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Ítem Texto completo enlazado Análisis analítico y numérico de la capacidad de carga de un pilote en función del ángulo de fricción y profundidad de empotramiento del suelo de apoyo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-20) Prado Huarancca, Marko Aldair; López Bendezú, Marko AntonioA lo largo de la historia de la ingeniería geotécnica, hubo soluciones analíticas dedicadas al cálculo de la capacidad de carga de los suelos que sirven como apoyo a los pilotes, a pesar de que muchos de ellos son el resultado de una sucesión de estudios en la misma época, cada uno posee sus propias particularidades como la asunción de un modo de falla en particular a cada método y la asunción de parámetros geotécnicos que eran complicados de obtener debido a las complicaciones tecnológicas de la época donde fueron postuladas. Debido a la existencia de softwares comerciales en la actualidad es posible modelar y analizar casi cualquier problema geotécnico con una respuesta aceptable ante lo que realmente sucedería en el campo de trabajo, sin embargo, no queda claro las diferencias entre las soluciones simplificadas. En la presente tesis se utiliza el método de elementos finitos para analizar un pilote aislado cargado axialmente y comparar los resultados con soluciones analíticas de mayor aceptación en el medio del diseño de cimentaciones profundas como lo propuesto por Meyerhof, Terzaghi, Brinch-Hansen, Caquot & Kerisel y Skempton. Una variable crucial que afecta la resistencia que ofrece el pilote es la profundidad efectiva de empotramiento en el depósito de suelo rígido. Por lo tanto, se analiza la influencia del diámetro y la relación de empotramiento del suelo de apoyo del pilote aislado.Ítem Texto completo enlazado Evaluación en laboratorio de las características de un suelo arcilloso de baja compresibilidad reforzado con inclusiones de fibras de polipropileno(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-05) Liendo Luque, Carol Estefani; Lopez Bendezu, Marko AntonioLa presente investigación tiene como objetivo es evaluar el comportamiento mecánico de un suelo arcilloso con inclusiones de fibras de polipropileno, con la finalidad de mejorar las propiedades del suelo aumentando los valores de sus parámetros de resistencia y retrasando la proliferación de grietas por la disminución en sus cambios volumétricos. Las fibras de polipropileno son utilizadas como refuerzo de una arcilla extraído del distrito de Wanchaq en Cusco. Las fibras de polipropileno son de 0.88 mm de diámetro y 5 mm de longitud en diferentes porcentajes: 0.3%, 0.6%, 0.9% y 1.2% respecto al peso seco del suelo. Se realizaron ensayos en laboratorio tales como la humedad, granulometría por tamizado, gravedad específica de sólidos, límites de consistencia, ensayo de compactación Proctor modificado, CBR y corte directo. Como resultado, se obtuvo que la arcilla de baja compresibilidad y reforzada con 0.3% y 0.6% de fibras, pasó de clasificación de subrasante insuficiente a subrasante regular, según el Manual de Carreteras del MTC, y de subrasante regular a subrasante buena, según la norma CE.010 Pavimentos Urbanos. También se obtuvo que la arcilla reforzada con 0.3% de fibras obtuvo una mejora de los parámetros de resistencia al corte, de ángulo de fricción y cohesión del 34% y 71%, respectivamente, con respecto al suelo sin reforzamiento.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de modelos teóricos de curvas esfuerzo deformación para un pilote sometido a una carga lateral(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-09-21) Cornejo Querevalú, Raúl Martín; Zamora Beyk, Juan PabloActualmente, se presentan nuevos retos en la construcción de infraestructuras y con ello una mayor demanda de nuevas soluciones en múltiples disciplinas de ingeniería, incluido en el campo de las cimentaciones. El presente estudio analiza teóricamente el comportamiento de un pilote cimentado en arena ante una carga lateral estática. El análisis de la interacción suelo-estructura se describe con los modelos Winkler, Ideal lineal elastoplástico y curva P-Y que representan el comportamiento del suelo utilizando curvas esfuerzo-deformación linealmente elástico, elastoplástico perfecto y curvo. Estos resultados permiten obtener la distribución de fuerza lateral, momento flector y deflexión del pilote a lo largo de la profundidad de análisis. En esta tesis se programa en Matlab la elaboración de la curva esfuerzo–deformación del suelo para cada uno de los modelos y los resultados de este análisis se desarrollan con los programas Matlab, D-Sheet Piling y L-Pile. El objetivo de esta tesis es presentar un análisis comparativo de la respuesta de cada modelo con relación a sus curvas esfuerzo-deformación, para determinar el mejor modelo que represente el comportamiento del suelo. Esta comparación se realiza con la metodología del MCA (Análisis Multicriterio) en la cual se asigna una serie de criterios de comparación basado en el marco teórico de los modelos y el análisis de la respuesta del pilote al aplicar una carga lateral estática de pequeña y gran magnitud. Se espera que la curva P-Y sea mejor modelo para analizar el comportamiento de un pilote cimentado en arena ante una carga lateral estática, porque ha sido desarrollado a través de múltiples ensayos, respaldado por múltiples fuentes científicas y recomendaciones de la API (Instituto Americano del Petróleo), por lo tanto, puede representar mejor el comportamiento del suelo y su interacción con el pilote.Ítem Texto completo enlazado Comparación de métodos analítico y numéricos (FEM) aplicado al diseño de losas de cimentación sobre un terreno tratado con inclusiones rígidas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-25) Arica Castro, Giosser Gianinni; Sobrecases Martí, SalvadorCuando se tienen suelos que pueden generar diferentes problemas geotécnicos, como licuación, grandes asentamientos o expansión del suelo, entre otros, se suele proponer cimentaciones profundas como la solución más factible. Sin embargo, estas en muchos casos pueden llegar a ser muy costosas, por la gran cantidad de materiales necesarios para su construcción y bajos rendimientos. Es por ello que los tratamientos y mejoramientos de terreno surgen como una solución más efectiva ante la presencia de estos problemas. En específico las Columnas de Módulo Controlado (CMC) son un método de mejora del terreno que consiste en una malla de columnas semirrígidas compuestas por mortero u hormigón fluido bajo un colchón de reparto de cargas, con el fin de mejorar las propiedades del terreno y reducir los asentamientos diferenciales. El sistema de transmisión de cargas es generado por la interacción entre el colchón de reparto, el suelo circundante y las columnas de módulo controlado. En el presente trabajo de investigación se presenta el estado del arte del método analítico empleado para el diseño de las Columnas de Módulo Controlado (CMC) y de los métodos numéricos aplicados en esta solución. Esto con el fin de aplicarlos en un caso en específico variando el espesor del colchón de reparto y el espaciamiento entre inclusiones, y obtener las deformaciones y los esfuerzos producidos a lo largo de la columna y del suelo circundante a esta. Finalmente, se comparan los resultados obtenidos, considerando variables como el asentamiento producido, profundidad del eje neutro, tasa de reducción esfuerzos (SRR) y eficiencia, por ambos métodos con el fin de conocer sus diferencias en cuanto a cálculos. Es así que se observa que el modelo de deformación plana propuesto representa mejor la distribución de esfuerzos y de asentamientos que el método axisimétrico, y se asemejan mucho más a los resultados obtenidos por el método analítico.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de la influencia de la interacción suelo-estructura en el margen de seguridad estructural de un pórtico 2D sobre zapatas superficiales en arenas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-31) Valdivia Ruiz, Luis Alberto; Zavala Rosell, Guillermo José; Pando López, Miguel ÁngelActualmente, la omisión de las deformaciones del suelo durante el proceso de análisis estructural de edificaciones se ha convertido en una práctica usual en el Perú que desestima el efecto de la ISE en el margen de seguridad de los elementos estructurales diseñados. Esto se debe a que la fundación usualmente es modelada como nodos sin libertad de movimiento, hecho que puede concluir en un diseño poco conservador. El objetivo de esta investigación es determinar el impacto de la ISE en el margen de seguridad de los elementos estructurales de un pórtico de 4 niveles, diseñado de forma convencional y cimentado sobre arena medianamente densa a densa. La tesis se sustenta en el comportamiento compresible del suelo, descrito inicialmente por Kondner (1963) mediante una relación hiperbólica entre el asentamiento y el esfuerzo aplicado en una zapata, y el procedimiento metodológico desarrollado por Picón & Ruiz (2019), que introduce la ISE en un pórtico plano en base a estudios de Li & Liu (2012) y el método de Winkler (1867). La metodología utilizada insertó la ISE en un pórtico diseñado frente a cargas de gravedad mediante dos procedimientos independientes, un proceso sistematizado de aplicación de ISE y una progresión creciente de distorsiones angulares aplicadas sobre la zapata más cargada. Por último, el impacto de la interacción fue determinado tras analizar la variación de parámetros de seguridad de flexión, corte y carga axial (RM, RV y RP) entre los estados inicial y final. En conclusión, en relación al primer procedimiento, la ISE resulta determinante en la integridad estructural a flexión de las vigas del pórtico analizado en particular, asimismo, el impacto crítico del fenómeno es más evidente al término del segundo procedimiento, donde α2=1/500 disminuye de forma alarmante el margen de seguridad.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo, experimental y numérico de un pilote de acero sometido a carga horizontal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-09) Sánchez Farfán, Patricio Gonzalo; Peña Camerano, Mario Andrés; López Bendezú, Marko AntonioUn pilote se ve afectado por diferentes solicitaciones de cargas (vertical, horizontal y momentos). La investigación analiza un pilote bajo una carga horizontal con los métodos analíticos/numéricos y un ensayo de campo. El ensayo para analizar comportamiento experimental fue realizado en Chilca, donde el ensayo de carga a escala real proporciona una base sólida para la comprensión del problema. El pilote cilíndrico, de acero A572 grado 50 de 24” de diámetro (½” de espesor). La profundidad enterrada del pilote es de 8.80 m y la carga lateral se aplica a una distancia de 0.40 m de la superficie. El ensayo siguió los lineamientos de la norma ASTM D3966. La caracterización geotécnica del sitio fue realizada en conjunto con la empresa. Con los ensayos de campo SPT y refracción sísmica se obtuvieron las propiedades mecánicas del suelo. Las propiedades del pilote de acero son conocidas por tratarse de un acero normalizado. Con estos datos se realizaron los análisis. Los cálculos analíticos y numéricos se compararon con las mediciones experimentales a través de gráficas de desplazamientos y momentos flexionantes a lo largo del pilote. El método de curvas p-y (Matlock y Reese) proporciona resultados aproximados y modela adecuadamente la distribución de cargas laterales y desplazamientos del pilote. El Método de Elementos Finitos (MEF) con el programa comercial Abaqus® se usa como herramienta para solucionar el problema. El modelo constitutivo elastoplástico de Mohr Coulomb es usado para analizar el comportamiento del suelo. El MEF modela la interacción suelo-pilote y simula aceptablemente bien el desplazamiento del pilote bajo la acción de la carga lateral. Finalmente, fue realizado un análisis paramétrico con el fin de conocer la influencia de los parámetros del suelo y pilote para entender mejor las respuestas del problema.Ítem Texto completo enlazado Análisis y diseño de la cimentación superficial de una torre de alta tensión en líneas de transmisión(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-11) Caycho Alarcón, Franco Giovanni; Rubiños Montenegro, Álvaro CésarThis thesis work involve an analysis and design of two types of surface foundations used in electrical transmission towers based on international and national standards applied to the reality of the country. This study is applied to a 43.1m high transmission tower that is part of a project called "Línea de Transmisión 220 kV La Virgen - Caripa". About the design of the foundations, compression and turning verifications are made to define the geometry and size in order to respect the bearing capacity of the ground (1kg / cm2), in addition the foundation is designed by punching, cutting, bending and the verification by removal. A metal tower is modeled in the SAP2000 software, having previously defined all the loads in the structure to obtain the compression and tensile reactions at the base, with this reactions manual calculations are carried out for the different verifications and compared with the results obtained by the SAFE software when modeling the superficial foundations in this program, thus resulting in verification by compression being the determining factor for the geometry of the foundation in soils with low resistance. Finally, the types of surface foundations designed for the transmission tower are compared in terms of cost, being the footings the most economical type of foundation in comparison with a foundation slab and the structural plans of these surface foundations are presented.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de la capacidad de carga para un suelo granular empleando métodos analíticos y computacionales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-08-10) Casusol Vargas, Roel Fernando; Zegarra Pellanne, Jorge Victor JoséEl problema geotécnico referido al cálculo de la capacidad de carga en una zapata infinitamente larga se puede enfocar desde diversos puntos de vista en cuanto al método de solución a utilizar. Existen diversos métodos con los cuales se puede llegar a una estimación, sin embargo, cada una de estos posee diversas consideraciones, tanto en la satisfacción de las condiciones de equilibrio como en la compatibilidad del sistema. En este proyecto se analiza comparativamente la relación entre los valores de capacidad de carga para un suelo granular (GP) particular, mediante el método de los elementos finitos (FEM por sus siglas en inglés) y métodos analíticos, considerando variaciones tales como la profundidad de cimentación, la dimensión de la zapata o el modelo constitutivo del suelo (solo para el caso de elementos finitos). Se modeló el problema geotécnico empleando el programa PLAXIS para doce (12) zapatas diferentes. Asimismo, se estimó la diferencia entre la capacidad de carga considerando las diferentes formulaciones tanto de autores pioneros en el tema como Prandtl (1920) y Terzaghi (1948), además de autores posteriores como Meyerhof (1963), Hansen (1970), Vesić (1975) y Chen (1972). Finalmente, se definieron las principales diferencias entre los métodos empleados, las cuales refieren a la definición de estados de falla, la regla de flujo asociada (determinada por el parámetro de dilatancia) y el estado tensorial del problema. Asimismo, se precisaron tendencias en cuanto a la coincidencia entre los métodos analíticos con FEM, teniendo en cuenta las diversas variables mencionadas anteriormente.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de cimentación profunda de un centro comercial con pilotes excavados y micropilotes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-07-02) Cépeda Alcázar, Diego Elías; Zavala Rosell, Guillermo JoséDos de las opciones de cimentaciones profundas más usadas para la transferencia de cargas a suelos de bajos esfuerzos admisibles son: los pilotes excavados y los micropilotes. Las dos opciones tienen diferencias en su capacidad estructural individual, en los materiales usados y en los procedimientos de construcción. Dichas diferencias tienen un impacto en el costo directo y en el plazo de ejecución de dichas opciones de cimentación profundas. El objetivo principal de esta tesis es hacer una comparación técnica, del costo directo, y de los tiempos de ejecución, y en base a ello obtener la opción de cimentación profunda más eficiente para una zapata del centro comercial de la ciudad de Tumbes. La metodología de la presente tesis plantea un análisis comparativo entre las dos opciones basadas en los resultados obtenidos del diseño estructural, geotécnico y de su incidencia en el costo directo y plazo de ejecución. Se identifica un perfil estratigráfico para la zapata más cargada que incluye suelos arcillosos y arenosos de bajos esfuerzos admisibles, los cuales según el análisis de licuefacción son licuables hasta una profundidad de 13.3 metros con respecto del nivel del terreno. Esta condición implica que se debe de utilizar cimentaciones profundas para cimentar la estructura. Utilizando las solicitaciones de carga vertical de la estructura, se diseñó la cimentación profunda de una zapata utilizando las siguientes dos opciones: pilotes excavados y micropilotes. Con el diseño se obtuvo los costos y tiempos de ejecución de cada solución. Las partidas más importantes son la perforación, el suministro y colocación del concreto y mortero, y el suministro y colocación de la armadura. El análisis comparativo realizado indica que el diseño con pilotes excavados es 61.6% menos costoso que el diseño con micropilotes e implica un plazo de ejecución 30.8% más corto que la opción de cimentación con micropilotes. Por lo tanto, dicha opción de cimentación profunda es más eficiente y se deberá hacer uso para cimentar las zapatas del proyecto.