Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Parámetros que influencian en las flechas de las dovelas en puentes construidos por volados sucesivos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-08) Castillo Salas, Elizabeth Florayne; Zegarra Ciquero, Luis AntonioEl Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú tiene como objetivo de su plan de gobierno la construcción de 700 puentes a nivel nacional entre peatonales y vehiculares. Entre las cuales se construirán puentes de grandes luces de diversas tipologías entre ellas las segmentales construidos por volados sucesivos. Dentro del proceso constructivo de este tipo de puentes una de las etapas es el tensado y esto será el tema en estudio. El propósito de esta investigación es entender la importancia de detallar las fuerzas de tensado en cada etapa del proceso constructivo. Para lograr esto, se revisará normativas de diseño de puentes de Perú y otros países, y también se revisará investigaciones como son: papers, journals, research, etc. Luego, se realizará un modelo matemático en el programa de puentes de CSI Bridge donde se simulará las distintas etapas de proceso constructivo. Se espera que los resultados puedan contribuir en las consideraciones del tensado de cables para puentes por volados sucesivos en el Manual de Diseño de Puentes del Perú y que se pueda llegar a la conclusión que las fuerzas de tensado tienen implicancias técnicas y están relacionadas con las pérdidas de preesfuerzo, deformación y contraflecha.Ítem Texto completo enlazado Construcción de puentes: propuesta de metodología para diseño de ensamble y montaje de puentes de armadura metálica flexibles de luces medianas en proyectos mineros en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-05) Mendívil Rivas, José Antonio; Zegarra Ciquero, Luis AntonioLos puentes son muy importantes en proyectos mineros. Su aplicación en sistemas de transporte de mineral o residuos los hace críticos para la operación. Los casos de luces medianas y grandes alturas complican su montaje. Los contratistas en el Perú normalmente instalan puentes de luces cortas por métodos estándares con grúas móviles y no tienen la experiencia para el montaje por métodos especializados, como lanzamiento, abatimiento o izado pesado con gatas. Cuando se trata de una inversión minera de un mayor alcance ―el puente y la infraestructura de transporte― la situación se complica aún más porque el alcance y complejidad del puente quedan poco visibles en el paquete técnico de licitación de construcción. El Manual de Puentes de Perú establece de forma general los requerimientos de ingeniería de erección de puentes. No existe una bibliografía especifica en el Perú que proponga el detalle de requerimientos para el montaje especializado en estos casos. En esta tesis, se incluye el estudio de un caso real en el Perú de un puente de armadura metálica de 300 m de longitud total a instalarse en un valle a 90 m de altura por encima del lecho del río, el cual soporta el peso de un canal de relaves y una tubería de agua industrial. Sobre la base del estudio de caso, se demuestra por analogía y deducción que la proposición de una metodología sistemática para la ejecución de ingeniería de ensamble y montaje de este tipo de puentes permite planificar su ejecución eliminando o mitigando los riesgos de inversión. La presente investigación se justifica porque permite demostrar que este tipo de aplicaciones complejas no pueden ejecutarse sin la inclusión correcta de ingeniería de erección previa al montaje, dado que un error en la secuencia de construcción puede llevar a una condición de falla catastrófica.Ítem Texto completo enlazado Ensayo de Análisis Modal Operacional en la Tribuna Oriente del Estadio Huancayo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-03) Bada Castillo, Jose Antonio; Zegarra Ciquero, Luis AntonioLos estadios deportivos son estructuras sometidas a cargas dinámicas producidas por el salto rítmico de los espectadores. Estas cargas pueden ocasionar vibraciones inadmisibles para el confort humano y fallas estructurales por resonancia. La resonancia es un fenómeno que ocurre cuando la frecuencia de la carga aplicada es igual a la frecuencia natural de la estructura (Clough y Penzien, 2003). Un caso práctico donde se detectaron vibraciones y fisuras es la tribuna Oriente del Estadio Huancayo. Es más, el aforo de esta tribuna fue reducida debido a la existencia de fisuras y problemas de inestabilidad (Chavez, 2011). Por ello, el presente trabajo tiene como objetivo la protección de tribunas de concreto armado ante vibraciones causadas por la actividad rítmica de los espectadores. Para lograr nuestro objetivo fue necesario estudiar el comportamiento dinámico de la tribuna, determinar el daño que las vibraciones podrían causar y proponer un reforzamiento que contribuya con el confort del público y con la seguridad estructural de la tribuna. Bajo estas circunstancias, se realizó un ensayo de Análisis Modal Operacional (OMA) con un sismómetro que registró señales dentro de una banda de frecuencias entre 0.20 y 40 Hz y una frecuencia de muestreo de 200 Hz. Estos registros fueron procesados para conocer la frecuencia fundamental de 4.45 Hz en la tribuna y la frecuencia fundamental del suelo que se encuentra entre 0.60 y 2.00 Hz. Con estos resultados se implementó y validó el modelo numérico de Elementos Finitos (FEM) de la tribuna y se evaluó su comportamiento debido al salto rítmico de los espectadores con una frecuencia excitadora de 3.50 Hz. Por consiguiente, se planteó el reforzamiento estructural de la tribuna Oriente del Estadio Huancayo.Ítem Texto completo enlazado Análisis y diseño de un puente en arco atirantado de tablero inferior(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-11) Inocente Cipriano, Godolfredo; Zegarra Ciquero, Luis AntonioEl diseño de un Puente en Arco Atirantado de Tablero Inferior es de gran importancia en nuestro país, ya que permite cubrir obstáculos sin necesidad de apoyos intermedios, tiene bajo costo de mantenimiento en comparación a puentes continuos con apoyos intermedios y lo más importante evita pérdidas de vidas humanas al no exponer su estructura en el lecho del río. El objetivo de esta tesis es presentar el comportamiento general del puente, procedimiento de análisis y diseño de cada elemento de la superestructura de un Puente en Arco Atirantado de Tablero Inferior. En particular se presenta el diseño de un Puente en Arco Atirantado de Tablero Inferior de 65 m de luz y 4 líneas de tráfico, determinando recomendaciones de los elementos y conexiones, que sirva de consulta para la concepción de este tipo de puente. El estudio se inicia con el comportamiento general del puente, experiencia del puente Topará colapsado y algunas consideraciones específicas de los elementos del puente, como es la disposición de péndolas, rotura de péndolas, efectos de no linealidad geométrica, tipos de arriostramientos y conexiones. En la parte del redimensionamiento, se determina la geometría inicial del puente para realizar el análisis en base a referencias bibliográficas y experiencias en este tipo de puente arco atirantado. El análisis del Puente en Arco Atirantado de Tablero Inferior, se realiza para cargas permanentes y variables. El análisis sísmico se realiza mediante un análisis modal espectral y se estudia la influencia de la componente vertical del sismo. También se estudia el análisis no lineal geométrico para determinar el efecto de las grandes fuerzas de tracción o compresión en la estructura. Finalmente, se desarrolla el diseño de los elementos y conexiones del Puente en Arco Atirantado de Tablero Inferior, estableciendo un procedimiento para hacer el diseño más eficiente y rápido. Se realiza el diseño de la viga cajón, arco, péndolas y su conexión, viga diafragma, viga arriostre, tablero y el apoyo del puente. En el anexo se presenta los planos de estructuras del diseño. El análisis y diseño de este tipo de puente arco atirantado se realiza en base al Manual de puentes del MTC y AASHTO LRFD.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de las reglas de combinación direccional en el cálculo de la respuesta estructural en edificios de concreto armado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-10) Bravo Anaya, Rualth Gustavo; Zegarra Ciquero, Luis AntonioActualmente, el diseño sísmico de edificios se basa en aplicar una excitación sísmica a lo largo de uno de los ejes principales de la estructura; pero, distintas investigaciones han demostrado que el ángulo de incidencia y bi-direccionalidad del sismo son parámetros importantes a tomar en cuenta. El objetivo de la presente investigación fue evaluar las reglas de combinación direccional en el cálculo de la respuesta estructural de edificios de concreto armado para distintas irregularidades estructurales. La metodología empleada consistió en realizar distintos análisis tiempo historia lineal bi-direccional en 9 modelos computacionales, utilizando distintos ángulos de incidencia del sismo; con estos resultados se obtuvieron las respuestas críticas de las estructuras evaluadas. Así mismo, se realizó un análisis modal espectral a lo largo de los ejes principales de la estructura, para después aplicar las reglas de combinación direccional evaluadas en el estudio. Para evaluar las reglas, se compararon las respuestas obtenidas de cada regla con las respuestas críticas obtenidas del análisis tiempo historia. Con los resultados obtenidos se concluyó que no existe una regla de combinación direccional que estime mejor las respuestas para determinada irregularidad estructural; más bien, sin importar el tipo de irregularidad, la regla que estimó de mejor manera las respuestas evaluadas fue la regla del escalado a la cortante basal estática, regla presente en la norma peruana y en normas de otros países. Además, se observó que la respuesta estructural obtenida con el análisis modal espectral subestima la respuesta crítica, pues varía entre el 65% y el 87% de la respuesta obtenida con el análisis tiempo historia. Finalmente, se observó que los parámetros más relevantes que afectaron en las respuestas calculadas con las reglas de combinación direccional fueron el periodo fundamental y la excentricidad de la estructura, por lo que, se propuso una nueva regla que depende de estos dos parámetros.Ítem Texto completo enlazado Análisis de factibilidad de la aplicación de arriostres de pandeo restringido como sistema de control de respuesta(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-03) Orellana Ayre, Alan Kenji; Zegarra Ciquero, Luis AntonioEl Perú es un país altamente sísmico, en tal sentido nuestras edificaciones tienen la necesidad de la implementación del uso de técnicas de control de respuesta sísmica con las que, sin un alto costo, se aumente la protección de respuesta sísmica en edificaciones. Es por eso que en el Perú ya se tiene conocimiento y aplicación de sistemas de control de respuesta, sin embargo, no es muy común el uso de los disipadores activados por desplazamiento como el arriostre con pandeo restringido, el cual es una alternativa relativamente nueva en nuestro país, a diferencia de otros países donde es una de las más utilizadas. En consecuencia, el objetivo de esta tesis es realizar el rediseño de una edificación de acero estructural utilizando los arriostres de pandeo restringido como sistemas de control de respuesta, como objetivos secundarios se plantea analizar los fundamentos teóricos del diseño para estos elementos, evaluar la configuración más adecuada para el edificio planteado, evaluar mediante análisis no lineales el refuerzo propuesto, y realizar una comparación del dispositivo con y sin BRB. Se utilizaron la norma técnica nacional E030 Diseño sismorresistente, así como normas internacionales como el ASCE 7-16, AISC 341-16 y AISC 360-16, entre otras donde sea conveniente. Primeramente, se realizó una recopilación de información y revisión bibliográfica. Además, se escogió la edificación de acero a rediseñar con el nuevo sistema de control de respuesta. Se investigo las principales configuraciones de BRB para posteriormente elegir la más adecuada según la dirección de análisis. En segundo lugar, se inició de diseño de la edificación a partir de un dimensionamiento de los núcleos de BRB, su verificación con la norma E030 con un análisis lineal dinámico. Posteriormente, se comprobó el diseño con las distribuciones de fuerzas de reajuste del BRB en los otros elementos del pórtico. Por último, mediante un análisis estático no lineal se comparo el desempeño estructural del sistema con BRB con el original SCBF, finalmente se realizó un análisis dinámico no lineal Tiempo – Historia donde se verifico las máximas respuesta del edificio como derivas, desplazamientos, fuerzas y energía disipadas.Ítem Texto completo enlazado Procedimiento de evaluación de operatividad para puentes incorporando el modelamiento numérico por medio de prueba de carga estática y dinámica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-03) Flores Arévalo, Renzo Renato; Zegarra Ciquero, Luis AntonioLos puentes son estructuras esenciales para el desarrollo de los pueblos y del país. Asimismo, requieren de una gran inversión económica, por lo que es importante su conservación y mantenimiento permanente. Por esta razón, en esta investigación se plantea un procedimiento de evaluación de las condiciones de servicio de puentes que incluyen la inspección visual y evaluación de daños, la medición de flechas bajo la carga vehicular HL-93. Para ello se realizó fichas de inspección y protocolos para la prueba de carga estática y/o dinámica e indicando los puntos de medición a tomar y obtener de esta manera la deformación de los elementos principales y propiedades dinámicas para la validación y calibración de un modelo numérico del puente y así realizar la evaluación del estado actual de la estructura y emitir un dictamen sobre la misma. El procedimiento fue aplicado en puente Shilcayo sobre el rio del mismo nombre, este se encuentra ubicado en la vía de evitamiento de la ciudad de Tarapoto, provincia de San Martín, departamento de San Martín. El puente es de tipo sección compuesta de viga losa de 33.00 metros de luz simplemente apoyado, con una antigüedad aproximada de veintiocho años de vida útil y es considerado un puente importante. De acuerdo a las características de la estructura y ubicación, se realizó la prueba estática para caracterizar su deformación. Estos resultados se utilizaron para calibrar un modelo numérico de elementos finitos tridimensional del puente. Los resultados de los cálculos numéricos con el modelo sirvieron para emitir el dictamen de operatividad para una carga vehicular HL-93.Ítem Texto completo enlazado Verificación estructural de un puente carretero con vigas postensadas de 114 m de luz bajo la sobrecarga HL-93(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-09) Bayona Dávila, Vanessa del Rosario; Zegarra Ciquero, Luis AntonioEsta tesis presenta los análisis realizados sobre la verificación estructural de un puente carretero con vigas postensadas de 114 m de luz. El objeto de estudio es el: “Puente Ñacará”, ubicado en la provincia de Morropón departamento de Piura; fue diseñado bajo la Norma AASHTO de 1987 con el tren de cargas C-30 de la Norma Francesa, sin considerar que luego de 20 años el puente recibiría una variabilidad de camiones que transitarían por él. El presente trabajo, se desarrolló con la finalidad de realizar una revisión analítica bajo las solicitaciones de la Norma AASHTO, con el tren de carga HL-93, el cual obedecen a una carga adicional distribuida, que obliga a realizar nuevamente una evaluación al puente para corroborar, que si bajo su diseño inicial, requiere o no un reforzamiento para continuar su funcionamiento.Ítem Texto completo enlazado Diseño por desempeño sísmico de las estructuras de acero(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-03) Silva Paytán, Julio André; Zegarra Ciquero, Luis AntonioEl objetivo principal de la presente tesis es dar a conocer un método de diseño basado en el comportamiento plástico de las estructuras metálicas, cuando estas se encuentran sometidas a caras sísmicas; es decir, analizar la formación de rótulas plásticas o tipos de fallas en los elementos estructurales. Se detallarán todas las variables que intervienen en este método de diseño; así como también, se deducirán las ecuaciones mediante el uso de herramientas matemáticas o programas de cálculo estructural. De esta manera, se busca que el lector entienda como funciona esta metodología de diseño. Con la finalidad de entender el método expuesto, se realizará un ejemplo sencillo en donde se aplicarán todos los conceptos paso por paso, de manera que el lector sea capaz de aplicar la metodología en sus diseños o investigaciones Se analizarán y compararán los resultados obtenidos mediante el uso de programas de cómputo. Finalmente, se analizarán los resultados, para obtener la mayor cantidad de conclusiones y recomendaciones para investigaciones futuras que puedan complementar la presente Tesis.Ítem Texto completo enlazado Los encofrados deslizantes en la construcción de silos de concreto armado en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-01) Llave Frías, José Alberto; Zegarra Ciquero, Luis AntonioEn el presente trabajo se pretende hacer un resumen del sistema de los encofrados deslizantes en base a los procedimientos que se han venido aplicando en este tipo de obras en el Perú, de manera que sirva de guía para obras similares. Se va a desarrollar el tema en base a la aplicación de este sistema para la construcción de silos o reservorios verticales de concreto armado, sin embargo, las descripciones presentadas son, en gran medida, aplicables para la construcción de cualquier tipo de estructura vertical que aplique para construirse con el sistema deslizante. Se abarcará el tema empezando por una descripción general del modelo. Luego, se describirán todos los procedimientos previos al inicio del izaje, desde la planificación hasta el armado final del molde. Se hará una descripción de todos los procesos involucrados en el proceso de izaje desde el inicio del deslizamiento hasta finalizar el izaje. Se mencionarán las ventajas y desventajas del sistema de encofrados deslizantes frente al sistema de encofrados tradicionales. Por último, se tratarán los problemas con alto potencial de ocurrencia cuando se trabaja con el sistema deslizante, haciendo énfasis en los relacionados con movimientos no deseados de la plataforma. Finalmente, propondrán alternativas para mejorar los procesos de control, construcción y medición. Se darán las bases para desarrollar un procedimiento de control en obra que permita determinar si el concreto suministrado es apropiado para utilizarse con el sistema deslizante, se propondrá una alternativa para mejorar el sistema de entrega de concreto a la plataforma y otro para la mejora de medición de plomadas, ambas orientadas a la sistematización, ahorro de costes y tiempo en los procesos. También se evaluarán las distintas alternativas para el traslado del concreto y se discernirá la más óptima para el sistema deslizante. Cabe señalar que, por temas de tiempo, en la presente tesis no se pretende desarrollar todos los procesos que permitan la implementación final de estos sistemas. Simplemente se plantearán como potenciales mejoras o soluciones a determinados problemas, poniendo las bases para su posterior desarrollo e implementación.