Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural preliminar automatizado de edificaciones de concreto armado usando redes neuronales artificiales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-07) Cusiquispe Rocca, Roy; Velásquez Vargas, José Martín; Rodríguez Reyna, Carlos AlbertoEl diseño estructural de edificaciones involucra procesos repetitivos que buscan determinar las dimensiones adecuadas de los elementos estructurales y los parámetros sismorresistentes, que cumplan los requerimientos mínimos de la Normativa Técnica Peruana. Estos procesos son tediosos, propensos a errores y produce pérdidas de tiempo; haciendo que el diseño estructural sea, ineficiente y sobredimensionado, derivando en un mayor uso de materiales de construcción e incremento del costo de construcción. Para evitar estos problemas, la presente investigación tiene el objetivo de realizar un diseño estructural preliminar automatizado de edificaciones de concreto armado usando Redes Neuronales Artificiales (RNA). Para alcanzar este objetivo se construyeron modelos de RNA, que tienen la capacidad de predecir ratios, que permiten estimar la geometría de los muros estructurales (placas) y columnas, además, predecir parámetros sismorresistentes: periodos, derivas máximas, desplazamientos máximos del último nivel y cortante basal. La estructura de las RNA, estuvo compuesta por: una capa de entrada, formada por las características geométricas y sísmicas, que caracterizan a las edificaciones, extraídas de 51 proyectos existentes con sistemas estructurales: muros estructurales, y dual; ubicados en la ciudad de Lima; una capa oculta, que proporciona robustes y eficacia; y una capa de salida, compuesta por los valores objetivo: ratio de muros estructurales (placas), ratio de columnas, y parámetros sismorresistentes. Los resultados finalizaron con la construcción de 11 modelos de RNA, estos fueron entrenados, validados y probados. En la etapa final se implementó los modelos de RNA en un caso práctico, logrando resultados coherentes a un diseño estructural convencional. En conclusión, se demostró que las Redes Neuronales Artificiales tienen la capacidad de desarrollar un diseño estructural preliminar; con un mínimo Error Medio Cuadrático (MSE) y con valores de R cuadrado ajustado superior al 83% y 77%, para la predicción de ratio de muros estructurales y columnas, y parámetros sismorresistentes, respectivamente.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la vulnerabilidad sísmica de un edificio de concreto armado para diferentes resistencias a la compresión del concreto y densidades de muros(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-10) Mendoza Romero, Herbert Saúl; Vizcarra Alvarez, Víctor Alberto; Soto Oblea, Edward JonathanLa presente investigación es a raíz de destacar la importancia de evaluar sísmicamente las construcciones tal que su estado de daño alcanzado en un evento sísmico sea aceptable. En este contexto, se busca optimizar los costos asociados al análisis estructural. En particular, se analiza cómo la variación en la resistencia del concreto (f´c) y la densidad de los muros estructurales afecta la vulnerabilidad sísmica. Para abordar este análisis, se lleva a cabo una evaluación exhaustiva de la vulnerabilidad de la estructura mediante el análisis detallado de curvas de fragilidad, teniendo en cuenta una variedad de valores para la resistencia a compresión del concreto (f´c) así como la densidad de los muros dentro de la estructura, de manera que se puedan identificar con precisión las potenciales debilidades y su impacto en la integridad estructural bajo diferentes condiciones de carga y resistencia. En cuanto a los objetivos, se pretende conducir un análisis comparativo de la vulnerabilidad sísmica en una edificación con el objetivo de poder identificar un punto de equilibrio entre una vulnerabilidad sísmica aceptable y los costos asociados. Así como, generar curvas de capacidad de cada modelo en estudio además de conseguir el punto de desempeño asociados a un sismo específico. También analizar cómo varían las curvas de fragilidad para distintas resistencias del concreto y densidad de muros. Se empleará un enfoque analítico para realizar el análisis estático - no lineal o pushover, esto será posible usando la herramienta ingenieril de acrónimo ETABS y la metodología Hazus, el cual es un método estadístico para la creación de gráficos de vulnerabilidad estructural, los cuales interpretaremos como curvas de fragilidad. Por último, proponer posibles estrategias para seleccionar la resistencia del concreto y densidad de muros adecuadas al inicio de un diseño estructural con el fin de minimizar la vulnerabilidad de las edificaciones.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un edificio de seis pisos en el distrito de Lince destinado a viviendas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-09) Carrasco Boza, César Augusto; Ottazzi Pasino, Gian FrancoLa presente tesis tiene como objetivo el diseño estructural de una edificación de concreto armado de seis pisos. El edificio será destinado para el uso de viviendas, el cual se ubicará en el distrito de Lince, sobre un área de terreno de 519 m2. El primer piso será usado como estacionamientos y los pisos superiores como vivienda con 2 departamentos por piso. El diseño del edificio se efectuará bajo un sistema de muros estructurales combinados con pórticos de concreto armado y el análisis se hará bajo lo estipulado en la Norma E.030. Las cargas con las que se diseñarán serán obtenidas de la Norma E.020, según los ambientes y usos a los que están destinados. Los materiales que se usarán para el diseño se encuentran normados en la Norma E.060; para este proyecto se usará un concreto con resistencia de 210 kg/cm2 y acero de grado 60 A615 con una resistencia de 4200 kg/cm2. El análisis y diseño de los elementos estructurales (vigas, losas, zapatas, columnas y placas) por demandas sísmicas se realizarán haciendo uso del software ETABS y para el análisis por cargas de gravedad se usarán hojas de cálculo. La profundidad de cimentación está ubicada a 1.5 m por debajo del primer nivel donde se encuentra un suelo con alta capacidad portante de 4 kg/cm2 (grava de lima). Por ello, el tipo de cimentaciones serán superficiales: zapatas aisladas, conectadas y combinadas.Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural de un edificio multifamiliar de concreto armado de siete pisos en el distrito de San Miguel(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-03) Martin Calero, Jaime Junior; Acero Martínez, José AlbertoEl siguiente trabajo de tesis comprende el análisis y diseño de un edificio de siete pisos de uso para viviendas multifamiliares, con ubicación en el distrito de San Miguel. En este proyecto, el área del terreno tiene una medida de 510 metros cuadrados, mientras que el área techada es de 365.7 metros cuadrados. El tipo de suelo que se encuentra es suelo gravoso, con una capacidad portante de 3 kg/cm2. En este edificio, el sistema estructural está formado por placas de concreto armado, vigas peraltadas, vigas chatas y columnas. En cuanto a los techos, están formados tanto por losas aligeradas como también losas macizas. Para el diseño y análisis de los elementos estructurales del edificio, se siguió lo mencionado en el Reglamentos Nacional de Edificaciones, en las normas E.020, E.030, E.050 y E.060. Además de esto se realizó el modelamiento respectivo del edificio utilizando el software ETABS. Para la verificación de la resistencia de los elementos de tabiquería y sus respectivos arriostres, se hizo uso de la norma E.070 y E.030.Ítem Texto completo enlazado Diseño integral de una vivienda multifamiliar de 5 pisos en concreto armado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-27) Mendoza Remigio, Luis Alberto; Acero Martínez, José AlbertoLa presente tesis se justifica en la necesidad de proporcionar a proyectistas, constructores y clientes un acceso completo y accesible a los pasos y teorías esenciales relacionados con el diseño estructural de un edificio. En un mundo donde la construcción de viviendas multifamiliares de concreto armado es común, la comprensión de los principios fundamentales del diseño estructural es esencial. Esta tesis se adentra en este campo, proporcionando un análisis detallado de cada etapa del proceso de diseño, desde la planificación inicial hasta la concepción detallada en planos. Los objetivos centrales de esta investigación convergen en simplificar y democratizar el conocimiento estructural, permitiendo que tanto los profesionales de la construcción como los clientes comprendan y aprecien la importancia de cada decisión de diseño. Mediante el uso de herramientas de análisis y diseño, así como la interpretación de normativas vigentes, esta tesis se convierte en un recurso valioso para aquellos involucrados en el ámbito de la edificación. Además, la presentación de ejemplos concretos y casos de estudio contribuye a una comprensión más profunda de los conceptos presentados. En última instancia, esta investigación busca empoderar a proyectistas, constructores y clientes al proporcionarles las herramientas y el conocimiento necesario para abordar proyectos de construcción con confianza y perspicacia. En un campo donde la seguridad y la integridad son fundamentales, esta tesis ofrece una guía esencial para asegurar que los edificios no solo cumplan con los estándares requeridos, sino que también se erijan como estructuras sólidas y resistentes.Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural de un edificio de concreto armado de 7 pisos sin sótanos para vivienda multifamiliar en Pueblo Libre(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-26) Espinoza Patiño, Boris; Acero Martínez, José AlbertoEste estudio de tesis abarca la evaluación sísmica y el diseño de la estructura de un edificio destinado a viviendas multifamiliares dentro de un complejo residencial. Dentro de las estructuras de concreto armado, se emplea el sistema estructural de muros estructurales. El inmueble objeto de análisis, situado en el complejo residencial del distrito de Pueblo Libre, comprende siete niveles y una cochera de uso compartido en el nivel de acceso, contigua al edificio. En el primer nivel, se encuentra una zona de recepción junto con unidades habitacionales, mientras que los niveles superiores consisten exclusivamente en departamentos de aproximadamente 65, 85 y 105 metros cuadrados respectivamente. La superficie cubierta del edificio alcanza los 510 metros cuadrados y se presupone una capacidad de carga del suelo de 4 kg/cm2, dada su localización en Pueblo Libre. El proyecto se ajusta a las regulaciones establecidas por el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Para calcular las cargas, se sigue la Norma Peruana E.020 correspondiente a cada tipo de espacio. Utilizando esta información, se lleva a cabo la representación digital de la estructura propuesta a través de "ETABS®", software líder. Se utiliza la Normativa E.030 para obtener los criterios necesarios y efectuar la evaluación sísmica. Una vez completado el análisis y confirmadas las variables sísmicas, se procede a la elaboración de los componentes estructurales conforme a lo determinado en la Normativa E.060. En última instancia, se proporcionan los planos de las estructuras para su aplicación en la construcción.Ítem Texto completo enlazado Análisis sísmico y diseño para vigas de acoplamiento y placas, en un edificio de 16 pisos y 5 sótanos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-14) Speicher Mendiola, Fiorella del Carmen; Higashi Luy, Julio AntonioEl trabajo de suficiencia profesional presentada muestra el análisis sísmico, diseño estructural de placas y vigas de acoplamiento de un edificio multifamiliar en concreto armado, siguiendo los lineamientos de las normas peruanas vigentes, el código ACI- 318 del 2019 y algunos criterios de diseño. La edificación cuenta con dieciséis pisos superiores y cinco sótanos sobre un suelo tipo S1 en zona sísmica costera categorizada como Z4. El sistema estructural predominante es de muros de concreto armado. La estructura cuenta con losas macizas y aligeradas de 20 cm de espesor, vigas peraltadas y columnas. Se usaron las normas peruanas E.060 (propuesta del 2019), E.030 (2018) y E.020(2006) siguiendo los procesos y verificando cada uno de los requerimientos. Para el diseño se utiliza el programa ETABS, en el cual se realiza el modelo tridimensional y del cual se obtienen las solicitaciones actuantes para los elementos estructurales. Los resultados de la placa y viga de acoplamiento a diseñar se muestran en el presente documento, donde se puede notar que el diseño para placas, siguiendo el código ACI- 318-19, es más conservador que el de seguir la norma E-060 para diseño por capacidad.Ítem Texto completo enlazado Degradación de la capacidad estructural de pórticos regulares de concreto armado afectados por deterioros patológicos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-21) Tello Diaz, Victor Manuel; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoEl Perú es un país con una alta sismicidad debido a su ubicación en la zona denominada ‘Cinturón de Fuego del Pacífico’, haciendo que la construcción de edificaciones seguras sea fundamental. Sin embargo, la construcción informal genera el desarrollo de patologías estructurales haciendo a las edificaciones más vulnerables. El desconocimiento sobre las consecuencias de las patologías estructurales puede llevar a ignorar los peligros reales y aumentar el riesgo de daños y pérdida de vidas humanas en caso de un sismo. Es necesario comprender que el deterioro de la estructura puede disminuir su capacidad estructural para resistir sismos. La investigación tiene como propósito presentar un estudio inicial sobre la degradación de la capacidad estructural de pórticos de concreto armado afectados por deterioros patológicos. Se consideró la configuración de pórticos de concreto armado de hasta seis niveles y seis crujías afectados por las patologías de carbonatación, ciclos de hielo y deshielo, corrosión, porosidad, y reacción álcali-sílice, en tres grados de afectación patológica (leve, moderado y severo). Siendo las patologías de corrosión, carbonatación y porosidad las de más probable ocurrencia en nuestro país. Se analizó un total de 96 pórticos Las patologías estructurales fueron modeladas en función de los resultados obtenidos de investigaciones experimentales publicadas en papers científicos. El método de análisis estructural utilizado fue el análisis estático no lineal (‘pushover’), mediante el cual se obtuvieron curvas de capacidad, las cuales relacionan el cortante basal con el desplazamiento máximo de la estructura (trabajo por fuerzas externas). Posteriormente, se comparan los resultados obtenidos (curvas de capacidad) con los cuales se determina el comportamiento de las estructuras afectadas por las diferentes patologías estructurales. Se concluye con la determinación de los porcentajes de degradación de la capacidad estructural.Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural de una edificación multifamiliar de seis pisos en concreto armado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-20) Che Alva, Juan Luy; Villagómez Molero, DiegoLa presente tesis comprende el desarrollo del análisis estructural de una edificación multifamiliar de seis pisos y su diseño en concreto armado. El área del predio es de 2 994.30 m2 , el cual se ubica en el distrito de Miraflores, provincia y departamento de Lima, donde el terreno presenta un esfuerzo admisible de 4.00 kg/cm2 . La primera planta está constituida por estacionamientos, un hall de ingreso, una sala de usos múltiples (S.U.M.) y un área verde al aire libre. En los niveles superiores se ubican un total de 30 departamentos, 6 por cada piso, a los cuales se accede mediante dos ascensores y/o escaleras de emergencia que terminan en el sexto nivel. El proyecto presenta un sistema estructural sismorresistente de “muros estructurales” en ambas direcciones. Asimismo, se proyectaron losas macizas y aligeradas con espesor igual a 0.20 m para el sistema de techado, las cuales se encuentran enmarcadas por vigas peraltas de 0.50 y 0.60 m. Estas transfieren sus cargas a placas con espesores de 0.20 y 0.25 m, y columnas con secciones transversales de 0.25x0.50 m y 0.25x0.60 m. La cimentación está compuesta por zapatas aisladas, combinadas y conectadas con vigas de cimentación. Respecto a la estructuración y predimensionamiento, se emplearon criterios basados en la experiencia y recomendaciones de ingenieros. Mediante el software ETABS se modeló la estructura y se realizaron los análisis estático y dinámico; asimismo, a través del uso de SAP2000 y SAFE se diseñaron las losas y cimentaciones. Las cargas consideradas sobre la edificación fueron obtenidas de la Norma E.020 (2006), a su vez, en base a la Norma E.030 (2018), no se presentó irregularidades en planta ni en altura (R=6). Por último, los planos finales donde se plasmó el diseño final del proyecto, de acuerdo a las directrices de la Norma E.060 (2009), se desarrollaron por medio del programa AutoCAD.Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural en concreto armado de un edificio de vivienda multifamiliar de ocho pisos y un sótano en el distrito de San Miguel(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-14) Chamorro Calixto, Renato Fernando; Rubiños Montenegro, Alvaro CesarEl territorio peruano se encuentra en la zona denominada “Cinturón de Fuego del Pacífico”, la cual es una zona altamente sísmica, por lo que el Reglamento Nacional de Edificaciones, en la Norma E.030 (RNE, 2018), presenta tres filosofías fundamentales para el diseño de estructuras sismorresistentes: evitar pérdidas humanas, permitir la continuidad de los servicios básicos y minimizar los daños a las propiedades. De esta manera, se desarrollará, en la presente tesis, un diseño estructural en concreto armado, según los lineamientos de la Norma E.060 (RNE, 2009), de una edificación multifamiliar de ocho pisos y un sótano, en la cual se aplicarán los criterios estipulados en las normas vigentes con la finalidad de cumplir el objetivo de un correcto desempeño estructural en casos de cargas solo por gravedad, así como durante los eventos sísmicos y sus respectivas combinaciones de cargas.
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