Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Estudio de patologías post-construcción en losas de estacionamiento de concreto armado: análisis de sobrecargas de diseño y métodos de refuerzo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-15) Arca Rojas, Kevin Paul; Higashi Luy, Julio AntonioEn respuesta al creciente número de patologías observadas en losas de estacionamiento de concreto armado. El presente estudio tiene como objetivo evaluar la idoneidad de la carga viva uniformemente distribuida de 250 kg/m², especificada en norma NTP E.020, para soportar las cargas actuales de los vehículos. Además de analizar las causas subyacentes de los daños presentes en las losas y proponer medidas de reparación y reforzamiento estructural. Para abordar estos objetivos y mejorar la fidelidad de los resultados se llevó a cabo el análisis de tres estructuras de estacionamiento existentes en el Perú. El análisis estructural de los edificios de estacionamiento se realizó mediante el método de elementos finitos en programa de cómputo considerando comportamiento lineal elástico de las estructuras. Para el estudio de la carga viva se compararon los resultados del análisis de la carga uniformemente distribuida y los efectos de carga del vehículo patrón de diseño establecido para realizar evaluaciones clave de sus efectos, como la carga axial máxima en columna, el momento flector máximo en el centro de claros de vigas y losas, y la deflexión máxima alcanzada en losas. Los resultados obtenidos confirman de manera concluyente que la carga uniformemente distribuida produce resultados prácticamente equivalentes en elementos horizontales como vigas y losas. Asimismo, se demuestra que la carga uniformemente distribuida presenta resultados más conservadores de carga axial en columnas, por lo que se verifica la medida de reducción de carga viva en elementos verticales. De la evaluación estructural de las losas de estacionamiento, se verifica que las patologías como fisuras y deflexiones excesivas, se deben a la especificación de espesores de losa insuficientes, déficit de acero colocado por requerimientos de contracción y déficit de resistencia por flexión proporcionada, las cuales resultan en algunos casos inferiores a su momento de agrietamiento. En síntesis, este estudio contribuye a mejorar las consideraciones de carga viva y de diseño de losas, proponiendo cambios normativos y prácticas de reparación y/o reforzamiento efectivas.Ítem Texto completo enlazado Evaluación del desempeño sísmico de un edificio peruano de concreto armado con dispositivos de fluido viscoso(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-02) Quiroga Flores, Luis Enrique; Muñoz Peláez, Juan AlejandroEn el protocolo peruano de diseño de edificaciones con sistemas de dispositivos de fluido viscoso (DFV) no se incluye la evaluación del desempeño ni la estimación del daño. El objetivo de este trabajo es evaluar el desempeño sísmico de un edificio peruano representativo con DFV no lineales (EDIF-DFV). Se diseñó un edificio convencional con muros y pórticos de concreto armado (EDIFCONV), usando las normas peruanas de edificaciones y se incorporó un sistema de DFV diseñado con la norma estadounidense FEMA 273. Se seleccionó la alternativa de distribución de DFV que produjo la mayor reducción de derivas de entrepiso. Luego se desarrolló la comparación del desempeño sísmico del EDIF-DFV con respecto al EDIF-CONV, usando el Análisis Dinámico Incremental (IDA). El desempeño fue evaluado usando el desplazamiento lateral de la azotea (SEAOC, Vision 2000), derivas de entrepiso (HAZUS-MH MR4), y el daño en los elementos estructurales mediante los giros inelásticos en las rótulas (ASCE 41). Los resultados del EDIF-CONV mostraron que, para los sismos de 50 y 100 años, presentaría un estado funcional, daño leve, prácticamente sin requerir reparaciones. Para el sismo de 500 años, seguiría funcional, pero con daño moderado y requeriría una reparación menor en las placas. Para el sismo de 2500 años, estaría en resguardo de vida, con daño moderado más acentuado y requeriría reparaciones en las vigas y placas. En cambio, en el EDIF-DFV, para los sismos de 50 y 100 años, se encontraría operativo y casi sin daño. Para el sismo de 500 años, estaría funcional con daño leve y prácticamente sin requerir reparaciones. Para el sismo de 2500 años, seguiría funcional, pero con daño moderado y requeriría reparaciones en las placas. Para los sismos de 500 y 2500 años, las columnas adyacentes a los DFV presentarían mayor daño respecto al EDIF-CONV, pero no excederían el umbral de daño de “Ocupación Inmediata”. Se concluye que, para sismos con intensidades menores o equivalentes al sismo de 500 años, el daño del EDIF-DFV sería leve, prácticamente sin requerir reparaciones. Se recomendaría incorporar DFV en un edificio peruano convencional para disminuir los costos de reparación por daños.Ítem Texto completo enlazado Desempeño de un edificio teórico aporticado de 5 pisos con disipadores de fluido viscoso(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-28) Chupica Espinoza, Tony Bryan; Ramírez Mejía, Yitzhak; Muñoz Peláez, Juan AlejandroLos sistemas modernos de protección sísmica por disipación de energía empiezan a ser más difundidos en el medio peruano. Por ello, resulta necesario estudiar los procedimientos de análisis y diseño de los edificios con disipadores de energía. Este trabajo tiene por objetivo evaluar la posibilidad de que edificios con disipadores de fluido viscoso permanezcan sin daño en terremotos importantes. Se eligió un edificio aporticado de concreto armado de 5 pisos y se estructuró para lograr una deriva máxima de 7 por mil según lo establecido en la NTE E030. Se incorporó un sistema de protección sísmica empleando disipadores de fluido viscoso no lineales y se desarrollaron dos tipos de análisis para el edificio protegido: análisis espectral y análisis tiempo historia con dispositivos no lineales. La capacidad de cada uno de los elementos se tomó del análisis espectral amplificando estos valores por una sobrerresistencia de Ω = 2, el cual es un valor usualmente considerado para estas estructuras. Esta capacidad luego se comparó con la demanda del análisis tiempo historia, tomándose como criterio de comportamiento elástico el caso en que la capacidad superaba o igualaba la demanda. Los resultados de este trabajo indican que el sistema de protección de fluido viscoso no logra evitar que los elementos estructurales entren en el rango inelástico durante sismos raros; sin embargo, el sistema de protección si permite reducir la deriva en el edificio y por tanto el daño en el sistema estructural.Ítem Texto completo enlazado Evaluación del desempeño sísmico en el rango inelástico de una estructura esencial de concreto armado con disipadores de fluido viscoso(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-02) Moreno Vivanco, Bill Carlos; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoEl uso de dispositivos disipadores de energía ha ido aumentando en los últimos años pues no solo contribuyen a lograr los principales objetivos de la ingeniería sismorresistente, tales como la reducción de los daños materiales y pérdidas humanas, sino también evitar la interrupción de los servicios e incrementar las posibilidades de reparación futura de la estructura. Es por ello que la presente investigación pretende aportar al conocimiento sobre el comportamiento sísmico de estructuras de concreto armado con dispositivos de protección sísmica mediante el estudio del comportamiento inelástico de una estructura con disipadores de fluido viscoso. Para ello, se realiza la evaluación del comportamiento no lineal de un hospital de concreto armado ubicado en Moquegua, al cual se le instalan disipadores de fluido viscoso a fin de reducir las derivas de entrepiso y mejorar el nivel de desempeño frente a solicitaciones sísmicas severas. En ese sentido, se realiza el modelo matemático del hospital, previamente diseñado, en el software SAP2000 e introducen las propiedades inelásticas de elementos como rótulas plásticas y disipadores, utilizando los diagramas momento-curvatura para cada sección. Además, se evalúa la calificación del nivel de desempeño logrado con los disipadores en comparación a la configuración original. Al respecto, los resultados de la evaluación señalan que los amortiguadores disipan un 75% de la energía de entrada en la dirección X y un 67% para la dirección Y. En cuanto a las derivas, los amortiguadores logran reducirlas en un 74% en la dirección X y un 75% para la dirección Y, alcanzando una deriva máxima de 3.36 ‰ en el entrepiso 1 para la dirección Y. En ese sentido, se demuestra la eficacia de los dispositivos disipadores de energía en la reducción de daños frente a solicitaciones sísmicas y la importancia de la noción del desempeño inelástico de la estructura y la ductilidad en el análisis no lineal de las estructuras.Ítem Texto completo enlazado Propuestas técnicas para el diseño y construcción de losas en dos sentidos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-19) Graus Medina, Daniel Angel; David Polanco, André Alexander; Alvarado Cabrera, Sebastián José; Vidal Cardeña, Mauricio Jesús; Inca Martínez, Laura Lía; Ucañan Diaz, RobinsonEn la presente investigación se analizan tres tipos de losas, losas macizas en dos direcciones, losas aligeradas en dos direcciones y losas BubbleDeck. Como parte del análisis de cada una de ellas, se parte de la definición y composición de cada losa. Luego, el análisis tomará en cuenta tres aspectos importantes para poder observar las principales ventajas y desventajas que tiene cada tipo de losa. En primer lugar, se estudia el comportamiento estructural, donde con un caso ejemplo se observa el desempeño de cada losa para dos condiciones, losas sin vigas y losas con vigas. En segundo lugar, la constructabilidad toma en cuenta diferentes aspectos tales como, proceso constructivo, materiales y tiempo de construcción. En tercer lugar, el costo se calculará por metro cuadrado dependiendo de los dos aspectos mencionados y extrayendo datos del mercado nacional e internacional. Cuando se finaliza el análisis de los tres aspectos, se procederá a seleccionar una para un caso de estudio de un colegio ubicado en el distrito de Puente Piedra. La elección de la losa tomará en cuenta los límites económicos establecidos, además de los tres aspectos analizados. Finalmente, se escoge la losa más conveniente para el presente caso, se describen las ventajas y desventajas de cada losa, ya sea sin vigas o con vigas, y se realizan los comentarios finales que alienten la búsqueda de nuevas tecnologías que pueda mejorar el aspecto económico del sector construcción en el Perú.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un edificio de viviendas en Santa María(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-31) Izquierdo Horna, Luis Antonio; Ottazzi Pasino, Gian Franco AntonioEl presente trabajo consiste en el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de siete pisos proyectado sobre un terreno rectangular de 375 m2; 30 metros de frente por 12.50 metros de profundidad, ubicado en una zona residencial del balneario de Santa María – Lima. Como tema complementario se realizó el metrado del consumo de acero y del concreto. El sistema de techado utilizado es de losas aligeradas y macizas de 0.25 m de espesor. La estructura del edificio está compuesta en su gran mayoría por muros de corte combinados con pórticos de columnas y vigas de concreto armado. Estos muros fueron pre dimensionados considerando que el 80% de la fuerza cortante sísmica basal proveniente del análisis estático, sea resistida únicamente por el concreto, mientras que para el pre dimensionamiento de columnas solo se consideraron cargas de gravedad. En base a la estructuración y pre dimensionamiento inicial, se realizó un análisis sísmico preliminar con el propósito de verificar si la estructura propuesta satisface los requisitos exigidos por la Norma de Diseño Sismorresistente (NTE E.030) y que los principales elementos sísmicos tengan un comportamiento adecuado para soportar los esfuerzos a los que serán exigidos. Este análisis se realizó empleando un modelo tridimensional con la ayuda del programa Etabs, obteniéndose así la respuesta de la estructura ante el espectro de pseudo-aceleraciones proporcionado por la Norma. El diseño del edificio se realizó dentro del marco normativo del “Reglamento Nacional de Edificaciones” (RNE), dentro de las cuales destacan las siguientes normas: E.020 Cargas, E.030 Diseño Sismorresistente, E.050 Suelos y Cimentaciones, E.060 Concreto Armado.Ítem Texto completo enlazado Análisis de una edificación de 4 pisos con disipadores de fluido viscoso(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-05-29) Chacón Álvarez, Roberto; Ramírez Caparó, José Eduardo; Montalbetti Solari, Juan AntonioEn las últimas décadas del desarrollo de la ingeniería estructural se han presentado medidas para que los edificios sean diseñados de acuerdo a requerimientos mínimos de fuerza lateral. Estas medidas se han concretado a través de códigos y normas de diseño estructural, que a través de lecciones aprendidas de los sismos, han evolucionado a lo largo de los años. Los edificios construidos y diseñados según lo especificado en los códigos de diseño modernos han demostrado un buen comportamiento ante los últimos terremotos ocurridos. Sin embargo, en muchos casos los costos de reparación de las estructuras y elementos no estructurales, como es el caso de la tabiquería, son muy elevados; además, el procedimiento a realizarse para la reparación implica que la estructura se encontrará inoperativa parcial o totalmente. Las razones presentadas anteriormente fueron motivo para desarrollar nuevos sistemas de protección sísmica. Estos no solo protegen a la estructura del colapso ante una solicitación extrema, sino que también permiten lograr un buen comportamiento durante la acción de sismos leves o moderados. Los métodos de protección sísmica están agrupados en tres grupos: sistemas de protección activa, pasiva e híbridos. En la presente investigación, se estudian dispositivos de protección pasiva, en especial los disipadores de fluido viscoso. El trabajo actual está basado en el estudio realizado por Shing [2] y Whittaker [3], también se consideraron las recomendaciones de desempeño existentes en el FEMA-HAZUS (Federal Emergency Managment Agency) y sugerencias del ACI (American Concrete Institute). La metodología a emplearse está basada en los reportes del FEMA 273 y 274 [4]. Se realizó un estudio del comportamiento de los disipadores lineales y no lineales de fluido viscoso en la respuesta estructural de un edificio comercial de 4 pisos. Mediante el análisis realizado se demuestra que en este caso los disipadores de fluido viscoso disminuyen significativamente los desplazamientos de la estructura durante el análisis dinámico. Finalmente, se realiza un diseño de los sistemas de protección según la disponibilidad de los dispositivos en el mercado, por lo que se eligen disipadores Taylor