Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Diseño estructural de un edificio de concreto armado de siete pisos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-15) Cuya Camara, Manuel; Quiun Wong, Daniel Roberto
    La presente tesis consiste en realizar el análisis y diseño estructural de un edificio de concreto armado de 7 pisos destinado a vivienda ubicado en el distrito de Pueblo Libre en el departamento de Lima en un lote de un área total de 466.57 m2 y un área techada de 374.27 m2. El edificio tiene 28 departamentos, 4 en cada piso del primero al sexto y en la azotea se encuentra el cuarto máquinas para el ascensor. El condominio tiene áreas comunes como por ejemplo una playa de estacionamientos donde se encuentran los estacionamientos necesarios para el edificio. El suministro de agua se realizará mediante un sistema de cisterna y bomba hidroneumática, sin tanque elevado. La capacidad portante del suelo es de 4 kg/cm2 a 1.20 m de profundidad respecto a nivel del terreno natural y la cimentación estará compuesta de zapatas aisladas, combinadas y conectadas de las dimensiones necesarias para soportar las solicitaciones del edificio. Por otro lado, al estar en la costa peruana obtiene una zonificación sísmica como Zona 4 y debido al tipo de suelo que este compuesto de conglomerado de grava gruesa presenta un tipo de suelo S1. Se realizó la estructuración y predimensionamiento de los principales elementos estructurales tomando como referencia la arquitectura y modificado las dimensiones de los elementos para que cumpla con la normativa vigente. El sistema estructural del edificio multifamiliar es de muros estructurales, las placas o muros de corte estarán presente en ambas direcciones con el fin de controlar los desplazamientos laterales inducidos por sismos además de columnas y vigas que aportarán en menor medida. Para los pisos se usaron losas aligeradas y losas macizas que se comportaran como diafragmas rígidos en cada nivel del edificio. El análisis y diseño se rigieron por la normativa del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) cumpliendo satisfactoriamente los requisitos del análisis dinámico, análisis estático y la resistencia de los elementos de concreto armado. Específicamente se seguirán los requisitos sismorresistentes de la norma E.030, los requisitos de diseño de concreto armado de la norma E.060 y los valores de pesos y sobrecargas de la norma E.020. Para el análisis sísmico se utilizó el programa ETABS, obteniendo una deriva admisible y las fuerzas internas en cada elemento. Se diseñarán todos los elementos estructurales con las combinaciones de cargas de diseño según la norma para elementos tales como losas, vigas, columnas, placas, cimentaciones, escaleras, cisterna y tanque elevado.
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    Diseño en concreto armado para una vivienda multifamiliar de 5 niveles
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-14) Vega Trujillo, Jean Pierre Martín; Mejía Trejo, Paulo Israel
    La presente tesis tiene por objetivo realizar el análisis y diseño estructural de un edificio de concreto armado de 5 pisos destinado para vivienda multifamiliar en concreto armado, ubicado en el distrito de Pueblo Libre. El proyecto cuenta con 390 m2 como área de terreno y 1146.8 m2 de área techada total. El edificio contará con dos departamentos por nivel, una caja de ascensor y un tanque elevado. El terreno en el cual se cimentará el edificio tiene una capacidad portante de 4 kg/cm2. La tesis cuenta con 13 capítulos los cuales abarcarán con todo el conocimiento necesario para realizar el diseño sismorresistente de la edificación, cumpliendo los requisitos mínimos que exige las normas técnicas. En los primeros tres primeros capítulos se mencionan las razones por las que el desarrollo estructural para diseño de edificaciones es de gran importancia, las consideraciones generales del diseño y se presenta el caso de estudio. En los siguientes capítulos se mencionan los criterios que se utilizan para el predimensinamiento de los elementos, el análisis sísmico según las consideraciones de la norma E.030 y en los capítulos restantes se realiza el análisis y diseño estructural, indicando los tipos de diseños a realizar (corte, flexión, punzonamiento, etc) y las verificaciones ante cargas de servicio, aplicándolo a elementos representativos del caso de estudio. Para realizar el análisis con mayor rapidez se realizaron modelos del sistema estructural en programas como ETABS, SAP2000 y SAFE, estos programas son de gran utilidad para realizar el análisis estático y dinámico, con los que se obtienen resultados satisfactorios y de manera sencilla. Finalmente, en el último capítulo, se da a conocer las conclusiones que genera el desarrollo integral del análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar.
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    Diseño estuctural en concreto armado de un edificio multifamiliar de 8 pisos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-14) Miranda Moya, Diego Alain; Silva Berríos, Wilson Edgar
    La presente tesis contiene el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de 8 pisos, sin sótanos, ubicado en el distrito de Surquillo, Lima. El proyecto se gesta a partir de modificaciones a un proyecto de arquitectura existente, posteriormente se realizaron el análisis sísmico estático y dinámico espectral, luego se compararon las fuerzas en la base del edificio obtenidas de ambos análisis y finalmente se procedió a diseñar los elementos que componen la estructura. El edificio tiene una altura total de 20.80m y está construido sobre un área de 195m2 La estructuración del edificio se realizó tomando en cuenta criterios de rigidez, simetría y continuidad en los elementos. El modelo y análisis del edificio se realizó con ayuda del programa ETABS, en el cual se modelaron todos los elementos de concreto armado que corresponden al casco estructural. Finalmente, el diseño de los elementos se realizó de acuerdo a los parámetros de la Norma E.060. Para el diseño de la cimentación se consideró, además de la zonificación sísmica, un suelo muy bueno, gravoso de 3.8 kg/cm2 de capacidad portante. El sistema elegido fue de zapatas aisladas conectadas mediante vigas de cimentación. La cisterna enterrada se diseñó como una losa en dos direcciones siendo la carga actuante la presión del suelo. El diseño fue realizado respetando los parámetros y consideraciones de las normas peruanas: Norma de Cargas E.020, Norma de Diseño Sismorresistente E.030 y la Norma de Concreto Armado E.060.
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    Diseño estructural en concreto armado de un edificio de educación superior
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-14) Cauvi Alfaro, Bruno Jesús; Tullume Cornejo, Edgar Eduardo Saúl; Acero Martínez, José Alberto
    El proyecto desarrollado como tema de tesis, comprende el análisis y diseño estructural de un edificio de educación superior, en el departamento de Lima, provincia de Lima y distrito de Los Olivos. El edificio se ubica en el distrito de Los Olivos. El terreno para la construcción del edificio es de formar regular, cuya área es de 821.60 m2 y encierra un perímetro de 122 ml donde la capacidad portante del suelo es de 4 kg/cm2. La arquitectura de la edificación consta de 10 pisos y azotea, de los cuales los pisos a partir del 5 hasta el 10 son planta típica y los niveles 1, 2, 3 y 4 tienen una configuración diferente. La estructura de la edificación está constituida por elementos de concreto armado, con pórticos en combinación con elementos de corte como placas. En la estructuración se tratará de buscar la simplicidad de la estructura para cuando esta se idealice y se elabore el análisis sísmico, se pueda acercar más al comportamiento real de la estructura y así poder obtener resultados más precisos. Luego se procederá a realizar el predimensionamiento de cada elemento estructural como vigas, columnas, placas, losas y cimentaciones. Con la estructura ya definida se realizará el análisis sísmico usando la metodología de combinación espectral (con el software ETABS) y se verificará que cumpla con los parámetros establecidos por la Norma de diseño Sismorresistente (NTE E.030). Además, se seguirán los parámetros de la NTE.020 para la asignación de cargas verticales correspondientes en cada uno de los elementos. Finalmente, se procederá a realizar el diseño final de todos los elementos estructurales del edificio y se verificará que estos cumplan con los parámetros que establece la Norma de diseño en Concreto Armado NTE E.060.
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    Análisis y diseño de un edificio multifamiliar de concreto armado
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-11-16) Vertiz Carlos, Yordy Joel; Rubiños Montenegro, Alvaro Cesar
    La presente tesis consiste en el análisis y diseño estructural de un edificio que se encuentra ubicado en el distrito de Surco, Lima. El proyecto cuenta con un área de terreno de 151 m² y que se asienta en un suelo gravoso con una capacidad portante de 4 kgf/cm². Los elementos estructurales del edificio multifamiliar cuentan con una resistencia a la compresión f’c=210 kgf/cm². El edificio cuenta con seis niveles y una azotea por lo cual se eligió un sistema estructural de muros de corte y pórticos compuestos por vigas y columnas. Además, este sistema cuenta con losas macizas y losas aligeradas. El uso de este sistema permite tener una mayor facilidad para la construcción y, además, de garantizar una adecuada resistencia, un adecuado peso y control de costos reducido. En el análisis de cargas de gravedad y sísmico del edificio se realizó con un modelo tridimensional de los elementos estructurales en el programa de computo Etabs. En el análisis y diseño se realizaron siguiendo las recomendaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones. En el análisis se obtuvieron fuerzas, desplazamientos y derivas que se encuentran dentro de los valores permitidos por la norma. Además, el presente trabajo cuenta con criterios de estructuración, predimensionamiento, metrado de cargas, análisis y diseño de elementos que actúan sobre cargas de gravedad.
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    Diseño estructural de un edificio multifamiliar de concreto armado de siete pisos en Pueblo Libre
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-21) Neyra Salazar, Diego Alberto; Silva Berríos, Wilson Edgar
    El presente proyecto de tesis comprende el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de concreto armado de siete pisos ubicado en Pueblo Libre, Lima, Perú. La edificación cuenta con un área construida de 3429.51 m2 la cual es distribuida en 14 departamentos flat, 3 departamentos dúplex y áreas comunes como hall de ascensores e ingreso principal. La circulación vertical del edificio será por la escalera principal y el ascensor principal de 6 pasajeros. El proyecto inicia con el proceso de estructuración de la edificación; en base a la norma sismorresistente E.030 se decidió utilizar una estructura sismorresistente conformado por pórticos (vigas y columnas) y muros de concreto armado, siendo más predominante la presencia de muros estructurales en el eje “Y”. Los techos de cada piso están conformados por losas aligeradas y macizas en dos direcciones. Considerando las propiedades mecánicas del suelo, se consideran cimentaciones superficiales conformadas por zapatas aisladas, conectadas y combinadas. Se muestra el proceso de predimensionamiento de los elementos, así como el metrado de cargas. La siguiente sección consiste en el análisis sísmico de la edificación con el objetivo de cumplir con todas las disposiciones especificadas en la norma E.030. El análisis fue realizado con apoyo del software estructural ETABS en donde se realizó el análisis modal, estático y dinámico de donde se obtuvieron como resultados principales los desplazamientos máximos, derivas y cortantes de entrepiso. Finalmente, la tesis muestra el proceso de diseño de los principales elementos estructurales de la edificación y el procedimiento a seguir para cumplir con las disposiciones descritas en la norma E.060 Concreto Armado. Además, se muestra el diseño de los elementos no estructurales como la cisterna y las escaleras. Como resultado de este trabajo se muestra en los anexos los todos planos estructurales y especificaciones generales de la edificación.
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    Diseño estructural de un edificio de concreto armado de ocho pisos y dos sótanos ubicado en el distrito de Jesús María
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-24) Mamani Villalobos, Yessenia; Huapaya Huapaya, César Antonio
    El presente proyecto de fin de carrera consiste en el análisis estructural y diseño en concreto armado de un edificio multifamiliar de ocho pisos y dos sótanos. La primera planta está destinada para áreas comunes y un departamento; las plantas superiores, a departamentos y los sótanos, a estacionamientos. El área del terreno es de 742.5 m2 y se encuentra ubicado en el distrito de Jesús María, provincia de Lima. Se ha considerado que el suelo tiene una resistencia de 5 kg/cm2. La estructura del edificio consiste en columnas, vigas y placas de concreto armado, el techo es aligerado convencional y macizo en zonas donde se requiera. Los elementos fueron diseñados siguiendo lo estipulado en el reglamento nacional de edificaciones. En primer lugar, se realizó una estructuración del edificio tratando en lo posible de no modificar la arquitectura y siguiendo criterios de simplicidad y simetría. Luego se pre dimensionaron los elementos estructurales considerando una resistencia del concreto f’c de 210 kg/cm2 y siguiendo recomendaciones prácticas de libros escritos por ingenieros civiles de vasta experiencia. Posteriormente se hizo el análisis sísmico y de carga vertical con ayuda del programa ETABS 2017. Se corroboró que las derivas máximas no superaran lo establecido en la norma E.030 de Diseño Sismorresistente y que el edificio cumpliera con los demás requerimientos de la norma para estructuras ubicadas en la zona 4 de peligro sísmico. Luego, con los resultados del análisis sísmico y de carga vertical, se diseñó los elementos estructurales siguiendo lo estipulado en la norma E.060. Finalmente, se elaboraron los planos de estructuras correspondientes a la edificación con el detalle de refuerzo en los elementos estructurales de forma que se permita una fácil lectura de ellos y una correcta práctica constructiva.
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    Propuesta para la identificación de diafragmas rígidos y flexibles en estructuras de concreto armado
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-27) Tenorio Vásquez, Cynthia Esther; Palomino Pando, Alejandra Nikita; Meléndez Soto, Natalia Verónica; Velit Villalba, Renato Alejandro; Siancas Huallpa, Kris Kristhoferson; Ucañan Diaz, Robinson
    La actual norma peruana de diseño sismorresistente no establece un criterio que permita diferenciar un diafragma rígido de uno flexible. Ello conlleva a que, en los proyectos estructurales, únicamente se aplique un diafragma rígido por simplicidad en el análisis, pero que a su vez podría generar inconsistencias en la etapa de diseño. Con base en ello, la presente investigación realizó la revisión bibliográfica de criterios internacionales para identificar, de forma cuantitativa, un diafragma flexible en un determinado proyecto. De la revisión bibliográfica, basado en la norma ASCE/SEI 7-16, se obtuvo el sustento teórico, y junto a una calibración numérica en el software ETABS, se generó una propuesta tentativa que se incorpore en la norma peruana NTE E.030. La principal limitación es que solamente es válida para estructuras de concreto armado con sistema de piso de losas macizas. Es decir, se especificó un criterio diferenciador de diafragmas rígidos y flexibles compatible con los requisitos de análisis de la norma peruana para un sistema estructural en específico. Finalmente, se aplicó el criterio definido a tres estructuras modeladas irregulares con esquinas entrantes: una con torsión regular, una con torsión extrema y una sin problemas de torsión. Los resultados demostraron que la planta con irregularidad por torsión extrema generó un sistema de losa más flexible, con mayor periodo fundamental y una resistencia lateral de diseño menor, en comparación a un modelo numérico con diafragma rígido. En conclusión, se demostró que la respuesta numérica entre un modelo con diafragma flexible y uno rígido es diferente y se validó la propuesta al permitir identificar dichas diferencias.
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    Análisis estructural y diseño en concreto armado de un edificio de 7 pisos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-11) Quintana Flores, Martín Humberto; Santos Cavalho, Dennis Jesus
    El trabajo de tesis consiste en el análisis y diseño estructural de los elementos que conforman un edificio multifamiliar de siete niveles ubicado en el distrito de Surquillo. El edificio cuenta con un primer nivel cuyo uso está destinado a estacionamientos, y seis niveles de vivienda, de los cuales cuatro son típicos. El área total del terreno es de 220 m², mientras que el área total construida es de 1120 m². En el primer capítulo de la tesis, se describe con mayor detalle las características de la edificación, además se presentan las normas empleadas en el desarrollo del análisis estructural y el diseño en concreto armado en capítulos posteriores. Por otro lado, se mencionan las cargas empleadas y las propiedades de los materiales utilizados. En el segundo y tercer capítulo, se desarrolla el análisis estructural: en el primero de los mencionados, se explican los criterios utilizados para la estructuración y dimensionamiento de los elementos estructurales mientras que en el tercer capítulo se ahonda en el procedimiento de análisis sísmico, partiendo de asunciones importantes como la del diafragma rígido y su respectiva justificación; se detallan los resultados del análisis sísmico y se comparan con las exigencias de la norma E.030 vigente. Seguidamente, del cuarto al séptimo capítulo, se desarrolla el diseño en concreto armado de la súper estructura según lo estipulado en la norma E.060. De acuerdo con lo requerido, se diseñan los elementos de acuerdo a las filosofías de diseño expuestas en el primer capítulo: por flexión, por corte y por capacidad; y se exponen ejemplos detallados para cada uno de los siguientes elementos: losas, vigas, columnas y muros de concreto. El octavo capítulo se refiere a la sub estructura compuesta por cimentaciones aisladas, combinadas y conectadas por vigas de cimentación. Se exponen las verificaciones de presiones en la planta de cimentaciones, por corte y por punzonamiento. Para cerrar el capítulo se presenta un ejemplo detallado de diseño de una cimentación conectada junto con el diseño respectivo de la viga de cimentación por flexión y por corte. Finalmente, en los capítulos noveno y décimo, se detalla el diseño para elementos complementarios como escaleras y cisterna. Adicionalmente, se destina un capítulo exclusivo para la exposición de conclusiones y comentarios del presente trabajo de tesis. En los anexos se encuentran los planos de estructuras elaborados.
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    Comparación en la modelación de plasticidad concentrada y distribuida para el análisis pushover en un pórtico de concreto armado
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-26) Romero Ángeles, Gonzalo Nicolás; Tarque Ruiz, Sabino Nicola
    Durante muchos años han existido numerosos estudios acerca del análisis lineal en estructuras de concreto armado. Sin embargo, dicho material no es homogéneo y posteriormente con el avance de las investigaciones, se conoció que el comportamiento ante fuerzas laterales producidas por cualquier evento en realidad es, desde un inicio, no lineal. Así, se introdujo el análisis no lineal, en el cual se modela la pérdida de resistencia y rigidez del concreto armado, con el fin de estudiar el comportamiento de estructuras. Los resultados del análisis no lineal son lo más confiables posibles dada la gran variabilidad de las fuerzas actuantes. Por ello, en este trabajo de investigación, se propone comparar la modelación de rótulas con plasticidad concentrada y distribuida generadas por el análisis de carga estática incremental o pushover con la ayuda del programa STKO. El modelo de plasticidad concentrada tiene un comportamiento definido por los diagramas momento-rotación mediante el momento-curvatura y la longitud de rótula plástica asignada en los extremos de los elementos en el pórtico. No obstante, las deformaciones del concreto asociadas a dicho diagrama tenían poca probabilidad de ocurrencia en la estructura por lo que se opta por calcular esas deformaciones a partir de su desempeño sísmico. El modelo distribuido se define mediante las fibras de concreto no confinado, confinado y acero cuyo comportamiento inelástico se extiende a lo largo de las secciones de todos los elementos. En el análisis por gravedad se considera un control de cargas; mientras que, en el pushover, un control de desplazamientos incrementales por pasos. De este modo, se obtienen curvas de capacidad, diagramas momento-rotación y esfuerzo-deformación incluyendo el efecto P-delta de un mecanismo asociado a estados límites últimos en ambos modelos del pórtico, así se pueden identificar los parámetros necesarios para evaluar un posible estado de daño. Se concluye que el modelo distribuido presenta mayor precisión en el comportamiento inelástico de los pórticos debido a su distribución de esfuerzos siendo útil en caso una falla no ocurra en los extremos u otros puntos establecidos por el modelo concentrado.