Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de una nave industrial para taller mecánico ubicada en Cerro de Pasco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-08-24) Morales Agustin, Jhon Alexander; Yeckle Montalvo, Luis EnriqueEl presente trabajo muestra al lector el proceso de diseño de una nave industrial ubicada en la ciudad de Cerro de Pasco destinada a ser un taller de mantenimiento mecánico para camiones mineros. La estructura está compuesta por pórticos metálicos, cuyas columnas se apoyan en pedestales de concreto; y por un tijeral compuesto por ángulos. En la dirección longitudinal, los pórticos están arriostrados por perfiles C7x9.8 en el techo y por perfiles W6x8.5 en las columnas. El análisis estructural de la estructura cumple con las normas peruanas E.090 y E.030; y con las normas internacionales ASCE 7-16, AISC 15th Edition y ACI 318-19. Estas normas son aplicadas cuando se requieran con preferencia de las normas locales, para este proyecto en particular, las normas peruanas. Además, se usa el programa SAP2000 para realizar el análisis integral de la estructura considerando los parámetros y limitaciones obtenidos de las normas mencionadas. El diseño de los elementos metálicos se realiza de acuerdo con la norma peruana E.090, la norma AISC 15th Edition y la Guía de Diseño N°1 – Placas base para columnas 2da edición, las cuales contienen fórmulas y factores de diseño para solicitaciones de servicio y sísmicas. Por otro lado, los elementos de concreto armado, son diseñados siguiendo lo establecido en la norma peruana E.060. Los planos presentan detalles de las conexiones, secciones, materiales y entre otros valores y especificaciones para su adecuada construcción.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una galería estructural de sección 2,8 m x 3 m x 57 m de largo que sirve para soportar y cubrir a una faja abarquillada que transporta Clinker a granel con una capacidad de 300 T/h.(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-16) Mesias Medrano, Luis Miguel; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoEl principal objetivo de este documento es realizar el diseño de una estructura metálica que cumpla con los requisitos de resistencia, rigidez y estabilidad utilizando los métodos analíticos aprendidos durante los años de estudio de la carrera de ingeniería mecánica; adicionalmente a ello, se considera los requisitos estéticos del cliente, los impedimentos de transporte hacia la zona de montaje de la estructura, recomendaciones de diseñadores y la normativa vigente en el diseño de estructuras metálicas. En la elaboración de esta tesis se realizan diversas idealizaciones, modelamientos y suposiciones que debe hacer el ingeniero mecánico para poder realizar los cálculos estructurales analíticos, por lo que esta y otras tesis consultadas en la elaboración de este documento, pueden servir como guía para que un ingeniero pueda incorporarse en el diseño estructural. El cálculo estructural es un proceso iterativo en el cual se empieza con una solución y se verifica su validez analíticamente, descartando alternativas hasta llegar a la mejor solución que cumpla con todos los requisitos antes descritos. La parte más importante para empezar un diseño estructural es contar con todas las cargas distribuidas y puntuales que deberá soportar la estructura en cuestión. Muchas veces el cliente carece de esta valiosa información que, para el diseño es determinante. Como resultado, el ingeniero diseñador debe darse la tarea de hacer cálculos precisos para lograr ese objetivo, en el caso particular de este documento, la selección de la faja transportadora con sus componentes y el diseño de la estructura soporte se realizaron únicamente con el fin de conseguir dicha información. El principal inconveniente que se presenta en la elaboración de esta estructura metálica fue su modulación, en palabras más simples, seccionar la estructura en pequeñas estructuras para poder transportarla y luego unirlas mediante tornillos sin que la estructura en conjunto pierda sus propiedades mecánicas. La poca o casi nula bibliografía que se encontró referido al tema, obligó a detallar el cálculo de la modulación en el último capítulo de este documento. Con lo mencionado, se logró tener una estructura perfectamente funcional y óptima cumpliendo con los requisitos de resistencia, rigidez, estabilidad, estética, económica y normativa.Ítem Texto completo enlazado Programa para optimización en peso de armaduras de acero mediante algoritmos genéticos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-02) Borda Galindo, Eimer Adrian; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa optimización de estructuras consiste en modificar un diseño inicial mediante un método que permita obtener la mejor alternativa que satisfaga unas condiciones preestablecidas. Generalmente, la mejor alternativa o diseño óptimo es aquel que tiene el menor peso o costo posible satisfaciendo al mismo tiempo las condiciones de seguridad y servicio establecidas en las normas y reglamentos de construcción. En esta tesis se diseñó un programa de cómputo que optimiza el peso de armaduras, o estructuras articuladas, bidimensionales de acero mediante el método de optimización denominado algoritmo genético. El algoritmo genético, basado en la teoría de la evolución de Darwin, utiliza un mecanismo similar a la “selección natural”, para seleccionar mejores soluciones, y operadores inspirados en la genética, como son el cruce y la mutación, para generar nuevos conjuntos de soluciones (Sánchez Caballero, 2012). El programa de cómputo consiste en generar variantes o soluciones aleatorias de la geometría de la estructura y, posteriormente, generar nuevas soluciones utilizando operadores genéticos. Dichos operadores genéticos copian, combinan y modifican las características de las soluciones generadas previamente, proporcionando mayor probabilidad de aparecer en el proceso a las características de las mejores soluciones. El proceso se repite generando soluciones nuevas y conservando las mejores alternativas, hasta que se cumpla un criterio de convergencia (Gestal, Rivero, Rabuñal, Dorado, & Pazos, 2010). El programa de computo fue elaborado en MATLAB© y contiene una rutina para el análisis estructural, una rutina para el diseño estructural conforme a la Norma E.090 del Reglamento Nacional de Edificaciones y una rutina de algoritmos genéticos para la modificación de algunas coordenadas geométricas de la armadura que disminuyan el peso de la estructura satisfaciendo los requerimientos normativos de resistencia y deflexiones permisibles. Los datos de entrada del programa son: coordenadas fijas de nudos, coordenadas variables de nudos, límites de coordenadas variables, restricciones en los apoyos, conectividad de los elementos, cargas estáticas en direcciones “X” e “Y”, combinaciones de carga, librería de perfiles, límites de desplazamiento y los valores de las variables que definen el algoritmo genético. El programa asigna un perfil a cada elemento de manera independiente y obtiene coordenadas independientes entre sí, las cuales no se ajustan a una geometría definida. De manera opcional, el programa puede restringir los resultados para satisfacer condiciones de simetría y restricciones de desplazamientos. El programa presenta como resultados las coordenadas óptimas, el peso propio de la armadura, fuerzas internas de los elementos, perfiles seleccionados y una gráfica con la geometría resultante de la armadura. En los ejemplos, se obtuvieron estructuras óptimas con una reducción de peso entre 6% y 30% con respecto al diseño inicial. Se muestra que las soluciones óptimas dependen de la geometría de la armadura, las cargas las cargas aplicadas, el tipo de perfil a utilizar y los límites de deflexión permisible en servicio. El tiempo y exactitud de las soluciones es muy sensible a los operadores del algoritmo genético. Se concluye que es posible disminuir el peso de este tipo de estructuras de manera considerable lo que podría repercutir en ahorros considerables en material en proyectos de gran envergadura de naves industriales, almacenes, galpones, etc.Ítem Texto completo enlazado Análisis estructural comparativo de 2 tipos de estructuras metálicas externas utilizadas para soportar una cámara refrigerada de almacenamiento de papa de 480 toneladas de capacidad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-08-17) Berrospi Aquino, Giovani Jesus; Jiménez de Cisneros Fonfría, Juan JoséEl presente trabajo consisitió en realizar el análisis comparativo de dos estructuras metálicas (Propuesta N°1 y Propuesta N°2) que son destinadas para soportar una cámara refrigerada que almacena una cantidad de 480 toneladas de papa. Por lo cual, en base a esta capacidad, se realizó la distribución del producto en el interior de la cámara, para de esta manera obtener las medidas idóneas de cada estructura metálica. Posteriormente, se definieron y determinaron los tipos de cargas que son aplicadas en cada propuesta, cumpliendo con la norma NTE-0.20 y NTE-0.30, para así calcular, utilizando el análisis matricial del método directo de la rigidez, los desplazamientos de los nodos en dos planos distintos (plano del pórtico o celosía y plano longitudinal). A partir de estos desplazamientos se obtuvieron las reacciones y fuerzas internas que experimentan los apoyos y elementos de cada propuesta, respectivamente. En base a las fuerzas internas calculadas, se diseñó cada estructura por el método de Load Resistance Factor Design (LRFD) y cumpliendo los requerimientos de la norma NTE-0.90, NTE-0.20, NTE-0.30 y ASCE 7. Además, se realizó el cálculo de las conexiones más importantes en la estructura, cumpliendo la norma NTE-0.90 y las guías de diseño de la AISC. Por último, una vez dimensionadas cada propuesta y sus conexiones se procedio a realizar los planos y los costos de fabricación y de montaje. Estos costos de fabricación y de montaje son importantes, ya que se comparó la Propuesta N°1 y la Propuesta N°2 de manera técnica y económica.