Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Capacidad estructural de ensambles muro-viga de concreto armado con discontinuidad del acero negativo en la viga ante acciones cíclicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-21) Arzapalo Guerra, Joel Christian; Silva Berríos, Wilson EdgarEl trabajo de investigación presenta un estudio experimental y numérico sobre la capacidad estructural de las vigas de acoplamiento presentes en decenas de edificios de un proyecto inmobiliario masivo. Debido a un error en la construcción, solo la capa inferior de las barras de refuerzo longitudinal son continuas y anclan en los muros, mientras que el resto de las capas fueron cortadas antes de ingresar al cuerpo del muro. En este estudio se determinó experimentalmente la capacidad estructural de estas vigas de acoplamiento mediante ensayos cíclicos y monotónicos de subensambles viga-muro que representan la geometría, las condiciones de borde y las condiciones de carga de las vigas en los edificios. Este análisis experimental mostró el comportamiento dúctil de la viga de acoplamiento cuando los esfuerzos de tensión se presentan en la zona con barras de refuerzo con continuidad, a diferencia del comportamiento frágil observado cuando estos esfuerzos se presentan en la zona sin continuidad en las barras de refuerzo. El comportamiento dúctil se refiere a un patrón de agrietamiento distribuido, degradación de la resistencia y rigidez no abrupta, así como un incremento constante de la energía disipada. Finalmente, la capacidad estructural de las vigas se sintetiza en los valores de los parámetros de desempeño calculados a partir de los registros experimentales. En este estudio, también se desarrolló un modelo numérico basado en el método de elementos finitos que permite representar el comportamiento estructural global de las vigas de acoplamiento. Este modelo numérico tiene en cuenta tanto la no-linealidad geométrica como la no-linealidad material para ofrecer una simulación más precisa del comportamiento de las vigas.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de dos alternativas de reforzamiento estructural de un centro educativo existente que cumplan las normas actuales de diseño sismorresistente(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-03) Valencia Soriano, Jonathan Alexis; Anaya De La Cruz, César; Silva Berríos, Wilson EdgarInicialmente se describe los alcances del estado actual de un Centro Educativo Superior de cuatro pisos que está destinado a aulas, oficinas y laboratorios, el cual se encuentra en la Zona 3 y un suelo tipo S3 de acuerdo a los factores que se identifica en la norma E.030; además, la edificación fue diseñado y construido en el año 1994 con la norma sísmica de 1977, el mismo que resulta ser sísmicamente vulnerable a los sismos ocurridos en los últimos años (Nazca 1996, Ático 2001 y Pisco 2007); por lo tanto, como paso inicial es identificar las características estructurales en base a las Normas Técnicas Peruanas actuales como la E.020, E.030, E.050 y E.060. Finalmente, el objetivo del presente trabajo es demostrar que la estructura existente, el cual fue diseñada con normas pasadas, no está cumpliendo con los requerimientos mínimos de las normativas actuales, como por ejemplo el control de desplazamientos no está cumpliendo ni tampoco el sistema estructural, el cual no se permite un sistema de pórticos para una categoría de edificación esencial como lo es un centro educativo. De esta forma, es necesario que la estructura existente sea reforzada con el fin de disminuir los desplazamientos; asimismo, se busca la forma de no alterar significativamente el diseño arquitectónico o no ser tan invasivo; por ello, se propone 2 alternativas de reforzamiento que permitirán no solo cumplir con la normativa del diseño Sismorresistente sino de emplear diferentes prácticas constructivas para el reforzamiento.Ítem Texto completo enlazado Análisis del desempeño sísmico y propuesta de mejora para reforzamiento estructural del colegio N° 1172 Ciro Alegría(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-31) Culqui Ballon, Franco Aron; Acero Martinez, Jose AlbertoLa brecha de infraestructura escolar es una característica que afecta a todas las regiones del Perú. De manera que, la demanda de infraestructura y la necesidad de acceso a la educación se convierte en un factor que presiona a los directores de Las instituciones a seguir operando aun encontrándose en un estado estructural deteriorado. Así mismo, tenemos el factor de sismicidad en el Perú que mantiene a las diversas escuelas en estado de vulnerabilidad y a todo ello también existen las escuelas modulares típicas como las 780PRE. Las cuales presentan deficiencias en su estructuración. Es por ello, que existen programas de reforzamiento progresivo para colegios en estado vulnerabilidad. Así mismo, en el presente documento se busca hacer una evaluación de la superestructura de un colegio típico 780, a fin de determinar su estado actual, esta revisión se realizará conforme a los estándares actuales en la normativa de diseño en concreto armado, albañilería e ingeniería sismorresistente. Para el análisis de los miembros de la superestructura, se revisarán las vigas principales y secundarias; las columnas en general y los muros de albañilería. De cada elemento se revisará el diseño a flexión a cortante y por capacidad. En el caso de las columnas por flexo compresión, y para los muros de albañilería se verificará el agrietamiento diagonal y la capacidad de resistencia frente a un sismo moderado y otro raro. Asimismo, se evaluará el diseño basado en desempeño de la edificación en evaluación en su estado actual y con un refuerzo adicional que mejoraría la resistencia sísmica en la dirección de los pórticos principales. De igual manera, para el diseño por desempeño se empleará mediante el método de empuje lateral progresivo “pushover” con ello determinaremos la curva de capacidad de la estructura y el punto de desempeño con el método ASCE 41, además se sectorizará la curva de capacidad según la metodología del SEAOC VISION 2000.Ítem Texto completo enlazado Análisis y diseño de un edificio multifamiliar de 5 niveles, y propuesta de reforzamiento estructural para la construcción de 3 niveles adicionales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-30) Pérez Salas, Flavio José; Pelaez Pelaez, Juan Diego; Noriega Barrueto, RenzoEl objetivo de este trabajo de tesis es realizar el análisis y diseño de un edificio de vivienda multifamiliar ubicada en Surco, Lima; y además presentar una propuesta de ampliación de niveles superiores, analizando la necesidad de incluir un reforzamiento estructural en la edificación empleando diversos métodos como enchaquetado de elementos verticales o el uso de fibra de carbono en vigas. La etapa inicial del proyecto consiste en desarrollar un análisis, diseño y construcción de un edificio de vivienda multifamiliar de 5 niveles la cual ocupa 345 m2 de área techada y 800 m2 de área de terreno. La segunda etapa se desarrollará tiempo después y propone agregar tres pisos adicionales para departamentos. Para lograr esto, se realizará una verificación de cargas y, en caso sea necesario, se agregan reforzamientos estructurales, los cuales pueden ser fibra de carbono o enchaquetado. El proyecto contará con un sistema de pórticos y muros de concreto armado con una resistencia (f’c) de 210 kg/cm2 y reforzamiento de acero con resistencia (fy) de 4 200 kg/cm2. La redacción de la presente tesis se apoya en las siguientes normas del Reglamento Nacional de Edificaciones: E.020 Cargas, E.030 Diseño Sismorresistente y E.060 Concreto Armado, así como las siguientes normas del ACI: ACI 318-19 Building Code Requirements for Structural Concrete y ACI 440.2R-17 Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. Tras finalizar ambas etapas del proyecto se concluye que los métodos de reforzamiento cumplen con aumentar la resistencia de la viga y las columnas para satisfacer las demandas de la estructura al aumentar la cantidad de pisos iniciales y también mostraron poseer, cada una de estas técnicas, diversas ventajas con respecto a la otra.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo entre el encamisado de concreto armado y el uso de CFRP como métodos de reforzamiento estructural en columnas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-12-14) Tudela Laura, Marcell Hasser; Morán Yáñez, Luis MiguelActualmente, es común encontrar obras de reforzamiento y ampliación en el sector construcción, tales obras requieren de una gama de reforzamientos para los diversos elementos estructurales que se tenga. En particular, el encamisado de concreto armado es el tipo de reforzamiento más usual cuando se requiere prolongar la vida útil de una columna, pues esta alternativa se considera la opción más viable y práctica. Sin embargo, existen otrosmétodos de reforzamiento como por ejemplo el polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP), el cual viene siendo un método bastante utilizado en los últimos años en el Perú. El presente trabajo de investigación realizó la comparación estructural, técnica y económica de estos dos métodos de reforzamiento en columnas, a fin de tener un respaldo cuando se decida optar por uno de estos tipos de reforzamiento, concluyendo que el CFRP presenta más ventajas en cuanto al proceso constructivo y tiempo de ejecución, mientras que el encamisado de concreto armado otorga una mayor resistencia a la sección que refuerza. El costo de reforzar una columna con CFRP resultó 1.45 veces mayor que reforzarla con un encamisado, pero se justifica su precio en las propiedades que otorga (tiempo, constructibilidad y facilidad de ejecución).Ítem Texto completo enlazado Propuesta de reforzamiento con geomalla en dos viviendas de albañilería confinada ubicadas en el distrito de Villa El Salvador, Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-03-04) Ichpas Gomez, Diana; Pillaca Puclla, Luzvenia; Tarque Ruiz, Sabino NicolaVilla El Salvador, es uno de los distritos de la periferia sur de Lima Metropolitana, que aparte de ser el séptimo distrito más poblado del país, se encuentra en permanente exposición a un alto peligro sísmico debido a la alta sismicidad y al suelo blando, pues gran parte de la zona está conformada por depósitos de arena eólica suelta a medianamente densa. Al mismo tiempo, presenta una alta vulnerabilidad sísmica a causa de la informalidad de las viviendas; como resultado, la mayoría de los elementos no estructurales son inestables, la densidad de muros es inadecuada y los materiales son de mala calidad. Este año el Instituto Geofísico del Perú informó que, debido a las placas tectónicas, Nazca y Continental, presentes en la cota peruana, la zona de Lima presenta una acumulación de energía desde 1746 que solo se liberará con un sismo de magnitud de alrededor de M8.8. Por lo tanto, es urgente disminuir la vulnerabilidad presente en las viviendas, pues no se puede reducir el peligro por ser parte de la naturaleza. Para ello se propone un método de reforzamiento estructural con geomallas, pues tienen un bajo costo, la aplicación es relativamente fácil y sobre todo, aumenta la resistencia característica al corte y disipación de energía de los muros de albañilería. Así que, para demostrar su efectividad, en esta investigación se propone realizar el análisis sísmico del estado actual de dos viviendas informales del distrito y determinar su vulnerabilidad. Luego, se procederá a seleccionar los muros portantes a ser cambiados y/o reforzados, para posteriormente verificar mediante el análisis sísmico la adecuada resistencia, rigidez y ductilidad en la vivienda, con la finalidad de cumplir con los principios del diseño sismorresistente. Seguidamente, se volverá a calcular la vulnerabilidad sísmica, la cual debe disminuir, para así demostrar la efectividad de la geomalla. Asimismo, se determinará el presupuesto para saber el porcentaje que representa frente al costo de la construcción de una vivienda. Por último, se presentará los planos de las viviendas actuales y reforzadas.Ítem Texto completo enlazado Modelo elastoplástico para la estimación de la capacidad por corte de muros de ladrillo pandereta(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-14) Díaz Esquivel, Christian Manuel; Tarque Ruiz, Sabino NicolaDurante las últimas décadas, muchas personas han construido sus viviendas sin supervisión alguna de un ingeniero civil. Asimismo, se ha decidido emplear unidades que no son adecuadas para muros portantes y estas unidades son los ladrillos tubulares o ladrillos pandereta. La presente investigación se enfocó en analizar la información recogida y sistematizada sobre ensayos realizados en ladrillos pandereta en nuestro país. Se presentó la información relevante de todas las investigaciones como resistencia característica a corte puro, resistencia característica a compresión axial de unidades, resistencia característica a compresión axial y curvas de capacidad. Asimismo, se pudo establecer curvas de capacidad simplificadas identificando tres puntos notables: agrietamiento diagonal, resistencia máxima y resistencia última. Con esta información, se pudo realizar comparaciones para determinar el incremento de resistencia por el uso de malla electrosoldada. Se propuso, preliminarmente, un modelo elastoplástico para la estimación de la capacidad por corte de muros de ladrillo pandereta con y sin refuerzo sísmico exterior de malla electrosoldada. También, se correlacionaron valores obtenidos de unidades, pilas y muretes de ladrillo pandereta. La metodología de esta tesis comprendió la revisión amplia de referencias bibliográficas peruanas y normas internacionales (México y Colombia), la evaluación de resultados obtenidos en ensayos experimentales previos y la determinación de un modelo elastoplástico para la estimación de la capacidad por corte sobre la base de la revisión de la NTE E.070 Albañilería (2006) y la propuesta de la NTE E.070 Albañilería (2020). En las conclusiones, se corroboró que la malla electrosoldada cambia el tipo de falla de frágil a dúctil en pilas y muretes y que la resistencia a corte de un muro reforzado preliminarmente resultó ser la misma que la que señala la NTE E.070 Albañilería (2006). Sin embargo, no se puede garantizar que tenga el mismo daño que un muro de ladrillo sólido o hueco reforzado con malla electrosoldada.Ítem Texto completo enlazado Análisis y comparación de técnicas de reforzamiento estructural en centros educativos 780 pre mediante el método Choosing By Advantage(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-03) Ariza Gómez, Ricardo Agustín; Matallana Curi, Alessandro Adolfo; Mora Ordoñez, Claudia Cristel; Rebata Hilario, Mauricio Andrés; Rupay Hospinal, Ricardo Iván; Villagómez Molero, DiegoLos colegios diseñados y construidos desde la década de los 50 hasta antes de la actualización de la norma de diseño sismorresistente (NDSR) del año 1997 muestran grandes deficiencias en el diseño estructural, las cuales no aseguran un comportamiento idóneo para tal tipo de edificación generando un alto grado de vulnerabilidad estructural. El diseño estructural de dichos colegios presentaba baja rigidez en la dirección longitudinal, así como falta de juntas sísmicas entre la tabiquería y columnas. Debido a dichas deficiencias, se presentaron daños considerables en los colegios ante distintos sismos suscitados durante dicha época. El presente trabajo de investigación consistirá en la descripción y análisis de cinco diferentes técnicas de reforzamiento estructural que se podrían aplicar en colegios: • Reforzamiento con fibra de carbono. • Reforzamiento mediante la intervención de columnas (recrecido y encamisado). • Reforzamiento mediante la adición de nuevas columnas de concreto armado. • Reforzamiento mediante muretes de albañilería reforzados con malla en ambas caras. • Reforzamiento mediante la incorporación de pórticos metálicos. A partir del análisis cualitativo de las técnicas de reforzamiento, en la que se tomaran en cuenta criterios de rigidez, desplazamientos y modificación de la arquitectura, se realizará un análisis comparativo empleando el método Choosing by Advantages (CBA) y se estimarán presupuestos de las técnicas desarrolladas en la comparación con el fin de conocer, también, la alternativa más económica. Finalmente, se mostrarán las conclusiones de las estimaciones y observaciones comprendidas de todas las técnicas, así como también, las conclusiones del método CBA.Ítem Texto completo enlazado Análisis técnico-económico para la toma de decisión entre el reforzamiento de la estructura actual o una nueva construcción de un centro educativo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-27) Galvez Carrión, Renzo Didier; Portal Melendrez, Rocio Amparo; Solano Osorio, Enrique Martin; Meza Pantoja, Francis Alfredo; Pinares Luna, Mijahil; Ucañan Diaz, RobinsonEl presente trabajo de investigación busca mostrar las deficiencias estructurales que se pueden presentar en edificios educativos antiguos. Así, el objetivo principal es ayudar en la toma de decisión entre dos opciones para resolver dichas deficiencias estructurales: Llevar a cabo un programa de reforzamiento y rehabilitación estructural, o realizar la demolición y construcción de un nuevo bloque de aulas. Para ello, la investigación utiliza como herramienta la evaluación técnica y económica de ambas alternativas. Esta se aplica al caso práctico de un pabellón de aulas del Instituto Superior Tecnológico Público Carlos Cueto Fernandini de la ciudad de Lima con más de 50 años de construido. En el presente trabajo se desarrolla la metodología que se emplea para una evaluación de estructuras existentes de concreto armado, incluyendo los principales ensayos que se suelen realizar en la estructura, así como las técnicas más comunes y económicas de reforzamiento estructural disponibles. Luego, se detalla la evaluación estructural efectuada, donde se indica las principales deficiencias estructurales de la edificación, y se calcula el costo de los ensayos que se realizarán. Después, se plantea un programa preliminar de rehabilitación de la estructura en función de las deficiencias encontradas, de modo que la estructura renovada cumpla con las exigencias mínimas de las normas actuales; de este modo, se obtiene un estimado rápido de los costos que este programa implicaría. Seguidamente, se estima mediante ratios de un proyecto similar, los costos que generaría la alternativa de demolición y construcción de un nuevo pabellón que reemplace al existente. Finalmente, comparando los costos de las dos alternativas en estudio, se puede concluir que la opción de reforzamiento y rehabilitación es la más conveniente.Ítem Texto completo enlazado Propuesta de reforzamiento en viviendas de albañilería confinada en el distrito de Villa María del Triunfo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-18) Farje Pulache, Kenny Josue; Yabuta Barturén, Hideki Yasukishi; Tarque Ruiz, Sabino NicolaLa presente tesis tiene como objetivo mejorar el comportamiento sísmico de las viviendas de albañilería confinada informales mediante el refuerzo con mallas electrosoldadas. Para ello, se investiga numéricamente el incremento y mejora en resistencia y ductilidad de dos viviendas en las que se le incorpora el refuerzo mencionado. La investigación se centra en las viviendas ubicadas en el distrito de Villa María del Triunfo, específicamente en el asentamiento humano de El Paraíso, el cual es una zona de alto riesgo sísmico. Se seleccionan dos viviendas de características similares, sobre las cuales se analiza el comportamiento en el rango elástico bajo la norma peruana E.070; esto con la finalidad de determinar cuáles son los muros más esforzados, los mismos que posteriormente son reforzados con malla electrosoldada. En base a investigaciones precedentes de reforzamiento y en la normativa mexicana de albañilería, se identifica los tipos de malla a emplear y se corroboran los resultados esperados; determinándose que la malla electrosoldada mejora la resistencia al corte de las viviendas frente a solicitaciones sísmicas. Finalmente, se realiza una estimación del costo de reparación de los muros, el cual es comparado con la inversión necesaria para construir un muro de albañilería confinada. La investigación permite demostrar que el refuerzo con malla electrosoldada confiere a los muros de albañilería un incremento en su resistencia al corte frente a sismos; así pues, en muros de ladrillo King Kong, el incremento sobre la resistencia original del muro es del 10% con refuerzo a una cara hasta el 40% con refuerzo a dos caras, mientras que en muros de ladrillo pandereta es del 60% al 130% respectivamente.