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Características del comportamiento sísmico de muros de albañilería confinada con unidades huecas en el Perú
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-09-21) Avilés Gutiérrez, Camila Miryam; Loa Canales, Gustavo Juan Franklin
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal determinar las características del comportamiento sísmico de los muros de albañilería confinada con unidades huecas usando modelos numéricos en un programa computacional de gran uso comercial. Mediante el programa SAP2000, se busca describir numéricamente el comportamiento de muros desde la etapa elástica hasta la rotura. La metodología consiste en analizar seis muros ensayados por Pari y Manchego (2017), y modelarlos geométricamente en el software junto a las curvas de comportamiento no lineal de los materiales, obtenidas luego de una revisión bibliográfica. Se calibran los parámetros que influyen significativamente en la curva de capacidad del sistema hasta obtener un modelo que pueda reproducir los resultados experimentales. Lo obtenido en el proceso de calibración es aplicado a un muro ensayado por Barr y Pineda (2011), que tiene propiedades y características geométricas distintas a los muros ensayados de Pari y Manchego. Finalmente, se evalúa la evolución de esfuerzos en el modelo y se analizan sus limitaciones comparándolo con lo obtenido de forma experimental.
Comparación entre metodologías de las normas E.030 y ASCE 7-16 para la obtención de acerelaciones en los diafragmas de edificaciones en el Perú
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-01) Ramirez Gonzales, Renzo Martin; Loa Canales, Gustavo Juan Franklin
En el Perú existen muchos factores de riesgo a los que las personas están sometidas día a día. Actualmente el riesgo de la crisis sanitaria ocasionada por la pandemia es la mayor de sus preocupaciones. No obstante, un riesgo al cual todos, sin excepción, estamos sometidos es al riesgo sísmico que puede generar un desastre colosal en nuestro país. Gran parte de los peruanos no poseen la certeza de que sus viviendas consigan soportar un sismo de gran magnitud, lo que solo evidencia la situación actual y cultural con respecto a la construcción en nuestro país. En este sentido, el fin de esta investigación busca mejorar la seguridad que debería existir en las futuras edificaciones. Encontrar una mejor metodología de cómo realizar el cálculo de las aceleraciones de los diafragmas la cual se utiliza para el diseño de los elementos no estructurales en las edificaciones. Al utilizar la metodología de la norma ASCE 7-16 adaptándola a nuestra norma E.030 se obtienen resultados mucho más precisos que se asemejan a la realidad. Estos resultados generan mayor confianza en las estimaciones de los posibles sismos que ocurrirían en nuestro país. De la misma manera, se evidencia que la adaptación es completamente factible debido a que la filosofía de diseño que se utiliza en ambas normas es similar. Adicionalmente, al compatibilizar los desempeños de las rótulas plásticas en todos los elementos más críticos, se observa que cumplen sus funciones de manera óptima garantizando el funcionamiento adecuado que proveen las normas nacionales. Después de todo el proceso realizado, es posible sugerir esta adaptación en futuros diseño los cuales generarían mayor seguridad a todos los usuarios.
Diseño estructural de un edificio de concreto armado de seis pisos y dos sótanos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-04-08) Loa Canales, Gustavo Juan Franklin; Blanco Blasco, Juan Antonio
En el presente trabajo de Tesis consiste en realizar el análisis y diseño estructural de un edificio para oficinas de seis pisos y dos sótanos, ubicado en el distrito de La Victoria, en el Departamento de Lima. Además el edificio consta de un cuarto de máquinas en la Azotea del mismo y de unas cisternas en el sótano 2. El proyecto tiene un área aproximada de 960 m2., en un suelo gravoso con las características comunes del suelo típico de Lima, con una capacidad portante de 35 ton/m2. El sistema estructural utilizado en el proyecto es de muros estructurales, combinados con pórticos de concreto armado. El sistema de techado utilizado es de losas aligeradas. En los sótanos se consta con muros de concreto armado en todo el perímetro para resistir los empujes laterales de tierras. El sistema de cimentación utilizado fue de zapatas aisladas, zapatas conectadas y zapatas combinadas. Para realizar el análisis a cargas de gravedad y sísmicas del edificio se desarrolló un modelo tridimensional con todos los elementos estructurales. Como consecuencia del análisis sísmico se han obtenido los desplazamientos y derivas máximas del edificio, encontrándose dichos valores dentro de los márgenes admisibles. Todo el análisis y cálculos de diseño se realizaron siguiendo el Reglamento Nacional de Edificaciones y a las distintas normas que lo componen. El presente trabajo incluye criterios de estructuración y predimensionamiento, metrado de cargas, análisis y diseño de los diversos elementos estructurales y diseño de los tipos de cimentación mencionados.
Evaluación del desempeño sísmico de tres opciones de reforzamiento incremental en edificaciones educativas típicas construidas antes de 1997
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-05-11) Loa Canales, Gustavo Juan Franklin; Santa Cruz Hidalgo, Sandra Cecilia; Muñoz Peláez, Juan Alejandro
Los colegios típicos peruanos fueron construidos con el antiguo código de diseño sismorresistente de 1977, el cual no garantiza la seguridad de la población estudiantil. Los colegios tipo 780 PRE, aproximadamente 12000 edificaciones, son los más representativos construidos siendo casi el 25% del total de colegios del Perú. Estas edificaciones ya que han presentado gran daño en los terremotos pasados teniendo una falla común conocida como columna corta, es decir, columnas esbeltas parcialmente restringidas por paredes de relleno que al ser sometidas al movimiento sísmico sufrieron fallas por corte. MINEDU y el Banco Mundial ya han presentado una propuesta de reforzamiento sísmico incremental de estos colegios con técnicas de bajo costo con el fin de ejecutar fácilmente en todo el país sin tener ninguna interrupción en su funcionamiento. El proyecto presentó tres técnicas de reforzamiento, consistiendo cada una en tres fases. El presente trabajo de investigación consistirá en validar las tres opciones de reforzamiento propuestas mediante métodos de análisis no lineal de la estructura: (a) método de espectro de capacidad; y (b) método IDA. Estos se basan en la Ingeniería basada en desempeño, PBEE. Los resultados de estos análisis confirman que se podría implementar un plan masivo de refuerzo incremental para reducir el riesgo de una gran parte de la población estudiantil del Perú. Con el método IDA se estimará la respuesta estructural tanto global y local de la estructura y se estimaran los estados de daño de la estructura para un sismo ocasional y un sismo raro. Además, se estimará los costos de reparación de la estructura actual y reforzada, validando el beneficio económico del reforzamiento.
Evaluación del desempeño sísmico de un edificio de muros estructurales de mediana altura en base a desplazamientos y costos de reparación probables
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-12-13) Perez Neyra, Carlos; Torres Balbin, Rudy Daniel; Loa Canales, Gustavo Juan Franklin
Ante la necesidad de determinar la respuesta sísmica de un edificio para diferentes niveles de peligro sísmico, se propone realizar un análisis por desempeño. Dada la naturaleza prescriptiva de la norma peruana E.030 Diseño Sismorresistente, la evaluación del desempeño se realiza a partir de dos enfoques: determinista y probabilista. El edificio analizado posee diez pisos y un sistema sismorresistente de muros estructurales, el cual es recurrente en el Perú. El presente trabajo de investigación inicia con la calibración de los modelos numéricos de elementos representativos de la estructura en el software comercial ETABS, en base a resultados experimentales. Luego, para lo concerniente al enfoque determinista, la curva de capacidad de la estructura se obtuvo a partir de un análisis estático no lineal y los puntos desempeño se calcularon a partir del método de espectros de demanda. Al respecto del enfoque probabilista, la estructura se sometió a 11 señales sísmicas ajustadas a 8 niveles de peligro sísmico con el fin de determinar su respuesta, y a partir de ello los daños y los costos de reparación. Desde la perspectiva del enfoque determinista, el edificio analizado satisface los objetivos básicos de desempeño. No obstante, tal enfoque ignora el daño y no brinda parámetros de desempeño cuantificables. Los resultados del enfoque probabilista indican que los costos de reparación esperados en el tiempo de vida de la edificación (50 años) son de $637, 149. La pérdida anual esperada obtenida ($29, 475) puede ser empleada en un análisis de costo-beneficio.
Modelación numérica del comportamiento sísmico de placas de concreto armado de ductilidad limitada
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-31) Gálvez Roldan, Carlos Alfredo; Olivos Mendoza, César Augusto; Loa Canales, Gustavo Juan Franklin
Existen edificios en el Perú que representan un bajo costo en la etapa de construcción (por aspectos de economía y rapidez), debido a que son construidos con muros de concreto armado de espesor reducido que soportan las cargas de gravedad y fuerzas sísmicas. Este sistema, a diferencia de los muros de concreto armado convencionales, no poseen extremos confinados y su refuerzo vertical se dispone en una sola capa. La norma E-0.30 de diseño sismorresistente y E-0.60 de diseño en concreto armado los denomina “Muros de Ductilidad Limitada” (MDL). La norma peruana presenta prescripciones específicas que podrían presentar limitaciones en cuanto a la seguridad estructural frente a sismos. Esta ha planteado el análisis y diseños de los muros de ductilidad limitada a partir de diversos ensayos cíclicos de muros cuadrados y ensayos de módulos en mesa vibradora, realizados en los laboratorios de estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú y de la Universidad Nacional de Ingeniería. Con estos ensayos, los factores de reducción sísmica (R) y amortiguamiento se han deducido para muros cuadrados pequeños; sin embargo, no existen deducciones al comportamiento real ante un sismo de un edifico típico en el Perú con muros en distintas configuraciones (muros T, muros C, muros con altas cuantías de acero, muros de grandes dimensiones, etc.). Por lo tanto, este trabajo busca modelar y evaluar mediante el uso de un software computacional, la capacidad sísmica de muros en distintas configuraciones.