Ciencias con mención en Ingeniería Civil
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Item Comparación estructural y económica de los principales sistemas de sostenimiento de excavaciones para edificaciones y estructuras enterradas en el Perú y el mundo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-01) Meza Castillo, Wendy Jhasmín; Manrique Huamancaja, Erick Franz; Ticse Quispe, Jerson Aron; Atahuamán Arroyo, Josué José; Julca Yunca, Yoner Efraín; Villagómez Molero, DiegoEl crecimiento de la demanda de viviendas ubicadas en zonas céntricas ha impulsado a que las construcciones tiendan a expandirse de forma vertical, buscando aprovechar lo más posible el terreno. De esta manera, se generó la necesidad de construir sótanos relativamente profundos. Para tal fin, es necesario conocer los diferentes sistemas de sostenimiento de terrenos que existen actualmente y cuáles son las que poseen más ventajas y/o desventajas. En el presente trabajo de investigación se presenta la comparación en cuanto al proceso de diseño, costos y plazos de construcción de cinco sistemas. Las técnicas de sostenimiento que se seleccionaron para el análisis son muro Berlinés, Top-Down, Muro Pantalla, Soil nailing, pantalla de Pilas y Pilotes. El sistema más económico resulto el muro Soil Nailing y el más caro el sistema Top – Down.Item Análisis de factibilidad del uso del acero en sistemas estructurales de edificios(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-20) Prada Conde, Grecia Chijei; Malca Valderrama, Orlando Javier; Lira Vargas, Gerardo Antonio; Olarte Bustinza, Jafet Fabricio; Díaz Cobeña, Marcelo Eduardo; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo de investigación consiste en determinar las principales razones por las cuales, el acero debería ser una alternativa importante para el diseño y construcción de sistemas estructurales sismorresistentes de edificios en el Perú. En primera instancia, la investigación consistió en revisar el panorama actual de la construcción en el país, determinando las principales causas por las que se sigue masificando el uso del concreto armado para el diseño y construcción de sistemas estructurales de edificios, sin dar paso al uso de materiales con propiedades estructurales tan eficientes como el acero. Luego, se establecieron las principales ventajas de este material como elemento estructural sismorresistente; lo cual fue el punto de partida para el análisis de factibilidad del uso del acero en los sistemas estructurales de edificios. Asimismo, la presente investigación tuvo una metodología cualitativa, para lo cual se revisaron numerosas fuentes bibliográficas, extrayendo apartados que resulten importantes para el desarrollo de la investigación. En ese sentido, se abordó el trabajo de investigación con los siguientes puntos principales: - Revisión de Literatura. Se presenta de manera breve la historia del uso del acero como material de construcción, así como sus principales usos en la actual industria peruana, se resume de manera breve la normativa nacional e internacional para el diseño de sistemas estructurales de acero y se enumera las principales propiedades estructurales del acero. - Desarrollo de la investigación. Se presenta las principales consideraciones para el diseño de estructuras de acero, donde se mencionan las consideraciones para la estructuración, cargas, métodos y verificaciones de diseño; además, los principales sistemas estructurales planteados en la normativa. Por otro lado, se identifica y desarrolla las principales ventajas del uso del acero como material de miembros estructurales y se desarrolla un análisis de factibilidad para su uso en la construcción. La investigación desarrollada permitió obtener conclusiones y recomendaciones finales, que se detallan en el capítulo final del presente trabajo de investigación. Lo cual, pretende ser de utilidad para estudiantes y empresas del sector construcción, como una fuente inicial de información para detectar los principales problemas y soluciones ante el actual estado de estancamiento en el desarrollo de edificios de acero estructural en el país. De modo que, se brinde un impulso para el desarrollo, especialización y masificación del acero como material en sistemas estructurales sismorresistentes de edificios.Item Comparación de edificios conformados por sistemas estructurales de acero en el Perú y en el extranjero(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-20) Sánchez Carrasco, Ivanna Franccesca; Dávila Andía, Breyton Luis; Mora Chihuantito, Christian Gustavo; Sulluchuco Otake, Roy; Gonzales Santillana, Jim Fernando; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo de investigación se centró en el uso de acero estructural en la construcción de una vivienda multifamiliar y una oficina en el extranjero. A partir de ello, se plantearon los factores sismorresistentes y de diseño que limitan la masificación del uso de acero estructural en la construcción de viviendas multifamiliares en el Perú. El objetivo principal de este trabajo consistió en determinar la viabilidad de construir edificios destinados a viviendas multifamiliares como un desafío de realizarlos, actualmente, en el Perú. Primero, se desarrolló la metodología a partir de la recopilación de información de investigaciones recientes, publicaciones académicas, libros y papers. Asimismo, se revisaron las normas E.020 Cargas, E.030 Diseño Sismorresistente, E.060 Concreto armado, E090 Estructuras Metálicas, AISC 341-16 y AISC 360-10. Luego, con la información recolectada, se eligieron edificaciones en acero estructural idealizadas en el extranjero y el Perú para comparar sus sistemas sismorresistentes. Cabe mencionar, que las consideraciones de sismorresistencia y diseño para los edificios del extranjero se contrastaron con las normas peruanas, a fin de ver si las consideraciones del extranjero son las mismas o varían y su posibilidad de construirlas. Finalmente, se compararon los indicadores económicos de las edificaciones escogidas en el Perú con la finalidad de analizar la factibilidad de construir viviendas multifamiliares en acero estructural en nuestro país. En conclusión, se obtuvo que si es posible la construcción en acero estructural en edificaciones de viviendas multifamiliares en el Perú si es que existiera una industria complementaria de acero adecuada.Item Sistema estructural “tubo en tubo” para edificios altos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-15) Pucuhuaranga Llancari, Valeria Liseth; Segovia Ramírez, Lenibet Pelagia del Pilar; Andrade Martínez, Kevin Enrique; Alcántara Aniceto, Daniel Santiago; García Núñez, Patrick Ghandy; Rojas Palomino, Paolo Giovanni; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo muestra el estudio del comportamiento del sistema estructural Tubo en Tubo y la comparación de este esquema respecto de otros sistemas estructurales para edificios altos. La justificación de la investigación se presentó dada la alta demanda por desarrollar edificaciones verticales con mayores alturas en base a sistemas tubulares capaces de resistir mejor las fuerzas que ejercen el viento y los sismos. Para comprender mejor el funcionamiento de este sistema estructural se analizan casos de estudios teóricos diseñados con códigos sísmicos y de viento de la India. En todos los casos se reconocen los sistemas estructurales empleados y se idealizan tomando en cuenta las principales características, requerimientos y propiedades constructivas y estructurales. Posteriormente, todos los casos se evalúan con una serie de acciones de cargas laterales similares que permiten que los resultados se puedan comparar. La evaluación de estos casos nos permite analizar la eficiencia de cada esquema por medio de los desplazamientos máximos, deformaciones, fuerzas cortantes y estados de daño obtenidos en los análisis.Item Análisis comparativo del diseño de espesor de la capa de rodadura de pavimentos rígidos según las metodologías AASHTO 93 y PCA 84(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-09) Solano Cahuaya, Luz Daniela; Espinoza Nieto, Lucía Florencia; Zapata Chávez, Renzo Sebastián; Zevillanos Begazo, Francis Joao; Mogollón Rivera, Joao Emanuel; Villagómez Molero, DiegoEn la presente investigación se realiza una comparación teórica-técnica de los métodos AASHTO 93 y PCA 84 para el diseño de los espesores de la capa de rodadura de pavimentos rígidos. El estudio de las metodologías de diseño de pavimentos es necesario para lograr un correcto diseño cumpliendo los estándares de calidad adecuados según los requerimientos de cada vía proyectada. Para lograrlo, la investigación presentada a continuación describirá y comparará los requerimientos y parámetros de los métodos en análisis y diseñará teóricamente, para cada una de las metodologías, espesores de la capa superficial para pavimentos con diferentes características. Con ello, se identifica las ventajas o desventajas de cada uno de estos. De acuerdo a la comparación teórica, a pesar que ambos métodos consideran parámetros muy similares entre sí, se obtiene que los espesores obtenidos con el método AASHTO 93 son mayores que los obtenidos con el PCA y, en consecuencia, se puede considerar a AASHTO 93 como más conservador y a PCA 84 como más económico. Sin embargo, la Norma Peruana E.050 Suelos y Cimentaciones, recomienda ambas metodologías para el diseño de pavimentos rígidos como el analizado en la investigación por lo que se puede usar adecuadamente ambos métodos teniendo en cuenta las consideraciones de cada uno.Item Consideraciones de diseño para el uso de elementos prefabricados de concreto armado para estructuras de edificios(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-12) Montenegro Carrillo, Renzo Adolfo; López Chaupijulca, Gloria Lorena; García Arriola, Manuel Alejandro; Vílchez Moreno, Sergio Emanuel; Muñoz Blanco, Jairo César; Villagómez Molero, DiegoLos elementos prefabricados se han abierto camino en el mercado mundial debido a sus diversas ventajas; sin embargo, se deben tener consideraciones importantes al momento de diseñar con estos. El presente trabajo de investigación expone dichas consideraciones, así como las ventajas que presentan estos elementos. Las consideraciones para el diseño con elementos prefabricados deben ser tomadas en cuanta desde la concepción del elemento a usar. Se debe definir que elemento es el prefabricado a usar y que función tendrá en la estructura para luego analizar el tipo de conexión que tendrá con los demás elementos. Posteriormente se podrá analizar también el tipo de falla que posiblemente tendría y el comportamiento sísmico de los mismos. Asimismo, se exponen las ventajas durante el proceso constructivo, las consideraciones durante este y el beneficio que tiene el uso de estos elementos en un contexto tan difícil y diferente como el actual. El distanciamiento social y la necesidad de que el sector no se detenga económicamente, brinda como opción más viable el uso de nuevas metodologías como esta. Es importante mencionar que los códigos de diseño empleados en nuestra normativa aun no cobren este tipo de elementos por lo que se debe tener en consideración al momento de proponer el uso de estos al constructor. El mercado peruano aun es conservador por lo que se requiere exponer mejor las ventajas de esos elementos y educar a los constructores acerca del uso correcto de estos al momento de instalarlos.Item Técnicas de reforzamiento para centros educativos tipo modular 780 pre(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-16) Huapaya Terrones, Yessabel Cristina; Rojas Ramos, Janet Sofía; Quispe Rodriguez, Joel Nicolás; Rúa Alvarez, Manuel Alberto; Taipe Gratelly, Dennys Javier; Villagómez Molero, DiegoLos centros educativos tipo modular 780 PRE fueron construidos bajo la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente del año 1977, la cual subestimaba los desplazamientos laterales de las estructuras. Los daños producidos por sismos pasados, evidenciaron el riesgo en el que se encuentran estas estructuras; es así que surge la necesidad de implementar procedimientos para reforzar las estructuras y reducir riesgos. El objetivo de esta investigación es describir las técnicas de reforzamiento aplicables en edificaciones educativas peruanas típicas construidas antes del año 1977 y mostrar los resultados obtenidos de cada técnica, tomando en cuenta factores tales como rigidez y resistencia. La primera técnica es el refuerzo con muretes de albañilería reforzada, que consiste en emplear mallas electrosoldadas para la formación de un muro compuesto; y de esta manera, aumentar la resistencia al corte y evitar fallas frágiles. Como segunda técnica tenemos al refuerzo de cierre de paños de albañilería, que consiste en incrementar la rigidez de la estructura levantando muros de albañilería que cierren vanos. La tercera técnica ahonda en el empleo de arriostres concéntricos, consiste en incrementar la resistencia lateral mediante perfiles de aceros diagonales en los núcleos de los pórticos. La cuarta técnica, aumenta la sección transversal de las columnas con dos aletas de concreto armado en el eje longitudinal del edificio, de tal manera que se incrementa la rigidez y se reducen los desplazamientos. La quinta técnica es la instalación de muros acoplados de concreto, la cual consiste en reforzar 3 columnas adyacentes, aumentando la dimensión de esta y mejorando su desempeño estructural. Los sistemas de reforzamientos descritos en este trabajo de investigación aumentan la resistencia y la rigidez global de la estructura, mejorando su desempeño ante eventos sísmicos.Item Ensayos y recomendaciones para el concreto en estructuras cercanas al mar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-15) Llallire Pariona, Ayrton Bruno; Pacheco Uribe, Edson Teobaldo; Pineda Miranda, César Augusto; Rivera Benavides, José Andrés; Salinas Bernuy, Felix Francis; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo de investigación busca analizar las patologías que sufren las estructuras de concreto armado, especialmente en edificaciones destinadas a uso educativo, que se encuentran ubicadas en zonas cercanas al mar. Dicho análisis servirá para diagnosticar los tipos de daño y su efecto en la durabilidad de las estructuras, de tal manera que, se puedan efectuar un conjunto de recomendaciones y especificaciones técnicas tanto para edificaciones existentes como para aquellas que serán construidas en el futuro. Primero, se realizó la revisión de la literatura para comprender el comportamiento del concreto armado, los entornos marinos y las patologías que se generan a partir de estos. De las cuales, se identificó que los fenómenos de corrosión en el acero de refuerzo y carbonatación en la mezcla de concreto, son los más influyentes en el desempeño de este tipo de edificaciones. A partir de ello, en segundo lugar, para el desarrollo de la investigación, se analizó el caso del Colegio Militar Leoncio Prado, ubicado en el distrito costero de La Perla, debido a que visualmente se evidenció un deterioro prominente en diferentes elementos estructurales. Asimismo, para corroborar el efecto del ambiente costero, se recolectó información meteorológica (temperatura, humedad, precipitación y velocidad del viento) proveniente de la estación Jesús María. En tercer lugar, se realizó un análisis comparativo, de los diferentes tipos de ensayos destructivos y no destructivos, que permiten evaluar el estado de los elementos de concreto armado, con el objetivo de examinar la conveniencia de su aplicación en el medio local y principalmente en instituciones educativas. En cuarto lugar, debido a la coyuntura originada por el COVID-19, no fue posible ejecutar los ensayos anteriormente mencionados y, por lo tanto, los resultados presentados se extrajeron del estudio: “Evaluación de daños por agresión ambiental en viviendas de concreto reforzado” realizado por Rómel Solís Carcaño, Eric Moreno, Felipe Jiménez Torres & Victorino Rosas Pérez. Finalmente, la evaluación de dichos resultados se utilizó de base para proponer las recomendaciones y especificaciones técnicas requeridas.Item 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.