Ingeniería Civil (Mag.)

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Estimación de pérdidas por sismo en edificios peruanos mediante curvas de fragilidad analíticas
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Velásquez Vargas, José Martín
Las pérdidas por sismo, es decir, los costos de reparación asociados a determinados escenarios de peligro sísmico pueden estimarse a partir de las curvas de fragilidad. En este trabajo se propone un método sencillo en el que se utiliza el costo de reposición total y los factores de daño asociados a los diversos estados límites.
Criterios estructurales para la enseñanza a los alumnos de arquitectura
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Sánchez Arévalo, Natividad Antonieta
En este trabajo se presenta una propuesta para mejorar la enseñanza de estructuras de los alumnos de las facultades de arquitectura del país. El título abarca un tema muy amplio que no será tratado en toda su extensión en esta tesis, por razones de tiempo y dedicación. Sin embargo, será un punto de partida para seguir trabajando en la implementación de todos los cursos de estructuras, necesarios en la formación de los alumnos de arquitectura, a través de una metodología adecuada al perfil del arquitecto egresado.
Comparación de las normas sísmicas más utilizadas para puentes continuos en el Perú y sus métodos de análisis
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Acero Martínez, José Alberto
Este trabajo esta orientado a revisar las normas sísmicas más utilizadas para puentes continuos en el Perú y sus métodos de análisis. Se revisan principalmente: la norma AASHTO STANDARD, AASHTO LRFD, CALTRANS y la Norma Sísmica para Puentes de Japón. También, se discute la propuesta de norma para puentes del Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú y se revisa la NTE E.030. Por otro lado, se revisan en forma referencial, normas sísmicas de puentes de Chile, Venezuela y Canadá.
Evaluación de las características estructurales de la albañilería producida con unidades fabricadas en la región central Junín
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Aguirre Gaspar, Dionisia Rosa
La presente tesis se desarrolló con la finalidad de determinar principalmente las características estructurales de la albañilería y sus componentes, con unidades fabricadas artesanalmente en las diferentes zonas de la región Junín. Primero se registró a los artesanos, se identificó las características principales de la materia prima, la ofertademanda de las unidades en el mercado, el proceso de producción y se zonificó en cuatro grupos (Palián, Cajas, Saño y Jauja).
Estudio del control de rótulas plásticas en pórticos de concreto armado
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-05-09) Flores Barreto, Teodorico Manuel
En este trabajo, se presenta el estudio del efecto de los modos altos de vibración de estructuras de concreto armado en la amplificación de los momentos flexionantes en las columnas, durante una respuesta sísmica. Se buscará cuantificar este efecto para estructuras aporticadas mediante análisis dinámico inelástico, y proponer valores para su aplicación en el diseño de pórticos de concreto armado.
Recomendaciones técnicas para mejorar la seguridad sísmica de viviendas de albañilería confinada de la costa peruana
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-10-26) Mosqueira Moreno, Miguel Angel; Tarque Ruíz, Sabino Nicola; Blondet Saavedra, Jorge Marcial
En este proyecto se desarrolla una metodología simple para determinar el riesgo sísmico de viviendas informales de albañilería confinada. Para ello, se ha realizado un estudio sobre los errores arquitectónicos, constructivos y estructurales de 270 viviendas construidas informalmente en 5 ciudades de la costa del Perú. Las viviendas informales son construidas por pobladores, albañiles y maestros de obra, sin asesoramiento técnico o profesional. Muchas veces las viviendas informales son vulnerables ante los sismos y colapsan, causando innumerables pérdidas económicas y lamentables pérdidas de vida. Para recolectar información sobre las construcciones informales se encuestaron un total de 270 viviendas ubicadas en Chiclayo (30), Trujillo (30), Lima (150), Ica (30) y Arequipa (30). Las tareas de recolección de información en campo se realizaron en fichas de encuesta por alumnos de la PUCP. Después la información recogida fue procesada en fichas de reporte donde se obtuvo la vulnerabilidad, peligro y riesgo sísmico de las viviendas encuestadas. Luego, con la información obtenida se elaboró una base de datos para clasificar los principales defectos de las viviendas analizadas. Los resultados obtenidos contribuyeron al desarrollo de una cartilla para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería confinada en zonas de alto peligro sísmico. La cartilla presenta información sobre cada paso del proceso constructivo en forma gráfica y con lenguaje muy simple. Se espera que, con una adecuada difusión, esta cartilla pueda servir para que los pobladores y albañiles puedan conocer mejor cómo pueden construir viviendas sismorresistentes de albañilería confinada. Esta tesis está organizada en nueve capítulos y un apéndice distribuidos de la siguiente forma: En el Capítulo 1, “Introducción”, se plantea el problema de las viviendas informales de albañilería de arcilla de la costa del Perú. Se describen los antecedentes de trabajo y se explica la justificación de esta investigación. Además, se muestran las hipótesis propuestas y los objetivos que se esperan cumplir. En el Capítulo 2, “Marco teórico y metodología”, se presenta la relación que existe entre el problema particular de estudio y las teorías e investigaciones similares realizadas anteriormente. También, se presenta la metodología seguida y se explican los conceptos relacionados en el desarrollo de la investigación. En el Capítulo 3, “Descripción de las zonas estudiadas”, se muestran las características geográficas, demográficas y socio económicas de las zonas donde se han realizado encuestas de viviendas informales. En el Capítulo 4, “Fichas de encuesta y fichas de reporte”, se describen las fichas de encuesta y de reporte, y se explican detalladamente los cálculos para determinar el riesgo sísmico de las viviendas de albañilería. En el Capítulo 5, “Defectos de la construcción de las viviendas informales”, se describen los problemas de ubicación, constructivos y estructurales más comunes de las viviendas autoconstruidas. También, se realiza un análisis de la calidad de mano de obra en la construcción de las viviendas. En el Capítulo 6, “Base de datos de los errores constructivos”, se presentan tablas de conteo donde se han organizado estadísticamente los errores constructivos encontrados en las viviendas informales. En el Capítulo 7, “Construcción de viviendas”, se desarrolla un conjunto de recomendaciones básicas para que el poblador pueda construir adecuadamente su vivienda sismorresistente de albañilería. En el Capítulo 8, “Reparación y reforzamiento de viviendas”, se presenta un conjunto de recomendaciones básicas para la reparación y reforzamiento de viviendas sismorresistentes de albañilería. Se espera que con estas recomendaciones el poblador sea capaz de realizar reparaciones y reforzamientos sencillos. Finalmente, en el Capítulo 9, “Conclusiones y recomendaciones”, se escriben las conclusiones del trabajo y se resumen los resultados de la investigación. Además, se muestran las recomendaciones para futuras líneas de investigación sobre vulnerabilidad de viviendas de albañilería. El apéndice, “Cartilla de recomendaciones técnicas para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería”, contiene una cartilla gráfica que muestra cómo construir y reparar viviendas de albañilería confinada sismorresistente.
Análisis y diseño de puentes colgantes
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-30) Zegarra Ciquero, Luis Antonio
En nuestro país es muy escasa la información sobre los procedimientos y detalles del análisis y diseño de puentes colgantes. Los puentes colgantes de luces importantes que se han construido han sido adquiridos generalmente en el extranjero, incluyendo el diseño estructural dentro del monto del contrato.
Material de apoyo para la enseñanza de los cursos de diseño y comportamiento del concreto armado
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-30) Ottazzi Pasino, Gianfranco Antonio
El objetivo principal de esta tesis es contribuir a la mejora de la enseñanza de los cursos de Concreto Armado 1, que se dicta en la Facultad de Ciencias e Ingeniería en la especialidad de Ingeniería Civil, y del curso Comportamiento del Concreto Armado, que ofrece la Escuela de Graduados como electivo en el Programa de Maestría en Ingeniería Civil. Para ello, se ha elaborado un documento, a manera de apuntes, que contiene los principales capítulos de los programas analíticos de los cursos Concreto Armado 1 y Comportamiento del Concreto Armado. En el documento se ha hecho énfasis en los aspectos fundamentales del comportamiento de secciones y elementos simples de Concreto Armado, antes de presentar los procedimientos clásicos de análisis y diseño. También se ha tratado de explicar la procedencia o sustento de las numerosas disposiciones contenidas en los Códigos y Normas de Concreto Armado, en especial de la Norma Peruana, de tal modo que estas disposiciones no se conviertan en reglas o recetas “absolutas” que se apliquen sin conocer su procedencia, limitaciones y alcances. Se espera que este enfoque permita a los estudiantes profundizar aspectos más avanzados del comportamiento de este material, especialmente en el rango no lineal. Se han elaborado tres presentaciones multimedia (Power Point) relacionadas con los tipos de elementos estructurales y posibilidades constructivas del concreto armado, las fallas en elementos y estructuras de concreto armado y el comportamiento de elementos simples de concreto armado en flexión y cortante. Esta última presentación está basada en ensayos realizados recientemente en el Laboratorio de Estructuras de la PUCP. Estas presentaciones complementan los aspectos teóricos y prácticos contenidos en los apuntes. Este documento podrá ser publicado por la Oficina de Publicaciones para la Docencia de la PUCP. Versiones preliminares ya han sido publicadas y vendidas por la mencionada oficina con el título “Apuntes del Curso Concreto Armado 1”. Se han editado ya cuatro versiones de estos apuntes, la última en el semestre 2004-1.
Espectros de peligro sísmico uniforme
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-05-09) Bolaños Luna, Ana Malena; Monroy Concha, Omar Manuel
Los espectros de diseño basados en formas que se escalan con la aceleración pico del suelo conducen a una distribución no uniforme del peligro a lo largo del espectro y por tanto a un nivel de riesgo diferente entre edificaciones de distinta altura. En este trabajo se presenta una metodología para estimar la aceleración y las ordenadas espectrales asociados a un nivel de excedencia uniforme a lo largo del espectro. Se analizó la sismicidad del Perú, se actualizaron las fuentes sísmicas propuestas en trabajo anteriores, se empleó la magnitud momento (Mw) y se usó por primera vez para todo el País una ley de atenuación que distinga sismos de subducción de interfase e intraplaca. Como resultado, se obtuvieron mapas de distribución de aceleraciones y ordenadas espectrales para todo el País correspondientes a un periodo de retorno de 475 años. Los cálculos se hicieron con un programa de cómputo desarrollado como parte de este trabajo. Las aceleraciones obtenidas en roca presentan valores inferiores a los obtenidos en 1993 por Castillo y Alva hasta en 10%, salvo en la zona de Piura y Tumbes donde los valores son menores hasta en 30%. Se encontró que los valores del factor de amplificación espectral para 0,2seg tienen diferencias pequeñas (3%) a lo largo del territorio, mientras que para 1,0seg los valores aumentan de oeste a este de manera significativa (35% en Iquitos). Esto muestra la necesidad de desarrollar espectros de peligro uniforme propios de cada zona sísmica del país.
Evaluación del riesgo sísmico de edificaciones educativas peruanas
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-05-09) Astorga Mendizábal, María Ángela; Aguilar Vélez, Rafael
En este trabajo se desarrollaron herramientas para estimar el desempeño sismorresistente y para cuantificar pérdidas en edificios educativos peruanos. Se identificaron cinco tipos estructurales como los más representativos. Un tipo corresponde a los edificios de adobe, tres tipos a los edificios de concreto y albañilería construidos antes de 1997 y un tipo a los edificios de concreto y albañilería muy robustos que se empezaron a construir después de 1997 y que representan el 2% del total de edificaciones. Para estimar pérdidas se construyeron funciones de distribución de daño para diferentes escenarios de sismicidad en base a las cuales se obtuvieron curvas de fragilidad y matrices de probabilidad de daño. En el país no existe información estadística sobre los daños de edificios escolares afectados por terremotos, ni tampoco sobre sus características estructurales. Por este motivo, se recurrió a la opinión de expertos en ingeniería estructural para estimar el comportamiento esperado. Para la presentación del tema y la recolección de información se empleó el método Delphi. Los resultados indican que los edificios de adobe quedarían irreparables (daño mayor a 60%) para eventos con intensidades de VII MM o más. Para los edificios de concretoalbañilería construidos antes de 1997 y para los de reciente construcción se encontró que el daño irreparable se alcanzaría desde intensidades de IX MM y X MM respectivamente. Se estudió el desempeño de los edificios ubicados en las zonas de mayor sismicidad en sismos frecuentes (50 años de periodo de retorno y 0.2g de aceleración pico del suelo) y en eventos mayores (500 años de periodo de retorno y 0.4g de aceleración pico). Los resultados indican que en sismos frecuentes los edificios de concreto-albañilería construidos después de 1997, tendrían daños menores al 5% y en sismos severos alcanzarían 40% de daño. Para los edificios de concreto-albañilería anteriores a 1997 y para los edificios de adobe los daños serían importantes en sismos frecuentes (20% y 45% respectivamente) y en sismos severos ambos tipos de edificios quedarían irreparables (65% y 95% de daño). Para completar el desarrollo de un plan nacional de protección de la infraestructura educativa es necesario que el estado compile y organice la información necesaria para lograr una representación cuantitativa de la distribución geográfica y de las condiciones locales de la infraestructura educativa. En paralelo al desarrollo de este plan es necesario organizar programas de reducción de vulnerabilidad de bajo costo para las edificaciones en mayor riesgo.
Respuesta no-lineal de estructuras de concreto armado de un piso sometidas a solicitaciones sísmicas bi-direccionales con ángulos de incidencia variables
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-03-04) Florez Ttito, Alexander Rubenil; Fernández-Dávila Gonzales, Victor Iván
El Perú se encuentra en una zona de alta sismicidad y los sismos muestran lo vulnerables que son las edificaciones. La norma de diseño sismorresistente de estructuras E.030, no toma en cuenta la bi-direccionalidad del sismo. La norma asume que las acciones sísmicas actúan independientemente en cada una de las dos direcciones principales ortogonales o aproximadamente ortogonales del edificio. La acción sísmica separada es válida si la dirección predominante es coincidente con una de las direcciones principales. Si el sismo tiene dos componentes horizontales de acciones simultáneas importantes, además el agravante que el movimiento sísmico experimenta cambios en la dirección de incidencia y magnitud durante la ocurrencia del evento. Se puede suponer entonces que las respuestas calculadas por el análisis que indican las normas que no consideran la direccionalidad del sismo, no sean las verdaderas respuestas que se generan en las estructuras.
Conservación de puentes de piedra en el Perú: criterios para su intervención estructural
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-04-22) Bardales Salazar, Héctor Aldo; Torrealva Dávila, Daniel Enrique
Los puentes de mampostería de piedra o ladrillo forman una parte importante del patrimonio arquitectónico del Perú. Aunque no muy numerosos su importancia radica en que representan el estado del arte de la ingeniería de aquel entonces, los cuales en muchos casos se siguen utilizando hasta nuestros días, como es el caso de varios puentes ubicados en las ciudades de Lima, Arequipa, Huánuco, etc. En el presente trabajo de Tesis se describe el proceso de evaluación estructural al Puente Trujillo o Puente de Piedra, ubicado en el centro histórico de la ciudad de Lima y construido a inicios del siglo XVII, con el fin de conocer su comportamiento estructural y sugerir una adecuada intervención, así como promover una cultura de conservación. La metodología expuesta a continuación nos muestra el desarrollo de la evaluación estructural en base a las cartas internacionales en monumentos históricos, al conocimiento histórico, la geometría, los materiales y la forma constructiva. Usando la teoría de los elementos finitos se desarrolló un modelo tridimensional del puente, aplicando al modelo un análisis estático lineal, un análisis modal, un análisis sísmico estático y un análisis frente a una sobrecarga vehicular. Siendo esencial los dos primeros análisis para obtener el comportamiento global de la estructura.
Reparación de muros de construcciones históricas de tierra mediante el sellado de fisuras y refuerzos estructurales adicionales
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-09-11) Sosa Cárdenas, Carlos Alberto; Soto Oblea, Edward Jonathan; Blondet Saavedra, Jorge Marcial
Se propone una técnica dual de reparación y reforzamiento para proteger las construcciones patrimoniales de adobe frente al efecto destructivo de los terremotos. La técnica consiste en la reparación de las grietas sísmicas mediante inyección de barro líquido, combinada con el reforzamiento de los muros con mallas formadas por cuerdas sintéticas (drizas). Para comprobar la efectividad de esta técnica, se efectuaron ensayos de simulación sísmica en el Laboratorio de Estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Se construyó un espécimen modelo de cuatro muros de adobe a escala natural que se ensayó en el simulador sísmico hasta generar grietas en los muros. Las grietas resultantes fueron reparadas mediante la inyección de barro líquido para intentar restituir la resistencia original de la estructura. Luego, los muros del modelo fueron reforzados con drizas. Después del periodo de secado, el modelo fue ensayado nuevamente en el simulador sísmico. El comportamiento del modelo ante movimientos de gran intensidad fue satisfactorio: se mantuvo la integridad estructural ante la excitación sísmica simulada, de gran severidad, y se evitó el colapso parcial de los muros. Para entender el comportamiento de las drizas en los muros del modelo reforzado, se estudió un procedimiento de análisis de movimiento de bloque rígido sometido a fuerzas de excitación sísmica y de interacción de drizas. Finalmente, se presenta un análisis preliminar para calcular las fuerzas en las drizas. Estos resultados permitirán desarrollar un método de diseño de la malla de drizas. Esta publicación consta de dos artículos publicados en conferencias internacionales. En ellos se compila la técnica propuesta y ensayada tal como se menciona en los párrafos superiores. El primer artículo se presentó en Turquía en setiembre de 2013 y el segundo se publicará en la ciudad de México en octubre de 2014.
OMA tests and FEM updating in peruvian archaeological heritage: Chokepukio y modal identification tests on archaeological heritage: the case of Chokepukio
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-09-22) Sovero Ancheyta, Simoné Karim; Martel Cuyubamba, Carol; Aguilar Vélez, Rafael
modelos numéricos son herramientas útiles para comprender el comportamiento de las estructuras. Sin embargo, contar con un modelo que se ajuste a la realidad es difícil debido a las variables que están en juego y a las simplificaciones que se asumen al construirlo. Para que un modelo sea confiable debe ser calibrado. Esta calibración se realiza comparando ciertos parámetros (por ejemplo las propiedades dinámicas) del comportamiento de la estructura real con los resultados del análisis numérico. Para identificar qué parámetros son los que tienen mayor influencia en el comportamiento de las estructuras es necesario llevar a cabo un análisis de sensibilidad. En este trabajo se presentan dos artículos publicados en congresos internacionales que muestran la calibración del modelo numérico de una estructura histórica ubicada en el sitio arqueológico de Chokepukio (Cusco-Perú). Esta estructura, que data de la época pre-inca (900-1300 dC), es un muro de albañilería de piedra asentada con mortero de barro. Los parámetros modales experimentales de la estructura se obtuvieron llevando a cabo una campaña experimental aplicando la técnica OMA (Operational Modal Analysis). El proceso de calibración se llevó a cabo utilizando un algoritmo de optimización de los parámetros que tenían mayor influencia en la respuesta dinámica de la estructura los cuales fueron identificados a través de un análisis de sensibilidad. El primer artículo titulado “OMA Tests and FEM Updating in Peruvian Archaeological Heritage: Chokepukio” fue presentado en el congreso del EVACES (Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures) realizado en la ciudad de Ouro Preto (Brasil, octubre 2013). En este artículo se desarrollaron tres modelos de elementos finitos usando el software SAP2000 y se calibró uno de ellos en base a los parámetros modales obtenidos en la campaña experimental. Los resultados de este trabajo sirvieron como herramienta preliminar para una posterior calibración automática. El segundo artículo titulado “Modal Identification Tests on Archaeological Heritage: The Case of Chokepukio” fue presentado en el congreso del IMAC-XXXII (A Conference and Exposition on Structural Dynamics) realizado en la ciudad de Orlando–Florida (USA, febrero 2014). En este artículo se presentan tres modelos de elementos finitos desarrollados en el software Diana TNO y uno de ellos se calibró en base a los parámetros modales obtenidos en la campaña experimental. Por último, se incluye un anexo que presenta una herramienta, desarrollada en el entorno de MatLab, para llevar a cabo un proceso automático de optimización en base a parámetros modales. Esta optimización se realiza minimizando el error de una función (función objetivo) que depende de las frecuencias y las formas modales de vibración, analíticas y experimentales. La herramienta de optimización automática consta de cinco módulos que incluyen: a) el ingreso de los datos de entrada, b) la resolución de ecuaciones para establecer la función objetivo, c) la aplicación de matrices de ponderación, d) la construcción de la función objetivo y d) el proceso de optimización. En este anexo se incluyen cuatro ejemplos de aplicación de la herramienta propuesta que se presentan según su nivel de complejidad, desde una viga con un solo parámetro de calibración hasta una estructura real con cuatro parámetros de calibración.
Influencia de la tabiquería en la respuesta sísmica de edificios de concreto armado
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-10-16) Aragón Brousset, John Percy; Montalbetti Solari, Juan Antonio
Desde hace tiempo se sabe que la tabiquería de albañilería colocada adherida al Sistema estructural de edificios de concreto armado, interactúa con éste modificando la respuesta sísmica del edificio, respecto de la respuesta sísmica del mismo pero en el que la tabiquería es colocada de manera aislada. La particularidad de la tabiquería de albañilería es que es, al mismo tiempo, muy rígida, frágil y tiene un peso suficiente como para que, si colapsa, causar daño a los ocupantes y contenidos del edificio. Un análisis sísmico confiable de un edificio requiere, entre otras cosas, que la rigidez lateral de éste sea definida de la manera más auténtica posible; por lo que necesariamente la tabiquería adherida debe ser representada en los modelos de análisis. A pesar de este requerimiento no es usual, en la práctica profesional, representar a la tabiquería; se cree que esto se debe a que: se supone que con los desplazamientos laterales admisibles de entrepiso prescritos por la norma de Diseño Sismorresistente (Sencico 2003), la tabiquería no tiene mayor influencia en la respuesta sísmica; y debido a que no se tiene un elemento confiable y fácil de incorporar en un modelo de análisis estructural que represente cabalmente a la tabiquería. La tabiquería de un edificio se puede adherir a su estructura a través de varias condiciones de contorno. La tabiquería que más nos interesa es la enmarcada, es decir, aquella tabiquería adherida a dos columnas, al piso (en su parte inferior) y a una viga (en su parte superior); esto porque, dada sus condiciones de contorno, este tipo de tabiquería puede conservar sus características de rigidez y resistencia para deformaciones laterales mucho mayores a la de los otros tipos de tabiques. Cualquier intento por cuantificar la influencia de la tabiquería en la respuesta sísmica de los edificios pasa, en primer lugar, por definir un elemento que represente a ésta en un modelo de análisis. En la bibliografía revisada se plantean varios elementos mecánicos para representar a la tabiquería “enmarcada”; de todos ellos, creemos, que el más eficiente y fácil de incluir en un modelo de análisis es la “diagonal equivalente”. El problema con este elemento está en la definición de su “ancho”. Este trabajo de tesis tiene como uno de sus propósitos definir dicho “ancho” a través de una sola variable. Para ello se tuvo que considerar a todas las variables involucradas en el problema, y así poder definir cuál de todas ellas es la más importante. El trabajo ha concluido en que esta variable es la rigidez de las columnas, expresada a través de su peralte “H”. Definido el elemento mecánico -que representa a la tabiquería- y su geometría: “ancho”. Se estudió la influencia de la tabiquería en la respuesta sísmica de edificios de concreto armado; para ello se varió tres características de los mismos: número de pisos (5, 10, 15 y 20 pisos), rigidez lateral (rigidez lateral “mínima”: rigidez lateral que permite cumplir con la distorsión máxima de entrepiso prescrita por la norma, rigidez lateral “máxima”: rigidez lateral mucho mayor a la mínima) y densidad de la tabiquería (densidad “alta”: tabiques de 25cm de espesor, densidad “baja”: tabiques de 15cm de espesor).
Comportamiento mecánico de muros de albañilería tubular confinada reforzados con malla electrosoldada ante cargas sísmicas y gravitacionales
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-10-16) Mamani Quina, Plinio; San Bartolomé Ramos, Ángel Francisco
La albañilería confinada es un sistema de construcción que en el Perú conforma gran parte de las construcciones existentes para viviendas y especialmente en zonas de recursos limitados, zonas donde se acostumbró a edificar muros estructurales (muros portantes) con unidades de ladrillo tubular (ladrillo pandereta). El uso del ladrillo pandereta está prohibido para muros estructurales según la norma técnica de albañilería E0.70. Esto se está dando en la costa del Perú y en especial en la ciudad de Lima una zona altamente sísmica, donde existen edificaciones de hasta cinco niveles construidas con unidades tubulares. Por lo que la presente tesis fue desarrollada con la finalidad de evaluar una técnica de reforzamiento mediante la utilización de una malla electrosoldada. Para esto se construyeron pilas, muretes y dos muros a escala natural construidas con ladrillos pandereta aplicando la técnica de reforzamiento mencionada. El efecto sísmico fue simulado mediante cargas laterales cíclicas que se aplicaron hacia los muros a escala natural con un actuador dinámico estructural en varias fases con desplazamiento lateral controlado. Al mismo tiempo se aplicaron cargas gravitacionales que representarían de una manera aproximada las cargas de servicio que tenemos en una edificación real. Los ensayos se realizaron en el laboratorio de estructuras de la PUCP, en los cuales se determinó el comportamiento mecánico y propiedades mecánicas de los muros reforzados con malla electrosoldada. Esta información de alguna manera es la base para la implementación de las normas existentes, ya que no se contemplan actualmente alternativas para dar una solución al problema ya descrito inicialmente.
Análisis estático lineal de pórticos de concreto armado mediante el método de los elementos de contorno
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-18) Challco Mamani, Gilmer; Quiun Wong, Daniel Roberto
El método de elementos de contorno (MEC) es una herramienta numérica para la resolución de problemas de ingeniería, y en particular para la solución de problemas de análisis estático lineal de pórticos sometidos a diferentes configuraciones de cargas y condiciones de borde; el pórtico es una estructura conformada por vigas, columnas y losas. La formulación del MEC para el análisis del comportamiento de vigas y losas se inicia con la aplicación de la teoría de elasticidad y resistencia de materiales, para obtener las ecuaciones gobernantes, seguidamente se obtiene las ecuaciones integrales y finalmente se resuelve numéricamente las ecuaciones integrales. La implementación de un código computacional facilita los cálculos numéricos, por lo que se desarrolla el código de programa denominado MBEM en el lenguaje de programación Matlab, en base a las expresiones mostradas a lo largo del presente trabajo, el cual sirve para el análisis estático lineal de losas. El MEC es una herramienta robusta para el análisis de losas porque reduce el número de elementos durante la descomposición de la estructura; además, reduce recursos computacionales y tiempo de análisis. Por otra parte, el análisis de vigas mediante el método prescrito es una alternativa frente los métodos clásicos.
Lineamientos para el análisis y diseño de edificaciones sísmicamente aisladas en el Perú
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-04-16) Villagómez Molero, Diego; Muñoz Peláez, Juan Alejandro
Actualmente existen países que cuentan con códigos para el análisis y diseño de edificaciones aisladas, sin embargo el Perú, a pesar de ser un país con alta sismicidad, no cuenta con una norma propia al respecto. Es por esto que resulta imprescindible contar con un documento que regule los procedimientos de análisis y diseño de los sistemas de aislamiento. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo contribuir al desarrollo de una normativa que regule el diseño de edificios aislados en el Perú, por tal razón se elabora un documento que presentará lineamientos para el análisis y diseño de edificaciones aisladas. Esta tesis presenta una descripción de las características físicas y mecánicas de los dispositivos de aislamiento usados en nuestro medio. Se realiza un resumen de tres códigos internacionales: ASCE7 [1], FEMA 356 [2] y NCh2745 [3], los cuales contienen reglas para el análisis y diseño de edificaciones aisladas. Adicionalmente, se recomienda la construcción de espectros de diseño apropiados para la zona de “períodos largos”, la cual corresponde a los edificios aislados, utilizando técnicas y procedimientos estadísticos aceptados. También se elaboran señales sísmicas sintéticas compatibles al espectro de diseño desarrollado. En base a lo que se indica en normas existentes y empleando como marco de referencia a la norma peruana E.030, se proponen lineamientos y procedimientos de análisis y diseño para estructuras aisladas. Mediante un ejemplo práctico, se desarrolla el análisis sísmico de una edificación real con aislamiento sísmico.
Bases para la implementación de la norma peruana de análisis y diseño de edificios con aislación sísmica
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-05-03) Mendo Rodríguez, Arnold Ramsey; Fernández-Dávila Gonzales, Victor Iván
En este trabajo se proponen los requisitos de análisis y diseño de sistemas de aislación sísmica tomando como referencia las normas americanas NEHRP Recommended Seismic Provisions FEMA P-750 (2009) y ASCE/SEI 7-10 (2010), la norma chilena NCh2745-2003 y su actualización del 2013. Esto surge como una necesidad debido al incremento de construcciones con sistemas de aislación sísmica en el Perú, sumado al requisito establecido en la actualización del proyecto de norma E.030 del 2015, para el uso de sistemas de aislación sísmica en la base en establecimientos de salud del Sector Salud del segundo y tercer nivel. Entre las propuestas desarrolladas se encuentran las aceleraciones para el sismo de diseño y sismo máximo probable que permiten construir el espectro de diseño considerando un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años, los factores de modificación por incorporación de amortiguamiento (Bd), los factores de amplificación de suelo para periodos estructurales mayores a 1,0 seg y los límites de desplazamiento para las estructuras sobre el sistema de aislación. Además, se propone adoptar la forma del espectro de diseño establecido en las normas americanas NEHRP 2009 ó ACE/SEI 7-10, el cual se construye con aceleraciones para periodos de 0,2 seg y 1,0 seg. Las aceleraciones para estas ordenadas espectrales se obtuvieron del estudio de peligro sísmico de 11 ciudades del Perú agrupadas en 4 zonas según el proyecto de norma E.030 del 2015, amplificadas para considerar de una manera simple y práctica el efecto de la máxima dirección, mediante un factor calculado como la relación entre la ordenada espectral máxima de las dos componentes registradas en un señal sísmica y la aceleración correspondiente a la media geométrica o geoman (√S1.S2). El factor de amplificación que define el sismo máximo probable, fue calculado mediante la relación entre las aceleraciones para un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años (convolución de las curvas de peligro sísmico y las curvas de fragilidad) y las aceleraciones para el sismo de diseño (geoman) de las 11 ciudades consideradas en este trabajo, amplificadas para considerar el efecto de máxima dirección. Los factores de modificación amortiguamiento (Bd) fueron calculados en base a la respuesta de desplazamientos de 14 señales sísmicas (dos componentes por señal) ajustando el promedio de la combinación SRSS de las dos componentes al espectro de diseño propuesto, usando el método denominado Mean Spectrum Matching. Los factores de amplificación de sitio se ajustaron a las funciones de amplificación propuestas por Roger D. Borcherdt para el territorio de Estados Unidos. Finalmente, se desarrolla un ejemplo de cálculo de un edificio con aislamiento sísmico comparando su respuesta estructural considerando los requisitos propuestos en este trabajo y los requisitos establecidos en la norma NCh2745-2003 y el ASCE SEI7-10
Estudio de relaciones momento-curvatura en secciones de concreto armado y concreto preesforzado sometidas a flexión
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-05-04) Chang Tokushima, Daniel Andrés; Ottazzi Pasino, Gianfranco Antonio
Los diagramas momento-curvatura permiten percibir de manera clara el comportamiento de secciones dentro de toda su historia de carga. En la presente tesis se realiza el estudio de dichos diagramas para secciones de concreto armado y concreto preesforzado sometidas a flexión monotónica. Se realizó la implementación de un programa en lenguaje VBA (Visual Basic for Applications), en forma de una hoja de cálculo de Microsoft Excel. La hoja desarrollada permite la construcción de diagramas momento-curvatura mediante una interfaz sencilla y de licencia libre. La implementación del programa es transparente y puede ser accedida por el usuario, y su precisión ha sido validada con resultados obtenidos con el programa Section Designer y estudios analíticos hechos por varios autores. La hoja de cálculo desarrollada en la presente tesis es capaz de analizar una gran cantidad de secciones de concreto armado y concreto preesforzado. En el análisis el usuario tiene la capacidad de utilizar cualquier ley constitutiva de materiales mediante su ingreso en forma de puntos de esfuerzo-deformación. Se realizó el estudio de la influencia de diversos parámetros sobre el comportamiento de secciones de concreto armado y concreto preesforzado. Dicho estudio se llevó a cabo utilizando la hoja de cálculo desarrollada.