Ingeniería Civil (Lic.)
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12404/11
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Item Diseño estructural de un edificio de concreto armado de ocho pisos en Huancayo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-06) Acosta Moreno, Joel; Balcázar Garrido, Jahdai Gesam; Muñoz Peláez, Juan AlejandroEn el presente trabajo tiene por objetivo realizar el análisis y diseño estructural de un edificio de concreto armado de 8 pisos destinado a oficinas, ubicado en el distrito y provincia de Huancayo. El terreno es de forma rectangular y cuenta con un área de 929.98 m2 y posee una capacidad portante de 4kg/cm2 a 1.20m de profundidad respecto a nivel del terreno natural. El edificio consta de 18 estacionamientos en el primer piso y 20 oficinas por piso del segundo al octavo nivel. El suministro de agua se produce mediante un sistema de cisterna y bomba hidroneumática que impulsa el agua a los distintos niveles, evitando el empleo de tanque elevado. Dicha cisterna se ubica en el primer nivel. El sistema estructural está conformado, predominantemente, por muros de corte en ambas direcciones con el fin de controlar los desplazamientos laterales inducidos por el sismo, además se cuenta con vigas peraltadas y columnas formando pórticos. El sistema de techado está conformado por losas macizas en dos direcciones y aligerados con viguetas pretensadas de h=20cm separados cada 50cm de Concremax. Se realizó un modelo pseudotridimensional mediante el programa ETABS 2017 para analizar el edificio por cargas de gravedad y sismo. La cimentación se resolvió con cimientos corridos, zapatas aisladas, combinadas y conectadas en algunos casos, a profundidades variables, teniendo una profundidad máxima de -2.00m respecto al nivel del piso terminado. El análisis de la cimentación se realizó mediante un modelo basado en elementos finitos con ayuda del programa SAFE 2016. El análisis y diseño se realizaron de acuerdo a los requerimientos del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) y cumpliendo con los requisitos sismorresistentes señalados en la norma E.030, verificando la resistencia de los elementos de concreto armado según la norma E.060.Item Diseño de un hospital con aislamiento sísmico según la normativa peruana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-05-21) Portillo Cazorla, Aymar Raúl; Muñoz Peláez, Juan AlejandroEn el presente trabajo se propone un procedimiento general de diseño para estructuras aisladas sobre la base de los requerimientos de la normativa peruana. Primero, se estudia la dinámica de los edificios aislados y los efectos de usar el aislamiento sísmico en una estructura de base fija. Luego, se presentan los dispositivos de aislamiento disponibles en el mercado, así como las propiedades de los materiales que los componen y las ecuaciones necesarias para determinar el comportamiento no lineal de los dispositivos. Después, se describen los métodos de análisis de estructuras aisladas y las maneras de representar el movimiento del terreno. Luego, se propone un procedimiento de diseño para edificios aislados sobre la base de los conceptos estudiados y se desarrolla un ejemplo. El ejemplo que se desarrolla es un hospital de cuatro pisos ubicado en la ciudad de Huancayo (Z3S2). Para el diseño del sistema de aislamiento se utilizó un análisis tiempo historia no lineal con 8 señales espectro compatibles, mientras que para el diseño del concreto armado se usó un análisis modal espectral. La solución propuesta para el sistema de aislamiento incluye dispositivos elastoméricos con un núcleo de plomo (LRB) y deslizadores planos. En cuanto a la superestructura, se ha propuesto un sistema estructural de pórticos.Item Procedimientos de análisis y diseño para edificios sísmicamente aislados en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018) Chumpitaz Martínez, Juan Héctor; Muñoz Peláez, Juan AlejandroEl aislamiento de base es uno de los sistemas de protección sísmica con mayor efectividad. Esta técnica consiste en insertar una interfaz flexible compuesta por aisladores en la base de un edificio. La flexibilidad de los dispositivos logra que el periodo fundamental de la estructura se incremente, de tal manera que las solicitaciones sísmicas que actúan sobre la estructura se reducen considerablemente. En Perú existen estructuras con aislamiento sísmico, pero no se cuenta con un código peruano de diseño de estructuras aisladas; esto obliga al proyectista a realizar el diseño de este tipo de estructuras haciendo referencia a normas extranjeras. El presente trabajo propone una serie de procedimientos o metodología para el análisis y diseño de estructuras aisladas, basada en conceptos teóricos y casos prácticos. Esta metodología utiliza como documentos de referencia algunos códigos internacionales de diseño y la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente E.030. Se usó como ejemplo un edificio aporticado de concreto armado de cinco pisos, con un sistema de aislamiento en su base. Se prediseñó el sistema de aislamiento empleando métodos estáticos sobre un sólido rígido y se hizo un análisis espectral de todo el edificio como verificación previa. El diseño final se desarrolló empleando procedimientos de análisis Tiempo-Historia No Lineal. El diseño del sistema de aislamiento del edificio se desarrolló tomando como información los resultados del análisis tanto para el sismo de diseño (SD) como el sismo máximo posible (SMP) considerados para estructuras peruanas. Finalmente se realizó un prediseño básico de los aisladores, considerando que son del tipo HDRB, y también se diseñaron algunos elementos estructurales utilizando la Norma E.060 Concreto Armado. Se concluyó que un edificio aislado tiene un desempeño superior al que tendría un edificio con base fija. Sin embargo, para logar aislar un edificio se deben cumplir algunos requisitos mínimos. Por otro lado, los procedimientos de análisis y diseño presentados pueden ser ajustados de acuerdo a la aparición de nuevos códigos e investigaciones, sobre todo algunos parámetros de diseño que deberían ser adaptados a la realidad peruana.Item Diseño estructural de un edificio de oficinas de cinco pisos ubicado en Cercado de Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-11-28) Bustíos Vega, Carlos Javier; Muñoz Peláez, Juan AlejandroLa presente tesis tiene como objetivo el diseño estructural de un edificio de oficinas de cinco pisos, ubicado en Cercado de Lima en Lima. Este se encuentra sobre un terreno de cimentación gravosa de capacidad portante 4 kg/cm2. El edificio presentado será utilizado como espacio para oficinas y almacenes. En el primer piso se encuentra una zona de acceso de carga, de patio de maniobras, un espacio para la recepción, para un cuarto de basura y para los SS.HH. En el segundo piso se encuentra una sala privada de muestras, una sala de espera y una kitchenette. En el tercer piso se encuentra un pool de oficinas, una zona de directorio, gerencia y SS.HH. En el cuarto piso se encuentra un depósito de acabados, una sala de espera y una sala de archivos. En el quinto piso se encuentra un depósito de lámparas, una sala de espera y SS.HH. El ingreso a cada piso se puede realizar de dos maneras, a través del ascensor y la escalera central. Todos estos elementos de acceso parten del primer piso y van hasta la azotea. En los capítulos iniciales se desarrollará la introducción y un pre dimensionamiento de los distintos elementos estructurales tales como: losas macizas, vigas peraltadas, columnas, placas, escaleras y cimentaciones. Con estos elementos pre dimensionados se procederá, luego, a realizar el metrado de cargas. El sistema estructural del edificio está conformado por placas (muros de corte), columnas y vigas. Para los techos se usaron losas macizas armadas en dos sentidos, las cuales funcionan como diafragmas rígidos en cada piso del edificio. La cimentación está conformada de cimientos corridos, zapatas aisladas y vigas de cimentación. Ya estructurada la edificación, se realizará el prototipo del edificio empleando el programa ETABS, con el cual se efectuará el análisis de cargas de gravedad y de cargas de sismo, donde se podrá verificar que la estructura cumpla con todo lo dispuesto en el RNE. Finalmente, se procede a diseñar las losas macizas, las vigas, las columnas, las placas, y las cimentaciones para, de esta manera, poder elaborar los planos de estructuras.Item Análisis y diseño de edificios con aisladores sísmicos de péndulo friccional doble y triple(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-09-13) Ruiz Castro, Paul William; Muñoz Peláez, Juan AlejandroLos altos costos de reparación, reconstrucción y mortalidad causado por los terremotos obligan a los países sísmicos, como el Perú, a investigar o desarrollar dispositivos que permitan aislar o disipar energía sísmica. La presente tesis se enfocada principalmente en el estudio de los aisladores de péndulo friccional. Primero, se estudiaron los fundamentos del aislamiento sísmico y se desarrolló ejemplos aplicativos con un software de análisis de un modelo de un grado de libertad. Después, se estudiaron los métodos de análisis sísmicos de estructuras: estático, espectral y tiempo historia no lineal; referenciados principalmente del ASCE SEI 7- 10, borrador del ASCE SEI 7-16 y del FEMA 750. Luego, se propuso un procedimiento de análisis y diseño de edificios con aisladores en el Perú. Para los edificios con aisladores sísmicos se tomaron las exigencias del diseño por funcionalidad continua que recomiendan limitar la deriva máxima de piso a 3 ‰, la aceleración máxima de piso a 0.25g para el sismo de diseño (Tr=475 años). Así mismo, se desarrolló el análisis de un edificio hospitalario con aisladores de péndulo de fricción doble, triple y base empotrada; donde se hallaron y compararon los valores globales de respuesta sísmica (periodo, deriva, aceleración, cortante, desplazamiento y amortiguamiento) entre los análisis y los tipos de dispositivos. Tanto en el hospital con aisladores de péndulo friccional doble y triple, los parámetros globales de respuesta sísmica resultaron similares en los análisis espectral y estático. Sin embargo, hay una considerable diferencia en el análisis tiempo historia no lineal (ANLTH), principalmente, para el análisis del edificio con péndulo doble. Según el análisis estático y modal espectral con ambos aisladores se logra satisfacer los requisitos para el desempeño de funcionalidad continua. Sin embargo, para el doble, dado el alto amortiguamiento, en el ANLTH no se lograron aceleraciones a dicho nivel de desempeño. Finalmente, se hizo un análisis estático según el ASCE 7-16, para los dos tipos de aisladores. De este análisis se obtuvo que lo aisladores de péndulo de fricción pueden llegar a variar hasta 30% en función del valor nominal de cortante y 10% en función del desplazamiento nominal.Item Diseño de un edificio de tribunas para un estadio de fútbol(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-09) Mamani Villalobos, Carmen Giovanna; Muñoz Peláez, Juan AlejandroEn este trabajo se desarrolló el Diseño Estructural del bloque central de la Tribuna Norte del Estadio Campeones del 36 Piura – Sullana. En la tribuna Norte se encuentran ambientes destinados a Salones de eventos múltiples, Tópicos, Áreas de entrenamientos, Servicios higiénicos y almacenes. El proyecto inicial de arquitectura consideraba pórticos de concreto armado espaciados entre 2.05 y 6.80m. Las graderías de los niveles más altos se apoyaban sobre vigas que a su vez se apoyaban sobre un eje de columnas fuera de la fachada. Para el desarrollo de la tesis se emplearon ejes más distanciados con muros, columnas y vigas de mayores secciones transversales. Se suprimieron ejes de columnas en cada dirección. Para representar las graderías se desarrollaron dos modelos. En ambos modelos el paso se representó por una malla de elementos finitos. El contrapaso se representó también por una malla de elementos finitos en uno de los modelos (Losa-losa) y por bielas y viguetas en el segundo modelo (Biela-losa). En la dirección “X” (ver fig.2.1.2 para ubicar la dirección), para el modelo Losa-losa se tienen dos periodos cuyas masas participantes son muy cercanas (36.6 y 36.5%). Los periodos son 0.203 y 0.177s. para el cuarto y quinto modo respectivamente. Esto se puede interpretar como que estos modos trabajan en conjunto haciendo un total de 73.1%. En el modelo Biela-losa, para la misma dirección, se tiene un periodo de 0.197s.con 75.6% de masa participante para el cuarto modo de vibración. Los resultados para la dirección “Y” son muy cercanos. Los periodos son 0.256s con 63.3% de masa participante y 0.257s con 71.6% de masa para los modelos Losa-losa y Biela-losa respectivamente. Estos corresponden al segundo modo de vibración en ambos casos. Las cortantes estáticas en ambos modelos presentan valores muy cercanos. No ocurre lo mismo con las cortantes dinámicas, en este caso los valores no son cercanos debido a la diferencia de porcentajes de masas participantes. Sin embargo, al escalar las cortantes dinámicas al 90% de las estáticas, resultan cortantes de diseño muy similares para ambos modelos. En conclusión, ambos modelos trabajan bastante bien pero el modelo Losa-losa es el que representa mejor el comportamiento del estadio ante sismos y cargas de gravedad. También es este último modelo el que distribuye mejor las cargas hacia las vigas principales por eso se usó para el diseño de columnas, placas y vigas principales. El modelo Biela-losa, solo se usó para el diseño de las viguetas. Los resultados del modelo losa-losa muestran que el estadio tiene derivas de 3.5 0/00 y 2.4 0/00 para las direcciones x e y respectivamente. Por tanto, tendría un buen desempeño ante el sismo de diseño. Los criterios de predimensionamiento empleados para edificios convencionales fueron utilizados en el desarrollo de este trabajo.Item Diseño estructural de un edificio de concreto armado de 5 niveles con sótano y semisótano(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-12) Rivas Valverde, Erik Martín; Salazar Luján, Efraín Marco; Muñoz Peláez, Juan AlejandroEn el presente trabajo se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de cinco pisos, un sótano y un semisótano, ubicado en el distrito de Miraflores, provincia de Lima, sobre un área de terreno de 400 m2 aproximadamente. El suelo de cimentación corresponde a una grava con una capacidad portante de 30.00 ton/m2. El diseño se realizó siguiendo lo establecido en el Reglamento Nacional de Edificaciones. El sistema estructural del edificio está compuesto por muros de corte, columnas y vigas de concreto armado. Para el sistema de techos se usaron losas aligeradas y losas macizas. El semisótano y el sótano cuentan con muros de concreto armado en todo el perímetro para resistir el empuje de tierras. La cimentación consiste en zapatas combinadas y conectadas, así como también en cimientos corridos. La profundidad de cimentación es de 1.20 y 1.05 m. a partir del nivel de piso terminado del sótano el cual es variable y presenta dos niveles. Para realizar el análisis estructural del edificio, tanto para cargas de gravedad como para cargas sísmicas, se desarrolló un modelo tridimensional con los elementos estructurales empleando el programa ETABS. Las losas macizas y aligeradas, se analizaron aparte utilizando el programa SAP2000. Las solicitaciones fueron definidas de acuerdo a lo estipulado en la Norma Técnica Peruana E.020 de Cargas y en la Norma Técnica Peruana E.030 de Diseño Sismorresistente. Realizado el análisis, se verificó que los desplazamientos relativos de la edificación fueran menores a los valores máximos permitidos. El diseño en concreto armado se realizó utilizando el método de resistencia. Los criterios utilizados para el predimensionamiento de vigas y columnas permitieron obtener valores de cuantías moderados de acuerdo a lo estipulado por la Norma Técnica Peruana E.060 de Concreto Armado, lográndose así evitar la congestión del acero de refuerzo. Asimismo, el criterio utilizado para el predimensionamiento de los muros permitió controlar los desplazamientos laterales y dotar a la edificación de una resistencia adecuada. Complementariamente se estudió la respuesta dinámica del edificio a dos acelerogramas peruanos de sismos recientes, el ocurrido el 31 de mayo de 1970 en el departamento de Ancash y el que tuvo lugar el 3 de octubre de 1974 en el departamento de Lima. Se presenta como resultado tanto la respuesta global de la estructura como la respuesta local de la placa más esforzada.Item Diseño de un edificio de concreto armado de 5 niveles(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-26) Loayza León, José Luis; Chavez Porras, Roberto Fidel; Muñoz Peláez, Juan AlejandroLa presente tesis tiene como objeto el análisis y diseño estructural en concreto armado de un edificio multifamiliar de cinco pisos ubicado en el distrito de San Miguel en el departamento de Lima. El edificio tiene un sistema de techado de losas aligeradas con viguetas prefabricadas Firth y losas macizas. El sistema estructural está compuesto en su gran mayoría por muros de corte, combinados con pórticos de columnas y vigas de concreto armado. Los muros de concreto armado fueron pre dimensionados considerando que el 80% de la fuerza cortante sísmica del análisis estático sea resistida únicamente por el concreto, mientras que para pre dimensionar las columnas se consideró solamente la carga axial. Para realizar el análisis estructural del edificio se desarrolló un modelo tridimensional con todos los elementos estructurales. Las solicitaciones de carga de gravedad se tomaron de la Norma E.020 y las solicitaciones sísmicas de la norma peruana de diseño sismorresistente. El diseño por cortante de las vigas fue cubierto por los criterios mínimos de confinamiento que indica la Norma E.060, sin embargo, se tuvo que realizar un diseño por capacidad para las vigas de luz corta. Por otro lado, los requisitos en columnas se cumplieron con los estribos mínimos y en el caso de placas, la cuantía mínima cumplió con la demanda por cortante de las mismas. Como resultado del trabajo realizado, se comprueba que los criterios de pre dimensionamiento fueron los adecuados.Item Análisis sísmico de una edificación con disipadores de fluido viscoso(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-20) Fuentes Sadowski, Juan Carlos; Muñoz Peláez, Juan AlejandroSe realiza una serie de análisis comparativos en un edificio ideal aporticado de 5 pisos de concreto armado con disipadores de fluido viscoso incorporados en ambas direcciones. Se estudian tres configuraciones de arreglos de disipadores: en diagonal, doble diagonal y chevron. Asimismo, se examinan las respuestas de la estructura empleando disipadores lineales con exponente α = 1 y disipadores no lineales con exponente α = 0.25. La edificación sin disipadores no cumple la deriva permisible de la norma peruana sismorresistente NTE E.030. Se revisan los procedimientos de análisis dinámico para estructuras con disipadores, tanto análisis de respuesta espectral como de historia de la respuesta en el tiempo. En base a conceptos de energía se presentan las expresiones para calcular el amortiguamiento efectivo necesario de una edificación con disipadores incorporados al sistema estructural a fin de obtener una deriva objetivo establecida a priori. Los disipadores con las tres configuraciones de arreglos fueron predimensionados a fin de satisfacer las derivas máximas de entrepiso de la norma NTE E.030 para un mismo valor del amortiguamiento efectivo en cada dirección de análisis. Debido a la mayor eficiencia de la configuración chevron, se obtuvieron para este arreglo disipadores con menores valores de la constante de amortiguamiento. Se obtuvieron reducciones promedio en la dirección corta del edificio de 35% para los desplazamientos espectrales máximos y de 31% para las fuerzas espectrales en la base de la estructura. Los disipadores no lineales con α = 0.25 tienen la ventaja de producir fuerzas menores que los disipadores lineales con α = 1 aportando el mismo amortiguamiento efectivo al sistema estructural. Los análisis tiempo-historia realizados en este trabajo muestran que estas menores fuerzas de amortiguamiento desarrolladas por los disipadores no lineales con un valor bajo del exponente α se corresponden con fuerzas sísmicas basales mayores que las desarrolladas por los disipadores lineales. La edificación ideal de este trabajo pudo ser protegida adecuadamente con los dispositivos de disipación de energía.Item Influencia del agrietamiento en la respuesta sísmica de edificios peruanos de muros de concreto armado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-04-10) Dávila Pablo, Odilio Niler; Pérez Malpartida, Andrés; Muñoz Peláez, Juan Alejandro; Tinman Behar, MarcosEl análisis sísmico de los edificios de concreto armado se desarrolla en el Perú considerando los elementos estructurales sin agrietar. Aparentemente existiría una contradicción entre las indicaciones de las Normas de Diseño Sismorresistente y las de Diseño en Concreto Armado respecto a qué nivel de agrietamiento se deberían considerar en un análisis sísmico. En este trabajo se estudian los efectos del agrietamiento en los resultados del análisis sísmico de los edificios de muros de concreto armado. Se trabajó con modelos de edificios de diferente altura con una planta típica y se redujo la inercia de los muros con factores que van de 1 a 0.35. Se estudió la influencia del nivel de agrietamiento en los siguientes parámetros: período fundamental, cortante basal, deriva, distribución de momentos y cortantes. Se sugieren algunos valores (límite de deriva, factor de reducción R), a considerar en el análisis de edificios de muros de concreto armado si se consideran los efectos del agrietamiento.
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