Ingeniería Civil (Lic.)
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Item Análisis de la vulnerabilidad sísmica de viviendas autoconstruidas (sin ingeniería) en el distrito de Punta Negra(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-27) Rojas Motta, Cesar Gabriel; Moran Yañez, Luis MiguelEn la actualidad, el porcentaje de viviendas autoconstruidas (sin orientación ingenieril) es superior a las construidas respetando todos los procesos constructivos establecidos. Se conoce que, el 70% de hogares han sido construidos informalmente y son probablemente altamente vulnerables frente a un sismo. Punta Negra es un distrito donde se evidencia mucho la autoconstrucción teniendo como causas principales la baja posibilidad económica de los pobladores y desconocimiento de procesos constructivos. El objetivo en la presente investigación es aplicar el método de Benedetti-Petrini para determinar el grado de vulnerabilidad sísmica en las viviendas del distrito de Punta Negra. Con tal finalidad, se distribuyó al distrito en 10 Sectores, lo cual permitió evaluar aspectos estructurales, constructivos y geométricos de las viviendas de manera ordenada. Para cada vivienda, se realizó la toma de datos para los 11 parámetros del método Benedetti-Petrini, dichos parámetros determinaran el índice de vulnerabilidad de los hogares. La obtención de un mapa de vulnerabilidad sísmica del distrito será otro objetivo de la investigación. El mapa de vulnerabilidad obtenido servirá para poder tomar conciencia a las autoridades y poder realizar estudios mucho más profundos. Así, se pueda tomar medidas preventivas frente a algún sismo de alta magnitud. Finalmente, se concluye con los valores hallados para el índice de vulnerabilidad, que el distrito de Punta Negra es medianamente vulnerable frente a sismos. La gran mayoría de viviendas alcanzan el grado de altamente vulnerables debido a que no tuvieron asesoría de algún especialista para su construcción.Item Evaluación del desempeño sísmico de una edificación educativa moderna ubicada en una zona de alta sismicidad y sobre suelo blando(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-12) Avilés Farfán, Gonzalo Benjamín; Grados Trujillo, Darío Augusto; Muñoz Peláez, Juan AlejandroLos nuevos edificios educativos peruanos son sísmicamente menos vulnerables que los construidos en décadas pasadas. Sin embargo, no se ha evaluado el desempeño que tendrían edificaciones educativas modernas frente a diferentes niveles de intensidad sísmica. El Ministerio de Educación desarrolló nuevos edificios educativos típicos de concreto armado en 2019, en respuesta a las pérdidas económicas y materiales por el Niño Costero del 2017. El presente trabajo evalúa el desempeño sísmico de un edificio típico denominado “Módulo Básico de Reconstrucción (MBR)”, de dos niveles y ubicado en la zona de más alta sismicidad peruana y sobre suelo blando. El trabajo se inició con la revisión del diseño estructural del edificio de acuerdo a las normas peruanas vigentes. Para la evaluación del desempeño, se utilizaron procedimientos de análisis no lineal y diferentes relaciones daño-deformación, provenientes de normas internacionales. La demanda sísmica se definió para 4 niveles de intensidad correspondientes a eventos: frecuentes, ocasionales, raros y muy raros, con períodos de retorno de 45, 75, 475 y 970 años. Los resultados del análisis tiempo-historia no lineal fueron parcialmente coincidentes con los resultados obtenidos por los métodos de análisis espectral no lineal. En cuanto al desempeño del edificio estudiado, los resultados indican que frente a eventos frecuentes, ocasionales y raros el daño estructural sería imperceptible, y solo eventos muy raros causarían daño sería leve. Desde el punto de vista de operatividad, el edificio podría seguir usándose inmediatamente después de eventos frecuentes, ocasionales y raros, y solo luego de eventos muy raros el edificio requeriría de reparaciones antes de reiniciar su uso. Se concluye que el edificio MBR tendría un desempeño sísmico adecuado, de acuerdo a su importancia como edificación en los diferentes niveles de intensidad sísmica estudiados.Item Análisis de la vulnerabilidad sísmica en viviendas autoconstruidas en el pueblo Joven Santa Rosa en el distrito del Rímac(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-28) Calle Huamán, Sergio Michael; Salazar Ildelfonso, Jairo Hugo; Moran Yáñez, Luis MiguelEn el proyecto de investigación presentado se utiliza dos tipos de procedimiento con la finalidad de evaluar la vulnerabilidad y el comportamiento sísmico de viviendas de albañilería confinada ejecutadas por autoconstrucción en el pueblo joven Santa Rosa en el distrito del Rímac. El estudio se compone de 21 viviendas, ya que estas conforman el numero representativo de la cantidad de viviendas del tamaño de la población del sector definido. En primer lugar, se desarrolla la metodología planteada por Mosqueira y Tarque, que consiste en la recolección de datos a través de fichas de encuesta y de reporte. Las fichas de encuesta sirvieron para recopilar información acerca de datos de la vivienda, procesos constructivos, estructuración, calidad de mano de obra y materiales. Por otro lado, en las fichas de reporte se determinó un análisis sísmico basado en la densidad de muros y la estabilidad de muros al volteo; de esta manera, se halló la vulnerabilidad sísmica. En segundo lugar, se realiza el análisis del comportamiento sísmico haciendo uso del software ETABS 2019, calculando la fuerza cortante basal y los desplazamientos relativos de entrepiso, según indica el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) y el estudio de riesgo sísmico realizado por el Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID). Los procedimientos realizados nos permitieron obtener resultados del grado de vulnerabilidad sísmica de las viviendas de estudio, evidenciando el alto nivel de vulnerabilidad frente a un fenómeno sísmico. Finalmente, se realizan las conclusiones pertinentes frente a los resultados obtenidos; asimismo, se plantean recomendaciones con el fin de reducir la vulnerabilidad sísmica en las viviendas que son consideradas vulnerables en el análisis.Item Comparación técnica y económica entre edificaciones de adobe confinado y adobe reforzado con cañas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-30) Meza Castillo, Wendy Jhasmin; Manrique Huamancaja, Erick Franz; Quiun Wong, Daniel RobertoEn el Perú, se registra un porcentaje considerable de viviendas que tienen como material predominante el adobe en sus paredes exteriores. Este material, específicamente en áreas rurales del país, constituye una alternativa económicamente viable para la construcción de viviendas. El adobe se caracteriza por ser un material práctico, manejable y sustentable. Sin embargo, una limitante de este material es que el proceso de fabricación se realiza de manera artesanal con múltiples factores que afectan sus características y propiedades. Esto debido a que los sistemas y técnicas de construcción son aplicados con conocimiento empírico sin criterios sismorresistentes. Actualmente, se han desarrollado técnicas constructivas con métodos de reforzamiento que aumenta la resistencia de las estructuras y reduce el riesgo ante eventos sísmicos. Sin embargo, algunos de estos métodos no son aceptados por la Norma E.080, como el adobe confinado con elementos del concreto armado. Como respuesta a dicho contexto, la presente tesis tiene como objetivo realizar la comparación técnica y económica entre edificaciones diseñadas con adobe reforzado con cañas aceptado por la norma E.080 y el adobe confinado con elementos de concreto. Para ello, las edificaciones de estudio se ubican en los distritos de Orcopampa y Pampacolca del departamento de Arequipa. Para realizar el análisis, se diseña ambas edificaciones con ambos métodos de reforzamiento y se elabora el presupuesto estimado en su construcción. La comparación técnica abarca la sobreresistencia que tiene cada edificación, mientras que la comparación económica es influenciada por el análisis de precios unitarios. Los resultados revelan que las estructuras de adobe confinado presentan mayor sobreresistencia. Asimismo, la evaluación de costos evidencia que la propuesta más económica es la edificación diseñada con adobe reforzada con cañas alrededor del 20% aproximadamente del costo directo. Sin embargo, tratándose de edificaciones esenciales e importantes las analizadas en la presente tesis, se concluye que la propuesta de construcción más adecuada es la del adobe confinado con elementos de concreto armado debido a que se debe privilegiar la resistencia.Item Ventajas del uso de aisladores sísmicos mediante una comparación entre un puente con aislador sísmico y otro convencional tomando como referencia una alternativa al Puente Dueñas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-05-17) Herrera Dominguez, Carlos Jesus; Morán Yáñez, Luis MiguelLa presente tesis expone las ventajas del uso de aisladores sísmicos mediante una comparación entre un puente con aisladores sísmicos y con apoyos convencionales tomando como referencia una alternativa al Puente Dueñas. Así mismo, hace énfasis en la mejora de la respuesta sísmica, y en la reducción de las dimensiones y cantidad de acero del pilar central. Estos beneficios fueron demostrados mediante la comparación de los resultados del análisis matemático del puente, puesto que estos, permiten observar la diferencia que hay entre el comportamiento y los elementos esperados. En el primer capítulo se describe la introducción al tema. Se establece el objetivo general y los objetivos específicos de la presente tesis, así como la justificación y la metodología. El segundo capítulo refiere al marco teórico y la importancia que tiene el estudio realizado en la elección para el mejor comportamiento de la estructura. En el tercer capítulo se describe el proyecto y se predimensionan los elementos del puente. En el cuarto capítulo se realiza el análisis estructural del puente, para el cual, se considera el modelo computacional y la asignación de cargas. Se obtienen los resultados de desplazamientos y fuerzas en la estructura. En el quinto capítulo se realiza el diseño estructural del pilar central. Se calculan las propiedades de diseño para el aislamiento sísmico y se obtienen los valores de los desplazamientos y fuerzas de diseño, así como las dimensiones y cantidad de acero del pilar central. En el sexto capítulo se realiza la comparación de los resultados obtenidos en los capítulos 4 y 5. En el séptimo y último capítulo se presentan las conclusiones a las que se llegaron con el estudio. Se responde el objetivo general y específicos de la tesis y se enuncian las recomendaciones para futuras líneas de investigación.Item Diseño de un reservorio circular de almacenamiento de agua potable de 2700 m3 de capacidad en Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-01) Rengifo Aliaga, Carlos Miguel; Villagómez Molero, DiegoEl trabajo escogido es un reservorio de almacenamiento de 2700 m3 ubicado en el departamento de Lima. Se realizará el predimensionamiento de la cúpula, viga anillo, pared cilíndrica y losa de fondo. Posteriormente se modelará el reservorio en el programa computacional SAP 2000. Finalmente, se realizará el análisis sísmico mediante el método estático. Para finalizar se diseñarán los elementos estructurales del reservorio y se evaluarán si los esfuerzos admisibles son menores a los permisibles.Item Análisis dinámico de estabilidad de un depósito de relaves(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-06) Chavez Perez, Miguel Andres Jesus; Zamora Beyk, Juan PabloEl Perú es considerado un país altamente sísmico puesto que se localiza cerca de la superficie de fricción de las placas de Nazca y Sudamericana. Por este motivo, y sumado a la aparición de nuevas tecnologías y herramientas disponibles, los análisis dinámicos han venido cobrando un valor significativo en lo que compete a la ingeniería geotécnica-sísmica. La presente investigación busca evaluar dinámicamente la estabilidad de un depósito de relaves a través del método de elementos finitos, con el fin de determinar la magnitud del riesgo que representaría la potencial falla del dique que contiene los relaves. Dicho ejercicio se realizó mediante la modelación y análisis de la sección crítica de la estructura, haciendo uso del software geotécnico GeoStudio 2018® (específicamente, sus módulos SEEP/W, SIGMA/W, QUAKE/W y SLOPE/W.), y sometiéndola a solicitaciones dinámicas provocadas por eventos sísmicos, en forma de registros de aceleraciones. Después de ejecutado esto, se prosiguió con la determinación de las resistencias post-sísmicas, factores de seguridad y las deformaciones y desplazamientos permanentes de la estructura, obteniendo como resultado que la presa desarrolla una potencial movilidad cíclica a causa de los desplazamientos que experimenta, mas no significa un riesgo de falla total. Luego, se realizó una evaluación e interpretación de los resultados obtenidos, con el objetivo de adquirir un mayor entendimiento del comportamiento de la presa post-sismo y determinar su condición final de estabilidad. Finalmente, se propone una solución para poder estabilizar el sistema, la cual consta de perfilar la cimentación ubicada aguas abajo de la presa, consiguiéndose factores de seguridad que cumplen con los mínimos valores recomendados y asegurando la estabilidad de la presa a corto y largo plazo. Nota: Por temas de confidencialidad sobre la información proporcionada por la empresa minera para el desarrollo del trabajo, se denominará con otros nombres a la empresa dueña del proyecto y a las consultoras que realizaron los estudios para este.Item Estimación de vulnerabilidad sísmica de vivienda social de 2 pisos de Muros de Ductilidad Limitada en la costa central del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-16) Reyes Virhuez, Cesar Abraham; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa costa central del Perú se encuentra en silencio sísmico desde hace muchos años por lo que es de gran importancia estudiar el comportamiento que sufrirán las estructuras peruanas ante eventos sísmicos de diversas intensidades y estimar sus consecuencias económicas y sociales con la finalidad de planificar acciones de prevención y reconstrucción. En el caso de las edificaciones de muros de ductilidad limitada no se cuenta con la experiencia de campo sobre su comportamiento estructural respecto a eventos sísmicos debido a que son construcciones relativamente nuevas y no son tradicionales. Las investigaciones respecto al desempeño sísmico de estructuras con muros de ductilidad limitada en nuestro país principalmente se centran en el estudio de las edificaciones de departamentos mayores a 5 pisos y no a viviendas unifamiliares de 2 o 3 pisos. En los estudios previos se han obtenido curvas de fragilidad, que analizan el comportamiento sísmico y los daños sufridos en las estructuras, y curvas de vulnerabilidad, que estiman los costos de los daños generados y sus costos de reparación, para edificaciones mayores a 5 pisos: mientras que solo curvas de fragilidad para viviendas de 2 o 3 pisos. Esta tesis tiene como finalidad ampliar el espectro de análisis del estudio del desempeño sísmico de esta tipología a través del estudio de la vulnerabilidad sísmica de viviendas sociales de 2 niveles.Item Análisis comparativo del comportamiento sísmico de un pabellón escolar entre el análisis tiempo historia, push-over y modal-espectral(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-16) Vargas Vidal, Daniel Roger; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoPara que una estructura sea considerada segura ante un sismo, las normas suelen solo pedir que esta se analice en su rango elástico. Sin embargo, al no contemplar el rango inelástico, estos análisis no contemplan el comportamiento cuando la estructura incurre en daños más severos. Mucha información se pierde y no se tiene un modelo real del edificio. Es por ello que se plantea el analizar una estructura modelada en SAP2000 a un análisis modal-espectral, estático no lineal y tiempo historia para luego comparar los resultados obtenidos. Esto con la finalidad de encontrar las diferencias y similitudes, así como el origen de las mismas. El edificio a trabajar será una estructura de 4 pisos con columnas como principal elemento estructural en la dirección X y placas en la dirección Y. Se propone desarrollar los diagramas de momento-curvatura de todas las secciones del mismo y modelarlo con sus características inelásticas dentro del SAP2000. Con la información completa de la estructura se procederá a realizar el análisis tiempo-historia con el espectro de la norma peruana. Luego se realizará un análisis push-over para obtener una curva de capacidad. Esta será cruzada con el espectro de demanda obtenido por el método de la ATC40 y con ello se tendrá el punto de demanda que será utilizado para la comparación. Finalmente, se utilizarán distintas señales sísmicas con características similares a los sismos limeños y con ellas se realizará el análisis tiempo-historia inelástico. Se utilizará el promedio de los datos obtenidos por cada señal como punto de comparación. Se compararán la cortante basal, el desplazamiento máximo y la aceleración máxima. Estos deberían ser cercanos entre sí, sin embargo, de haber alguna diferencia se procederá a hacer un análisis de causas.Item Análisis de los efectos de la interacción suelo – estructura en la dinámica estructural de un edificio de oficinas de 15 pisos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-11-05) Rodríguez Sánchez, Andrés Gonzalo; Villavicencio Arias, Sergio Joel; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoPara el análisis de edificaciones es común el uso de modelos matemáticos que representen el comportamiento de estas. Elaborar un modelo que represente exactamente el comportamiento de una edificación en el medio que la rodea ante una solicitación externa es una labor prácticamente imposible. A pesar de las limitaciones actuales, los resultados obtenidos se pueden considerar estimaciones buenas para ser utilizadas en cálculos ingenieriles. Reducir la incertidumbre es importante para el progreso de la ingeniería sismorresistente, para lograrlo es crucial identificar las limitaciones de los modelos convencionales y aumentar los conocimientos sobre estas. En ese sentido, una de las limitaciones que se considerar es el desprecio de los efectos de la interacción suelo-estructura. El propósito principal de la investigación es analizar cómo difiere el estudio del comportamiento de las edificaciones con sótanos ante solicitaciones sísmicas en función a la manera en las que son modeladas. Se considerarán en el estudio 3 tipos de modelos para el mismo edificio de 15 niveles superiores. El primero, considera la estructura empotrada a nivel de la superficie sin considerar la influencia de los sótanos, en este caso se asume que los niveles subterráneos de la estructura se mueven en conjunto con el suelo en que se encuentran. El segundo, considerará la totalidad de la estructura incluidos los sótanos. El tercero, la estructura completa, pero considerando además el efecto que tiene la interacción del suelo con la estructura en los sótanos. Es importante mencionar que para cada tipo de modelo se estudiará la estructura con 2, 5 y 8 sótanos. Al analizar estructuras como la del primer caso mencionado se asume que el momento generado por acción de fuerzas y/o aceleraciones en la base (nivel de superficie) es de gran tamaño, y la distribución de momentos en los sótanos tiene valores menores y poco significativos. Sin embargo, queda en duda si este tipo de modelo representa correctamente el comportamiento que el edificio tendrá. En los modelos que consideran sótanos en el análisis se puede suponer que el momento aumenta considerablemente en función a la profundidad o también que, al considerar la interacción con el suelo, debido a las propiedades mecánicas de estos, el momento disminuye proporcionalmente con la misma. El análisis se efectuará para distintos niveles de sótanos, en donde la estructura será sometida a una perturbación dada por el espectro de la norma E.030; además se utilizarán distintas propiedades al modelar el suelo, con el fin de obtener respuestas para diferentes tipos de estos. La profundidad del suelo en el modelo será considerada hasta una profundidad de 1.5B por debajo de la cimentación. Con los resultados obtenidos se busca lograr una mejor comprensión de las respuestas del análisis dinámico de un edificio, para esto se pretende encontrar una relación entre el comportamiento de cada tipo de modelo estructural en los tipos de suelos analizados; enfocada en acercar los resultados, independientemente del tipo de modelo que se escoja, a valores que representen con mayor fidelidad el comportamiento real que tendrá la estructura estudiada.