Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Estudio de la vulnerabilidad sísmica estructural utilizando curvas de fragilidad en colegios del distrito de La Molina(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-13) Velazco Guerrero, Daniela Nicole; Rodriguez Olivares, Mario Alejandro; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoAnte la posible llegada de un sismo severo a la capital se debe tener la certeza de que las estructuras esenciales estén preparadas para cumplir con el desempeño con las que fueron diseñadas. La tesis propuesta busca identificar el estado actual de la vulnerabilidad sísmica con base en la tipología común de los colegios situados en La Molina. Se utiliza como herramienta las curvas de fragilidad, las cuales se generan en base al análisis estático no lineal utilizando el software SAP2000. Los estados límites para identificar la vulnerabilidad se obtienen a partir del manual técnico de Hazus MR4. Para la metodología se visitan cinco colegios del distrito de La Molina ubicado en la ciudad de Lima en Perú y se identifica que existen dos tipologías estructurales típicas donde una presenta 5 ejes estructurales en dirección transversal y la otra 7 ejes. En estas tipologías se manifiesta el fenómeno de columnas cortas, al igual que en la mayoría de colegios que se han visitado. Se obtienen las curvas de fragilidad en función de la probabilidad de daño y el pseudo-desplazamiento espectral. Los resultados obtenidos demuestran que las dos tipologías presentan una gran probabilidad de tener un desempeño de daño completo ante la llegada de un sismo raro en dirección X y una gran probabilidad de que ocurra un estado de daño moderado para la dirección Y. Se realiza un análisis dinámico lineal utilizando el espectro de la norma peruana E0.30 en ambas tipologías y para ambas direcciones, con el objetivo de determinar su respectivo desplazamiento espectral en función al sismo de diseño. Se concluye que el estado actual de la vulnerabilidad sísmica en los colegios de La Molina presentan un daño estructural moderado a completo ante la solicitación del sismo de diseño denominado sismo raro.Item Análisis comparativo del comportamiento sísmico de un edificio alto, mediante el uso de outriggers. Caso de estudio: One Wilson Square(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-24) Sevillano Maturana, Bills Jeanpool Tairo; Navach Ruiz, Carlos Eduardo; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoEl déficit habitacional del país alcanza el 11.7% de los hogares que conforman este territorio. (INEI, 2017). Dentro de la problemática actual, la construcción vertical se propone como una alternativa para mitigarla. Sin embargo, las normativas que rigen el territorio peruano se ven especializadas en estructuras de poca elevación, lo cual podría suponer que existe una relación entre la falta de metodologías y el desarrollo de estructuras de semejantes características. Es por ello que la presente tesis tiene como objetivo principal contribuir con metodologías para el diseño de una edificación alta con finalidad de vivienda. Este partirá del estudio del sistema sismo resistente denominado outriggers y cómo este podría mejorar el comportamiento de una estructura de 40 pisos ubicada en la ciudad de Lima. Los resultados estarán basados en la comparación de fuerzas internas, derivas y desplazamientos de un modelo en Etabs sin outriggers y uno donde se iterará la ubicación de estos elementos. Con ello se busca encontrar la posición de optimización, y con base en ello, se emitirán conclusiones y recomendaciones.Item Propuesta normativa peruana para los sistemas estructurales sismorresistentes de concreto prefabricado en edificaciones(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-13) Mavila Touzloukova, Anatoliy Renato; Casaño Aquino, Anthony Miguel; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoEl uso de estructuras de concreto prefabricado es una solución moderna que presenta grandes beneficios para la construcción de edificaciones. Por esto, son ampliamente utilizados en países como Estados Unidos, Nueva Zelanda y Japón, y en países latinoamericanos como México y Chile, los cuales cuentan con zonas de alto riesgo sísmico. En el Perú, si bien están habilitados como sistemas que soportan cargas de gravedad, su uso en sistemas estructurales sismorresistentes fue limitado normativamente, debido a que son considerados como Sistemas No Convencionales. La presente investigación propone un capítulo normativo para los sistemas estructurales de concreto prefabricado sometidos a solicitaciones sísmicas en edificaciones. De esta forma, la propuesta integra las disposiciones normativas, las factibles para el contexto peruano, de Estados Unidos, México y Chile referente a estos sistemas. La metodología para la elaboración de este trabajo consistió, de forma resumida, en cinco pasos. Primero, se realizó la contextualización de los sistemas estructurales a través de ensayos y experiencias. Luego, se mapearon y compatibilizaron los artículos normativos que se emplean en la propuesta. Finalmente se sintetizó toda la información revisada en el Estado del Arte y se redactó la propuesta normativa. En la propuesta (Anexo A), se cuenta con seis sistemas sismorresistentes de concreto prefabricado clasificados en base a sus capacidades de ductilidad. Dentro de estos, se presentaron los pórticos, muros y sistema dual emulativos a sus correspondientes del Capítulo 21 de la norma E.060 Concreto Armado. Además, se incluyeron a los pórticos y muros de ductilidad baja, así como el sistema de columnas cantiléver. Para todos estos se mencionaron algunas consideraciones para su análisis y diseño sísmico en base a la norma E.030 Diseño Sismorresistente. Como conclusión, la propuesta normativa facilita el uso de los sistemas sismorresistentes de concreto prefabricado de forma más segura y confiable dado el riesgo sísmico del país. Esto debido a que, acorde a los objetivos de la actual normativa peruana, se establecieron los requisitos mínimos para el análisis y diseño de sistemas estructurales de concreto prefabricado. En ese sentido, se otorga un marco legal con el que se reconoce el potencial de los sistemas estructurales sismorresistentes de concreto prefabricado. Sin embargo, también será necesario la especialización técnica de la industria para poder contar con procesos constructivos estandarizados y mano de obra calificada que asegure la construcción correcta de estos sistemas.Item Diseño de la Biblioteca Aveiro para las condiciones locales de la ciudad de Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-14) Hidalgo Diaz, Mauricio Asisclo; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoEn la presente tesis, se desarrolla el análisis estructural sismoresistente y el posterior diseño estructural de los elementos que componen la Biblioteca Aveiro, la cual es una edificación existente ubicada en la ciudad de Aveiro, Portugal. Se trata de una edificación de forma irregular que cuenta con cuatro plantas, con una altura de 4.5 m para la primera planta, y de 4m para las tres siguientes, destinadas al uso de salas de estudio, oficinas, zonas de almacenaje, auditorio, entre otros. La biblioteca fue diseñada con estructuras de acero y concreto, de acuerdo con los condiciones sísmicas y geológicas propias de la zona. En consecuencia, el objetivo principal de la presente tesis es realizar el diseño estructural de la biblioteca para las condiciones geológicas y sísmicas que presenta la ciudad de Lima. Para ello se dispone de la distribución arquitectónica de la biblioteca, la cual sirve de guía para realizar la estructuración y el dimensionamiento estructural del edificio. Se realiza la estructuración en base al uso de losas aligeradas en una dirección, losas macizas en dos direcciones, columnas, vigas y muros de concreto armado. Se considera también un sistema sismoresistente de muros de concreto armado para ambas direcciones de análisis. Para el diseño estructural se considera el uso de concreto con f´c = 280 kg/cm2, y de acero de refuerzo grado 60 con fy = 4200 kg/cm2. Para que el diseño de la presente edificación cumpla con todos los requerimientos, se hará uso de las normas que componen el Reglamento Nacional de Edificaciones.Item Estudio y diseño de sistemas de reforzamiento estructural en concreto armado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-19) Villafuerte Olazabal, José Daniel; Arellano Herrera, Ana Pamela; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoEl empleo de sistemas de reforzamiento tiene como objetivo alargar el tiempo de vida de una edificación existente bajo las solicitaciones que requiera el cliente y lo demandado por la estructura. La rehabilitación de una edificación no necesariamente se debe ejecutar cuando la estructura se encuentra en un estado crítico, por el contrario, puede ser intervenida estando en buenas condiciones. Por ejemplo, cuando se pretende que la estructura cargue más peso debido a un cambio de uso. El corregir las anomalías en concreto armado, restituir o incluso aumentar las propiedades mecánicas del elemento a reforzar son algunas de las finalidades de mayor injerencia. Estas se adecuan a la estructura para ofrecer un mejor desempeño estructural ante posibles agentes externos (movimientos telúricos) o de su propia naturaleza (cargas de gravedad). Al afectarse las propiedades mecánicas de la estructura inicial, esta puede fallar y eventualmente poner en riesgo la integridad de los usuarios que la habitan. Por ello, es de suma importancia hacer un estudio para determinar si la estructura puede reforzarse. De ser así, se debe escoger el sistema de reforzamiento estructural adecuado para el caso que pueda presentarse. Los sistemas que se evaluarán en la presente tesis son: fibras de carbono, perfiles metálicos, placas o muros de concreto armado, encamisado de concreto armado, arriostramiento metálico y postensado externo. Asimismo, de cada sistema de reforzamiento se realizará un estudio a detalle de las propiedades mecánicas, aspectos positivos y negativos, procedimiento constructivo y un ejemplo aplicativo.Item Estudio de la relación entre el valor normativo y el valor efectivo del coeficiente de reducción de fuerza sísmica “R” para sistemas con predominancia de muros de corte, utilizando procedimientos de análisis estáticos no lineales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-11-19) Illacanchi Guerra, Luis Jhonatan; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoSe investigará la relación entre dos tipos de coeficientes de reducción de fuerza sísmica “R”. El primero será determinado a partir de la norma de Diseño Sismorresistente, E.030. El otro factor de reducción “R” será determinado a partir de la relación entre la fuerza elástica máxima y la fuerza que inicia el comportamiento inelástico. Para el segundo tipo de coeficiente, se aplicarán procedimientos de análisis estático incremental o pushover. De este análisis, se obtendrá la curva de capacidad de la estructura; es decir, se podrá determinar los valores de resistencia y desplazamiento para los cuales la estructura en análisis inicia el comportamiento inelástico o plástico. Entonces, se puede obtener un valor de “R” por medio de la relación de resistencia lateral en el rango elástico entre la fuerza máxima que inicia el comportamiento plástico. Luego, la relación anterior se comparará con los valores del coeficiente de reducción de fuerza sísmica “R” sugeridos por la norma de Diseño Sismorresistente, E.030. Esta investigación contribuirá a entender el comportamiento inelástico de estructuras cuyo sistema predominante sean los muros de corte. Actualmente, la norma de Diseño Sismorresistente reconoce como uno de sus principios mantener las estructuras civiles sin daños considerables luego de eventos sísmicos severos. Sin embargo, no es hasta la ocurrencia de un evento sísmico real en que se pone a prueba la efectividad o deficiencia de la norma. En ese sentido, es de importancia ampliar el conocimiento sobre el comportamiento inelástico de las estructuras, donde se asocie la ductilidad, resistencia y rigidez que puedan desarrollar. Esto podrá ser visualizado de alguna manera con el parámetro “R” de la norma de Diseño Sismorresistente, E.030.