Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Proyecto de estructuras de un edificio de vivienda multifamiliar de ocho pisos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-06-18) Moreno Ramirez, Javier; Zevallos Gazzolo, Dussan; Montalbetti Solari, Juan AntonioEl presente trabajo tiene como objetivo el análisis y diseño estructural de concreto armado de un edificio multifamiliar de ocho pisos ubicado en el distrito de San Isidro, Lima, Perú. El primer piso del edificio está destinado a la recepción del edificio y dos departamentos, uno más pequeño que el otro. Los pisos típicos están destinados exclusivamente a departamentos. Los estacionamientos por su lado se encontrarán alrededor del edificio, los cuales no son propiedad exclusiva del edificio y el uso de estos es público. Por otro lado, el edificio será construida en un área menor a la del terreno, estando la edificación retirada del terreno 1.20 metros en todo el perímetro. Debido a ello, no se contarán con zapatas excéntricas en la cimentación. El terreno en donde se encuentra el proyecto es cuadrangular con 475 m2 de área y con una capacidad portante del suelo alta de 4kg/cm2. El terreno cuenta con 22.15 m de frente y 21.73 m de fondo aproximadamente. El edificio está estructurado en base a elementos de concreto armado, utilizando vigas, columnas y muros de corte (placas) las cuales predominan en el sistema y son los elementos que controlan los desplazamientos laterales de la estructura. Con respecto a los techos, se utilizaron losas aligeradas en un sentido de 20cm de peralte. Este tipo de losa se seleccionó por las dimensiones de los paños que cuenta la arquitectura y por las solicitaciones de la estructura. Para el análisis sísmico se utilizó el programa ETABS y el análisis por cargas de gravedad fue realizado manualmente con ayuda de hojas de cálculo. Se calcularon los parámetros propuestos por la Norma E.030 del RNE y se verificó la regularidad de la estructura. La cimentación se resolvió con zapatas aisladas y zapatas conectadas a una misma profundidad respecto al nivel de piso terminado. El análisis se realizó con ayuda de hojas de cálculo y para zapatas combinadas más complejas mediante un modelamiento basado en elementos finitos con ayuda del software SAFE. Como conclusión, se corroboró que la estructura diseñada es regular y no fue necesario modificar el factor Ro correspondiente.Item Comparación en el análisis sísmico de una estructura irregular considerando las normas E030 2003, 2016 y 2018(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-06-08) Cárdenas Muñoz, Braulio David; Villegas Sánchez, Katherine Giovana; Montalbetti Solari, Juan AntonioEn las últimas décadas, los proyectos inmobiliarios se han desarrollado potencialmente en Lima debido a la sobrepoblación, demanda inmobiliaria insatisfecha y desarrollo económico. Considerando esta inversión inmobiliaria y la alta probabilidad de un fenómeno sísmico de importancia en la capital, se han ido afinando las investigaciones sobre el desempeño sísmico de las edificaciones. Producto de los estudios numéricos y resultados de edificaciones bajo movimientos sísmicos se ha modificado la NTE E.030. Dado que estos cambios influyen en el diseño estructural de las edificaciones se decidió analizar las diferencias entre las diversas versiones de la norma. Para la presente tesis se evaluó el comportamiento sísmico en una edificación en esquina con irregularidad torsional tomando en cuenta las normas E.030 del 2003, 2016 y 2018. La edificación estudiada es un edificio de oficinas que cuenta con 7 pisos. Está ubicada en Lima y tiene la característica de situarse entre dos avenidas principales. Los elementos estructurales utilizados son muros de corte, columnas y vigas de concreto armado. Los techos se conforman principalmente por losas aligeradas y losas macizas en los baños. Para la cimentación se usaron zapatas aisladas y conectadas. La estructura analizada resultó ser irregular por torsión según una de las normas y regular según las otras. Se comparó los resultados de desplazamiento, derivas y fuerzas basales según las tres normas. Asimismo, se realizó el diseño estructural con las normas en las que se encontró una mayor diferencia en el comportamiento sísmico con el objetivo de comparar los metrados y ratios de acero. Complementariamente, se ha analizado la misma estructura suponiendo distintas alturas: 6, 8, 10 y 12 pisos. Se hizo comparaciones de desplazamientos y derivas, determinando si el cambio de altura incrementaba la posibilidad de encontrar irregularidades en la edificación para cada una de las normas.Item Análisis y diseño de una edificación multifamiliar de 7 pisos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-04-12) Torres Soto, Enrique Martín; Montalbetti Solari, Juan AntonioLa presente tesis tiene como objetivo desarrollar el diseño estructural de un edificio de siete pisos sobre la base de los conocimientos teóricos aprendidos en la facultad de ingeniería civil y el criterio adquirido en la experiencia profesional. En la memoria descriptiva se detallan desde los procedimientos empleados, las referencias consultadas, y las normas técnicas relacionadas; hasta los principios y recomendaciones con las que finalmente se obtendrán los resultados finales: el diseño de los elementos de concreto armado y los planos de estructuras. El edificio está destinado a vivienda multifamiliar ubicada en el distrito de San Borja. El terreno sobre el cual se proyectará la estructura se localiza en esquina y cuenta con una capacidad portante de 4 kg/cm2, 20.00 m de frente, 17.20 m de fondo, y un área construida de 226.18 m2. En el primer nivel se dispone la recepción y 11 estacionamientos, mientras que los niveles superiores se tienen seis departamentos flat y tres departamentos dúplex configurados por una arquitectura típica, la cual considera una altura de 2.80 m por nivel, teniendo una altura total de la edificación de 19.60 m. Se cuenta además con un ascensor y una escalera como medios de acceso a los niveles superiores. A partir de los planos de arquitectura de planta y elevación, se planteó un sistema estructural conformado por muros de corte, vigas y columnas de concreto armado con una resistencia a la compresión f’c de 210 kg/cm2, las cuales fueron predimensionadas conservadoramente teniendo en cuenta su alta responsabilidad sísmica en edificios en esquina. El sistema de techos se diseñará para que se comporte como diafragma rígido en cada piso, y se conformará por losas aligeradas de 0.20 m y losas macizas de 0.20 m de espesor distribuidas según las cargas de gravedad y configuración en planta. Por otro lado, el sistema de cimentación estará conformado por zapatas aisladas, zapatas combinadas y vigas de cimentación según se requiera. Habiendo planteado un sistema estructural en el que prevalezca la regularidad y la menor asimetría entre sus elementos, se idealizó el mismo en un modelo tridimensional en el programa ETABS. Debido a la versatilidad y amplitud del programa, se hizo posible considerar criterios tales como la aplicación de brazos rígidos entre muros y vigas, la aplicación de excentricidades recomendadas, la discretización de muros, entre otros; con el fin de aproximar el comportamiento y la rigidez real del edificio. Con los resultados del análisis modal, se realizó el análisis sísmico verificando que se cumplan los requerimientos mínimos de la Norma E.030, y se diseñaron los elementos estructurales para los esfuerzos obtenidos cumpliendo con los parámetros indicado en la Norma E.060.Item Diseño estructural en concreto armado de un edificio destinado a viviendas de 6 pisos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-12-12) Cerrate Paz, Gabriela Patricia; Montes Valencia, Melissa Yannet; Montalbetti Solari, Juan AntonioEl alcance de este proyecto de tesis contempla el diseño en concreto armado de un edificio de departamentos de 6 pisos, con estructuración de muros y cumpliendo con los requisitos planteados en las normas del RNE. Los elementos a ser diseñados son aligerados, vigas, columnas, placas y cimentaciones, además de otros componentes no estructurales como escaleras, tabiquería y cisterna. Posteriormente se presentará un metrado de acero y concreto de la estructura. El proyecto se desarrollará sobre un terreno regular de 860m2 (47.9m x 17.9m), utilizando solo 410m2 para la construcción del edificio y 450m2 en estacionamientos. La primera planta, con 3.5m de altura de entrepiso, dispone de dos departamentos con terrazas frontales y 16 estacionamientos. Del segundo al sexto piso se tiene una planta típica, también con dos departamentos y cuya altura de entrepiso es 3.0m. En la azotea se encontrará la caja de izaje del ascensor. Cada departamento constará de tres habitaciones y tres baños, además del cuarto y baño de servicio. Para la estructuración y el pre dimensionamiento se utilizaron las recomendaciones de los cursos de Concreto Armado 1 y 2 y la Norma Sismo Resistente E.030, acompañada de los conocimientos de rigidez estructural aprendidos en el curso de Ingeniería Antisísmica. Se tuvo como principal objetivo hacer un diseño estructural que controle los desplazamientos laterales, alcanzándose derivas máximas de 4.12 ‰ en X-X y 4.16 ‰ en Y-Y. Asimismo, los periodos obtenidos fueron 0.50 s para la dirección X-X y 0.43 s para la dirección Y-Y.Item Influencia de la esbeltez en el comportamiento estructural de edificios con aislamiento en la base(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-09-24) Aguirre Amez, Yuriko Yuly; Huallanca Parra, Luis Felipe; Montalbetti Solari, Juan AntonioEl Perú, Japón y Chile son algunos de los países que presentan un mayor peligro sísmico y, debido a esto, se han enfocado en utilizar dispositivos, como aisladores, que disminuyan la vulnerabilidad de sus estructuras. Los aisladores sísmicos flexibilizan la estructura obteniendo periodos de vibración de hasta tres veces más que el correspondiente a la edificación convencional. Esto genera que la superestructura se mueva como un sólido rígido evitando grandes variaciones de los desplazamientos laterales de entrepiso que son los causantes de los daños en las edificaciones. Este proyecto de tesis realiza un estudio de diferentes modelos estructurales correspondientes a edificaciones en donde se ha variado algún parámetro de la estructura a fin de analizar la influencia de la esbeltez en edificios con base aislada. Las variables que se modificaron fueron el número de crujías (vanos) de la base y el número de pisos en casos diferentes para obtener valores distintos de las esbelteces. Además, se analizaron modelos de edificios de 12 pisos donde se rigidizó la superestructura al aumentar el peralte de las vigas. Asimismo, se realizó un análisis tiempo historia de un edificio convencional y uno con base aislada con características similares utilizando las señales sísmicas de Lima 66, Ancash 70 y Lima 74. Finalmente, se diseñó un edificio convencional y su respectivo de base aislada a fin de realizar comparaciones del comportamiento estructural y de los materiales.Item Comparación del análisis y diseño de un edificio de concreto armado de siete pisos con y sin aislamiento en la base(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-01) Benavente Viacava, José Carlos; Traverso Tacuri, Ivan Arturo; Montalbetti Solari, Juan AntonioEl presente proyecto comprende el análisis y diseño de una estructura de 7 pisos, tanto en el caso que tuviera aislamiento en la base, como si no lo tuviera. La edificación está ubicada en la ciudad de Lima sobre buen suelo, y tendrá como fin el de un Museo. Este proyecto contemplará un análisis comparativo entre los dos diseños y sus respectivos comportamientos. El empleo de aisladores sísmicos en estructuras es una aplicación de la ingeniería civil que busca proteger las estructuras y sus contenidos de los efectos de los movimientos sísmicos. Su aplicación en el Perú esta apenas en sus inicios, sin embargo ya muchos países, tales como Chile, Japón y los Estados Unidos poseen normas y disposiciones relevantes al empleo de estos mecanismos aisladores. Su empleo ha garantizado ser una forma muy efectiva de prevenir los efectos devastadores de los terremotos.Item Análisis de una edificación de 4 pisos con disipadores de fluido viscoso(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-05-29) Chacón Álvarez, Roberto; Ramírez Caparó, José Eduardo; Montalbetti Solari, Juan AntonioEn las últimas décadas del desarrollo de la ingeniería estructural se han presentado medidas para que los edificios sean diseñados de acuerdo a requerimientos mínimos de fuerza lateral. Estas medidas se han concretado a través de códigos y normas de diseño estructural, que a través de lecciones aprendidas de los sismos, han evolucionado a lo largo de los años. Los edificios construidos y diseñados según lo especificado en los códigos de diseño modernos han demostrado un buen comportamiento ante los últimos terremotos ocurridos. Sin embargo, en muchos casos los costos de reparación de las estructuras y elementos no estructurales, como es el caso de la tabiquería, son muy elevados; además, el procedimiento a realizarse para la reparación implica que la estructura se encontrará inoperativa parcial o totalmente. Las razones presentadas anteriormente fueron motivo para desarrollar nuevos sistemas de protección sísmica. Estos no solo protegen a la estructura del colapso ante una solicitación extrema, sino que también permiten lograr un buen comportamiento durante la acción de sismos leves o moderados. Los métodos de protección sísmica están agrupados en tres grupos: sistemas de protección activa, pasiva e híbridos. En la presente investigación, se estudian dispositivos de protección pasiva, en especial los disipadores de fluido viscoso. El trabajo actual está basado en el estudio realizado por Shing [2] y Whittaker [3], también se consideraron las recomendaciones de desempeño existentes en el FEMA-HAZUS (Federal Emergency Managment Agency) y sugerencias del ACI (American Concrete Institute). La metodología a emplearse está basada en los reportes del FEMA 273 y 274 [4]. Se realizó un estudio del comportamiento de los disipadores lineales y no lineales de fluido viscoso en la respuesta estructural de un edificio comercial de 4 pisos. Mediante el análisis realizado se demuestra que en este caso los disipadores de fluido viscoso disminuyen significativamente los desplazamientos de la estructura durante el análisis dinámico. Finalmente, se realiza un diseño de los sistemas de protección según la disponibilidad de los dispositivos en el mercado, por lo que se eligen disipadores TaylorItem Análisis y diseño de una edificación multifamiliar de siete pisos con muros de ductilidad limitada(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-10-06) Maco Sarmiento, Hilton Joe; Montalbetti Solari, Juan AntonioSe ha elaborado el diseño estructural de un edificio de concreto armado de siete pisos conformado con cuatro departamentos por piso ubicado en el distrito de Cercado de Lima. El terrero de cimentación corresponde a una grava arenosa medianamente densa a densa (GP) con una presión admisible de 4.00 kg/cm2 a 1.20 m respecto del nivel actual del terreno, no presentando agresividad del suelo a la cimentación. La estructuración del edificio es en base a Muros de Ductilidad Limitada (MDL) tanto en los ejes X-X e Y-Y con espesores de 10 y 15 cm. Los techos en todos los niveles son losas macizas de 10 y 20 cm de espesor. Solamente se consideran muros de ladrillo en cerramientos de ambientes y baños los cuales no cumplen ninguna función estructural. El tipo de cimentación escogido para el diseño será de zapatas aisladas y zapatas continuas conectadas por medio de vigas de cimentación y cimientos corridos. Con respecto al análisis sísmico, se realizó el análisis estático y el análisis dinámico según lo estipulado en la NTE E.030 Diseño Sismorresistente para poder comparar las derivas y los desplazamientos con los valores exigidos en la norma. El análisis y el diseño se realizaron según los requerimientos de las normas NTE E.020 (cargas), NTE E.030 (Diseño Sismorresistente), NTE E.050 (Suelos y Cimentaciones) y NTE E.060 (Concreto Armado) y para el caso de los muros se utilizo el Anexo 02 Especificaciones Normativas para Diseño Sismorresistente en el caso de Edificaciones de Muros de Ductilidad Limitada (EMDL).Item Análisis y diseño de estructuras con aisladores sísmicos en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-12-04) Korswagen Eguren, Paul Alexander; Arias Ricse, Julio César; Huaringa Huamaní, Pamela Grace; Montalbetti Solari, Juan AntonioLa aislación de edificaciones consiste en colocar una interfase flexible entre el suelo y la estructura de forma que se reduzcan considerablemente las solicitaciones sísmicas a las que ésta estaría sometida. Así, se puede optar por un diseño con un factor de reducción de fuerza sísmica menor y se puede obtener como resultado una edificación que no sufrirá daños y permanecerá totalmente operativa durante y después de un evento sísmico. Las reducidas aceleraciones también protegen a los elementos no estructurales y a los contenidos de la edificación. Los aisladores son dispositivos que cuentan con una elevada rigidez a cargas verticales, pero son flexibles frente a solicitaciones laterales. Por consiguiente, las fuerzas transmitidas a la estructura por un sismo severo generan desplazamientos del orden de 25 centímetros en la interfase de aislación, pero derivas significativamente menores en la superestructura. Esta tesis se enfoca en el uso de aisladores elastoméricos, los cuales aprovechan la flexibilidad de un material similar al caucho para conseguir una baja rigidez lateral, pero lo combinan con planchas de acero para elevar la rigidez vertical. Al realizar un análisis del comportamiento de diferentes tipos de estructuras con aisladores, se comprobó que ciertas estructuras se benefician de la aislación más que otras, siendo la esbeltez y el periodo de vibración los factores más influyentes. Como ventaja adicional a la reducción de las fuerzas, se ha encontrado, por ejemplo, que la aislación concentra la participación modal a sólo un modo por cada dirección, reduciendo así, la incertidumbre del comportamiento sísmico. Luego, se seleccionó una de las estructuras analizadas y se diseñó con el fin de observar las ventajas en el comportamiento estructural y diferencias en los costos. Se observó que el uso de concreto y acero en la superestructura disminuye, pero aumenta en la cimentación. En términos de costo, no se estima una reducción importante, sino un incremento debido a los aisladores. No obstante, deben cuantificarse los costos indirectos como las pólizas de seguros y el costo de cese de operación de una estructura esencial durante una emergencia como ventajas económicas. Finalmente, se incluye un detalle del procedimiento y recomendaciones para el diseño.