Facultad de Ciencias e Ingeniería

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Start date: 2020Subject: search.filters.subject.Diseño de estructuras

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    Diseño estructural de un edificio multifamiliar de concreto armado de siete pisos en el distrito de Lince
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-19) Flores Talaverano, Percy Andre; Quiun Wong, Daniel Roberto
    En el presente trabajo de tesis, se realiza el predimensionamiento, análisis por gravedad, análisis sísmico y el diseño de los elementos estructurales de un edificio de concreto armado de 7 pisos destinado a uso de vivienda multifamiliar ubicado en el distrito de Lince en la provincia de Lima. El edificio no consta de sótanos, contiene 16 estacionamientos en el primer piso y 5 viviendas por piso en el resto de niveles. El sistema estructural está conformado por placas en ambas direcciones, algunas columnas como elementos de soporte vertical y vigas peraltadas como elementos horizontales que forman pórticos, dichos elementos, debido a la altura de la edificación, serán de concreto con resistencia de f’c=210kg/cm2 . La losa del edificio se mantiene en un espesor de 0.20m conformada por losas macizas en dos direcciones y losas aligeradas convencionales. La capacidad del suelo es de 4.50 kg/cm2 que pertenece a la categoría de suelo S1 según la normativa peruana. La cimentación está conformada por zapatas aisladas, zapatas combinadas, zapatas conectadas, cimientos corridos y, de ser necesario, el uso de falsas zapatas. Para el análisis y diseño del edificio, se contemplan los metrados de cada tipo de carga presente y se usó un modelo computacional en 3D en el software ETABS, el análisis sísmico considera desplazamientos inelásticos, condiciones y límites de factores de regularidad según lo establece la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente E.030. Para el diseño de los elementos estructurales se trabajó con verificación mediante hojas de cálculo y se tomaron las consideraciones dadas en la Norma de Cargas E.020, la Norma Peruana de Diseño en Concreto Armado E.060 y, de ser necesario, se complementarán con las normativas internacionales como lo establecido en el ACI 318-19 Building Requirements for Structural Concrete.
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    Diseño estructural de un edificio multifamiliar de 7 pisos ubicado en la ciudad de Arequipa
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-27) Gomez Cordova, Giancarlo; Acero Martínez, José Alberto
    El presente proyecto consiste en la elaboración del análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de concreto armado distribuidos en 7 niveles ubicado en el distrito de Cayma, Arequipa. La estructura contará aproximadamente un área techada de 3273.00 m2 y el terreno tiene una capacidad portante de 3.00 kg/cm2 Con respecto al sistema estructural, se contará con muros estructurales en los lados colindantes al área de los vecinos y en zonas donde la arquitectura lo permita, asimismo se hará uso de sistemas de pórticos en el interior de la estructura. El sistema de techado contará en su mayoría losas aligeradas en una dirección adecuadamente distribuidas, sin embargo, contará con losas macizas en zonas especiales como bordes de ductos y cerca al área del ascensor. Finalmente, la cimentación contará con zapatas aisladas, combinadas y conectadas. En primer lugar, se realizó la estructuración de la planta típica del edificio y el predimensionamiento de todos los elementos estructurales como vigas, columnas, placas y losas. Luego se inició con el metrado de cargas y se realizó el modelo con la ayuda del programa “Etabs”. Una vez definido el modelo, se procedió a realizar el análisis sísmico y dinámico siguiendo las recomendaciones de la Norma de Diseño Sismorresistente (NTE E.030-2018) para de esta forma tener definida las secciones de los distintos elementos estructurales. En segundo lugar, se realizó el diseño de los elementos estructurales siguiendo el marco normativo del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), en el cual se encuentran la Norma de Concreto Armado (NTE E.060) y la Norma de Suelo y Cimentaciones (NTE E.050). De esta forma aseguramos cumplir con el diseño de capacidad para cada uno de los elementos estructurales. Finalmente, se brindaron algunas conclusiones de los resultados generales obtenidos y comentarios sobre algunos aspectos puntuales ocurridos en alguna de las etapas de desarrollo tales como predimensionamiento y diseño de los elementos estructurales.
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    Diseño estructural de un reservorio circular de 2500 m3 para almacenamiento de agua potable en la ciudad de Arequipa
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-09) Luza Cahuana, Edwin Andreé; Villagómez Molero, Diego
    El trabajo de suficiencia profesional, que a continuación se desarrolla, comprende el predimensionamiento, análisis y diseño de los componentes (cúpula, pared cilíndrica, losa de fondo y viga anillo) de un reservorio circular de agua potable de 2 500 m3. Esta infraestructura es diseñada tomando en cuenta su ubicación en la ciudad de Arequipa sobre un suelo con módulo de balasto equivalente a 2.5 kgf/cm3 y un tipo de perfil S2. La estructuración del reservorio parte por considerar 22 m de diámetro y una altura de 7.50m. De esta manera, se procede a dimensionar sus componentes siguiendo las recomendaciones que se detallan en la bibliografía consultada. Una vez dimensionado el reservorio se analiza por cargas estáticas y dinámicas, ambas empleando el software SAP2000 y la metodología de elementos finitos. En el análisis sísmico se opta por llevar a cabo el método dinámico, que se sustenta en supuestos teóricos de masa y peso convectivo e impulsivo, para así obtener las fuerzas internas. Una vez conocidos estos datos, se procede con el diseño en concreto armado de los componentes del reservorio siguiendo el método LRFD, las consideraciones de durabilidad y control de fisuración. Finalmente, es importante precisar que, este documento y el diseño se encuentra alineado con las Normas Técnicas de Edificaciones (E.020 Cargas, E.030 Diseño sismorresistente y E.060 Concreto armado) además de normas internacionales como ACI 350.3-06 Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures and Commentary y ACI 350-06 Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures.
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    Diseño de un reservorio circular de almacenamiento de agua potable ubicado en la ciudad de Arequipa de 2700 m3 de capacidad
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-08) Gutierrez Vera, Nichols Javier; Villagómez Molero, Diego
    El presente trabajo académico aborda el diseño estructural de un reservorio de concreto armado apoyado en el suelo destinado a contener agua. El objetivo principal es desarrollar un diseño óptimo que garantice la seguridad, durabilidad y funcionalidad de la estructura, considerando las características específicas del proyecto. El reservorio tiene una capacidad total de 2700 m3 de agua, el cual está diseñado con un diámetro de 25 metros y una altura de agua de 6.5 metros. Se lleva a cabo un análisis detallado de las cargas y solicitaciones a las que estará sometido el reservorio, considerando tanto las cargas permanentes, como el peso propio de la estructura y el agua almacenada, como las cargas dinámicas por sismo y el movimiento de la masa de agua. Se aplican los principios del diseño estructural de concreto armado, considerando las normas y códigos de diseño nacionales e internacionales para dimensionar los elementos estructurales como la cúpula, las paredes y la losa de fondo del reservorio. Asimismo, el trabajo incluye la utilización de SAP2000, software especializado en análisis y diseño estructural para realizar modelos computacionales que permitan evaluar el comportamiento de la estructura frente a diferentes escenarios de carga y realizar verificaciones de resistencia y deflexiones. En síntesis, el trabajo académico presenta un enfoque integral y detallado para el diseño estructural de un reservorio de concreto armado, considerando su capacidad, dimensiones y condiciones de carga específicas. Los resultados obtenidos proporcionan una base sólida para la construcción de una estructura segura y funcional, que cumple con los requisitos técnicos y normativos establecidos.
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    Aplicación del método directo de diseño basado en desplazamientos (DDBD) para estructuras de pórticos y muros de concreto armado con un incremento en la densidad de muros
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-06-09) Yeckle Damian, Jose Stefano; Soto Oblea, Edward Jonathan
    La presente tesis analiza los efectos del incremento de la densidad de muros de corte de concreto armado en estructuras diseñadas por el método DDBD. Para este fin, se realizó una revisión de la teoría relacionada al método y se diseñaron dos edificaciones con estructuraciones similares, pero con una disminución en la resistencia de sus pórticos, de 50 a 25% de la fuerza cortante basal y con las modificaciones en la estructuración corrrespondientes. Tras el proceso de diseño, se modelaron ambas estructuras en el programa ETABS y se les realizó el análisis dinámico modal espectral, con el fin de comparar los parámetros teóricos con resultados más exactos, así como de verificar el cumplimiento de criterios normativos locales. Finalmente, se discutieron los resultados obtenidos, y se definieron conclusiones y recomendaciones resaltantes. De los resultados obtenidos, se observa que el incremento en la densidad de muros reduce los desplazamientos y la diferencia entre desplazamientos reales y de diseño en un 15% aproximadamente. Asimismo, el incremento en la densidad de muros aumenta la rigidez secante del modelo idealizado hasta en un 30%. Tras el proceso de diseño, se observa que la normativa peruana actual es parcialmente compatible con el método DDBD, aunque su aplicación depende de la implementación de adaptaciones tanto al método como a los requisitos de los códigos de diseño.
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    Diseño de una galería estructural de sección 2,8 m x 3 m x 57 m de largo que sirve para soportar y cubrir a una faja abarquillada que transporta Clinker a granel con una capacidad de 300 T/h.
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-16) Mesias Medrano, Luis Miguel; Cotaquispe Zevallos, Luis Orlando
    El principal objetivo de este documento es realizar el diseño de una estructura metálica que cumpla con los requisitos de resistencia, rigidez y estabilidad utilizando los métodos analíticos aprendidos durante los años de estudio de la carrera de ingeniería mecánica; adicionalmente a ello, se considera los requisitos estéticos del cliente, los impedimentos de transporte hacia la zona de montaje de la estructura, recomendaciones de diseñadores y la normativa vigente en el diseño de estructuras metálicas. En la elaboración de esta tesis se realizan diversas idealizaciones, modelamientos y suposiciones que debe hacer el ingeniero mecánico para poder realizar los cálculos estructurales analíticos, por lo que esta y otras tesis consultadas en la elaboración de este documento, pueden servir como guía para que un ingeniero pueda incorporarse en el diseño estructural. El cálculo estructural es un proceso iterativo en el cual se empieza con una solución y se verifica su validez analíticamente, descartando alternativas hasta llegar a la mejor solución que cumpla con todos los requisitos antes descritos. La parte más importante para empezar un diseño estructural es contar con todas las cargas distribuidas y puntuales que deberá soportar la estructura en cuestión. Muchas veces el cliente carece de esta valiosa información que, para el diseño es determinante. Como resultado, el ingeniero diseñador debe darse la tarea de hacer cálculos precisos para lograr ese objetivo, en el caso particular de este documento, la selección de la faja transportadora con sus componentes y el diseño de la estructura soporte se realizaron únicamente con el fin de conseguir dicha información. El principal inconveniente que se presenta en la elaboración de esta estructura metálica fue su modulación, en palabras más simples, seccionar la estructura en pequeñas estructuras para poder transportarla y luego unirlas mediante tornillos sin que la estructura en conjunto pierda sus propiedades mecánicas. La poca o casi nula bibliografía que se encontró referido al tema, obligó a detallar el cálculo de la modulación en el último capítulo de este documento. Con lo mencionado, se logró tener una estructura perfectamente funcional y óptima cumpliendo con los requisitos de resistencia, rigidez, estabilidad, estética, económica y normativa.
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    Diseño estructural de un edificio de concreto armado con ejes no ortogonales de 10 pisos ubicado en la ciudad de Huancayo
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-27) Díaz Cobeña, Marcelo Eduardo; Lira Vargas, Gerardo Antonio; Mejía Trejo, Paulo Israel
    El presente trabajo de tesis abarca la estructuración, análisis sísmico y diseño estructural en concreto armado de una edificación de 10 niveles de uso mixto ubicado en la ciudad de Huancayo. La particularidad del proyecto radica en la presencia de ejes no ortogonales planteada por el desarrollo arquitectónico, por lo que tuvo que considerarse cuatro direcciones principales en el análisis sísmico. Los resultados obtenidos a partir del análisis sísmico fueron los esperados, ya que cumplieron con las exigencias establecidas en la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. Dichos resultados se presentarán y detallarán con mayor minuciosidad durante el desarrollo del presente trabajo de tesis. Para el diseño de los elementos estructurales se consideraron los parámetros de diseño establecidos por la Norma E.060 Concreto Armado. En los capítulos de diseño se desarrollará un marco teórico y práctico, en los que se detalla el proceso, resultados y principales conclusiones obtenidos a partir del proceso de diseño de cada elemento estructural. El trabajo de tesis culmina con la presentación de los planos estructurales, los cuales presentan a detalle la distribución del refuerzo en los elementos de todo el proyecto, así como detalles específicos para los mismos, los que resultan de vital importancia para una correcta ejecución del proyecto.
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    Diseño estructural de un edificio de concreto armado de diez pisos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-06) Alvarez Solis, Rodrigo Alfredo; Cabrera Gonzales, Nathaly Victoria; Acero Martínez, José Alberto
    En el presente trabajo se realiza el diseño estructural de un edificio multifamiliar de diez pisos en concreto armado con el fin de satisfacer la necesidad de vivienda de las personas en el distrito de San Isidro, Lima. El área total del terreno es de 633 m2, ubicado en una zonificación sísmica de tipo 4, cuya capacidad portante es de 4.5 kg/cm2. El sistema estructural elegido es de muros estructurales en ambas direcciones, para el sistema de techo se utilizan losas macizas en la zona central y losas aligeradas armadas en una dirección y el sistema de cimentación consiste en zapatas aisladas, zapatas conectadas por vigas de cimentación y cimientos corridos. El diseño de todos los elementos se realiza usando el diseño por resistencia, mientras que aquellos que soportan solicitaciones sísmicas se les realiza un diseño por capacidad adicional, esto junto a las pautas presentadas en el Reglamento Nacional de Edificaciones para identificar los criterios a usar durante el diseño de la edificación. Asimismo, se utilizan programas de análisis estructural, tales como: ETABS 2016 para el análisis sísmico, de vigas, de columnas y de placas; SAP2000 para el análisis de losas y SAFE para el análisis de las cimentaciones. Finalmente se presenta un juego de planos de arquitectura y estructuras, donde se plasman los resultados obtenidos a partir del diseño ya mencionado, los cuales se encuentran en los anexos.
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    Diseño estructural en concreto armado de un reservorio circular de almacenamiento de agua potable de 2700 m3 ubicado en la ciudad de Lima
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-01) Montenegro Carrillo, Renzo Adolfo; Villagómez Molero, Diego
    El presente trabajo de suficiencia profesional tiene como objetivo general presentar el predimensionamiento, el análisis por cargas de gravedad y sísmicas, y el diseño estructural en concreto armado de un reservorio circular de almacenamiento de agua potable ubicado en la ciudad de Lima. Dicho reservorio tiene una capacidad de 2700 m3, 25 m de diámetro y una altura de 6.50 m. El sistema de concreto para contención de líquidos consta de una losa de fondo, paredes cilíndricas, una cúpula esférica en la parte superior y una viga tipo anillo que une la cúpula con las paredes. Asimismo, toda la base de este reservorio está apoyada en un suelo de perfil tipo S1 con un módulo de balasto de 2.0 kg/cm3. Con respecto a las consideraciones especiales en el diseño en concreto armado de reservorios tal como la calidad del concreto, el factor de durabilidad y fisuración, se siguen las estipulaciones de la ACI 350-06 referente al Code Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures. Por otro lado, para el análisis de cargas de gravedad y sísmico, así como el diseño estructural del reservorio, se consideran tanto normas peruanas como internacionales, específicamente, la Norma Técnica Peruana E.020 Cargas, E0.30 Diseño Sismoresistente, E.060 Concreto Armado y el ACI 350.3-06 correspondiente al Seismic Design of Liquid-Containing Concret Structures y, además, las ecuaciones provenientes del sistema mecánico equivalente simplificado (Housner, 1963). Como resultado de diseño de los elementos estructurales del reservorio, se obtiene un espesor tanto para las paredes cilíndricas como del fondo de losa de 40cm. La cúpula fue diseñada con un espesor de 7cm y una flecha de 2.50m y el anillo con una sección de 60x40 cm. Por último, ya concluido el diseño del reservorio, se realiza el control de fisuración por flexión y tracción directa según los parámetros estipulados en la norma ACI 350.3-06.
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    Análisis y diseño de un edificio multifamiliar de concreto armado para siete pisos en Pueblo Libre
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-10-20) Gonzales Arcondo, Darwin; Acero Martínez, José Alberto
    El presente trabajo de tesis comprenderá el análisis y diseño estructural de un edificio de siete pisos, sometido a la acción de cargas de sismo y gravedad, destinado para el uso de vivienda multifamiliar, en el distrito de Pueblo Libre, provincia de Lima. La edificación cumplirá con la normativa peruana vigente de diseño en edificación de concreto armado, las exigencias del análisis sismorresistente y el parámetro urbanístico de sitio. La presentación iniciará con los alcances que tendrá la edificación como las características arquitectónicas principales, las normas utilizadas de guía, definición de conceptos de cálculo de estructuras de concreto armado y las cargas de servicio que actuarán en la edificación proyectada. Asimismo, se plantean los criterios utilizados para el predimensionamiento de los elementos estructurales presentes en la edificación como vigas, columnas, placas, losas y elementos no estructurales. En consecuencia, se determinará el proceso del análisis sísmico de la edificación según la normativa peruana sismorresistente, y la hipótesis básica de irregularidad en planta y altura que serán corroboradas con los resultados del estudio como los modos de vibración de la estructura, cortante basal dinámico y estático, y control de derivas. El análisis y diseño comenzará con los modelos, metrados, y análisis estructural de las estructuras de concreto armado en la edificación, mediante el diseño en concreto armado y su respectivo procedimiento. Además, se presentará el diseño adicional de los elementos no estructurales, que son parte esencial de la funcionalidad de la edificación, tales como escaleras, cisterna, vigas chatas y tabiques. Finalmente, se dará a conocer las conclusiones y comentarios que se alcanzaron durante el desarrollo del análisis y diseño del edificio multifamiliar de concreto armado, y se corrobora el diseño propuesto e hipótesis planteada en el avance de la tesis.