Facultad de Ciencias e Ingeniería
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/20.500.12404/7
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Item Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de iglesias andinas coloniales típicas a partir de análisis límite cinemático y el método N2(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-21) Noel Tapia, María Fernanda; Aguilar Vélez, RafaelEl Perú cuenta con un vasto legado de construcciones patrimoniales de adobe, siendo una de las tipologías más representativas las iglesias andinas coloniales. Estas construcciones religiosas forman parte de la historia y cultura del país, y representan una fuente económica significativa para las comunidades gracias al turismo. A pesar de la importancia de estos templos, muchos de ellos se encuentran en estado de abandono o no están siendo conservados con las técnicas adecuadas. La falta de mantenimiento sumada al alto peligro sísmico de la zona y las bajas propiedades mecánicas del material de construcción, ponen en riesgo significativo a este importante patrimonio arquitectónico peruano. Debido a ello son necesarios métodos modernos de evaluación y conservación que sean aplicables a este tipo de estructuras. Bajo este contexto, el presente estudio busca evaluar la aplicación del método N2 y el análisis límite cinemático en la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de iglesias andinas coloniales. Para este fin, se han tomado como casos de estudio el templo de San Juan Bautista de Huaro y la iglesia San Pedro Apóstol de Andahuaylillas, ambas edificaciones ubicadas en Cusco, Perú. La evaluación se realizó considerando cuatro escenarios sísmicos, con períodos de retorno de 43, 72, 475 y 970 años, que corresponden a terremotos frecuentes, ocasionales, raros y muy raros, respectivamente. Los resultados obtenidos en la presente investigación, evidencian que el uso combinado de análisis límite cinemático y el método N2 permiten evaluar eficientemente la seguridad sísmica de este tipo de estructuras en términos de capacidad y ductilidad. En el caso de la iglesia de Huaro se demostró que los primeros mecanismos de colapso en activarse en la estructura serían el volteo de la fachada principal y el colapso parcial del tímpano. Para la iglesia de Andahuaylillas los resultados evidenciaron que los mecanismos más inseguros son el volteo fuera del plano de la fachada posterior y el colapso del muro lateral. Asimismo, se identificó que la iglesia que requiere una intervención estructural más urgente es el templo San Pedro Apóstol de Andahuaylillas ya que es vulnerable antes sismos ocasionales de 72 años de periodo de retorno, mientras que la iglesia de Huaro es insegura a partir de sismos raros de 475 años.Item Aplicación de termografía infrarroja para el diagnóstico estructural de edificaciones históricas de adobe y quincha(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-07-23) Siva Mondragón, Guido Leonardo; Aguilar Vélez, RafaelLas propuestas de intervención y restauración que garanticen la conservación de una edificación histórica deben estar orientadas a solucionar los problemas detectados en un diagnóstico estructural previo. El uso de métodos no destructivos durante la ejecución del diagnóstico estructural es recomendable debido a su carácter no invasivo. Dentro de este tipo de métodos se encuentra la termografía infrarroja que tiene la ventaja de proporcionar información en tiempo real y no requerir un contacto directo con la superficie estudiada. El objetivo de la presente tesis es explorar una herramienta de diagnóstico estructural no destructiva mediante el uso de termografía infrarroja pasiva y activa desde un enfoque cualitativo. Para alcanzar este fin se realizó una revisión bibliográfica de la aplicación de termografía infrarroja en ingeniería civil. Además, se realizaron ensayos de termografía infrarroja pasiva y activa en dos casos de estudio en laboratorio para evaluar las ventajas que proporcionan ambos métodos en la visualización de inserciones y anomalías estructurales. Luego, se formularon protocolos de ensayos de termografía infrarroja pasiva y activa, recolección de datos y post-procesamiento de datos (integración de la termografía infrarroja con fotogrametría). Por último, los protocolos propuestos fueron validados mediante su uso en el diagnóstico estructural de una casona de adobe y quincha del siglo XX ubicada en Lima y la fachada de un módulo de adobe. Los resultados obtenidos muestran que la termografía infrarroja se presenta como una útil herramienta de diagnóstico estructural para estudiar anomalías superficiales y sub-superficiales, visualizar sistemas estructurales como la quincha y detectar cambios de material. Por otro lado, la integración de termografía infrarroja con fotogrametría demostró ser capaz de proveer información espacial de las anomalías detectadas en los termogramas y posibilita diferenciarlas de irregularidades geométricas. Finalmente, los protocolos propuestos demostraron ser herramientas que facilitan la ejecución de ensayos de termografía infrarroja y que podrían ser empleados por profesionales involucrados en el ámbito del estudio y conservación de patrimonio cultural.Item Construcción con tierra : revisión y sustento de los ensayos de campo: presencia de arcilla o resistencia seca ; control de fisuración con arena gruesa(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-05-25) Montoya Robles, José Manuel; Vargas Neumann, JulioLa presente investigación tiene por finalidad corroborar los siguientes ensayos de campo: Ensayo de “Resistencia Seca” Ensayo de “Control de Fisuras con Arena Gruesa”. Cabe mencionar, que dichos ensayos fueron propuestos dentro de las conclusiones de la “Investigación Científica Innovativa: Edificaciones de Adobe en Áreas Sísmicas” realizada por la Pontificia Universidad Católica de Perú en el año de 1983 y también incluidos en los Manuales de Construcción con Tierra. Si bien es cierto, los ensayos son sencillos de difundir y en general aceptados por las comunidades de constructores en tierra, la falencia es que no cuentan con un respaldo técnico adecuado. La importancia del sustento técnico radica particularmente en la sencillez de los ensayos y por la utilización de cualquier auto-constructor, albañil o maestro de obra de las áreas rurales, cuyo objetivo es determinar la factibilidad del suelo sin herramientas ni laboratorios que conlleven a tener la seguridad de seleccionar o descartar las posibles canteras locales. Al respecto, la finalidad del primer ensayo es reconocer si una cantera de tierra tiene la suficiente cantidad y/o calidad de arcilla para poder construir, por lo cual se moldean esferas de 20 mm de diámetro, se deja secar por 48 horas, procediéndose al ensayo a compresión con los dedos de la mano tratando de romperlas. Partiendo del supuesto anterior, cabe la posibilidad de agregar dos tipos de materiales tales como: Paja, la cual es una fibra vegetal resistente a las tracciones o Arena Gruesa de partículas entre 0.5mm - 5mm; con el fin de evitar el agrietamiento durante el secado. Asimismo, el segundo ensayo tiene como propósito evitar fisuras agregando arena gruesa a la tierra, generando una mezcla óptima sin grietas que conlleva al mejoramiento de la resistencia del material. Finalmente, se ha llegado a la conclusión que ambos ensayos son complementarios para tener certeza de que la cantera y la mezcla son las óptimas para la construcción en un mínimo tiempo, con lo cual se genera eficiencia, economía y seguridad.Item Diseño en adobe de granja ecológica en Cusco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-04-23) Reyes Obando, Yubitza Roxana; Quiun Wong, Daniel RobertoEl presente proyecto trata el diseño estructural del anteproyecto de una granja ecológica en una comunidad rural llamada Huyro, distrito de Huayopata, provincia de La Convención, en la región de Cusco. Dicho anteproyecto fue concebido por el Grupo de Apoyo al Sector Rural de la PUCP con el objetivo de proporcionar un lugar dedicado a la difusión de tecnologías limpias y el desarrollo sostenible de la comunidad. El diseño a realizar será básicamente de las oficinas administrativas y el área de servicios de la granja. El diseño estructural estará constituido por edificaciones de adobe de un solo piso. Las estructuras están conformadas por la cimentación de concreto ciclópeo, los muros de adobe reforzados con malla electrosoldada y los techos de madera a dos aguas. De acuerdo a las características de la localidad se le proporcionará a la edificación protección para lluvias y posibles inundaciones. Primero, se presenta una descripción de la situación actual de la comunidad de Huyro, ya que es importante conocer las condiciones de la localidad donde se construirá la edificación. Se incluye información de la geografía y topografía del lugar que servirá para determinar las características de la cimentación. Asimismo, se incluyen características del clima como la temperatura, vientos y precipitaciones, las cuales pueden ser factores influyentes en los materiales y refuerzos a utilizar. Posteriormente, se presenta el diseño de la edificación en donde se tomarán en cuenta las viviendas existentes de la localidad y la disponibilidad de materiales en la misma. Luego se detallan las especificaciones de la cimentación, de los muros de adobe reforzado y de los techos de madera y bambú. Se deben cumplir con lo establecido en la Norma Técnica Peruana de Madera E.010, de Cargas E.020, de Diseño Sismorresistente E.030, de Adobe E.080 y de Bambú E.100. Además, se elaborarán los planos respectivos a los elementos estructurales de la edificación. Finalmente, se incluye un listado de recursos referenciales y un presupuesto básico de la edificación con información de precios de insumos acorde a la demanda en la zona.Item Análisis de la vulnerabilidad sísmica de viviendas de dos pisos de adobe existente en Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-08-27) Velarde Abugattas, Guillermo Khaliel; Dávila Torrealva, Daniel Enrique; Vicente Meléndez, Erika FabiolaEl objetivo de esta investigación es el estudio de la estabilidad estructural de las viviendas existentes típicas de adobe de dos pisos en Canta, zona rural con peligro sísmico alto, con la finalidad de diagnosticar su estado actual y plantear lineamientos para su estabilización sísmica. Se plantea la hipótesis de que las viviendas de adobe de dos o más pisos presentan características constructivas que son distintas de la construcción tradicional de viviendas de un piso. Estas viviendas han podido soportar los sismos leves y medianos que han ocurrido en las últimas décadas, sin embargo se estima que estas viviendas son vulnerables en caso de sismos severos, por ello es necesario estudiar el mecanismo de falla para formular sistemas de refuerzo o estabilización que permitan mejorar el comportamiento de estas viviendas ante sismos de mayor intensidad. El desarrollo de la investigación consta de un trabajo de evaluación en campo para determinar la tipología arquitectónica y características estructurales de las viviendas existentes así como un levantamiento de daños comunes. Luego del trabajo de campo se realizará una evaluación numérica para definir los elementos vulnerables y plantear alternativas de refuerzo que les permitan resistir sismos severos.Item Comportamiento sísmico de muros construidos con bloques de tierra prensada(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-05-28) Villón Chang, Flavia Margiory; Castillo Gamboa, Diego Franco; San Bartolomé Ramos, Ángel FranciscoEl déficit de viviendas populares identificadas en los sectores más pobres de la población nacional, tanto a nivel de la capital como en el resto de departamentos y provincias del país, ha sensibilizado al sector construcción por encontrar una vivienda económica. Específicamente el Servicio Nacional de Capacitación para la Industria de la Construcción: SENCICO, es una institución comprometida con el desarrollo de investigaciones vinculadas a la problemática de la vivienda económica en beneficio de los sectores sociales más pobres del país. SENCICO busca formas de industrializar la fabricación de adobes sobre todo en el sector rural y en los sectores más pobres del país. Una forma es a través del uso de moldes metálicos que permitan fabricar semi artesanalmente bloques de tierra húmeda prensada, con cavidades y reforzamientos que integren los bloques en una sola unidad. En este sentido encarga SENCICO al Laboratorio de Estructuras del Departamento de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú, construir un módulo de vivienda a escala natural para ser ensayado ante diferentes cargas simuladas. El objetivo específico fue determinar los resultados experimentales y a partir de estos, las conclusiones pertinentes. Nuestro equipo estuvo conformado por los Bachilleres en Ingeniería Civil Srta. Flavia Margiory Villón Chang, y Sr. Diego Franco Castillo Gamboa, asesorados por el Ingeniero Civil Sr. Ángel San Bartolomé. La investigación arrojó conclusiones importantes para implementarse en el mediano plazo. Además corrigiendo pequeñas deficiencias encontradas durante el proceso de investigación, hacer posible proyectos de la vivienda propia económica y de calidad de un solo piso, para los sectores sociales más empobrecidos de nuestro país. Esperamos que esta investigación contribuya al bienestar y desarrollo de la vivienda popular económica y segura, con estándares de calidad tan buscada por la mayoría de la población rural de nuestro país.Item Propuesta integral de reforzamiento para edificaciones de adobe. Aplicación al caso de un local escolar de adobe en la provincia de Yauyos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-08-24) Quispe Acosta, José Alberto; Rondón Durand, Silvana Marilia; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEn muchas partes del Perú, sobre todo en los pueblos más alejados y en comunidades rurales en los Andes peruanos, se construye con adobe. Los pobladores de estas comunidades suelen construir sus edificaciones sin conocimiento técnico. Son conscientes de los diferentes peligros que amenazan su seguridad, sin embargo ignoran la vulnerabilidad de sus construcciones de tierra y de las formas para mitigarlos. En esta tesis se presenta una propuesta integral de reforzamiento para edificaciones existentes de adobe. Con esta propuesta se pretende que la solución adoptada sea adecuada y segura para la población beneficiada. De esta manera, se espera que la posibilidad de réplica sea mayor por parte de los pobladores en sus propias construcciones de adobe. Dicha solución integral de reforzamiento se aplicó al caso de un local escolar existente de adobe de la comunidad de Chocos, Provincia de Yauyos. Primero, se hizo un análisis comparativo entre dos alternativas de reforzamiento para edificaciones existentes de adobe: Geomalla y Malla Electrosoldada, seleccionándose la mejor. Segundo, se hizo el análisis y diseño de los elementos estructurales de refuerzo de la mejor alternativa. Tercero, se presentó la propuesta de reforzamiento y se capacitó a los pobladores. En la etapa de selección, se escogió la alternativa de la geomalla dado que tenía varios factores a favor. En la etapa del diseño del reforzamiento se realizó los respectivos cálculos, y de estos análisis se elaboraron planos constructivos de diseño coherentes y factibles. En la etapa de la capacitación se mostró las posibles fallas y problemas que se presentan en construcciones de tierra frente a los sismos y sus soluciones. Durante la capacitación, los pobladores, tal como se puede apreciar en los videos, demostraron su potencialidad de diagnosticar fallas y problemas en sus propias edificaciones. Además dieron soluciones prácticas para corregir dichas deficiencias. A partir de esta experiencia se espera que el reforzamiento sea replicado en sus propias viviendas y en comunidades aledañas.Item Mejoramiento de las construcciones de adobe ante una exposición prolongada de agua por efecto de inundaciones: parte 2(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-08-17) Romero Bolívar, Ibrahin Antonio; Pereyra Marín, Javier Roberto; San Bartolomé Ramos, Ángel FranciscoEsta tesis viene a ser la segunda parte del proyecto “Mejoramiento de las construcciones de adobe ante una exposición prolongada de agua por efecto de inundaciones”, conservándose la idea de evaluar experimentalmente mediante ensayos de inundación simulada a 3 propuestas que brinden resultados positivos para la resistencia del adobe ante el efecto erosivo del agua, pero que a su vez sean económicas y sencillas de aplicar. La primera propuesta (“ML”), se basó en la construcción de un sobrecimiento hecho con ladrillos de arcilla industrial, teniendo así un material altamente resistente al agua en comparación con el adobe tradicional. La segunda propuesta (“MT”), repite la propuesta de tarrajeo con mortero de cemento, analizada en la primera parte de esta investigación, pero esta vez dándole un acabado pulido, con una superficie lisa que trate de evitar la filtración del agua, principalmente en la parte sumergida del muro. La tercera propuesta (“MC”), se basa en el empleo de un sobrecimiento construido con concreto ciclópeo de baja calidad, usando piedras de tres pulgadas de tamaño máximo que conforman la tercera parte del volumen del sobrecimiento, con el fin de obtener ahorro económico en la construcción. Adicionalmente, se sometieron a pruebas de absorción y succión unidades de adobe representativas de las alternativas señaladas, fabricadas con los mismos materiales; con la finalidad de simular las condiciones de una inundación controlada y recopilar datos del desempeño de las diversas variables ante periodos tempranos y prolongados de exposición al agua. Los resultados que se obtuvieron ante el ensayo de inundación simulada sirvieron para analizar de manera cuantitativa la capilaridad y la capacidad de absorción de cada muro, para finalmente realizar un estudio de factibilidad que fue comparado con el realizado para las propuestas de la primera parte de esta investigación.Item Validación, ejecución y documentación de proceso constructivo del mejoramiento de un local escolar de adobe en el distrito de Chocos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-06-01) Málaga Sánez, José Manuel; Arana Vásquez, Víctor ErnestoLas viviendas y estructuras de adobe han mostrado considerables daños en los diferentes eventos sísmicos que se han presentado en el Perú. Las viviendas de adobe hacia el 2009 bordeaban el 35% del total de viviendas a nivel nacional, la mayoría está ubicada en zonas rurales (Peralta, 2009). Estas construcciones tienen un comportamiento frágil y poco resistente a la tracción, es por ello que el reforzamiento de las construcciones existentes es importante para la seguridad de las personas que los habitan. Dada esta problemática, la Pontificia Universidad Católica del Perú, ha dedicado años de investigación para desarrollar métodos que den solución al pobre comportamiento que presentan las construcciones existentes con adobe. En la actualidad, existen diferentes tipos de reforzamientos como, el Reforzamiento con Malla Electrosoldada y el Reforzamiento con Geomalla. La presente tesis tiene por objetivo documentar y validar el procedimiento de reforzamiento de edificaciones de adobe con geomalla. El trabajo se dividió en cuatro etapas: La primera etapa fue la del planeamiento que tuvo como guía los conceptos de la Gestión de Alcance y Gestión de Tiempo que propone el Project Management Institute, PMI (PMBOK Guide). La ejecución del proyecto, fue la segunda etapa, consideró el monitoreo de procedimientos de construcción, el seguimiento de las actividades día a día, la capacitación a la población y la documentación. Como tercera etapa se realizó el cálculo del Análisis de Rendimientos y los Análisis de los Precios Unitarios de partidas únicas de este tipo de reforzamiento. Finalmente en la última etapa se elaboró reportes y lecciones aprendidas para lo cual se verificó el cronograma y se hizo uso del registro de problemas ocurridos, soluciones dadas en obra, recomendaciones y resultados de la capacitación.Item Comportamiento sísmico del adobe confinado. Variable: refuerzo horizontal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-03-20) Torres Ramírez, Antonio GottliebEl presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal el analizar experimentalmente el comportamiento sísmico de dos muros de adobe confinado con similares características, y una única variación, la cual fue que en el muro M2 se le coloco una cuantía mínima de refuerzo horizontal, espaciado cada 6 hiladas, ancladas en las columnas de confinamiento, con el propósito de: a) Mejorar la resistencia al corte y la ductilidad de los muros de adobe confinados. b) Integrar los adobes entre sí y con las columnas de confinamiento, de tal modo que el sistema se comporte como una sola unidad ante las acciones sísmicas. Para comprobar esto se diseñó y construyó a escala natural dos muros de adobe confinado, con las mismas dimensiones y acero de refuerzo en los elementos de confinamiento; la variante fue el refuerzo horizontal, el muro patrón fue denominado M1, mientras que el muro reforzado horizontalmente se denominó M2. El ensayo de carga lateral cíclica consistió en aplicar a los muros una carga lateral cíclica con desplazamiento horizontal controlado, hasta alcanzar una deriva máxima de 0.0084. Con los datos obtenidos durante el ensayo, se procedió a procesar e interpretar los resultados obtenidos, mostrándolos en forma grafica. Se logró obtener las conclusiones que nos permitieron determinar si los objetivos planteados se satisfacieron. Adicionalmente al ensayo del muro, se realizaron ensayos de control, que nos permitieron determinar las características de los materiales utilizados en la construcción de los muros, dentro de estos ensayos tenemos: Variabilidad dimensional, alabeo, resistencia a compresión (f´b), resistencia a compresión de la albañilería (f´m), resistencia a compresión del concreto, resistencia a la tracción del acero de refuerzo (fy).