Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Análisis y diseño estructural de un reservorio circular de almacenamiento de agua de 2700 m3 ubicado en Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-06) Rojas Buendia, Luis Enrique; Villagómez Molero, DiegoEste presente trabajo tiene como finalidad presentar el proceso realizado de análisis y diseño de un reservorio circular de almacenamiento de agua de 2700 m3 de concreto armado apoyado en el terreno ubicado en la ciudad de Lima. Por requerimientos hidráulicos, posee dicha capacidad, de 6.5 m de altura y diámetro de 25 m en la base, la cual se apoya sobre un perfil de suelo considerado S1, de módulo de balasto de 2.0 kg/cm3. Este proceso conllevó a realizar el predimensionamiento de la estructura para iniciar un modelo tridimensional. Se realizó el análisis sísmico a través del método dinámico y, finalmente, se desarrolla el diseño de la estructura. Los elementos estructurales que conforman el reservorio son los siguientes: cúpula esférica, las paredes cilíndricas de la cuba, la viga tipo anillo que une a la cúpula y muro cilíndrico, y la losa de cimentación. El análisis estructural se realizó en el software de elementos de finitos Sap2000. Para ello, se consideró las normas E020, E030-2018, E060, ACI350-06 y el ACI 350.3-06. De manera similar, dichas normas se utilizaron para el diseño estructural de la estructura. Cabe resaltar que parámetros como la durabilidad, calidad de concreto, verificaciones en servicio, modelo simplificado masa resorte (Housner, 1963), son varios de los factores que intervienen en su análisis y diseño. Finalmente, se obtiene las dimensiones la estructura: pared circular y losa de cimentación de 45 cm espesor, cúpula de 7 cm de espesor y una flecha 2.80, y la viga de sección 60x40 cm. Se presenta como resultado el diseño de estos elementos y los planos correspondientes.Item Análisis y diseño estructural de un reservorio circular de concreto armado de 2500 m3(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-03) Gutiérrez Alvarez, Adrian Rafael; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo tiene como propósito presentar el predimensionamiento, análisis y diseño estructural de un reservorio con una capacidad de 2500 m3 ubicado en la ciudad de Lima. Éste será construido de concreto armado y se encuentra apoyado en un suelo de tipo S2 con un módulo de balasto de 2.5 kg/cm3. Asimismo, el reservorio tendrá 22 m de diámetro, una altura de 7.50 metros y un tirante de agua de 6.50 metros. Por otra parte, para el análisis y diseño del reservorio, se tomaron en cuenta las regulaciones del diseño sismorresistente (Norma E.030), la normativa de concreto (Norma E.060), la Norma E.020 y los códigos ACI 350-06 y ACI350.3-06. Al finalizar el proceso de diseño se determinaron los espesores de las paredes y fondo del reservorio en 40 cm. La cúpula fue diseñada con un espesor de 0.07 m y una flecha de 2.35 m. Después de completar el diseño, se llevó a cabo una verificación de fisuración por flexión y tracción directa. Finalmente, se presentan los planos con los diseños obtenidos de los distintos componentes del reservorio.Item Control de inundaciones a través de la implementación de un reservorio de control en la zona de Huarmey mediante el uso de ARCGIS y HEC-HMS(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-23) Vega Meléndez, Jhordan Nick; Pehovaz Álvarez, Richard PaulLa problemática de las inundaciones, no es un tema que se pueda dejar pasar por alto en el Perú, ya que estamos expuestos a constantes fenómenos naturales que provocan inundaciones en algunas zonas del país. El Fenómeno de El Niño en el año 2017 ocasionó grandes inundaciones teniendo como consecuencia daños de gran magnitud, viéndose más reflejado en la costa peruana. Sin embargo, también se vieron daños en otras zonas del país como la sierra y selva. Uno de los problemas a lo que nos enfrentamos en estas situaciones, es la carencia de infraestructura con la que contamos para poder afrontar el crecimiento intempestivo de caudal de los ríos. En este trabajo se presentará un modelo de control de inundaciones, en época de avenidas, por medio de la construcción de elementos estructurales, tales como lo son los reservorios. Estas infraestructuras, permitirán controlar el caudal de manera parcial, atenuando el caudal pico, con la finalidad de mitigar el daño frente a posibles inundaciones. Para cumplir con la finalidad del trabajo, primero tendremos que tomar en cuenta las consideraciones previas y los antecedentes de la zona de estudio, para así ponernos en contexto de la zona. Posteriormente, se recopilará y analizará la información hidrológica de precipitación de zona en estudio, haciendo uso de la plataforma PISCO de SENAMHI; para luego delimitar la cuenca mediante el software ArcGIS y así obtener los parámetros geomorfológicos, tales como el área, perímetro, longitud de cauce principal, pendiente de la cuenca etc. Una vez se obtenga los parámetros geométricos de la zona, así como la información hidrológicos procesada, se procederá a modelar la cuenca con la ayuda del software Hec-HMS con el objetivo de generar los hidrogramas de crecida de la zona. Finalmente, se analizará con el método de Transito de Avenidas, la variación en los hidrogramas al tener un reservorio de control como agente laminador frente a posibles inundaciones. Esto se verá reflejado mediante un modelamiento hidráulico aguas debajo de nuestro reservorio, mediante la generación de mapeos de inundación, para un caso sin reservorio y con reservorio, esto nos permitirá verificar el impacto que generará un reservorio de control como agente mitigador frente a posibles inundaciones.Item 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, DiegoEl 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.Item 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, DiegoEl 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.Item Diseño estructural de un reservorio circular de almacenamiento de agua potable de 2500m3 de concreto armado ubicado en la ciudad de Paucará- Huancavelica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-12-15) Apumayta Enriquez, Denys Jhonnior; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo consta del análisis y diseño estructural de un reservorio circular de concreto armado destinado para el uso de almacenamiento de agua potable ubicado en la ciudad de Paucará, provincia de Acobamba y departamento de Huancavelica, el reservorio tiene un volumen de 2500m3, 22m de diámetro y una altura de 7.5m, cabe señalar que el perfil del suelo es de tipo es S2 con un módulo de balasto de 2.5kg/cm³. El reservorio circular consta de los siguientes elementos estructurales que serán propio del estudio, tales como de una cúpula esférica, una pared cilíndrica, un anillo que es una viga que transmite la carga de la cúpula a la pared cilíndrica y una losa de fondo que inicialmente fueron predimensionados y posteriormente se verificó los valores asignados con el análisis y diseño. El análisis de cargas de gravedad, hidrodinámicas y cargas sísmicas se realizará utilizando el programa computacional SAP2000 y las ecuaciones propuestas por el ACI350.3, para el análisis sísmico se realizó una comparación de las fuerzas internas dinámicas y estáticas; sin embargo, para el diseño se utilizaron las fuerzas del análisis estático. Finalmente, el diseño de los elementos estructurales se realizó según establece la norma vigente de Concreto Armado E.060 con la finalidad de obtener un adecuado comportamiento ante diferentes solicitaciones en el reservorio como cargas de gravedad y cargas sísmicas. La filosofía de diseño utilizado es el método por resistencia de los estados límites (LRFD); así mismo, se tuvo en cuenta lo estipulado en el código ACI350.Item Diseño de un reservorio circular de 2700 m3 apoyado sobre el suelo ubicado en Arequipa(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-10) Vereau Quispe, Bryan Rolando; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo consiste en el diseño de un reservorio circular compuesto por una cúpula esférica, muros cilíndricos, un anillo en la unión entre estos y una losa de fondo. Por requerimientos hidráulicos, el reservorio contará con 25.00 m de diámetro con una altura de muro de 6.50 m y un tirante de 5.50 m de modo que pueda almacenar 2700 m3 de agua. Según el estudio de mecánica de suelos, se tiene un suelo de perfil tipo S1 con una capacidad portante de 2.5 kg/cm2 y un módulo de balasto de 2.0 kg/cm3. Se utilizó el programa SAP2000 para el modelamiento tridimensional del reservorio y el análisis por cargas de gravedad y de sismo. En el caso de estas últimas, se realizó dos métodos de análisis: uno estático y otro dinámico con el fin de comparar resultados en la etapa de diseño. Para el desarrollo de este trabajo se emplearán las siguientes normas: NTP E.020, NTP E.030, NTP E.060, ACI 350-06, ACI 350.03-06.Item Análisis y diseño en concreto armado de un reservorio circular apoyado sobre el suelo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-09) Mateo Reyes, Elis Milagros; Villagómez Molero, DiegoEn el presente trabajo de suficiencia profesional, se realiza el predimensionamiento, análisis y diseño de un reservorio de almacenamiento de agua potable de tipo circular, apoyado sobre el terreno. Este se ubica en la ciudad de Lima y tiene una capacidad de almacenamiento de 2500 m3 de agua, con 22 m de diámetro y 7.5 m de alto. El tanque se encuentra sobre un terreno cuyo módulo de balasto es 2.5 kg/cm3 y el perfil del suelo es del tipo S1. Con los datos presentados, se realizó el predimensionamiento según el ACI 350-06. Luego, se elaboró un modelo del reservorio utilizando el software SAP2000 para la obtención de fuerzas y esfuerzos estructurales del tanque, y se realizó el análisis sísmico. Con estos valores, se procedió a realizar el diseño de la cúpula esférica, paredes cilíndricas, anillos y la losa de fondo del reservorio. Para este informe, se consideraron los requerimientos del Instituto Americano del Concreto (ACI) y las normas peruanas (E.030 Diseño sismorresistente, E.050 Suelos y cimentaciones, y E.060 Concreto Armado).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 y diseño estructural de un reservorio circular de 2500 m3 de volumen(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-02) Soto Crisostoma, David Michael; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo tiene como finalidad analizar y diseñar en concreto armado un reservorio circular para el almacenamiento de agua potable de 2 500 m3, el cual estará apoyado sobre el suelo. La estructura tendrá una base con un diámetro de 22 m, una altura de 7.5 m y un tirante de agua de 6.5 m para alcanzar el volumen solicitado. Por otro lado, para el desarrollo del presente trabajo, el estudio de mecánica de suelos considera un suelo tipo S1 con un módulo de balasto igual de 2.5 kg/cm3. El diseño de la estructura se basa en las normas ACI 350.3-06 para el análisis sísmico y la norma ACI 350.01 para los factores de durabilidad de la estructura. Adicionalmente, se emplean normas del reglamento nacional de edificaciones como la E020 para las consideraciones de cargas, la norma E060 para el diseño en concreto armado y E030 para el espectro de diseño. El resultado del diseño estructural desarrollado implica que las paredes tengan un espesor de 0.45 m, la cúpula esférica tenga un espesor de 0.07 m y una flecha de 2.20 m. Por lo tanto, como resultado del presente trabajo, se obtendrán los diseños de los elementos estructurales del reservorio circular y se presentarán los planos correspondientes al diseño.