En el presente trabajo se compara el costo beneficio de dos propuestas de reforzamiento para el bloque B del Hospital Casimiro Ulloa el cual es una antigua estructura de más de 60 años de tres niveles de albañilería confinada ubicada en una zona altamente sísmica. El refuerzo convencional es a través de la implementación de placas de concreto y el no convencional es a base de láminas diagonales y anclajes de Polímero Reforzado con Fibras de Carbono (CFRP). Se realiza el análisis estructural no lineal – Pushover bajo las provisiones del ASCE/SEI 41-13 con el fin de obtener la curva de capacidad del modelo As Built y los modelos reforzados. La norma ATC-40 brinda el método de espectro de capacidad con el cual se logra obtener una visión gráfica del nivel de desempeño ya que superpone la curva de capacidad con la demanda. El cálculo de costo para ambos reforzamientos contempla el precio de los materiales, mano de obra y equipos. Por otro lado, el reforzamiento de CFRP es calculado con los valores dados por el proveedor Sika Perú. Los resultados que se obtuvieron al realizar la evaluación sísmica de los tres modelos matemáticos (As Built, placas y CFRP) en términos de capacidad estructural y costo; muestra que el reforzamiento con CFRP es la mejor opción. / This study compares the cost benefit of two reinforcement proposals for Block B of the Casimiro Ulloa Hospital, which is an old three-story, 60-year-old structure built of confined masonry located in a highly seismic area. The conventional reinforcement is through the implementation of concrete walls and the unconventional one is based on diagonal sheets and anchors of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP). The non-linear structural analysis - Pushover is performed under the provisions of ASCE/SEI 41-13 in order to obtain the capacity curve of the As Built model and the reinforced models. The ATC-40 standard provides the capacity spectrum method with which to obtain a graphic vision of the performance level since it overlays the capacity curve with the demand. The cost calculation for both reinforcements considers the price of materials, labor and equipment.. On the other hand, the reinforcement of CFRP is calculated with the values given by the provider Sika Peru. The results that were obtained when carrying out the seismic evaluation of the three mathematical models (As built, plates and CFRP) in terms of structural capacity and cost; shows that the reinforcement with CFRP is the best option / Tesis

La industria de la construcción es un sector altamente contaminante debido tanto a los procesos que en él se realizan como a los residuos o desechos que se generan. Asimismo, este es considerado tradicionalista por la aplicación de procedimientos y metodologías que no cambian a través del tiempo y que generalmente son las que generan mayor cantidad de contaminantes. Esto, a su vez, no ha permitido los costos de elaboración sean más óptimos o que las estructuras sean más resistentes a los esfuerzos a los que son sometidas. Por ello, en este trabajo de investigación se ha propuesto la utilización de plástico PET para la elaboración de 1 unidad de albañilería apilable. Primeramente, se ejecutaron las dosificaciones 1:1 y 1:2 (Cemento y Arena) con diferentes porcentajes de plástico PET en unidades con características físicas similares a los ladrillos comúnmente utilizados en Arequipa. Estas fueron analizadas experimentalmente en un laboratorio en la ciudad de Arequipa mediante los ensayos de resistencia a la compresión, variación dimensional, alabeo y absorción. Posteriormente, con la dosificación más óptima y la unidad de albañilería modular seleccionada se hicieron las mismas pruebas para su análisis y se realizó un murete de aproximadamente 1m de lado. Finalmente, se realizó el análisis sobre el impacto ambiental que genera reutilizar el plástico desechable PET en la elaboración de bloques de concreto y se desarrollaron comparaciones en propiedades mecánicas y físicas, peso y costo, mostrando que la unidad de albañilería modular propuesta es, en muchos casos, más óptima. / The construction industry is a highly polluting sector due to both the processes that are carried out in it and the waste or waste that is generated. Likewise, this is considered traditionalist because of the application of quite a few procedures and methodologies that do not change over time and that generally generate the most pollutants. This, in turn, has not allowed manufacturing costs to decrease or manufacturing times to be more optimal or for structures to be more resistant to the stresses they are subjected to. For that reason, in this research work the use of PET plastic has been proposed for the preparation of 1 stackable masonry unit. Firstly, 1:1 and 1:2 dosages (Cement and Sand) were executed with different percentages of PET plastic in bricks with physical characteristics similar to the units commonly used in Arequipa. These were analyzed experimentally in a laboratory in Arequipa through the tests of resistance to compression, dimensional variation, warping and water absorption. Subsequently, with the most optimal dosage and the selected modular masonry unit, the same tests were made for analysis and, also, a wall of approximately 1x1m square. Finally, the analysis of the environmental impact generated by reusing the PET disposable plastic in concrete blocks and the properties granted by it was performed and comparisons were developed in mechanical and physical properties, weight and cost, showing that the proposed modular masonry unit is, in many cases, more optimal. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo mejorar el comportamiento sísmico de las viviendas de albañilería confinada informales mediante el refuerzo con mallas electrosoldadas. Para ello, se investiga numéricamente el incremento y mejora en resistencia y ductilidad de dos viviendas en las que se le incorpora el refuerzo mencionado. La investigación se centra en las viviendas ubicadas en el distrito de Villa María del Triunfo, específicamente en el asentamiento humano de El Paraíso, el cual es una zona de alto riesgo sísmico. Se seleccionan dos viviendas de características similares, sobre las cuales se analiza el comportamiento en el rango elástico bajo la norma peruana E.070; esto con la finalidad de determinar cuáles son los muros más esforzados, los mismos que posteriormente son reforzados con malla electrosoldada. En base a investigaciones precedentes de reforzamiento y en la normativa mexicana de albañilería, se identifica los tipos de malla a emplear y se corroboran los resultados esperados; determinándose que la malla electrosoldada mejora la resistencia al corte de las viviendas frente a solicitaciones sísmicas. Finalmente, se realiza una estimación del costo de reparación de los muros, el cual es comparado con la inversión necesaria para construir un muro de albañilería confinada. La investigación permite demostrar que el refuerzo con malla electrosoldada confiere a los muros de albañilería un incremento en su resistencia al corte frente a sismos; así pues, en muros de ladrillo King Kong, el incremento sobre la resistencia original del muro es del 10% con refuerzo a una cara hasta el 40% con refuerzo a dos caras, mientras que en muros de ladrillo pandereta es del 60% al 130% respectivamente.

Hoy en día existen diversas estructuras en la que se ha dado la aplicación del concreto liviano estructural, por lo que empresas contratistas apuestan por agregados livianos para fabricar concreto liviano de alta resistencia y que cumpla con sus requisitos de diseño. Estos estudios comenzaron a principios de la década de 1980, con óptimos resultados en 1992. Como resultado de todos estos aportes, la información de diseño se ha convertido al alcance de muchos profesionales, y ha permitido que el concreto liviano sea utilizado en alta resistencia y alta durabilidad (Hoff 1992). Es por ello mismo, que nuestra investigación propone el uso de un concreto liviano estructural con perlita de poliestireno expandido en un sistema de albañilería confinada. Este estudio comprende la elaboración del diseño de un concreto liviano estructural; en primer lugar, se investigó un rango apropiado de perlita ya que según Thanon y Jihad (2016) señalan que para obtener óptimos resultados en resistencia a compresión la dosificación de perlita debe variar entre un intervalo de 13-23% ,y es por ello mismo que se escoge trabajar con un porcentaje de 16 % de perlita de poliestireno expandido, pero para términos de comprobación en las propiedades térmicas, también se diseñó con 26% y 36% de perlita; en segundo lugar, para proceder a realizar el diseño del concreto se diseña en base a los requisitos mínimos que establece ACI 318 y con referencias en ACI 211R, la cual interviene en ciertos parámetros para obtener las características de un concreto liviano estructural. / Today there are various structures in which there has been the application of lightweight structural concrete, so contractor companies are committed to lightweight aggregates to manufacture lightweight, high strength concrete that meets its design requirements. These studies conducted in the early 1980s, with optimal results in 1992. As a result of all these contributions, design information has become available to many professionals, and has allowed light concrete to be used for new applications and novelties where high strength and high durability are desirable (Hoff 1992). That is why our research proposes the use of a lightweight structural concrete with expanded polystyrene bead in a confined masonry system for single-family homes. This study includes the development of the design of a lightweight structural concrete; First, a range of bead was investigated since according to Thanon and Jihad (2016) it was pointed out that to obtain optimum results in compressive strength the dosage of perlite must vary between a range of 13-23%, and that is why same that it is chosen to work with a percentage of 16% expanded polystyrene perlite, but for terms of checking the thermal properties, it is also designed with 26% and 36% perlite; secondly, to proceed with the design of the concrete, it is designed based on the minimum requirements established by ACI 318 and with references in ACI 211R, the quality of intervention in specific parameters to obtain the characteristics of a lightweight structural concrete. / Tesis

La presente investigación se realiza con la finalidad de ejecutar un estudio comparativo del comportamiento sísmico entre un edificio de viviendas multifamiliares construido principalmente con concreto armado y otro que mezcla elementos de albañilería confinada con concreto armado. Lo que se busca es evaluar los parámetros sísmicos y las respuestas inelásticas de ambas estructuras, así como descubrir cuál de los modelos de edificios sufriría menos deterioro ante cargas sísmicas. La motivación principal para realizar esta investigación se basa en encontrar las principales diferencias sísmicas entre los tipos de construcción según los sectores económicos de la población. Mientras que la población de recursos económicos altos puede costearse una vivienda de concreto armado, la población restante solo se puede permitir construir viviendas de albañilería. Debido a construcciones y/o análisis sísmicos ineficientes, se ha visto a lo largo de los años que las viviendas de albañilería son las primeras en colapsar ante cargas sísmicas. La hipótesis de este trabajo de investigación plantea que, de diseñarse apropiadamente, los edificios de albañilería confinada pueden llegar a ser tan resistentes ante cargas sísmicas como los edificios de concreto armado. Para poner a prueba lo planteado se ha realizado un modelo tridimensional de ambas estructuras en el software estructural ETABS 2016, teniendo como principales datos de salida los periodos, los desplazamientos y las derivas máximas. Los resultados indican que si bien es cierto que el sistema estructural de concreto armado tiene menor periodo y se encuentra más lejos de los límites exigidos por la Norma sismorresistente E.030, el sistema estructural de albañilería confinada no se encuentra tan alejado de su contrincante, hasta incluso tiene derivas mucho menores a la máxima permitida. Por este motivo se llega a la conclusión principal que los edificios de albañilería confinada pueden ser tan resistentes a cargas sísmicas como lo son los edificios de concreto armado.

El Perú, debido a su ubicación geográfica en el Cinturón de Fuego del Pacífico, es un país con alta sismicidad; lo que hace que nuestras edificaciones se encuentren experimentando la ocurrencia de sismos con mucha frecuencia. A lo largo de los años, dichos eventos no habrían liberado la energía sísmica acumulada en su totalidad, por lo que el país se encuentra en un silencio sísmico, a la espera de un sismo de gran magnitud. Asimismo, existen muchas edificaciones esenciales, tales como hospitales, que fueron construidos antes de la emisión de la primera norma de Diseño Sismorresistente en 1970; siendo diseñadas posiblemente solo considerando cargas de gravedad. Es por esta razón que se tiene la incertidumbre de cuán preparadas están dichas edificaciones esenciales ante la ocurrencia de próximos eventos sísmicos de gran magnitud Este estudio presenta una serie de metodologías de tratamiento de registros sísmicos, modelamiento no lineal de una estructura de albañilería artesanal y su calibración con resultados experimentales, aplicación del análisis dinámico incremental (IDA) y proceso estadístico de los resultados. Todo ello para generar funciones de fragilidad analíticas que permitan estimar la probabilidad de exceder cada estado de daño para una determinada demanda sísmica. Los resultados muestran que las funciones de fragilidad analíticas son una herramienta útil para estimar la vulnerabilidad sísmica, puesto que se obtuvo altas probabilidades de colapso en ambas direcciones ortogonales. / Peru, due to its geographical location in the Pacific Ring of Fire, is a country with high seismicity; which makes our buildings are experiencing the occurrence of earthquakes very frequently. Over the years, these events would not have released the seismic energy accumulated in its entirety, so that’s why the country is waiting for a big earthquake. Also, there are many essential buildings, such as hospitals, that were built before the issuance of the first Seismic-Resistant Design standard in 1970; being designed possibly considering gravity loads. It’s for this reason that exist an uncertainty of how prepared our essential buildings are in the face of the occurrence of earthquakes of great magnitude. This study presents a series of methodologies for the treatment of seismic records, nonlinear structure modeling, application of incremental dynamic analysis (IDA) and statistical process of the results. All this to generate analytical fragility functions that allow estimating the probability of exceeding each damage state for a given seismic demand. The results show that analytical fragility functions are a useful tool to estimating the seismic vulnerability, because we obtain high probability of collapse in both orthogonal directions. Also, the results show the needed to reinforce this facilities. / Tesis

Las Redes Neuronales Artificiales (RNA) se han desarrollado en el campo de ingeniería estructural cada vez más con el paso de los años, esta herramienta trata de simular el comportamiento de las neuronas biológicas permitiendo adaptarse a cualquier entorno y resolver diferentes tipos de problemas. En la presente investigación, se aplica al diseño estructural de viviendas de albañilería confinada a estructuras regulares con una geometría rectangular en planta. La aplicación de la red neuronal en este campo nos permite ahorrar tiempo y costos de diseño, así mismo, solo se requiere de personas con un conocimiento básico de manejo de computadoras o aplicativos móviles para la operación de la red neuronal. De este modo, es más sencillo poder otorgar diseños estructurales preliminares a usuarios con escasos recursos económicos que deseen construir viviendas de albañilería confinada. En la presente investigación, se aplican las redes neuronales para el diseño estructural de viviendas de albañilería confinada de 1 a 4 pisos ubicadas en los distritos de Lima con perfil de suelo tipo S1. Para ello, se realizó el diseño de 33 viviendas que cumplen con las especificaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones (E020, E030 y E070), estos diseños se usaron como modelos de entrenamiento para el proceso de aprendizaje de la red neuronal y de esta manera se obtuvo un modelo de RNA capaz de diseñar viviendas de albañilería confinada con un error menor al 10%. / Artificial Neural Networks (ANN) have been developed in the field of structural engineering more and more over the years, this tool tries to simulate the behavior of biological neurons allowing to adapt to any environment and solve different types of problems. In the present research, it is applied to the structural design of masonry houses confined to regular structures with a rectangular geometry in plan. The application of the neuronal network in this field allows us to save time and design costs. Likewise, it only requires people with basic knowledge of computer handling or mobile applications for the operation of the neuronal network. In this way, it is easier to provide preliminary structural designs to users with limited economic resources who wish to build confined masonry housing. In the present investigation, the neural networks are applied for the structural design of confined masonry houses from 1 to 4 floors located in in Lima districts with soil profile type S1. For this, the design of 33 houses that meet the specifications of the National Building Regulations (E020, E030 and E070) was carried out, these designs were used as training models for the learning process of the neural network and in this way obtained an RNA model capable of designing confined masonry houses with an error of less than 10%. / Tesis

El problema más frecuente en los muros de albañilería se presenta en su deterioro debido a la exposición prolongada a la humedad que se manifiesta mediante daños drásticos en las unidades de albañilería sin recubrimiento, los cuales pueden ser pulverización, descamación y agrietamiento. En la actualidad, en la ciudad de Cusco, el sistema estructural de albañilería es el más empleado con un 96.67% de edificaciones usándolo. Estos se exponen a la humedad cuando la temperatura fluctúa entre congelamiento y descongelamiento, generado durante la temporada de lluvias y heladas manifestadas en la ciudad. Esta investigación se realizó mediante un proceso de cuatro fases. Primero, se realizaron los diseños de las mezclas de mortero de junta y revestimiento con proporciones de 5%, 7%, 10% y 30%, 40% y 50% de sustitución de agregado fino por perlas de poliestireno expandido, respectivamente. Segundo, se determinó la durabilidad de los morteros por medio de la resistencia a compresión de las muestras sometidas a heladicidad. En la tercera fase, luego de determinar los morteros con porcentajes adecuados, con la finalidad de validar las características de la propuesta, se elaboraron pilas de ladrillos para someterlos a ensayos de heladicidad y analizar el comportamiento en conjunto de los elementos de un muro de albañilería. Por último, se propuso un proceso constructivo para lograr rendimientos similares a los ya existentes en obra y se realizó un análisis de costo – beneficio, el cual compara la aplicación del mortero modificado y convencional en un muro de albañilería. Los resultados indican una disminución en la resistencia a compresión de 14.76 kg/cm2 en los prismas convencionales y un aumento de 1.88 kg/cm2 en prismas con mortero modificado. Lo cual indica que los prismas modificados, en ladrillo y mortero, incrementan su resistencia en un 4%. / The most frequent problem in masonry walls is in their deterioration, due to the prolonged exposure to moisture, that is manifested by drastic damage in the uncoated masonry units, which can be pulverized, flaking and cracking. Currently, in the city of Cusco, masonry constructions represent 96.67% of the total of constructions, and the presence of moisture in the walls occurs when there is variation of temperatures between the freezing and thawing cycles, generated by the rainy and freezing season that manifests in the city. This research was conducted through a four-step process. First, we made the designs of the joint and coating mortar mixtures with ratios of 5%, 7%, 10% and 30%, 40% and 50% substitution of fine aggregate with expanded polystyrene beads, respectively. Second, the durability of the mortars was determined by the compressive strength of the samples subjected to frost. In the third stage, after determining the mortars with appropriate percentages, to validate the characteristics of the proposal, Bricks piles were developed for ice-freezing testing and for analyzing the behavior of the elements of a masonry wall. Finally, a constructive process was proposed to achieve yields like those already existing on site and a cost - benefit analysis was carried out, which compares the application of modified and conventional mortar on a masonry wall. The results indicate a decrease in compressive strength of 14.76 kg/cm2 in conventional prisms and an increase of 1.88 kg/cm2 in prisms with modified mortar. This indicates that the modified prisms, in brick and mortar, increase their resistance by 4%. / Tesis

En la investigación se analiza el estado de las viviendas de albañilería confinada construidas sin asistencia profesional en zonas con alto riesgo sísmico del distrito de Villa El Salvador. Se estudian los errores constructivos mediante la inspección visual de las casas autoconstruidas, las cuales presentan una alta vulnerabilidad frente a un terremoto de gran magnitud, en los sectores I (zona 1) y III (zona 2) del distrito. El error constructivo más frecuente que se ha podido identificar es el uso de ladrillos tubulares (ladrillo pandereta) con un fin estructural. Frente a este problema, la propuesta para mejorar la resistencia a la compresión y fuerzas cortantes de los muros de albañilería de pandereta es reforzarlos con malla de alambre galvanizado recubierta con mortero. Lo que se busca es proporcionar, por lo menos, un área segura dentro de las viviendas para que las familias puedan salvaguardar la vida de sus ocupantes frente a la ocurrencia de movimientos telúricos. En ese sentido, mediante ensayos de laboratorio se verifica que el reforzamiento con malla galvanizada mejora, en gran medida, la resistencia a la compresión y al corte de los muros. Además, su implementación resulta ser más económica frente a otras técnicas de reforzamiento como el refuerzo con mallas electrosoldadas. Esto es importante, porque la población beneficiaria pertenece a los niveles socioeconómicos C y D (bajo nivel socioeconómico). / The research analyzes the state of confined masonry houses built without professional assistance in areas with high seismic risk in the district of Villa El Salvador. Constructive errors are studied by visual inspection of self – constructed houses, which have a high vulnerability in the face of a large earthquake, in sectors I (Zone 1) and III (Zone 2) of the district. The most frequent constructive error that has been identified is the use of tubular bricks (pandereta brick) with a structural purpose. In the face of this problem, the proposal to improve the compression resistance and cutting forces of the pandereta masonry walls is to reinforce them with galvanized wire mesh coated with mortar. What is sought is to provide, at least, a safe area within homes so that families can safeguard the lives of their occupants in the face of the occurrence of telluric movements. In this sense, through laboratory tests it is verified that the reinforcement with galvanized mesh improves, to a large extent the resistance to the compression and the cutting of the walls. In addition, its implementation turns out to be more economical compared to other reinforcement techniques such as reinforcing with electro welded meshes. This is important, because the beneficiary population belongs to the socioeconomic levels C and D (low socioeconomic level). / Tesis