Ingeniero Civil / En el trabajo de título se estudia el comportamiento de muros esbeltos sometidos a cargas axiales, y se analiza el papel que cumple el confinamiento en él, todo esto, basado en los daños observados en el último terremoto del 27 de febrero de 2010.Los elementos esbeltos buscan semejar los bordes de muros que durante un sismo son sometidos a cargas axiales. Para realizar lo anterior, se estudia experimentalmente el comportamiento de elementos (probetas) de borde de muros de hormigón armado sometidos a cargas axiales, analizando la influencia que tiene el tipo de confinamiento (estribos) en la respuesta global de los elementos, entre otros parámetros. Se construyeron 24 y se ensayaron10probetas de hormigón armado, de manera de comparar cada una de las respuestas obtenidas, para concluir sobre la influencia real del confinamiento en los elementos, en cuanto al aumento de ductilidad, y la restricción que proveen para evitar o controlar el pandeo de las barras longitudinales de refuerzo. Mediante el estudio experimental realizado, se determinó, en primer lugar, que al darle cierto confinamiento al elemento de hormigón armado, este es capaz de aumentar su capacidad de deformación, degradando más paulatinamente la resistencia a la compresión, y por ende, disipando una mayor cantidad de energía. Además, como las probetas no se restringieron para deformaciones fuera del plano para una carga de compresión pura, se produjo un pandeo global característico en las probetas con confinamiento, en su eje débil, reduciendo la capacidad del elemento. Por esto último, también se apreció un pandeo local del refuerzo longitudinal en forma de S , abarcando, en algunos casos, más de dos estribos consecutivos sin asegurar la relación de aspecto otorgada por ellos. Los ganchos con dobleces en 90º no fueron capaces de restringir el pandeo de las barras para deformaciones más allá del 1%. En general el comportamiento de las probetas tuvo un buen ajuste con el modelo predictivo escogido, presentando variaciones de menos de un 25% en todos las probetas de 1 metro de longitud.

Ingeniero Civil / El uso de vigas laminadas encoladas requiere con frecuencia la inclusión de aperturas, con el fin de cumplir con especificaciones arquitectónicas, tales como ductos de ventilación o instalaciones sanitarias, entre otros. La perforación produce concentraciones de esfuerzos de tracción perpendiculares a la dirección de las fibras en la región que bordea la apertura, promoviendo el inicio de una grieta. El Anexo Nacional Alemán (NA) para la norma Europea de diseño de estructuras de madera EN 1995-1-1 provee reglas de diseño para esta situación, incluyéndose aperturas sin reforzar, así como también el uso de uno de entre dos tipos de refuerzos: internos (tipo barra) o externos (tipo placa). Esta tesis analiza diferentes modelos de elementos finitos (EF) para describir la influencia de refuerzos internos dentro de un elemento de madera laminada encolada. Se observa que modelos 2D tienden a sobrestimar la influencia de los refuerzos internos, mientras que el uso de elementos unidimensionales (lineas), para representar los refuerzos internos dentro de un modelo 3D de la madera laminada encolada, resulta en una clara subestimación de dicha influencia. En otro punto, la posición de los refuerzos internos relativos al punto medio de la sección transversal, influye en la cantidad de fuerza vertical que el refuerzo es capaz de transferir. Esto se debe a la anisotropía cilíndrica que caracteriza a las laminas individuales, lo cual gobierna el comportamiento constitutivo de la madera laminada encolada como material. Las ecuaciones de diseño contenidas en DIN EN 1995-1-1/NA son revisadas y comparadas contra resultados de EF, donde ciertas discrepancias son encontradas y presentadas. Con base en estos resultados, nuevas ecuaciones son desarrolladas, las cuales contienen coeficientes que son posteriormente calibrados haciendo uso de los datos obtenidos de los modelos de EF. Una relación de dependencia con el tamaño para las concentraciones de esfuerzos es encontrada en las ecuaciones aquí derivadas, esto debido al uso de un radio constante en las esquinas de las aperturas rectangulares, lo cual obedece a una práctica común en la manufactura de las mencionadas perforaciones. Un radio de esquina dependiente de la geometría de la viga resolvería parte de este problema. Finalmente, una serie de test relativamente grande ---la cual incluye algunas vigas de pino Radiata de Chile--- es llevada a cabo, con el fin de evaluar la efectividad de cada tipo de refuerzo, así como para validar los modelos de EF utilizados en las etapas anteriores. En general se obtiene una concordancia satisfactoria entre los experimentos y los resultados de las simulaciones.

Ingeniero Civil / Tradicionalmente, en Chile se han aplicado procesos de clasificación visual para seleccionar las láminas destinadas a la fabricación de madera laminada encolada (MLE). Por otro lado, estudios desarrollados en Europa han concluido que las propiedades que influyen significativamente en la capacidad resistente de la madera son el módulo de elasticidad, la inclinación de la fibra y la densidad. Estos atributos son complejos de controlar visualmente en un proceso industrial y por lo tanto se propone la utilización de grados mecánicos. Este trabajo de título explora potenciales incrementos en la capacidad resistente y rigidez en vigas de MLE de Pino radiata (PR), a través de procesos de clasificación basados en la densidad y la inclinación de fibra. De acuerdo a F. Colling una mejora en la calidad estructural de vigas de MLE sólo es alcanzable mediante un aumento de calidad de sus dos componentes: uniones endentadas y láminas de madera. En cuanto a las uniones endentadas se analiza el incremento de resistencia en empalmes, al modificar la producción y el adhesivo. Por lo cual, de acuerdo a los antecedentes de 95 probetas ensayadas a flexión y 160 a tracción, se identifica el criterio de producción, adhesivo escogido y resistencias alcanzadas. Por su parte, para evaluar la influencia de las láminas, se analizan incrementos en resistencia y rigidez en vigas, al variar su calidad y disposición. Se proponen así, 17 series, las cuales se forman al combinar 2 láminas clasificadas visualmente y 2 mecánicamente. Estas pueden estar dispuestas horizontalmente en toda la altura o ubicarse de manera vertical exclusivamente en el borde flexotraccionado. Los ensayos de 54 probetas arrojan que la incorporación de láminas de grados mecánicos aumenta el Módulo de Rotura (MR) a flexión característico entre un 40-50% y el Módulo de Elasticidad (MoE) medio en 45%, versus vigas con láminas clasificadas visualmente. Además, la ubicación de láminas verticales en la zona flexotraccionada arroja un aumento de MR a flexión característico entre un 30-40%, en contraste con el MoE medio que no experimenta cambios en comparación con vigas de láminas horizontales. Finalmente con ambas mejoras, el MR aumenta en 95% y el MoE en 50% con respecto a la viga tipo que se fabrica actualmente en el país.

El presente trabajo abarca temas de planeamiento y productividad en obra. Tiene como objetivo principal generar o elaborar un plan de producción para obtener un flujo de trabajo constante en obra, específicamente en la construcción de muros con gaviones dentro de un proyecto minero; en base a la sectorización y tren de actividades de la partida de gaviones, que permite tener una planificación más detallada de trabajo y un cronograma aún más cercano a la realidad acerca de la duración de la ejecución. Todo esto bajo los lineamientos del lean construction y otras herramientas de planeamiento y producción. El contenido se divide en tres capítulos. En el primero, se describen los fundamentos teóricos de la producción industrial, conceptos y herramientas de productividad y planeamiento. En el segundo, se presenta la situación de cómo se venían realizando los trabajos de ejecución de la obra en la construcción de los muros. En el tercero, se desarrolla todo el análisis de cómo se descompone la construcción del muro de gaviones; se realiza el análisis por procesos y flujos; se sectoriza el área de trabajo; y se propone un tren de actividades, como herramientas para tener un flujo continuo de trabajo, también como herramienta de planeamiento; del mismo modo, se dan a conocer los reportes de producción con el plan propuesto. Finalmente, se presentan las conclusiones, recomendaciones y los resultados obtenidos con el plan propuesto. Todo muestra que se puede llegar a tener un flujo continuo de trabajo con la sectorización y el tren de actividades, además de tener una mejor programación de los trabajos a realizar; ya que se tiene, de manera más confiable, las posibles fechas de inicio y fin de una zona específica. / Tesis

En esta investigación, se evalúa el comportamiento elasto- plástico y el desempeño sísmico de estructuras aporticadas aplicando el método Pushover. Esta evaluación se hace sobre diversos casos de edificios reforzados con acero de alta ductilidad (Grado 40), acero convencional (Grado 60) y acero de alta resistencia (Grado 75).Para lo anterior, se realiza la evaluación de la capacidad de deformación de los elementos estructurales a partir de las gráficas de momento-rotación de los elementos estructurales más críticos que causa el colapso de la estructura. También, se utilizó la gráfica de curva de capacidad obtenida a partir del método de coeficientes de desplazamiento para medir la capacidad de la estructura. Teniendo en cuenta los valores resultantes de ductilidad y rigidez de cada caso, se evalúa el desempeño de la estructura para diferentes niveles de diseño sísmico. Los resultados mostraron que reforzar una estructura con un acero de Grado 40 aumenta la capacidad de disipación de energía, y si se refuerza con acero de grado 75 aumenta la capacidad de resistencia en la estructura. Finalmente, se presenta el resultado comparativo de los diversos casos para demostrar la influencia del acero de refuerzo en el comportamiento plástico de las estructuras de concreto armado. / In this investigation, the elasto-plastic behavior and the seismic performance reinforced structures by applying the Pushover method. This evaluation is done on several cases: with high ductility steel (Grade 40), conventional steel (Grade 60) and high strength steel (Grade 75). For the previous, the evaluation of the deformability of the structural elements is made from the moment-rotation graphs that cause the structure to collapse. The capacity curve graph obtained from the displacement coefficient method was used to measure the capacity of the structure. In addition, the performance of the structure for different levels of seismic design are evaluated with the resulting values of ductility and rigidity of each case. The results showed that reinforcing a structure with a Grade 40 reinforcing steel increases the energy dissipation capacity, and if reinforced with a Grade 75 reinforcing steel increases the strength capacity in the structure. Finally, the comparative result of the various cases are presented to demonstrate the influence of reinforcing steel on the plastic behavior of reinforced concrete structures. / Trabajo de investigación

El presente estudio busca determinar una metodología de cálculo que permita predimensionar el ancho de una zapata cuadrada para una torre de alta tensión de 115 kV fundada sobre macizo rocoso y reforzado con pernos de anclaje para brindar ventajas técnico-económicas en los proyectos de líneas de transmisión. Para ello, se realiza un análisis paramétrico donde se fija determinada cantidad de parámetros que intervienen en todo el proceso para el diseño geotécnico, los cuales tienen un bajo nivel de incidencia en el proceso, por lo que es viable la aplicación de valores comunes o típicos. La investigación determinó que es posible predimensionar las zapatas a partir de los parámetros del macizo rocoso sobre el cual se cimentará la torre, principalmente del peso específico y la resistencia a la compresión simple (RCS) de la roca. / The present study seeks to determine a calculation methodology that allows to pre-size the width of a square shoe for a 115 kV high-voltage tower founded on rock massif and reinforced with anchor bolts to provide technical-economic advantages in transmission line projects. For this, a parametric analysis is performed where approximately 93.65% of parameters are set that intervene in the entire process for the geotechnical design, which have a low level of incidence in the process, so it is feasible to apply common values or typical The investigation determined that it is possible to pre-size the footings from the parameters of the rock mass on which the tower will be based, mainly on the specific weight and Uniaxial Compressive Strength (UCS) of the rock. / Trabajo de investigación

El trabajo consiste en el análisis, diseño y evaluación estructural - económica de un edificio para viviendas de 8 pisos, pero usando dos sistemas estructurales diferentes: Muros de ductilidad limita y Dual tipo I. El sistema de muros de ductilidad limitada (SMDL) es un sistema bastante usado en Perú, y al igual que los otros sistemas estructurales, aún no ha sido puesto a prueba bajo solicitaciones sísmicas altas en nuestro país, debido al silencio sísmico que vivimos. Como este sistema posee poco o nulo confinamiento, su capacidad de desarrollar ductilidad es bastante limitada, lo cual restringe su comportamiento al rango elástico. El SMDL al poseer un proceso constructivo más sistematizado permite una menor inversión económica y de tiempo respecto a otros sistemas estructurales, lo cual lo hace ser muy usado en nuestro medio. Es por esta razón que se plantea el uso de otro sistema estructural, siendo en este caso el dual tipo I (pórticos y muros), pero usando consideraciones de optimización estructural para poder conseguir una proyección competitiva económicamente con el edificio SMDL. Desde lo económico, se limitará el análisis a la cuantificación de material de las tres partidas más incidentes en la especialidad de estructuras: concreto, acero y encofrado. Mientras que desde el punto de vista estructural, se emplearán resultados como derivas, cortantes, factores de seguridad al volteo, etc. Para elaborar indicadores, los cuales serán una manera de evaluar el comportamiento de dichos sistemas.

En la presente tesis, se desarrolla el análisis estructural sismoresistente y el posterior diseño estructural de los elementos que componen la Biblioteca Aveiro, la cual es una edificación existente ubicada en la ciudad de Aveiro, Portugal. Se trata de una edificación de forma irregular que cuenta con cuatro plantas, con una altura de 4.5 m para la primera planta, y de 4m para las tres siguientes, destinadas al uso de salas de estudio, oficinas, zonas de almacenaje, auditorio, entre otros. La biblioteca fue diseñada con estructuras de acero y concreto, de acuerdo con los condiciones sísmicas y geológicas propias de la zona. En consecuencia, el objetivo principal de la presente tesis es realizar el diseño estructural de la biblioteca para las condiciones geológicas y sísmicas que presenta la ciudad de Lima. Para ello se dispone de la distribución arquitectónica de la biblioteca, la cual sirve de guía para realizar la estructuración y el dimensionamiento estructural del edificio. Se realiza la estructuración en base al uso de losas aligeradas en una dirección, losas macizas en dos direcciones, columnas, vigas y muros de concreto armado. Se considera también un sistema sismoresistente de muros de concreto armado para ambas direcciones de análisis. Para el diseño estructural se considera el uso de concreto con f´c = 280 kg/cm2, y de acero de refuerzo grado 60 con fy = 4200 kg/cm2. Para que el diseño de la presente edificación cumpla con todos los requerimientos, se hará uso de las normas que componen el Reglamento Nacional de Edificaciones.

El aislamiento de base es uno de los sistemas de protección sísmica con mayor efectividad. Esta técnica consiste en insertar una interfaz flexible compuesta por aisladores en la base de un edificio. La flexibilidad de los dispositivos logra que el periodo fundamental de la estructura se incremente, de tal manera que las solicitaciones sísmicas que actúan sobre la estructura se reducen considerablemente. En Perú existen estructuras con aislamiento sísmico, pero no se cuenta con un código peruano de diseño de estructuras aisladas; esto obliga al proyectista a realizar el diseño de este tipo de estructuras haciendo referencia a normas extranjeras. El presente trabajo propone una serie de procedimientos o metodología para el análisis y diseño de estructuras aisladas, basada en conceptos teóricos y casos prácticos. Esta metodología utiliza como documentos de referencia algunos códigos internacionales de diseño y la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente E.030. Se usó como ejemplo un edificio aporticado de concreto armado de cinco pisos, con un sistema de aislamiento en su base. Se prediseñó el sistema de aislamiento empleando métodos estáticos sobre un sólido rígido y se hizo un análisis espectral de todo el edificio como verificación previa. El diseño final se desarrolló empleando procedimientos de análisis Tiempo-Historia No Lineal. El diseño del sistema de aislamiento del edificio se desarrolló tomando como información los resultados del análisis tanto para el sismo de diseño (SD) como el sismo máximo posible (SMP) considerados para estructuras peruanas. Finalmente se realizó un prediseño básico de los aisladores, considerando que son del tipo HDRB, y también se diseñaron algunos elementos estructurales utilizando la Norma E.060 Concreto Armado. Se concluyó que un edificio aislado tiene un desempeño superior al que tendría un edificio con base fija. Sin embargo, para logar aislar un edificio se deben cumplir algunos requisitos mínimos. Por otro lado, los procedimientos de análisis y diseño presentados pueden ser ajustados de acuerdo a la aparición de nuevos códigos e investigaciones, sobre todo algunos parámetros de diseño que deberían ser adaptados a la realidad peruana.

La actual norma peruana de diseño sismorresistente no establece un criterio que permita diferenciar un diafragma rígido de uno flexible. Ello conlleva a que, en los proyectos estructurales, únicamente se aplique un diafragma rígido por simplicidad en el análisis, pero que a su vez podría generar inconsistencias en la etapa de diseño. Con base en ello, la presente investigación realizó la revisión bibliográfica de criterios internacionales para identificar, de forma cuantitativa, un diafragma flexible en un determinado proyecto. De la revisión bibliográfica, basado en la norma ASCE/SEI 7-16, se obtuvo el sustento teórico, y junto a una calibración numérica en el software ETABS, se generó una propuesta tentativa que se incorpore en la norma peruana NTE E.030. La principal limitación es que solamente es válida para estructuras de concreto armado con sistema de piso de losas macizas. Es decir, se especificó un criterio diferenciador de diafragmas rígidos y flexibles compatible con los requisitos de análisis de la norma peruana para un sistema estructural en específico. Finalmente, se aplicó el criterio definido a tres estructuras modeladas irregulares con esquinas entrantes: una con torsión regular, una con torsión extrema y una sin problemas de torsión. Los resultados demostraron que la planta con irregularidad por torsión extrema generó un sistema de losa más flexible, con mayor periodo fundamental y una resistencia lateral de diseño menor, en comparación a un modelo numérico con diafragma rígido. En conclusión, se demostró que la respuesta numérica entre un modelo con diafragma flexible y uno rígido es diferente y se validó la propuesta al permitir identificar dichas diferencias.