Este proyecto tiene como finalidad el desarrollo del diseño estructural de un edificio multifamiliar ubicado en Lima, en el distrito de Lince. La edificación consta de siete niveles sin sótanos. El primer nivel es usado como estacionamiento y los niveles superiores presentan una planta típica. De esta forma, del segundo al séptimo nivel, la edificación posee dos apartamentos por piso. El área total construida fue de 2019 m2. Además, el sistema de abastecimiento de agua potable se efectúa desde la cisterna subterránea mediante tanques hidroneumáticos. Esto se realiza a fin de que la edificación no posea tanques elevados en los niveles superiores. El sistema sismorresistente está compuesto principalmente de muros de corte, ya que más del 70% de la cortante basal actúa sobre las placas de la edificación. Adicionalmente, los techos están conformados por losas macizas y aligeradas, siendo esta última la predominante. Además, el tipo de suelo sobre el que se encuentra la estructura es S1 de 4.5 kg/cm2 de capacidad portante. Se busca que la edificación garantice un adecuado comportamiento, de forma que se cumplan las exigencias mínimas detalladas en las normas E.060 y E.030 de Diseño de Concreto Armado y Diseño Sismorresistente, respectivamente. Además, se presentan los ratios por m2 de esta edificación.

Actualmente, en el rubro industrial se tienen muchos casos de fábricas que necesitan cada vez más y más área de trabajo o almacenamiento. El proyecto profesional plantea una solución para cubrir un almacén con temperatura controlada en un área de 30x60m. Se plantea utilizar pórticos de armaduras a dos aguas para sostener techos ligeros revestidos con 30 metros de luz espaciados cada 5 metros. Estos pórticos se conectarán por medio de una armadura y tirantes lisos. Para optimizar el peso en el techo, se plantea utilizar secciones compuestas hechas por ángulos, viguetas dobladas en frío espaciadas cada 2m (según indica el proveedor de la cobertura ligera) y fierros lisos como arriostres. Al usar una armadura en el sentido corto, se analizará la estructura como una OMF porque se puede comprobar que se transmite momento a las columnas a través del par axial que transmiten ambas bridas, mientras que en el sentido longitudinal se analizará la estructura como una OBCF porque los fierros lisos se actúan como tirantes, de esta manera, se evita hacer tener la columna en volado en el sentido largo. Finalmente, para la cimentación se plantean usar zapatas aisladas.

La habilitación urbana en la metrópoli de Lima se ha realizado de manera desordenada de tal modo que la población se ha asentado en lugares poco accesibles. Es el caso de las laderas de la Ciudad de Lima, donde los pobladores construyen viviendas en superficies inclinadas y apoyadas en muros de retención de roca sin mortero conocidas mayormente como pircas. Su ubicación en zona sísmica, así como el poco conocimiento técnico para la construcción de las pircas, generan un gran riesgo para la población y sus medios de subsistencia. Por tanto, es importante el estudio de las pircas con un enfoque técnico ingenieril que permita dar un diagnóstico objetivo para las futuras tomas de decisiones. El objetivo general de este trabajo es evaluar el desempeño de los muros de roca con junta seca sometidas a cargas estáticas laterales perpendiculares a su plano. En primer lugar, se realiza la documentación de la construcción de 6 especímenes por medio de registros audiovisuales de visitas a campo. En segundo lugar, se determinan las cargas de colapso y tipos de falla mediante ensayos a escala natural en una mesa inclinable, a su vez se elabora un modelo analítico. En tercer lugar, se miden las deformaciones perpendiculares al plano de la pirca. Los resultados muestran que los muros de 1.0 m y 1.5 m de altura resisten el 30% y 25% de su peso respectivamente. Las fallas son del tipo volteo y delaminación. En la modelación analítica, los ángulos en inminente colapso tienen un error promedio de 10% respecto a los valores registrados en los ensayos. Para el caso de las deformaciones, las magnitudes son en promedio de 11.37 mm y 23.84 mm para las pircas de 1.0 m y 1.5 m respectivamente. A partir de los ensayos se demuestra que la forma en la que se arreglan los bloques de piedra duante la construcción, que a su vez depende de la experiencia de los maestros pirqueros, son clave para dar estabilidad a los muros ante cargas perpendiculares a su plano. Finalmente, en base a las limitaciones de las construcciones se establecen recomendaciones para elaborar futuras estructuras estables.

El 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.

Villa El Salvador, es uno de los distritos de la periferia sur de Lima Metropolitana, que aparte de ser el séptimo distrito más poblado del país, se encuentra en permanente exposición a un alto peligro sísmico debido a la alta sismicidad y al suelo blando, pues gran parte de la zona está conformada por depósitos de arena eólica suelta a medianamente densa. Al mismo tiempo, presenta una alta vulnerabilidad sísmica a causa de la informalidad de las viviendas; como resultado, la mayoría de los elementos no estructurales son inestables, la densidad de muros es inadecuada y los materiales son de mala calidad. Este año el Instituto Geofísico del Perú informó que, debido a las placas tectónicas, Nazca y Continental, presentes en la cota peruana, la zona de Lima presenta una acumulación de energía desde 1746 que solo se liberará con un sismo de magnitud de alrededor de M8.8. Por lo tanto, es urgente disminuir la vulnerabilidad presente en las viviendas, pues no se puede reducir el peligro por ser parte de la naturaleza. Para ello se propone un método de reforzamiento estructural con geomallas, pues tienen un bajo costo, la aplicación es relativamente fácil y sobre todo, aumenta la resistencia característica al corte y disipación de energía de los muros de albañilería. Así que, para demostrar su efectividad, en esta investigación se propone realizar el análisis sísmico del estado actual de dos viviendas informales del distrito y determinar su vulnerabilidad. Luego, se procederá a seleccionar los muros portantes a ser cambiados y/o reforzados, para posteriormente verificar mediante el análisis sísmico la adecuada resistencia, rigidez y ductilidad en la vivienda, con la finalidad de cumplir con los principios del diseño sismorresistente. Seguidamente, se volverá a calcular la vulnerabilidad sísmica, la cual debe disminuir, para así demostrar la efectividad de la geomalla. Asimismo, se determinará el presupuesto para saber el porcentaje que representa frente al costo de la construcción de una vivienda. Por último, se presentará los planos de las viviendas actuales y reforzadas.

Para el análisis de edificaciones es común el uso de modelos matemáticos que representen el comportamiento de estas. Elaborar un modelo que represente exactamente el comportamiento de una edificación en el medio que la rodea ante una solicitación externa es una labor prácticamente imposible. A pesar de las limitaciones actuales, los resultados obtenidos se pueden considerar estimaciones buenas para ser utilizadas en cálculos ingenieriles. Reducir la incertidumbre es importante para el progreso de la ingeniería sismorresistente, para lograrlo es crucial identificar las limitaciones de los modelos convencionales y aumentar los conocimientos sobre estas. En ese sentido, una de las limitaciones que se considerar es el desprecio de los efectos de la interacción suelo-estructura. El propósito principal de la investigación es analizar cómo difiere el estudio del comportamiento de las edificaciones con sótanos ante solicitaciones sísmicas en función a la manera en las que son modeladas. Se considerarán en el estudio 3 tipos de modelos para el mismo edificio de 15 niveles superiores. El primero, considera la estructura empotrada a nivel de la superficie sin considerar la influencia de los sótanos, en este caso se asume que los niveles subterráneos de la estructura se mueven en conjunto con el suelo en que se encuentran. El segundo, considerará la totalidad de la estructura incluidos los sótanos. El tercero, la estructura completa, pero considerando además el efecto que tiene la interacción del suelo con la estructura en los sótanos. Es importante mencionar que para cada tipo de modelo se estudiará la estructura con 2, 5 y 8 sótanos. Al analizar estructuras como la del primer caso mencionado se asume que el momento generado por acción de fuerzas y/o aceleraciones en la base (nivel de superficie) es de gran tamaño, y la distribución de momentos en los sótanos tiene valores menores y poco significativos. Sin embargo, queda en duda si este tipo de modelo representa correctamente el comportamiento que el edificio tendrá. En los modelos que consideran sótanos en el análisis se puede suponer que el momento aumenta considerablemente en función a la profundidad o también que, al considerar la interacción con el suelo, debido a las propiedades mecánicas de estos, el momento disminuye proporcionalmente con la misma. El análisis se efectuará para distintos niveles de sótanos, en donde la estructura será sometida a una perturbación dada por el espectro de la norma E.030; además se utilizarán distintas propiedades al modelar el suelo, con el fin de obtener respuestas para diferentes tipos de estos. La profundidad del suelo en el modelo será considerada hasta una profundidad de 1.5B por debajo de la cimentación. Con los resultados obtenidos se busca lograr una mejor comprensión de las respuestas del análisis dinámico de un edificio, para esto se pretende encontrar una relación entre el comportamiento de cada tipo de modelo estructural en los tipos de suelos analizados; enfocada en acercar los resultados, independientemente del tipo de modelo que se escoja, a valores que representen con mayor fidelidad el comportamiento real que tendrá la estructura estudiada.

La infraestructura educativa es un factor importante para el rendimiento escolar porque cumple un rol motivacional y funcional en los estudiantes, por ello, se debe contar con espacios que proporcionen seguridad frente a posibles movimientos telúricos y que faciliten el aprendizaje. Actualmente en el Perú, el interes por la seguridad en la infraestructura escolar es mayor, debido a esto, se han identificado alrededor de 12 000 instituciones educativas del tipo 780 Pre-1997, que fueron construidas antes de la NDSR de 1997, las cuales representan un gran riesgo sísmico para sus usuarios. Estos establecimientos cuentan con graves deficiencias desde su diseño hasta su ejecución y han sufrido grandes daños luego de los sismos ocurridos en el país (Nazca 1996, Atico 2001 y Pisco 2007). Por tal motivo, es sumamente necesario evaluar la situación de las escuelas existentes de este tipo y similares, con el fin de identificar las deficiencias que presentan y plantear propuestas de reforzamiento y así, estas estructuras logren un adecuado comportamiento, que cumpla con las exigencias de la normativa vigente (2018). El presente trabajo, desarrolla la verificación del desempeño de la estructura original y de la estructura modificada (que incluye el sistema de reforzamiento propuesto) de un pabellón típico de una institución educativa. Dicha verificación se efectúa mediante un análisis estático no lineal, denominado “Pushover”. Además, se realiza la verificación del diseño estructural de todos los elementos, incluyendo la cimentación. La metodología del análisis estático no lineal, la respuesta estructural ante la demanda sísmica y el cálculo del desempeño se realiza en base a la norma ASCE/SEI 41-17 y la evaluación del nivel de desempeño se basa en la metodología del SEAOC VISION 2000.

Actualmente el análisis y diseño de naves industriales se realiza de forma tradicional pero en la norma E0.90 se estipula el concepto de diseño para estabilidad el cual permite analizar estructuras de acero con más criterios estructurales en comparación de la forma tradicional, esto nos conduce a tener un diseño estructural más seguro y optimo. La presente tesis tiene como objetivo diseñar una nave industrial empleando el diseño para estabilidad enfocándose en el método de análisis directo, en el cual mostraremos el procedimiento de análisis y diseño. El diseño de naves industriales por el método de análisis directo tiene sus bases en el análisis y diseño tradicional pero amplia el análisis considerando lo siguiente: las imperfecciones geométricas, esto es porque los elementos estructurales al ser construidos tienen un desaplome natural; la perdida de rigidez, esto es porque la estructura en algún momento tendrá incursiones inelásticas; efectos de segundo orden, esto es porque al tener elementos esbeltos será más fácil incursionar en la no linealidad geométrica. El método de análisis directo tiene un procedimiento de diseño muy similar al tradicional con la excepción de que el factor K de pandeo se considera igual a 1. Las consideraciones mencionadas anteriormente conllevan a obtener mayores solicitaciones luego del análisis, lo que producirá diseños con mayores ratios a comparación del diseño tradicional. En conclusión, el diseño para estabilidad enfocado en el método de análisis directo permite tener diseños con ratios cercanos a 1 debido a una mayor consideración de criterios en el análisis estructural, eliminando así algunas incertidumbres y garantizando una mayor seguridad mediante la optimización de los elementos estructurales. El método de diseño para estabilidad en la actualidad es más fácil de implementar gracias a la enorme capacidad de los softwares estructurales que existen por ello este método debería ser empleado más seguido en los diseños de estructuras de acero.

Durante muchos años han existido numerosos estudios acerca del análisis lineal en estructuras de concreto armado. Sin embargo, dicho material no es homogéneo y posteriormente con el avance de las investigaciones, se conoció que el comportamiento ante fuerzas laterales producidas por cualquier evento en realidad es, desde un inicio, no lineal. Así, se introdujo el análisis no lineal, en el cual se modela la pérdida de resistencia y rigidez del concreto armado, con el fin de estudiar el comportamiento de estructuras. Los resultados del análisis no lineal son lo más confiables posibles dada la gran variabilidad de las fuerzas actuantes. Por ello, en este trabajo de investigación, se propone comparar la modelación de rótulas con plasticidad concentrada y distribuida generadas por el análisis de carga estática incremental o pushover con la ayuda del programa STKO. El modelo de plasticidad concentrada tiene un comportamiento definido por los diagramas momento-rotación mediante el momento-curvatura y la longitud de rótula plástica asignada en los extremos de los elementos en el pórtico. No obstante, las deformaciones del concreto asociadas a dicho diagrama tenían poca probabilidad de ocurrencia en la estructura por lo que se opta por calcular esas deformaciones a partir de su desempeño sísmico. El modelo distribuido se define mediante las fibras de concreto no confinado, confinado y acero cuyo comportamiento inelástico se extiende a lo largo de las secciones de todos los elementos. En el análisis por gravedad se considera un control de cargas; mientras que, en el pushover, un control de desplazamientos incrementales por pasos. De este modo, se obtienen curvas de capacidad, diagramas momento-rotación y esfuerzo-deformación incluyendo el efecto P-delta de un mecanismo asociado a estados límites últimos en ambos modelos del pórtico, así se pueden identificar los parámetros necesarios para evaluar un posible estado de daño. Se concluye que el modelo distribuido presenta mayor precisión en el comportamiento inelástico de los pórticos debido a su distribución de esfuerzos siendo útil en caso una falla no ocurra en los extremos u otros puntos establecidos por el modelo concentrado.

El proyecto abarco el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de cinco pisos más la azotea de concreto armado sin sótanos, el mismo que comprende una parte de una edificación de dos bloques, de igual estructura. Esta edificación cuenta con un área de terreno de 568m2, y se encuentra en el distrito de Santiago de Surco – Lima. El tipo de suelo correspondiente a la zona es una grava típica con un esfuerzo admisible de 4kg/cm2. Respecto a la arquitectura de la edificación, ésta comprende una planta de primer piso, una planta típica del segundo al quinto piso, y una planta para la azotea. El edificio contará con dos departamentos por piso, 10 departamentos simples ubicados simétricamente excepto en el primer nivel, como se mencionó previamente. Adicionalmente, el edificio contará con 22 estacionamientos que se encontrarán en el perímetro del edificio ya que no se hará uso de sótanos. El planteamiento estructural que se quiere implementar en la edificación consiste en un sistema mixto de pórticos y muros de corte. Por un lado, la mayor parte de los muros de corte se encuentran en los ejes perimetrales del edificio, y una pequeña parte se encuentra en la parte central vertical, donde se situará la caja del ascensor. Por otro lado, los pórticos, compuestos por columnas y vigas, se encuentran ubicados proporcionalmente, tanto en la parte interior del edificio, como en la parte perimetral correspondiente a la fachada. El sistema de techado comprendió en un uso mixto también, entre losas macizas y losas aligeradas unidireccionales. Finalmente, el análisis y diseño de la estructura de la edificación se hizo siguiendo todas las pautas establecidas en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Se desarrolló el análisis sísmico de la estructura mediante el modelamiento tridimensional de la estructura considerando tres grados de libertad por nivel. Se utilizó el programa ETABS, teniendo en cuenta los criterios de la NTE E.030. Diseño Sismorresistente. Luego, se desarrolló, manualmente, el metrado de cargas de cada elemento estructural, advirtiendo todos los parámetros que se indican en la NTE. E.020 Cargas. Consiguientemente, se realizó el diseño en concreto armado de los elementos estructurales, por el método de resistencia y capacidad, los cuales están especificados en la NTE. E.060 Concreto Armado. Por último, se elaboraron los respectivos planos estructurales de la edificación, en los cuales están todos los detalles del diseño realizado.