Hoy en día, el virus Sars-Cov2 en el Perú ha llevado que muchas personas trabajen y estudien desde casa, creciendo la demanda en la cobertura de internet en sectores, como educación, entidades públicas, banca, salud, etc. Estos cambios y la nueva tecnología 5G, IoT (Internet of things) han llevado que la demanda de las construcciones de infraestructura de telecomunicaciones crezca. La presente tesis busca estandarizar el análisis de diseño de infraestructura de telecomunicaciones, investigar sobre los efectos de las antenas en la población y realizar un análisis comparativo entre las normas americanas TIA/EIA-222-F, ANSI/TIA-222-G, Indian Standard y European Standard, para torres de telecomunicaciones autosoportadas en el Perú. El análisis se realiza según los siguientes parámetros: velocidad de viento, área a la exposición del viento máxima y altura de torre. Se estima que es posible acoplar las normas internacionales de diseño de estructuras de telecomunicaciones a la realidad peruana. Además, en base a lo analizado se estima que se puede realizar una estandarización de las torres autosoportadas según los requerimientos solicitados. El procedimiento usado consiste en realizar un análisis comparativo de torres autosoportadas de 30m, 42m y 54m con base cuadrada de 1.00m, 4.00m y 4.07m, respectivamente; “face panel” tipo DMH para 30m y 42m, y “face panel” tipo “XH” para 54m, analizadas en 3 velocidades básicas de viento: 75, 90 y 110 km/h con una carga de antenas de 03 APE4516R1v06, 03 RRU5502, 01 MW A23D06HAC y un EPA (effective projected área) adicional, todas las antenas a tope de torre; el AEV (área de exposición al viento) total asumido varía según la altura de la torre. Se consideran antenas tipo FLAT (planas) a excepción de la antena MW que se considera tipo SHIELDED. Las estructuras están sujeta a peso propio, carga muerta de equipos, escalerillas y feeders, carga viva y carga de viento. El análisis se dará según las normas TIA/EIA 222-F, ANSI/TIA-222-G, Indian Standard y European Standard. La presente tesis demuestra la posibilidad de poder mejorar la norma peruana bajo los estándares y cálculos usados en las normas internacionales según la realidad de región. Las verificaciones y cálculos son variables respecto a cada norma y según las características usadas. / Today, the Sars-Cov2 virus in Peru has led many people to work and study from home, increasing demand for internet coverage in sectors, such as education, public entities, banking, health, etc. These changes and the new 5G technology, IoT (Internet of things) have led the demand for telecommunications infrastructure constructions to grow. This thesis seeks to standardize the analysis of telecommunications infrastructure design, investigate the effects of antennas on the population and perform a comparative analysis between the American standards EIA-22F, 22G, Indian Standard and European Standard, for self-supporting telecommunications towers in Peru. The analysis will be carried out according to the following parameters: wind speed, maximum wind exposure área and tower height. It is estimated that it is possible to link the international standards for the design of telecommunications structures to the Peruvian reality. In addition, based on what has been analyzed, it is estimated that a standardization of the self-supporting towers can be carried out according to the requested requirements. The procedure used consists of carrying out a comparative analysis of self-supporting towers of 30m, 42m and 54m with a square base of 1.00m, 4.00m and 4.07m, respectively; DMH type face panel for 30m and 42m, and XH type face panel for 54m, analyzed in 3 basic wind speeds: 75, 90 and 110 km/h with an antenna load of 03 APE4516R1v06, 03 RRU5502 , 01 MW A23D06HAC and an additional EPA (effective projected área), all antennas at the top of the tower; the assumed total AEV (wind exposure área) varies according to the height of the tower. FLAT type antennas are considered except for the MW antenna, which is considered SHIELDED type. The structures are subject to their own weight, dead load of equipment, ladders and feeders, live load, and wind load. The analysis will be given according to the TIA/EIA 222-F, ANSI/TIA-222-G, Indian Standard and European Standard. This thesis demonstrates the possibility of being able to improve the Peruvian norm under the standards and calculations used in international norms according to the reality of the region. The verifications and calculations are variable with respect to each standard and according to the characteristics used.

El término muro de piedra con junta seca o pirca se refiere a aquella albañilería construida apilando piedras y sin usar mortero. Existen pocos estudios que hayan analizado su desempeño estructural ante cargas de sismo perpendiculares a su plano principal; por ello resulta necesario realizar estudios teóricos y experimentales a escala natural que evalúen su comportamiento ante estas cargas. En la presente tesis se diseñan dos equipos de ensayo denominados mesas inclinables para ensayos estáticos, MIEE, para realizar ensayos en especímenes a escala natural ante cargas laterales fuera de su plano. La MIEE gira al muro de tal manera que una componente de su peso propio actúa en dirección perpendicular a su plano principal. En el primer capítulo se presenta el problema, los objetivos, el alcance y la metodología de la tesis. El segundo capítulo trata sobre el estado del arte de pircas y su desempeño ante cargas de servicio y de sismo. Además, se describen los equipos para ensayos de muros utilizados en estudios previos. En el tercer capítulo se realiza la caracterización de las pircas de un sector representativo del distrito de Carabayllo, incluyendo su tipología, proceso constructivo, propiedades mecánicas y geotécnicas, y finalmente se realiza un análisis de estabilidad de las pircas y el talud con el método denominado “equilibrio límite”. En el cuarto capítulo se presentan dos propuestas de diseño de mesa inclinable: (1) MIEE con movimiento monotónico y (2) MIEE con movimiento cíclico. Se definen los siguientes parámetros de diseño: peso máximo, máximo ángulo de inclinación y velocidad de izaje. Se diseñan los componentes: mecánico, civil y sistema de izaje de los equipos propuestos. El sistema de izaje de la mesa monotónica consiste en un conjunto de pistones hidráulicos accionados con un tablero de control; mientras que el sistema izaje de la mesa cíclica consiste en un ensamble de poleas, cables y winches eléctricos. Finalmente, en el quinto capítulo se discuten, comparan los resultados obtenidos de las dos propuestas de mesas inclinables y se escoge la alternativa óptima. / Tesis

Los elementos prefabricados se han abierto camino en el mercado mundial debido a sus diversas ventajas; sin embargo, se deben tener consideraciones importantes al momento de diseñar con estos. El presente trabajo de investigación expone dichas consideraciones, así como las ventajas que presentan estos elementos. Las consideraciones para el diseño con elementos prefabricados deben ser tomadas en cuanta desde la concepción del elemento a usar. Se debe definir que elemento es el prefabricado a usar y que función tendrá en la estructura para luego analizar el tipo de conexión que tendrá con los demás elementos. Posteriormente se podrá analizar también el tipo de falla que posiblemente tendría y el comportamiento sísmico de los mismos. Asimismo, se exponen las ventajas durante el proceso constructivo, las consideraciones durante este y el beneficio que tiene el uso de estos elementos en un contexto tan difícil y diferente como el actual. El distanciamiento social y la necesidad de que el sector no se detenga económicamente, brinda como opción más viable el uso de nuevas metodologías como esta. Es importante mencionar que los códigos de diseño empleados en nuestra normativa aun no cobren este tipo de elementos por lo que se debe tener en consideración al momento de proponer el uso de estos al constructor. El mercado peruano aun es conservador por lo que se requiere exponer mejor las ventajas de esos elementos y educar a los constructores acerca del uso correcto de estos al momento de instalarlos.

El presente trabajo muestra el estudio del comportamiento del sistema estructural Tubo en Tubo y la comparación de este esquema respecto de otros sistemas estructurales para edificios altos. La justificación de la investigación se presentó dada la alta demanda por desarrollar edificaciones verticales con mayores alturas en base a sistemas tubulares capaces de resistir mejor las fuerzas que ejercen el viento y los sismos. Para comprender mejor el funcionamiento de este sistema estructural se analizan casos de estudios teóricos diseñados con códigos sísmicos y de viento de la India. En todos los casos se reconocen los sistemas estructurales empleados y se idealizan tomando en cuenta las principales características, requerimientos y propiedades constructivas y estructurales. Posteriormente, todos los casos se evalúan con una serie de acciones de cargas laterales similares que permiten que los resultados se puedan comparar. La evaluación de estos casos nos permite analizar la eficiencia de cada esquema por medio de los desplazamientos máximos, deformaciones, fuerzas cortantes y estados de daño obtenidos en los análisis.

Una serie de elementos estructurales comunes no pueden ser analizados suponiendo un comportamiento elástico, los resultados obtenidos haciendo uso de estos criterios evidencian errores. El análisis de estos elementos se hace aplicando métodos complejos o reglas semi-empíricas, sin embargo, también se ha empleado con éxito el método de puntal y tirante, por el American Concrete Institute (ACI) desde el año 2002 y por otros códigos de diseño europeos. En una tesis previa se ha desarrollado el citado método para el análisis de vigas simplemente apoyadas y ménsulas, comparando los resultados con métodos semiempíricos (Huapaya, 2010), obteniendo resultados bastante aceptables y también conclusiones importantes relacionadas con el anclaje de las barras de acero que soportan los esfuerzos de tracción. El objetivo general del presente trabajo es aplicar el método de puntal y tirante a otros elementos estructurales, tales como: vigas con aberturas, muros con aberturas y zapatas sobre pilotes, a fin de comprobar su utilidad y ventajas frente a los métodos tradicionalmente empleados en nuestro medio. Se presentan los conceptos fundamentales a tener en cuenta en el uso de modelos de esta naturaleza y las especificaciones indicadas por el código de diseño en concreto armado del ACI (ACI, 2008 y ACI, 2014). En cada caso estudiado se desarrolla un diseño detallado de un elemento y luego se presentan los diseños obtenidos para determinadas modificaciones (en el caso de las vigas y los muros el parámetro que se modifica es el tamaño de la abertura y en el caso de las zapatas, la influencia de los momentos flectores). Finalmente se comparan los resultados obtenidos en función del diseño tradicional de estos elementos a fin de determinar las bondades de este método. / Tesis

La respuesta estructural ante terremotos es compleja debido a las componentes aleatorias y al cambio de propiedades que las estructuras experimentan durante el movimiento. Para simplificar el análisis y el diseño, las normas y códigos de ingeniería tienen métodos para estimar la respuesta inelástica usando procedimientos elásticos. Una de las simplificaciones empleadas en la norma peruana de diseño sismorresistente RNE E.030, es el cálculo de los desplazamientos inelásticos empleando un factor (α R) que multiplica al desplazamiento resultantes de un análisis elástico con solicitaciones sísmicas reducidas (por R). Ambos factores (αR y R) según E030 son independientes del periodo estructural; sin embargo de acuerdo a investigaciones realizadas en otros países esto no es así para la zona de periodos cortos. El objetivo de este trabajo es analizar el comportamiento de las estructuras inelásticas en la zona de periodos cortos con la finalidad de sugerir una relación entre el factor de reducción y el periodo estructural para curvas de ductilidad constante. Se emplearon 10 registros de la región para construir espectros de ductilidad constante (μ= 1.5 a 10). Con cada una de las estructuras correspondientes a estas ductilidades y en un rango de periodos de T=0 a T= 3 s se obtuvieron los factores de reducción de solicitaciones sísmicas. Luego se construyeron superficies de ajuste (μ, R y T). Con la finalidad de contribuir a la norma peruana se han asumido factores de sobrerresistencia (Ω=2.5) siguiendo las recomendaciones del ASCE7-16 y se hacen 2 sugerencias para la variación de R en periodos cortos. La primera considerando que para periodos cortos la aceleración espectral es una plataforma y no tiene caída hacia el PGA (versión actual E.030-2018); y la segunda considerando el cambio del espectro actual de la norma para incluir la caída hacia el PGA. Para estructuras de periodo corto, entre 0 y 0.25 s, los desplazamientos calculados con estructuras inelásticas de 1GLD son de 1.62 a 6.72 veces los estimados con la norma actual para estructuras de periodo corto. Si se actualizara la norma con la rampa creciente estos desplazamientos serían de 2 hasta 8.5 veces. Para estructuras de periodo largo, los desplazamientos calculados con estructuras inelásticas de 1GDL son 1.25 a 1.33 veces mayores a lo estimado con la norma actual. Se presenta como resultado una expresión de ajuste de resultados que permite construir espectros de ductilidad constante, precisando que las fuerzas sísmicas que se empleen en el diseño en ningún caso serían menores a las indicadas en la norma actual. Para mejorar la predicción de resultados de la norma se sugiere seguir estudiando la relación ya que se identificó que el valor α de la norma debería tomar el valor de 1 para estructuras con ductilidad demandada de 2 o menor y el valor de α=0.9 para estructuras con demandas de ductilidad mayor a 2. Los valores elegidos tienen una excedencia de sólo el 5% de los casos. En la zona de periodos cortos se sugiere continuar los estudios a una escala mayor para modificar el factor de reducción de acuerdo con la expresión propuesta en este trabajo y considerando una rampa creciente hasta el PGA. Con ello se podrá construir espectros de ductilidad constante, pero teniendo en consideración que las fuerzas sísmicas para el diseño no serían menores a los de emplear la plataforma horizontal de la norma actual.

En el protocolo peruano de diseño de edificaciones con sistemas de dispositivos de fluido viscoso (DFV) no se incluye la evaluación del desempeño ni la estimación del daño. El objetivo de este trabajo es evaluar el desempeño sísmico de un edificio peruano representativo con DFV no lineales (EDIF-DFV). Se diseñó un edificio convencional con muros y pórticos de concreto armado (EDIFCONV), usando las normas peruanas de edificaciones y se incorporó un sistema de DFV diseñado con la norma estadounidense FEMA 273. Se seleccionó la alternativa de distribución de DFV que produjo la mayor reducción de derivas de entrepiso. Luego se desarrolló la comparación del desempeño sísmico del EDIF-DFV con respecto al EDIF-CONV, usando el Análisis Dinámico Incremental (IDA). El desempeño fue evaluado usando el desplazamiento lateral de la azotea (SEAOC, Vision 2000), derivas de entrepiso (HAZUS-MH MR4), y el daño en los elementos estructurales mediante los giros inelásticos en las rótulas (ASCE 41). Los resultados del EDIF-CONV mostraron que, para los sismos de 50 y 100 años, presentaría un estado funcional, daño leve, prácticamente sin requerir reparaciones. Para el sismo de 500 años, seguiría funcional, pero con daño moderado y requeriría una reparación menor en las placas. Para el sismo de 2500 años, estaría en resguardo de vida, con daño moderado más acentuado y requeriría reparaciones en las vigas y placas. En cambio, en el EDIF-DFV, para los sismos de 50 y 100 años, se encontraría operativo y casi sin daño. Para el sismo de 500 años, estaría funcional con daño leve y prácticamente sin requerir reparaciones. Para el sismo de 2500 años, seguiría funcional, pero con daño moderado y requeriría reparaciones en las placas. Para los sismos de 500 y 2500 años, las columnas adyacentes a los DFV presentarían mayor daño respecto al EDIF-CONV, pero no excederían el umbral de daño de “Ocupación Inmediata”. Se concluye que, para sismos con intensidades menores o equivalentes al sismo de 500 años, el daño del EDIF-DFV sería leve, prácticamente sin requerir reparaciones. Se recomendaría incorporar DFV en un edificio peruano convencional para disminuir los costos de reparación por daños. / The peruvian building design process using fluid viscous dampers (DFV) does not consider neither the seismic performance nor damage assessment. The purpose of this thesis is the seismic performance assessment of a retrofitted peruvian building with nonlinear DFV (EDIF-DFV). A shear wall-frame reinforced concrete building (EDIF-CONV) was conventionally designed using the Peruvian building standard and afterward, DFV were incorporated using the American guidelines FEMA 273. The DFV distribution alternative which produced the largest inter-story drifts reduction was chosen. Next, the Incremental Dynamic Analysis was used to compare the seismic performance of EDIF-DFV with EDIF-CONV. The roof displacement (SEAOC, Vision 2000), inter-story drifts (HAZUS-MH MR4) and plastic hinge rotation of the structural components (ASCE 41) were estimated to assess the seismic performance. The results indicated that for the 50 and 100 year earthquake level, the EDIFCONV would meet the operational performance level, slight damage, practically no repairs may be required. For the 500 year level, it would still meet the operational level, but moderate damage and the shear walls would require minor repair. For the 2500 year level, it would meet the life safety level, more pronounced moderate damage, the beams and shear walls would require repair. On the other hand, for the 50 and 100 earthquake year level, the EDIF-DFV would meet the fully operational performance level and almost no damage. For the 500 year level, it would meet the operational level, slight damage and practically no repairs may be required. For the 2500 year level, it would still meet the operational level, but moderate damage and the shear walls would require repair. For the 500 and 2500 year event, the columns adjacent to the DFV would be more damaged than those on the EDIF-CONV, nevertheless, they would not exceed “Immediate Occupancy” performance level. It can be concluded that, for less severe earthquakes or equal to the 500 year level, the EDIF-DFV would be slightly damaged and practically no repairs may be required. It can be recommended to retrofit a conventional peruvian building with DFV to reduce damage repair costs.

En el Perú existe una gran variedad de factores climáticos y externos que hace que exista un peligro constante en las edificaciones, esto sumado a la vulnerabilidad que generan en las estructuras la alta tasa de informalidad, falta de conocimiento y uso de los reglamentos nacionales de edificaciones y deficiente fiscalización de las construcciones por parte de los municipios hacen que el riesgo sea aún mayor poniendo en juego la vida del grupo de personas que está en contacto con dichas estructuras. Ante la problemática descrita se propuso una metodología de evaluación post sismo para edificaciones de concreto armado la cual además es aplicable frente a otro tipo de eventos externos que hagan variaciones significativas en los esfuerzos de la estructura. La metodología está compuesta por dos etapas que se aplican una seguida de la otra; la primera corresponde a una evaluación preliminar rápida que consiste en obtener información inmediata que determinará si la estructura es segura ubicándola en una escala de 4 niveles, por otro lado, la segunda etapa corresponde a una evaluación detallada que determinará con datos más exactos si la edificación es “Habitable”, “Uso Restringido” o “No habitable” y la magnitud del daño. Asimismo, dependiendo de la importancia de la edificación, se podrá utilizar solo la evaluación preliminar o se exigirá una evaluación detallada desde un principio. Para cada una de las etapas se elaborará una ficha de inspección con su respectiva instrucción de uso. El uso de esta metodología contribuye y da una alternativa ante una normativa inexistente en el Perú y promueve la creación de un sistema de evaluación de la seguridad de edificaciones formal y normanda en nuestro país.

El siguiente proyecto de tesis comprende el análisis y diseño estructural (además de la evaluación de los ratios) de un edificio multifamiliar de 8 pisos ubicado en el distrito de Miraflores. La edificación se encuentra en un terreno de 425.80 m2 de área donde, el primer piso tiene una arquitectura diferente al resto y todos los pisos cuentan con un área construida de 300.30 m2, lo que da un total de 2402.20 m2 para todo el proyecto. Además, el suelo del terreno está constituido por grava arenosa compacta típica del cono de deyección del Río Rímac y cuenta con una capacidad portante de 4 kg/cm2 a 1.5m de profundidad. El sistema estructural empleado será de muros. Los elementos verticales están conectados mediante vigas de concreto armado de 0.55 m de peralte, que se unirán mediante losas macizas o aligeradas de 0.20 m de espesor. Todas las zapatas de los cimientos estarán conectadas. La arquitectura y el diseño estructural realizado cumplen con los lineamientos establecidos por el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE): la Norma E.030 Diseño Sismorresistente, la norma E.050 Suelos y Cimentaciones y; la norma E.060 Concreto Armado Como entregable, se brindarán los planos de la edificación para que puedan ser utilizados para ejecutar el proyecto. Estos contarán con los planos de detalles típicos, encofrado de techos, detalle de placas y columnas, detalle de vigas típicas y de azotea, plano de cimentación y cortes de cimentación; y escalera.

En la actual Norma Peruana de Diseño Sismorresistente, las características del suelo de fundación y su impacto en la respuesta de la estructura se representan en una modificación de la aceleración en el sitio de la edificación. Dicho factor se magnifica en la medida de la cantidad de energía remanente después de la disipada por la deformación del suelo debido a un determinado nivel de sismo. Por lo tanto, el efecto del suelo incide directamente en la construcción del espectro de diseño. Sin embargo, no se acompaña dicha consideración de las propiedades del terreno durante el proceso de análisis. El desarrollo de la investigación y planteamiento de modelos más acertados con el comportamiento estructural surge con la necesidad de incrementar la confiabilidad de los resultados acordes a los objetivos de la ingeniería de desempeño y resiliencia. Por tal motivo, la interacción suelo-estructura es una de las principales líneas de estudio y busca conocer la modificación del movimiento del sistema de fundación. En el presente trabajo de investigación se realiza un análisis modal espectral de un pabellón escolar de dos niveles y una azotea de muros de concreto armado, cimentado sobre un suelo arcilloso de baja plasticidad (clasificación S2 según Norma E.030). Se pretende validar los modelos dinámicos de interacción suelo-estructura propuestos en las guías de diseño sismorresistente ASCE 41-13 y GBDS 2020. Asimismo, se compara los resultados obtenidos frente a un modelo de base fija en términos de fuerzas y desplazamientos del sistema y los elementos estructurales, dentro de los lineamientos de la Norma Peruana. Finalmente, a partir de las comparaciones de cada modelo, se concluye que la flexibilización de la base genera un estiramiento del periodo, incremento de las derivas, así como problemas de irregularidad torsional. Asimismo, la incidencia en las fuerzas de diseño tiene una mayor variabilidad según el tipo de elemento y su ubicación.