Los terremotos ocurridos alrededor del mundo durante el siglo pasado y en lo que va de este han llevado a ingenieros e investigadores a cuestionar los conocimientos y métodos de diseño que se conocían sobre la ingeniería sismorresistente. Es así que un primer cambio de enfoque ocurrió cuando se consideró a los desplazamientos como la principal causa del daño estructural en reemplazo de las aceleraciones y fuerzas que pueda experimentar una estructura. En base a esto, resulta lógico pensar que los métodos de diseño se deben basar en los desplazamientos y no en las fuerzas. Es así que Priestley, Moehle y Kowalsky, en los años 90, presentan el Método de Diseño Directo Basado en Desplazamientos (DDBD) como alternativa al diseño tradicional basado en fuerzas (FBD). El presente trabajo busca realizar un análisis comparativo entre el FBD y el DDBD aplicado a una estructura de sistema estructural dual de 7 niveles. El diseño por FBD estará basado en la Norma de Diseño Sismorresistente E.030 peruana del 2018, mientras que el DDBD en el texto Displacement-Based Seismic Design of Structures por Priestley et. al. del año 2007. En el Capítulo I, se presenta una introducción al tema, describiendo la situación. Además, se desarrolla la justificación y la importancia del trabajo. Finalmente, se describe el objetivo principal y los objetivos secundarios de la investigación. En el Capítulo II, se presenta el marco teórico en el cual se resaltan las principales características de ambos métodos, los niveles y objetivos de desempeño estructural según ASCE 41-13 y el diseño por capacidad de los elementos estructurales. Asimismo, se discuten las incoherencias conceptuales del método FBD y se desarrolla el marco conceptual del Análisis Estático No Lineal “Pushover” que se utilizará para evaluar el desempeño estructural de la estructura analizada para ver si cumple con los objetivos propuestos. Finalmente, se elabora una lista de todos los parámetros a ser comparados en la investigación. El Capítulo III reúne los procedimientos paso por paso del FBD y del DDBD basados en los documentos antes mencionados. Se presentan las expresiones matemáticas necesarias para los cálculos que se realicen. Adicionalmente, se presenta el procedimiento del “Pushover” según ASCE 41-13. En el Capítulo IV, se presenta el caso de estudio, el cual corresponde a una edificación destinada a oficinas de 7 niveles de sistema estructural dual ubicado en la ciudad de Lima. La distribución en planta, las propiedades de los materiales a utilizar y el metrado de cargas son mostrados. En el Capítulo V, se aplica la metodología descrita en el Capítulo III. Asimismo, los resultados obtenidos son presentados destacando el periodo estructural, la rigidez lateral, la fuerza cortante basal, los momentos de volteo, las fuerzas laterales y el diseño de los elementos estructurales. En el Capítulo VI, se realiza la aplicación del análisis “Pushover” para cada caso. Se presenta la curva y espectro de capacidad para cada método, estableciendo el punto y la matriz de desempeño. Mediante este análisis se demostró que el DDBD cumple de manera eficiente con los parámetros de diseño por desempeño, validando así la metodología. En el Capítulo VII, se realiza el análisis comparativo entre el FBD y el DDBD. Los resultados se presentan en gráficos que permiten explicar las diferencias de manera didáctica, evidenciando por qué el DDBD resulta más efectivo en la estimación del comportamiento real de una estructura ante movimientos sísmicos, ya que toma en cuenta la respuesta no lineal en la etapa de diseño. Por último, en el Capítulo VIII se discuten las conclusiones a las que se llegaron luego de aplicar el FBD y el DDBD para el caso de estudio y con los resultados del análisis “Pushover”. Asimismo, se presentan algunos comentarios finales sobre el trabajo y se brindan recomendaciones para futuras investigaciones relacionadas. / Earthquakes around the world during the past century and so far have led engineers and researchers to question the knowledge and design methods that were known about earthquakeresistant engineering. Thus, a first change in focus occurred when displacement was considered as the main cause of structural damage, replacing the accelerations and forces that a structure may experience. Based on this, it is logical to think that design methods should be based on displacements and not on forces. Thus, Priestley, Moehle and Kowalsky, in the 90s, presented the Direct Displacement-Based Design Method (DDBD) as an alternative to traditional forcebased design (FBD). The present work seeks to carry out a comparative analysis between the FBD and the DDBD applied to a 7-level dual structure. The design by FBD will be based on the Peruvian E.030 Seismic Design Code of 2018, while the DDBD in the book Displacement-Based Seismic Design of Structures by Priestley et. al. of 2007. In Chapter I, an introduction to the subject is presented, describing the situation. In addition, the justification and importance of the work is developed. Finally, the main objective and secondary objectives of the research are described. In Chapter II, the theoretical framework is presented in which the main characteristics of both methods are highlighted, the levels and objectives of structural performance according to ASCE 41-13 and the design by capacity of the structural elements. Likewise, the conceptual inconsistencies of the FBD method are discussed and the conceptual framework of the Nonlinear Static Analysis “Pushover” is developed, which will be used to evaluate the structural performance of the analyzed structure. Finally, a list of all the parameters to be compared in the investigation is made. Chapter III brings together the FBD and DDBD step-by-step procedures based on the aforementioned documents. The mathematical expressions necessary for the calculations are presented. Additionally, the "Pushover" procedure is presented according to ASCE 41-13. In Chapter IV, the case study is presented, which corresponds to a 7-level dual building for offices located in the city of Lima. The layout of the structural elements, the properties of the materials to be used and their loads are shown. In Chapter V, the application of the methodology described in Chapter III is carried out. The results obtained are presented, highlighting the structural period, the lateral stiffness, the basal hear force, the overturning moments for each level, the lateral forces per level and the designs of the structural elements. In Chapter VI, the application of the “Pushover” analysis is carried out for each case. The capacity curve and spectrum for each method in each direction are presented, establishing the performance point and matrix. Through this analysis, it was demonstrated that the DDBD efficiently complies with the parameters of a performance design, validating the methodology. In Chapter VII, the comparative analysis between the FBD and the DDBD is developed. The results are presented in graphs that allow explaining the differences in a didactic way, showing why the DDBD is more effective in estimating the real behavior of a structure in the event of seismic movements, since it takes into account the non-linear response in the design stage. Finally, Chapter VIII discusses the conclusions that were reached after applying the FBD and DDBD for the case of study and with the results of the “Pushover” analysis. In addition, some final comments on the work are shown and recommendations for future related research are provided.

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.

El presente trabajo académico muestra el análisis y diseño estructural de una edificación cuyo uso está destinado a viviendas multifamiliares. Dicha edificación se ubica en el distrito de Surco, Lima y consta de seis pisos, azotea y tanque elevado. Además, el suelo posee una capacidad portante de 4kg/cm2. La estructura ha sido diseñada en base a un sistema de placas y de pórticos de columnas y vigas de concreto armado. El sistema de techos corresponde a losas aligeradas y macizas, ambas de diecisiete centímetros de espesor. La cimentación del edificio se proyectó a partir de zapatas y cimientos corridos conectados a través de vigas de cimentación. Los elementos estructurales se predimensionaron en base a criterios y recomendaciones prácticas. Así, los peraltes de las vigas y losas se estimaron a partir de la luz libre y las condiciones de extremo, las dimensiones de columnas en función de la carga axial y pandeo, y el espesor de las placas a partir de la magnitud de la fuerza cortante en la base. Se proyectó una losa de conexión en la zona con reducción de diafragma. El espesor de dicha losa se determinó de tal forma que la fuerza cortante inducida sea resistida íntegramente por el concreto. El análisis de las vigas, columnas y placas se desarrolló a través de un modelo tridimensional en el software ETABS 2016. En el análisis se supuso comportamiento lineal y elástico. Además, las rigideces de los elementos se determinaron ignorando la fisuración y el refuerzo. Las solicitaciones sísmicas y de gravedad se obtuvieron de las Normas E.030 2018 y E.020, respectivamente. El análisis sísmico se desarrolló sobre la base de lo estipulado en la Norma E.030 2018 y permitió estimar los desplazamientos laterales esperados, así como las fuerzas internas en cada uno de los elementos. El diseño de los elementos de concreto armado se desarrolló por el método de resistencia acorde a las indicaciones de la Norma E.060. Finalmente, se realizó la verificación del diseño de los elementos bajo acciones en servicio. Así, se evaluaron las deflexiones y el fisuramiento.

Actualmente, es común encontrar obras de reforzamiento y ampliación en el sector construcción, tales obras requieren de una gama de reforzamientos para los diversos elementos estructurales que se tenga. En particular, el encamisado de concreto armado es el tipo de reforzamiento más usual cuando se requiere prolongar la vida útil de una columna, pues esta alternativa se considera la opción más viable y práctica. Sin embargo, existen otrosmétodos de reforzamiento como por ejemplo el polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP), el cual viene siendo un método bastante utilizado en los últimos años en el Perú. El presente trabajo de investigación realizó la comparación estructural, técnica y económica de estos dos métodos de reforzamiento en columnas, a fin de tener un respaldo cuando se decida optar por uno de estos tipos de reforzamiento, concluyendo que el CFRP presenta más ventajas en cuanto al proceso constructivo y tiempo de ejecución, mientras que el encamisado de concreto armado otorga una mayor resistencia a la sección que refuerza. El costo de reforzar una columna con CFRP resultó 1.45 veces mayor que reforzarla con un encamisado, pero se justifica su precio en las propiedades que otorga (tiempo, constructibilidad y facilidad de ejecución).

Se desarrolla el diseño estructural de un edificio de 6 pisos sin sótanos de concreto armado. Este edificio se encuentra ubicado en el distrito de la Victoria, provincia y departamento de Lima. El terreno en el cual se ubica el edificio cuenta con una capacidad portante de 4.5kg/cm2.El sistema de techado es de losas aligeradas y losas macizas. El sistema estructural consiste en muros de corte, combinados con pórticos conformados por columnas y vigas de concreto armado. La cimentación está conformada por zapatas aisladas, zapatas combinadas y zapatas conectadas con vigas de cimentación. Se predimensiona, analiza y diseña los elementos estructurales siguiendo los lineamientos de las Normas del Reglamento Nacional de Edificaciones E.020, E030 y E.060, lo cual garantiza un adecuado desempeño bajo cargas de servicio y un desempeño de completamente operativo ante un sismo frecuente y no llegue al colapso ante un sismo severo. Además, se elaboran los planos de estructuras para la construcción.

La finalidad del presente proyecto es el análisis y diseño estructural de un edificio destinado para vivienda multifamiliar que se ubica en la ciudad de Lima, distrito de Surquillo. Los entregables del proyecto son 30 departamentos, una terraza y ambientes compartidos. Asimismo, el área en planta es de 340 m2 y el área construida es de 2720 m2 . Para el diseño del edificio se realizó el predimensionamiento de los elementos estructurales en base a la Norma E.030 Diseño Sismorresistente y E.060 Diseño en Concreto Armado. Asimismo, el metrado de cargas de gravedad se realizó en base a la Norma E.020 Cargas. Luego, se prosiguió a realizar iteraciones repetitivas de prueba y error hasta cumplir con los parámetros mínimos establecidos en las normas ya mencionadas. Para análisis de edificio, se realizó el modelamiento de la estructura en el software ETABS 2016; asimismo, los resultados obtenidos del programa han sido contrastados con cálculos manuales para ciertos tipos de elementos estructurales a fin de verificar que los datos de salida del software sean coherentes. Por otro lado, el estrato del suelo donde se apoya el proyecto es una grava típica de Lima (grava mal gradada) por lo que se trabajó con una capacidad portante del suelo de 4 kg/cm2. Finalmente, se realizó la memoria del proyecto y el dibujo a detalle de los elementos estructurales.

En esta tesis, se desarrolló el análisis y diseño estructural de una edificación multifamiliar de concreto armado el cual está ubicado en el distrito de Pueblo Libre. El estudio de mecánica de suelos indicó que la estructura se encontraba cimentada sobre un terreno con una capacidad portante de 4 kg/cm2. Por otro lado, el edificio está compuesto por 7 niveles y un total de 28 departamentos. El área techada total es de 2338 m2. Para las losas, se consideró el uso de aligerados de 20 cm de espesor en todas las luces a excepción del paño central, el cual es una loza maciza de 20 cm de espesor. Este cambio de configuración se debe a las aberturas que se presentan a los costados de dicho paño. Para los elementos verticales se consideró 15 muros y 14 columnas. El análisis espectral se realizó con el software ETABS. Para ello, se realizó un modelo tridimensional de la edificación, se añadieron las cargas y se definió el espectro de diseño. Los resultados de este análisis arrojaron que la estructuración dada cumplía con las exigencias de la norma E.030 Diseño sismorresistente. Además, se verificó que la edificación no posee irregularidades. Para el análisis por cargas de gravedad de elementos horizontales, se utilizó el software SAP2000. Se modelaron dichos elementos y se les añadieron las cargas calculadas en base a la norma E.020 Cargas. Para el caso de las vigas, se consideró que las columnas se encontraban empotradas en sus extremos lejanos de ambos entrepisos. Finalmente, se diseñaron los distintos elementos estructurales en base a las solicitaciones obtenidas en los dos análisis mencionados anteriormente. Para ello, se utilizó el método de diseño por resistencia. Este proceso, se realizó en base a las consideraciones de la norma E.060 Concreto Armado.

En esta tesis se desarrollará tanto el diseño como el análisis estructural de un edificio destinado para viviendas ubicado en el distrito de San Isidro, provincia de Lima, sobre un área de terreno de 361.8m2, el cual posee una capacidad portante de 4 kg/cm2. La estructura está conformada por columnas, vigas y muros de corte en ambas direcciones con un sistema de techo de aligerado y losa maciza. La cimentación se consideró superficial utilizando zapatas aisladas y conectadas a una profundidad de 1.20m medido a partir del nivel superior de concreto del primer piso. La primera parte de esta tesis consta de la estructuración y predimensionamiento de los elementos estructurales utilizando criterios basados en simetría, simplicidad, rigidez y resistencia en ambas direcciones. Esto con el propósito de tener un comportamiento sísmico más eficiente y un adecuado diseño evitando el congestionamiento de los aceros de refuerzo y logrando un apropiado control de deflexiones. En la segunda parte se generó el análisis estructural para cargas de gravedad y sismo utilizando un modelo tridimensional en el programa ETABS donde se definió cada losa como un diafragma rígido compuesto por tres grados de libertad. Para la obtención de cargas se utilizó la Norma Técnica Peruana E.020 de Cargas y para los parámetros sísmicos la Norma Técnica Peruana E.030 de Diseño Sismorresistente. Luego de realizar el análisis se verificó que las derivas en ambas direcciones sean menores al máximo permitido por Norma y lograr una adecuada rigidez. En la tercera parte, se realizó el diseño de todos los elementos estructurales de la edificación cumpliendo con las especificaciones de la Norma Técnica Peruana E.060 de Concreto Armado y considerando para ello el método de diseño por resistencia. Por último, se ejecutaron los planos estructurales a detalle del proyecto.

Este proyecto consiste en desarrollar el diseño estructural de un edificio multifamiliar de 8 pisos ubicado en el distrito de Barranco, provincia y departamento de Lima. El terreno tiene un área de 620 m2 y el suelo cuenta con una resistencia o capacidad portante de 4 kg/cm2. El edificio cuenta con un primer piso en donde se encuentra un local destinado a comercio, lobby, gimnasio, bussiness-center, hall, vestíbulo, un área de recreación con jardín y parrilla y un departamento; continúan siete pisos típicos con tres departamentos por nivel y un vestíbulo con acceso a estos tres; dando un total de veintidós departamentos. Cada departamento cuenta con sala-comedor, cocina integrada, lavandería, terraza, baños y de uno a tres dormitorios. Además, para acceder a los pisos superiores se está colocando dos ascensores y también la escalera de emergencia que se desplaza desde el primer piso hasta el octavo piso. Se optó por un sistema estructural mixto compuesto por muros de corte y pórticos de concreto armado. Los elementos verticales se conectan a través de vigas de concreto armado y entre ellas se colocará losas aligeradas o losas macizas de 20 cm de espesor. La cimentación será con zapatas aisladas, combinadas y conectadas. La arquitectura del proyecto cumple con las normas expuestas por el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) y de igual manera el análisis y diseño estructural. El peso de los elementos estructurales y las cargas que soportarán estarán definidas según la Norma E.020 de Cargas. Para el análisis sísmico se seguirán los lineamientos expuestos en la Norma E.030 de diseño Sismorresistente y utilizaremos el programa ETABS 2018 para el análisis dinámico. El diseño se desarrollará a partir de los lineamientos de la Norma E.060 de Diseño en Concreto Armado. Como resultante de lo que conlleva el proyecto de tesis, se entregará los juegos de planos para que puedan ser utilizados al momento de iniciar la obra. Entre ellos estarán el plano de techos, placas, columnas, vigas, cimentación, escaleras y cisterna.

El presente trabajo consiste en el análisis y diseño de un edificio de siete pisos, destinado exclusivamente a viviendas multifamiliares, ubicado en Pueblo Libre, en la ciudad de Lima. El proyecto tiene un área de terreno de 310 metros cuadrados. Además, posee 1460 metros cuadrados de área construida. El edificio tiene 14 departamentos, 2 en cada piso. Asimismo, tiene 8 cocheras distribuidas en el frontis del edificio. El edificio está compuesto por un sistema estructural de placas de corte, columnas y vigas. Para los techos solo se utilizaron vigas aligeradas en un solo sentido. Las zapatas estarán conformadas por zapatas combinadas y aisladas. El análisis y el diseño del edifico se desenvolvió dentro de los parámetros fijados por el Reglamento Nacional de Edificaciones. Asimismo, se realizó un modelo tridimensional del edificio (con ETBAS) donde se verificó que el diseño estructural del edificio tuviera derivas menores 0.7%. El diseño de los elementos estructurales (losas, vigas, columnas y placas) se ciñeron a la norma E.060, E.030 y E.050.