El diseño de una estructura de concreto armado no termina cuando se han obtenido sus secciones y refuerzos de acero correspondientes; por el contrario, es cuando se inicia la verificación del desempeño en términos estructurales y económicos que va a tener esa estructura ante diferentes eventos sísmicos. El análisis no lineal estático Pushover es muy utilizado para evaluar la capacidad sísmica resistente de las estructuras, así como la evaluación de los posibles mecanismos de falla de la estructura ante un evento sísmico. En la presente tesis se realiza el estudio del análisis no lineal estático Pushover en pórticos planos de concreto armado de secciones rectangulares esbeltas, sometidos a cargas laterales incrementales. En la presente Tesis se desarrolló el programa de cálculo ANÁLISIS MATRICIAL AUTOMATIZADO PUSHOVER 2D (AMAP 2D) en la interfaz del programa Microsoft Excel 2010 con macros habilitadas (formato .xlsm), con el lenguaje de programación Visual Basic for Applications (VBA). El programa AMAP 2D nos reporta la curva de capacidad y el mecanismo de falla de la estructura correspondiente a las cargas laterales incrementales impuestas en el análisis, constituyéndose en una herramienta de consulta para los estudiantes y profesionales de Ingeniería Civil. Además el programa permite el cálculo de los diagramas momento-curvatura de las secciones cuando se tiene ingresado sus dimensiones, acero de refuerzo, modelo constitutivo del concreto, modelo constitutivo del acero y la carga axial correspondiente al elemento. / Tesis

El efecto del ángulo de incidencia del sismo no es un problema trivial para países de alta sismicidad. Muchos códigos internacionales recomiendan a los diseñadores excitar sus edificios en los ejes principales usando sismos bidireccionales y métodos de combinatoria para estimar la respuesta total. Sin embargo, algunos autores han concluido que las respuestas de edificios solicitados en las direcciones principales pueden no ser las máximas. En consecuencia, esta investigación busca evaluar el efecto del ángulo de incidencia de sismos bidireccionales en la respuesta sísmica de edificaciones de concreto armado con sistema dual (pórticos y muros de corte). Este efecto será medido comparando las respuestas sísmicas de edificios bajo condiciones de ángulo crítico de incidencia y máxima amplificación. Los edificios a estudiarse serán generados a partir de un modelo paramétrico, el cual será evaluado mediante análisis no lineal tiempo historia. Las estructuras serán solicitadas usando 7 registros de aceleraciones sísmicas reales, variando el ángulo de incidencia. Se ha tomado como referencia para este estudio los edificios de 5 niveles. Los resultados muestran que, en algunos casos, las respuestas no lineales máximas para un determinado ángulo pueden ser hasta 50% mayores a las obtenidas usando metodologías establecidas por códigos nacionales e internacionales (E030, ACI, Eurocódigo). Además, la metodología RotD50 se muestra como alternativa a la incertidumbre causada por la ubicación del ángulo de incidencia crítico, según los resultados de este estudio. / Tesis

El efecto del ángulo de incidencia del sismo no es un problema trivial para países de alta sismicidad. Muchos códigos internacionales recomiendan a los diseñadores excitar sus edificios en los ejes principales usando sismos bidireccionales y métodos de combinatoria para estimar la respuesta total. Sin embargo, algunos autores han concluido que las respuestas de edificios solicitados en las direcciones principales pueden no ser las máximas. En consecuencia, esta investigación busca evaluar el efecto del ángulo de incidencia de sismos bidireccionales en la respuesta sísmica de edificaciones de concreto armado con sistema dual (pórticos y muros de corte). Este efecto será medido comparando las respuestas sísmicas de edificios bajo condiciones de ángulo crítico de incidencia y máxima amplificación. Los edificios a estudiarse serán generados a partir de un modelo paramétrico, el cual será evaluado mediante análisis no lineal tiempo historia. Las estructuras serán solicitadas usando 7 registros de aceleraciones sísmicas reales, variando el ángulo de incidencia. Se ha tomado como referencia para este estudio los edificios de 5 niveles. Los resultados muestran que, en algunos casos, las respuestas no lineales máximas para un determinado ángulo pueden ser hasta 50% mayores a las obtenidas usando metodologías establecidas por códigos nacionales e internacionales (E030, ACI, Eurocódigo). Además, la metodología RotD50 se muestra como alternativa a la incertidumbre causada por la ubicación del ángulo de incidencia crítico, según los resultados de este estudio. / Tesis

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 diseño de una estructura de concreto armado no termina cuando se han obtenido sus secciones y refuerzos de acero correspondientes; por el contrario, es cuando se inicia la verificación del desempeño en términos estructurales y económicos que va a tener esa estructura ante diferentes eventos sísmicos. El análisis no lineal estático Pushover es muy utilizado para evaluar la capacidad sísmica resistente de las estructuras, así como la evaluación de los posibles mecanismos de falla de la estructura ante un evento sísmico. En la presente tesis se realiza el estudio del análisis no lineal estático Pushover en pórticos planos de concreto armado de secciones rectangulares esbeltas, sometidos a cargas laterales incrementales. En la presente Tesis se desarrolló el programa de cálculo ANÁLISIS MATRICIAL AUTOMATIZADO PUSHOVER 2D (AMAP 2D) en la interfaz del programa Microsoft Excel 2010 con macros habilitadas (formato .xlsm), con el lenguaje de programación Visual Basic for Applications (VBA). El programa AMAP 2D nos reporta la curva de capacidad y el mecanismo de falla de la estructura correspondiente a las cargas laterales incrementales impuestas en el análisis, constituyéndose en una herramienta de consulta para los estudiantes y profesionales de Ingeniería Civil. Además el programa permite el cálculo de los diagramas momento-curvatura de las secciones cuando se tiene ingresado sus dimensiones, acero de refuerzo, modelo constitutivo del concreto, modelo constitutivo del acero y la carga axial correspondiente al elemento. / Tesis

La presente tesis contiene el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de 8 pisos, sin sótanos, ubicado en el distrito de Surquillo, Lima. El proyecto se gesta a partir de modificaciones a un proyecto de arquitectura existente, posteriormente se realizaron el análisis sísmico estático y dinámico espectral, luego se compararon las fuerzas en la base del edificio obtenidas de ambos análisis y finalmente se procedió a diseñar los elementos que componen la estructura. El edificio tiene una altura total de 20.80m y está construido sobre un área de 195m2 La estructuración del edificio se realizó tomando en cuenta criterios de rigidez, simetría y continuidad en los elementos. El modelo y análisis del edificio se realizó con ayuda del programa ETABS, en el cual se modelaron todos los elementos de concreto armado que corresponden al casco estructural. Finalmente, el diseño de los elementos se realizó de acuerdo a los parámetros de la Norma E.060. Para el diseño de la cimentación se consideró, además de la zonificación sísmica, un suelo muy bueno, gravoso de 3.8 kg/cm2 de capacidad portante. El sistema elegido fue de zapatas aisladas conectadas mediante vigas de cimentación. La cisterna enterrada se diseñó como una losa en dos direcciones siendo la carga actuante la presión del suelo. El diseño fue realizado respetando los parámetros y consideraciones de las normas peruanas: Norma de Cargas E.020, Norma de Diseño Sismorresistente E.030 y la Norma de Concreto Armado E.060.

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.

Los muros de ductilidad limitada (MDL) son elementos estructurales de concreto armado de sección delgada, reforzados con acero en una sola capa y sin confinamiento, los cuales son usados como elementos resistentes para cargas de gravedad y sísmicas en las edificaciones. Este sistema se ha popularizado en Latinoamérica en los últimos 20 años debido a sus diversas ventajas como su bajo costo, el poco tiempo requerido para su ejecución y la optimización en espacio y recursos que propicia. Sin embargo, al ser un sistema estructural relativamente joven, las oportunidades de monitorear su comportamiento real ante sismos han sido pocas. En consecuencia, el estudio de estos elementos ha recaído en la elaboración de ensayos experimentales junto a la construcción de modelos numéricos. De estos últimos, el análisis no lineal de elementos finitos se posiciona como uno de los mejores en cuanto al balance de tiempo computacional y resultados confiables. El objetivo de esta tesis es elaborar un modelo de elementos finitos capaz de replicar el comportamiento de MDL sometidos a cargas cíclicas. Para ello, se realiza una selección comprensiva de las leyes constitutivas y enfoques de modelado más usados y con buenos resultados en investigaciones previas similares. Cada una de estas leyes constitutivas se implementa en modelos de elementos finitos de MDL y se analiza en el programa DIANA FEA BV. Finalmente, usando los resultados de los ensayos experimentales de SENCICO (2016), se evalúa la precisión de los modelos. Los resultados muestran una buena correlación numéricoexperimental en la curva de lazos histeréticos, los modelos esbozan el patrón de fisuración de manera razonablemente precisa y predicen la resistencia de los muros con carga axial y sin carga axial con errores de sólo 7.2% y 1.4%, respectivamente.

El proyecto desarrollado como tema de tesis, comprende el análisis y diseño estructural de un edificio de educación superior, en el departamento de Lima, provincia de Lima y distrito de Los Olivos. El edificio se ubica en el distrito de Los Olivos. El terreno para la construcción del edificio es de formar regular, cuya área es de 821.60 m2 y encierra un perímetro de 122 ml donde la capacidad portante del suelo es de 4 kg/cm2. La arquitectura de la edificación consta de 10 pisos y azotea, de los cuales los pisos a partir del 5 hasta el 10 son planta típica y los niveles 1, 2, 3 y 4 tienen una configuración diferente. La estructura de la edificación está constituida por elementos de concreto armado, con pórticos en combinación con elementos de corte como placas. En la estructuración se tratará de buscar la simplicidad de la estructura para cuando esta se idealice y se elabore el análisis sísmico, se pueda acercar más al comportamiento real de la estructura y así poder obtener resultados más precisos. Luego se procederá a realizar el predimensionamiento de cada elemento estructural como vigas, columnas, placas, losas y cimentaciones. Con la estructura ya definida se realizará el análisis sísmico usando la metodología de combinación espectral (con el software ETABS) y se verificará que cumpla con los parámetros establecidos por la Norma de diseño Sismorresistente (NTE E.030). Además, se seguirán los parámetros de la NTE.020 para la asignación de cargas verticales correspondientes en cada uno de los elementos. Finalmente, se procederá a realizar el diseño final de todos los elementos estructurales del edificio y se verificará que estos cumplan con los parámetros que establece la Norma de diseño en Concreto Armado NTE E.060.

El presente proyecto de tesis comprende el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de concreto armado de siete pisos ubicado en Pueblo Libre, Lima, Perú. La edificación cuenta con un área construida de 3429.51 m2 la cual es distribuida en 14 departamentos flat, 3 departamentos dúplex y áreas comunes como hall de ascensores e ingreso principal. La circulación vertical del edificio será por la escalera principal y el ascensor principal de 6 pasajeros. El proyecto inicia con el proceso de estructuración de la edificación; en base a la norma sismorresistente E.030 se decidió utilizar una estructura sismorresistente conformado por pórticos (vigas y columnas) y muros de concreto armado, siendo más predominante la presencia de muros estructurales en el eje “Y”. Los techos de cada piso están conformados por losas aligeradas y macizas en dos direcciones. Considerando las propiedades mecánicas del suelo, se consideran cimentaciones superficiales conformadas por zapatas aisladas, conectadas y combinadas. Se muestra el proceso de predimensionamiento de los elementos, así como el metrado de cargas. La siguiente sección consiste en el análisis sísmico de la edificación con el objetivo de cumplir con todas las disposiciones especificadas en la norma E.030. El análisis fue realizado con apoyo del software estructural ETABS en donde se realizó el análisis modal, estático y dinámico de donde se obtuvieron como resultados principales los desplazamientos máximos, derivas y cortantes de entrepiso. Finalmente, la tesis muestra el proceso de diseño de los principales elementos estructurales de la edificación y el procedimiento a seguir para cumplir con las disposiciones descritas en la norma E.060 Concreto Armado. Además, se muestra el diseño de los elementos no estructurales como la cisterna y las escaleras. Como resultado de este trabajo se muestra en los anexos los todos planos estructurales y especificaciones generales de la edificación.