Se ha realizado el diseño estructural de un edificio de viviendas de 7 pisos situado en una esquina, ubicado en el distrito de Surquillo y Departamento Lima. Para el desarrollo del diseño, se realizó el análisis dinámico y análisis estático comparando las fuerzas obtenidas en la base de la edificación; sin embargo, para el diseño se utilizó los resultados del análisis dinámico. El edificio tendrá una altura final de techo de 20.3 m teniendo una altura de entrepiso de piso típico de 2.8 m. Además, el edificio tendrá un área 160 m2 y un perímetro de 60m. La estructuración del edificio estará basada en columnas, placas y vigas. Los techos estarán constituidos de paños de aligerado convencionales y losa maciza de 20 cm de espesor. El sistema estructural del edificio será de muros estructurales compuestos por placas, que a su vez reciben las cargas de las vigas y losas que se apoyan sobre estos. Para todos los elementos estructurales se ha utilizado una resistencia a compresión del concreto de f’c=210 kg/cm2 a excepción de las zapatas y vigas de cimentación, las cuales tendrán un f’c=280 kg/cm2. Por otro lado, el acero de refuerzo será de grado 60 teniendo una resistencia a la fluencia fy=4200 kg/cm2. Para el análisis y diseño se utilizarán las normas comprendidas por el Reglamento Nacional de Edificaciones (R.N.E): ● Metrado de cargas NORMA E.020 (2006) ● Diseño sismorresistente NORMA E.030 (2018) ● Concreto Armado NORMA E.060 (2009) ● Suelos y Cimentaciones NORMA E.050 (2018) Además, debido al estudio de mecánica de suelos, se tuvo que el suelo es Grava arcillosa mal gradada (GP-GC) con una capacidad portante de 4 kg/cm2 y su clasificación según la Norma E.030 es del tipo S1 por ser un suelo rígido. La profundidad de cimentación será a 1.50 m para todas las zapatas, a excepción de las colindantes con la cisterna, las cuales serán a 2.90 m. Cabe señalar que la edificación ha sido diseñada con el criterio de Diseño Sismo-resistente, el cual señala que las edificaciones se comportarán ante sismos considerando: A. Resistir sismos leves, con una posibilidad de ocurrencia muy alta, sin daños manteniendo un comportamiento estructural elástico. B. Resistir sismos moderados, con una posibilidad de ocurrencia moderada, considerando la posibilidad de recibir daños pero que en su mayoría serán reparables manteniendo un comportamiento prácticamente elástico. C. Resistir sismos severos, con la posibilidad de ocurrencia muy rara, obteniendo daños estructurales importantes debido a un comportamiento inelástico, pero con un riesgo remoto del colapso.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el empleo del análisis no lineal estático y dinámico. Para ello, se siguieron los lineamientos desarrollados en el documento del comité VISION2000 y en el código ASCE41 versión 2013 para evaluar el desempeño de estructuras. Para el análisis no lineal estático, los niveles de amenaza sísmica se modelaron según los parámetros de la norma E.030 en sus versiones 2003 y 2016, verificándose que se cumplan con los objetivos desempeño para ambos casos. En el análisis no lineal dinámico se emplearon diez registros sísmicos, característicos del país, para obtener las curvas IDA y con ellas sacar una curva representativa para evaluar si se cumplen con los objetivos de desempeño. El trabajo se dividió en siete capítulos, ordenados de la siguiente manera: En el capítulo I, se hizo una revisión de los antecedentes de la destrucción de hospitales a lo largo de los años a causa de los terremotos, la evolución de los códigos de evaluación de estructura, la amenaza sísmica local, la situación actual de los hospitales en el Perú, justificación y objetivos del trabajo. En el capítulo II, se realizó un detallado marco teórico sobre los métodos de análisis sísmicos existentes, haciéndose énfasis en los análisis no lineales. Además se hace una comparación entre el análisis no lineal estático y dinámico, mostrando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. También se presentan los métodos empleados por el ATC40, FEMA356 y FEMA440 para obtener el punto de desempeño ante un nivel de amenaza sísmica. En el capítulo III, se desarrollan los conceptos referentes a la evaluación del desempeño sísmico de estructuras. Se brinda un repaso de los lineamientos especificados por el comité VISION200 y el ASCE41-13 como: niveles de desempeño, niveles de amenaza sísmica y objetivos de desempeño según el tipo de edificación. Además se hizo una lista con los principales documentos que evalúan la vulnerabilidad en un hospital. En el capítulo IV, se presentan las principales consideraciones y requerimientos que se deben tomar para desarrollar un análisis no lineal. Los temas que abarca este capítulo son: modelos del comportamiento de los materiales, rigideces efectivas, diagramas momento vs curvatura y modelos de plasticidad de secciones y elementos. En el capítulo V, se brindan las consideraciones generales que se tomaron para modelar los elementos estructurales en el programa de cómputo. Además se definen los niveles de amenaza sísmica para el análisis no lineal estático y los factores de escala de los registros para el análisis no lineal dinámico. En el capítulo VI, se muestra la evaluación realizada con el FEMA577, los resultados obtenidos en cada dirección según las matrices de desempeño de los códigos empleados para los niveles de amenaza modelos con la norma E.030 (versión 2003 y 2016). También se muestran las curvas IDA obtenidas en cada dirección de los registros sísmicos, además de la curva representativa. En el capítulo VII, se brindan los comentarios, conclusiones y recomendaciones sobre el trabajo realizado. Se presentan anexos con las tablas empleadas de los códigos y ejemplos detallados del modelamiento de los elementos estructurales en el programa Peform3D.

El presente trabajo académico aborda el diseño estructural de un reservorio de concreto armado apoyado en el suelo destinado a contener agua. El objetivo principal es desarrollar un diseño óptimo que garantice la seguridad, durabilidad y funcionalidad de la estructura, considerando las características específicas del proyecto. El reservorio tiene una capacidad total de 2700 m3 de agua, el cual está diseñado con un diámetro de 25 metros y una altura de agua de 6.5 metros. Se lleva a cabo un análisis detallado de las cargas y solicitaciones a las que estará sometido el reservorio, considerando tanto las cargas permanentes, como el peso propio de la estructura y el agua almacenada, como las cargas dinámicas por sismo y el movimiento de la masa de agua. Se aplican los principios del diseño estructural de concreto armado, considerando las normas y códigos de diseño nacionales e internacionales para dimensionar los elementos estructurales como la cúpula, las paredes y la losa de fondo del reservorio. Asimismo, el trabajo incluye la utilización de SAP2000, software especializado en análisis y diseño estructural para realizar modelos computacionales que permitan evaluar el comportamiento de la estructura frente a diferentes escenarios de carga y realizar verificaciones de resistencia y deflexiones. En síntesis, el trabajo académico presenta un enfoque integral y detallado para el diseño estructural de un reservorio de concreto armado, considerando su capacidad, dimensiones y condiciones de carga específicas. Los resultados obtenidos proporcionan una base sólida para la construcción de una estructura segura y funcional, que cumple con los requisitos técnicos y normativos establecidos.

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.

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.

El objetivo general del presente documento es presentar el análisis por cargas de gravedad, sísmicas y de viento de una nave industrial ubicada en el distrito de La Victoria en Lima. Será realizado el diseño estructural en acero y concreto armado. Para ello, serán utilizadas las secciones vigentes del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) y serán seguidos los lineamientos de la norma norteamericana de diseño en acero estructural (AISC 360-16). Finalmente, serán elaborados metrados y el presupuesto de construcción de toda la estructura principal. La nave industrial destinada a almacén, consta de siete tijerales metálicos paralelos de 22 m de luz y 15 m de altura. Estos presentan una configuración a dos aguas y se encuentran espaciados cada 6 m. La carga muerta considerada en el techo ligero es de 30 kg/m2 entre peso de viguetas, de cobertura (tipo TR4 de PRECOR), instalaciones ACI e iluminación. La sobrecarga considerada en el techo es de 30 kg/m2 según los requerimientos mínimos de la norma de cargas E.020.

El trabajo de suficiencia profesional, que a continuación se desarrolla, comprende el predimensionamiento, análisis y diseño de los componentes (cúpula, pared cilíndrica, losa de fondo y viga anillo) de un reservorio circular de agua potable de 2 500 m3. Esta infraestructura es diseñada tomando en cuenta su ubicación en la ciudad de Arequipa sobre un suelo con módulo de balasto equivalente a 2.5 kgf/cm3 y un tipo de perfil S2. La estructuración del reservorio parte por considerar 22 m de diámetro y una altura de 7.50m. De esta manera, se procede a dimensionar sus componentes siguiendo las recomendaciones que se detallan en la bibliografía consultada. Una vez dimensionado el reservorio se analiza por cargas estáticas y dinámicas, ambas empleando el software SAP2000 y la metodología de elementos finitos. En el análisis sísmico se opta por llevar a cabo el método dinámico, que se sustenta en supuestos teóricos de masa y peso convectivo e impulsivo, para así obtener las fuerzas internas. Una vez conocidos estos datos, se procede con el diseño en concreto armado de los componentes del reservorio siguiendo el método LRFD, las consideraciones de durabilidad y control de fisuración. Finalmente, es importante precisar que, este documento y el diseño se encuentra alineado con las Normas Técnicas de Edificaciones (E.020 Cargas, E.030 Diseño sismorresistente y E.060 Concreto armado) además de normas internacionales como ACI 350.3-06 Seismic Design of Liquid-Containing Concrete Structures and Commentary y ACI 350-06 Requirements for Environmental Engineering Concrete Structures.

Uno de los principales problemas a los que se enfrenta la humanidad hoy en día es el deterioro del medio ambiente. Por tal motivo, podemos afirmar que las instituciones privadas y estatales cumplen un papel importante en la toma de decisiones para su cuidado y preservación. Debido a la gran cantidad de problemas ambientales que vive hoy el planeta, se busca soluciones y estrategias que ayuden a combatir los cambios ambientales. En el rubro de la construcción se está teniendo un nuevo enfoque, este es la construcción sostenible, la cual se basa en el respeto y compromiso con el medio ambiente. Para lograrlo se debe hacer un uso eficiente de la energía y del agua; además, los recursos y materiales deben ser no dañinos para el medio ambiente. La presente investigación busca introducir el concepto de construcción sostenible y transformar nuestro caso de estudio, un edificio multifamiliar de cuatro pisos, en un edificio verde. Para lograr este propósito se realiza un análisis sobre qué es la sostenibilidad, cómo se ha aplicado dicho concepto en el Perú a lo largo de los años, posibles materiales a utilizar en construcciones verdes y las certificaciones que se otorgan en el medio para este tipo de edificaciones. Luego de este análisis, se presentan las propuestas del grupo, en relación a materiales, que podrían ayudar a que la edificación propuesta llegue a estándares de sostenibilidad exigidos por diversas entidades y pueda ser certificado como un edificio verde. Como parte final del presente trabajo de investigación se concluye que el costo beneficio a largo plazo de implementar conceptos de sostenibilidad en la edificación propuesta puede generar un ahorro significativo en el costo directo del proyecto que puede llegar a ser hasta un 40% en comparación con una edificación convencional.

La experiencia de los últimos acontecimientos en países vecinos, como Chile y Ecuador nos ha otorgado un panorama claro de cuáles son los riegos de vivir en un país con una historia sísmica importante y las consecuencias de la construcción no supervisada por profesionales capacitados. Por ende, es de suma importancia para un profesional de la ingeniería civil tener una noción clara del correcto proceder al realizar el diseño estructural de una edificación para así poder garantizar la seguridad de sus habitantes. El propósito del presente trabajo de tesis consiste en contribuir a la ingeniería nacional mediante un informe detallado y sencillo de entender, del paso a paso a realizar, para el diseño estructural de una edificación, enfocándose en los lineamientos propuestos por la norma de diseño sismo resistente. La edificación en estudio tiene siete pisos y será usado como vivienda multifamiliar. Se encuentra ubicado, en la ciudad de Trujillo, en el distrito de Víctor Larco Herrera. El proyecto consiste en un primer piso destinado a estacionamientos y al hall de la recepción, y seis pisos típicos de dos departamentos por piso. El suelo bajo la cimentación es del tipo intermedio con una capacidad admisible de 2.5 kg/cm2. El edificio no tiene sótanos. El sistema estructural del edificio es demuros de concreto armado (placas), columnas y vigas. Para los techos se usaron losas aligeradas en un sentido. En la cimentación se emplearon zapatas combinadas y cimientos corridos de concreto armado. Se realizó la estructuración, pre-dimensionamiento, análisis bajo cargas de gravedad, análisis bajo cargas sísmicas y el diseño en concreto armado de todos los elementos estructurales y del sistema de almacenamiento de agua. Para el análisis sísmico, el diseño estructural y diseño de cimentaciones se hicieron uso de programas de cálculo. Al mismo tiempo se realizaron cálculos manuales con el fin de corroborar los resultados. Al final de la etapa de diseño se presenta un presupuesto de ejecución de las partidas de estructuras. Se realizó el metrado de concreto, acero y encofrado de todo el edificio, para luego realizar un análisis de precios unitarios y finalmente obtener una estimación del costo real del proyecto.

En la actualidad, se vienen desarrollando distintos proyectos de viviendas multifamiliares en todo el País, lo que supone un avance económico y social. Sin embargo, los efectos negativos ambientales que produce la industria de la construcción en nuestro país siguen relegados en un segundo plano. Por ello, diversas herramientas y certificaciones han sido desarrolladas en las últimas décadas, con el propósito de evaluar el desempeño ambiental de un proyecto de construcción, en todo su ciclo de vida o parte de este, así como reconocer aquellos que logran estándares de sostenibilidad muy por encima de la práctica convencional. El presente trabajo de investigación presenta el diseño integral de una edificación de vivienda multifamiliar, desde las especialidades de arquitectura, geotecnia, estructuras, instalaciones, costos y planificación de obra. La metodología de trabajo se basa en un desarrollo colaborativo y secuencial entre las especialidades mencionadas, con el propósito de mitigar las incompatibilidades de inicio a fin del diseño. Asimismo, previamente al diseño de la edificación, se presenta una revisión de literatura actual sobre la implementación de conceptos de sostenibilidad aplicados a la construcción, y en la sección de discusión se explican algunas acciones y cambios que deben ser realizados, de modo que este edificio pueda obtener una certificación de sostenibilidad nacional e internacional. Como se explica también en dicha sección, las condiciones sociales y económicas de la región suponen un obstáculo para la obtención de certificaciones de sostenibilidad internacionales, confirmando lo observado en la revisión de literatura, y este problema es más significativo en proyectos ubicados en zonas alejadas del núcleo urbano de Lima Metropolitana.