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.

El Perú, Japón y Chile son algunos de los países que presentan un mayor peligro sísmico y, debido a esto, se han enfocado en utilizar dispositivos, como aisladores, que disminuyan la vulnerabilidad de sus estructuras. Los aisladores sísmicos flexibilizan la estructura obteniendo periodos de vibración de hasta tres veces más que el correspondiente a la edificación convencional. Esto genera que la superestructura se mueva como un sólido rígido evitando grandes variaciones de los desplazamientos laterales de entrepiso que son los causantes de los daños en las edificaciones. Este proyecto de tesis realiza un estudio de diferentes modelos estructurales correspondientes a edificaciones en donde se ha variado algún parámetro de la estructura a fin de analizar la influencia de la esbeltez en edificios con base aislada. Las variables que se modificaron fueron el número de crujías (vanos) de la base y el número de pisos en casos diferentes para obtener valores distintos de las esbelteces. Además, se analizaron modelos de edificios de 12 pisos donde se rigidizó la superestructura al aumentar el peralte de las vigas. Asimismo, se realizó un análisis tiempo historia de un edificio convencional y uno con base aislada con características similares utilizando las señales sísmicas de Lima 66, Ancash 70 y Lima 74. Finalmente, se diseñó un edificio convencional y su respectivo de base aislada a fin de realizar comparaciones del comportamiento estructural y de los materiales.

Ingeniera Civil / El objetivo de este trabajo es diseñar una estructura de soporte de sifón de captación de agua mar, utilizando las disposiciones sísmicas de la norma NCh2369 y paralelamente con ASCE 7, obtener los costos de inversión de cada estructura y comparar los resultados obtenidos entre ambas. La estructura corresponde a un marco arriostrado excéntricamente por pilotes, para soportar la tubería. En la dirección transversal posee marcos excéntricos, y al final se ubican dos torres de succión de agua de mar. La metodología consiste en diseñar la estructura en SAP2000, con las solicitaciones definidas a partir de ambas normas, verificar para obtener los factores de utilización de cada elemento y determinar el costo de inversión que implicaría un proyecto de esta envergadura. Se utiliza un factor de reducción de la respuesta R igual a 3.5 y factor de amortiguamiento 3% para el diseño con NCh2369, obtenidos de la actualización de la norma NCh2369 en desarrollo. Para el diseño de ASCE 7-10 se utiliza factor de reducción de la respuesta R=4 y factor de amortiguamiento igual a 5%. El espectro de aceleraciones utilizado en el diseño se obtiene de un estudio de riesgo sísmico en Mejillones con SDS=1.35 g, SD1=0.5 g y TL=1.8 s. La estructura diseñada con norma ASCE 7-10 resulta de menor resistencia sísmica que el diseño con NCh2369Of2003, por ende se produce una situación de incumplimiento del diseño sísmico con los requisitos mínimos de la normativa legal exigida en el país. Respecto a la diferencia en cuanto a costo de inversión, la estructura diseñada con ASCE 7-10 resulta un 10% más económica que el diseño obtenido con NCh2369Of2003, debido a que esta última requiere mayor cantidad de acero.

Ingeniera Civil / Los marcos con riostras de pandeo restringido (BRBFs) están siendo recientemente introducidos en Chile, considerando sus ventajas por sobre los marcos concéntricos convencionales (CBFs), sin embargo, aún no han sido incluídos en las normas de diseño sísmico. En este estudio se diseñan bajo el código chileno tres edificos de oficinas, de 4, 9 y 15 pisos, con la misma planta tipo y estructurados con marcos BRBF, para luego evaluar su desempeño sísmico. Las estructuras se asumen localizadas en la costa central del país, donde la sismicidad está dominada por grandes sismos de subducción. Los diseños quedan controlados en todos los casos por el corte basal mínimo especificado en la norma, mientras que los diseños de 9 y 15 pisos quedan controlados también por el desplazamiento máximo entre pisos. Los edificios resultantes son modelados considerando las no linealidades más importantes del problema y luego son sometidos a dos tipos de análisis no lineales: estático (pushover) y análisis no lineal dinámico (tiempo-historia), para el cual se utilizan nueve registros de aceleración de terremotos chilenos, de los últimos diez años . El desempeño de los prototipos es evaluado en términos de corte basal, distorsión de pisos, importancia de los efectos de segundo orden y probabilidad de colapso. Finalmente se obtienen los factores de modificación de respuesta sísmica, que son calculados para concluir respecto a la importancia de la sobrerresistencia y ductilidad de los diseños resultantes. Los resultados de los pushover muestran una alta ductilidad en la respuesta de las estructuras pero con una sobrerresistencia limitada. Los resultados de los análisis tiempo historia muestran que con la norma chilena actual, las estructuras exhiben un comportamiento adecuado y poseen una reserva de capacidad significativa.

Ante un incremento de solicitaciones sísmicas en una estructura, el cual puede ser generado por incremento de la sobrecarga, o por una debilitación de la estructura por deterioro, las estructuras podrían requerir un reforzamiento. Entre los distintos tipos de reforzamiento empleados actualmente, se tiene, dentro de los casos de intervención externa, el uso de fibra de carbono. Este material se instala exteriormente, de forma no invasiva, al concreto armado empleando resinas epóxicas para aumentar la resistencia. Sin embargo, disminuye la ductilidad de la sección debido a que el CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) es un material frágil. Comúnmente se diseña el refuerzo con CFRP de las vigas en la zona de mayores momentos negativos y positivos debido al incremento de las cargas de gravedad o por deficiencia en estos elementos. Pero, por otro lado, restringe la capacidad de la estructura para desplazarse inelásticamente antes de la rotura. El propósito del presente trabajo de tesis es introducir una nueva configuración de instalación de CFRP; es decir, colocándola solo en la zona de momentos positivos de las vigas. De esta forma, la estructura podrá rotularse en los momentos negativos permitiendo un mayor desplazamiento a la estructura que se traducirá en una mejora de su ductilidad. Para ello en este trabajo se diseñarán cuatro pórticos distintos que cumplirán con la Norma E.030 y la Norma E.060. Se idealizarán los pórticos en el programa SAP2000 con ciertas dimensiones que cumplan una deriva de entrepiso de 6‰. Luego, a los pórticos se colocarán todos los casos de cargas, así como las combinaciones de cargas pertinentes y el espectro de respuesta según los parámetros de sitio correspondientes, con lo que se podrá determinar el diseño de cada sección de concreto armado. Por lo tanto, si aumentamos la sobrecarga, las secciones de concreto armado de las vigas necesitarán un reforzamiento. Se reforzarán de dos maneras: a) la primera consiste en reforzar la zona de momentos positivos y negativos, y b) la segunda consiste solo en reforzar la zona de momentos positivos. Se diseñan las secciones de concreto armado para ambas maneras de reforzamiento, se calcula los diagramas de momento-curvatura de todas las secciones y dichos datos se cargan al programa para asignar las rótulas plásticas de cada elemento. Finalmente, con un análisis estático no lineal, o también llamado pushover, que consiste en aplicar a la estructura con fuerzas horizontales incrementales, se obtendrá la curva de capacidad de la estructura. Esta curva se convertirá en espectro de capacidad para poder ser comparado con registros sísmicos de tres localidades distintas y determinar su desempeño en cada uno. Con dichos resultados, se procederá a comparar el desempeño de una estructura sin reforzar, reforzada en la zona de momentos positivos y negativos, y reforzada solo en la zona de momentos positivos. / Tesis

El presente trabajo consiste en el diseño estructural de un edificio multifamiliar con un semisótano y cinco pisos, que se ubica en el distrito de Cayma, en la ciudad de Arequipa. El terreno tiene un área de 400 m2 aproximadamente. El área total construida es de 2000 m2, el semisótano y los dos primeros niveles tienen áreas similares que bordean los 300 m2; mientras que del tercer al quinto piso las áreas son de 320 m2 aproximadamente. El sistema estructural del edificio está conformado por muros de corte, columnas y vigas de concreto armado. Los techos constan de losas aligeradas en una y dos direcciones y losas macizas armadas en dos direcciones, las que conforman el diafragma rígido de cada nivel. La cimentación está conformada por zapatas aisladas, zapatas combinadas, zapatas conectadas mediante vigas de cimentación y cimientos corridos. El análisis sísmico se realizó de acuerdo a los parámetros de la Norma E 0.30 verificando que la estructura cumpla con los mismos. El modelo sísmico se realizó con el programa ETABS, obteniéndose mediante este análisis, la respuesta de la estructura ante el espectro de pseudo-aceleraciones proporcionado por la Norma, de donde se obtuvieron las solicitaciones sísmicas bajo las que se encuentra cada elemento. En cuanto a las cargas de gravedad se realizó el metrado de cada elemento para luego realizar el modelo correspondiente con la asistencia del programa SAP2000. / Tesis

El tema comprende el análisis y diseño de un edificio multifamiliar en la ciudad de Lima sobre un terreno de 446 m2. El edificio tiene 4 pisos y 1 semisótano. El área construida total del proyecto es de 1730.13 m2. El sistema estructural es en base a pórticos de acero con conexiones viga-columnas simples y arriostres especiales concéntricos para tomar el sismo. Todo el sistema estructural será en acero estructural ASTM-A572 Gr50 ó A992. Los techos son aligerados prefabricados FIRTH. Para la cimentación, se tiene una capacidad del terreno de 4 kg/cm2, se diseña usando zapatas aisladas y combinadas. Se desarrolló primero un predimensionamiento de la estructura, se diseña las vigas y columnas por cargas de gravedad, luego se hace un análisis estático con los perfiles seleccionados y después un análisis estructural para hallar los perfiles usados para los arriostres sísmicos. Luego se desarrolla un modelo tridimensional para hacer el diseño por cargas de gravedad y de sismo. Los pisos fueron asumidos como diafragmas rígidos con 3 grados de libertad. El proceso de análisis y diseño se realizó siguiendo la norma E.090 así como las especificaciones del AISC 360-10 y las consideraciones de las Seismic Provisions del AISC-341-10 para los elementos con responsabilidad sísmica. Se realizó también un presupuesto para poder comparar el costo contra un edificio de concreto armado. / Tesis

Se desarrolla la estructuración, predimensionamiento, análisis y diseño en concreto armado del edificio “Del Pinar”. Además, se evalúa la respuesta estructural ante los acelerogramas escalados de los sismos de Pisco 2007 y Ancash 1970. El edificio está destinado a departamentos y se ha proyectado sobre un terreno ubicado en la avenida Del Pinar, distrito de San Borja, en la ciudad de Lima. Cuenta con un semisótano y cinco niveles superiores y un área total construida de 3073.5 m². De la estructuración definitiva: Losas aligeradas y macizas de 0.20 m de peralte. Las columnas tienen secciones de 0.25x0.65m y 0.25x0.60. Las vigas principales tienen secciones de 0.25x0.50m, 0.25x0.55m y 0.30x0.50. Por limitaciones en la arquitectura, existe mayor densidad de placas en la dirección YY que en la dirección XX. El edificio cuenta con un sistema resistente basado en placas de corte (R=6). Además, resulta ser irregular por esquinas entrantes y por torsión (R=4.5). Del análisis y diseño: Se realiza un análisis dinámico por combinación modal espectral:  Los periodos fundamentales del edificio son 0.53 y 0.20 segundos, para la dirección XX y la YY, respectivamente.  Los valores de la deriva del edificio están dentro del nivel máximo permitido por la norma (0.7%).  En la dirección XX, el desplazamiento máximo del CM es 8.10 cm y el de la azotea es 9.63 cm. En la dirección YY, el desplazamiento máximo del CM es 1.62 cm y el de la azotea es 1.87 cm.  Los factores de amplificación dinámica para el diseño son Fxx=1.45 y Fyy=1.49. 3 El comportamiento es el esperado debido a que el edificio es de pequeña altura y cuenta con un diseño arquitectónico convencional. Finalmente, el refuerzo colocado en los elementos estructurales satisface los esfuerzos últimos; sin embargo, es importante señalar que un diseño más eficiente para el edificio, implica tener mayor densidad de placas de corte en la dirección XX. De la cimentación: La cimentación está conformada por zapatas combinadas de lindero, zapatas aisladas centrales y cimientos corridos. Las zapatas excéntricas se conectan, mediante las vigas de cimentación, a las zapatas centrales más cercanas. En la parte central del edificio se diseña una gran zapata combinada por la cercanía de 5 elementos verticales (3 placas y 2 columnas). De la respuesta a las señales de PISCO 2007 y ANCASH 1970: Para las señales escaladas a 0.2g, se evalúa la respuesta global del edificio y la respuesta local de la placa PL06 en la dirección XX y la placa PL04 en la dirección YY. En el análisis global, se verifica que la señal de PISCO 2007 impone mayores fuerzas basales en el edificio que la señal de ANCASH 1970; particularmente en la dirección XX de menor rigidez. En el análisis local, el diseño por resistencia de la placa PL04 satisface los esfuerzos máximos de ambas señales. La placa PL06 satisface los esfuerzos de ANCASH 1970, pero no cumple para la señal de PISCO 2007. / Tesis

En el presente informe se desarrolla el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de 5 pisos, azotea y un sótano. Este edificio se encontrará ubicado en la ciudad de Lima. El terreno sobre el cual se edificará el edificio tiene un área de 600m², el suelo tiene un capacidad portante de 4kg/cm² (factor de suelo S1). El sótano tiene un área de 564m², el primer piso tiene un área de 465m², los pisos típicos (2ndo al 5to piso) tienen 388.7m² y la azotea un área de 388.7m². El área total construida viene a ser 2972.5m². En el sótano se tienen 16 estacionamientos, la cisterna (que se encuentra debajo de la rampa de acceso vehicular), el cuarto de bombas, la escalera principal y ascensor. Desde el primer piso, la arquitectura contempla dos departamentos por piso, se tiene el ingreso principal y la rampa vehicular de ingreso al sótano. Del segundo al quinto piso la arquitectura contempla también dos departamentos por piso y en la azotea se encuentra el cuarto de maquinas del ascensor y los aires comunes para los dos últimos departamentos. Las alturas de piso a piso son 3.20m (en el sótano y primer piso) y 3.00m (en el resto de pisos) y la arquitectura exige puertas y ventanas a 2.20m. El edificio en la dirección perpendicular a la fachada (dirección Y) cuenta con muros de corte o placas de concreto armado en los límites de propiedad, columnas peraltadas (en la dirección perpendicular a la fachada) y vigas de 25x75cm, con lo cual se satisface el requerimiento de altura libre de piso a fondo de viga de 2.20m de acuerdo a la arquitectura. En la dirección paralela a la fachada (dirección X) el edificio cuenta con la placa del ascensor, con la placa de la escalera principal, con una placa e el eje central de la planta formando un pórtico importante con dos columna de 50x50cm y vigas de 25x75cm. El análisis y diseño de la estructura del edificio se realizó conforme a las normas del reglamento nacional de edificaciones. El análisis sísmico se realizó mediante un modelo computarizado donde se consideraron un conjunto de pórticos de concreto armado unidos mediante un diafragma rígido. El sistema de techado fue losa aligerada en una dirección con espesores de 20 y 30cm, teniéndose también losas macizas con espesores de 20cm para lo zona de escaleras y hall de ascensores. / Tesis

En el presente trabajo se realizó el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de siete pisos con muros de concreto armado de ductilidad limitada en el distrito de San Martín de Porres. La capacidad portante del suelo es 3.5 kg/cm2. De manera adicional, se efectuó un cuadro comparativo del análisis sísmico con la norma sismorresistente 2016 para definir los parámetros y consideraciones generales. El análisis estructural se efectuó mediante un modelo tridimensional, el cual se sometió a cargas de gravedad y sismo, con la finalidad de obtener los valores de fuerza última requeridos en el diseño según las especificaciones de la norma. Se empleó superposición espectral en el análisis sísmico con la norma E.030 (2003) y con la nueva norma E.030 (2016). Se obtuvo valores de las derivas dentro de los parámetros permisibles establecidos en la norma E.030 (2003), correspondientes a 2 ‰ y 1.13 ‰ en la dirección X-X e Y-Y respectivamente. Para la nueva norma E.030 (2016) se obtuvo 3.04 ‰ en X-X y 1.69 ‰ en Y-Y. Se efectuó el diseño considerando que la cimentación es una platea de 40cm de espesor, los muros tienen un espesor de 10 y 15 cm y las losas tienen un espesor de 10cm en toda su superficie a excepción de las zonas de baños, donde se utilizó 20cm de espesor. Para el desarrollo de este proyecto se emplearon las siguientes normas del Reglamento Nacional de Edificaciones 1. - Norma E.020 Cargas. - Norma E.030 Diseño sismorresistente 2003. - Norma E.030 Diseño sismorresistente 2016. - Norma E.060 Concreto armado. / Tesis