Los pórticos de concreto armado constituyen un sistema estructural ampliamente usado alrededor del mundo. Para que este sistema tenga un comportamiento adecuado frente a eventos sísmicos deben cumplir ciertos criterios de ductilidad, resistencia y rigidez. El criterio de columna fuerte viga débil es uno de los más importantes. Puesto que, tiene como finalidad, evitar que las columnas entren al rango inelástico y, por el contrario, sean las vigas las que desarrollen rotulas plásticas y disipen energía. La mayoría de normativas de diseño de concreto armado usan un factor de sobre resistencia de valor constante igual a 6/5. Sin embargo, estudios y ensayos han demostrado que el valor de dicho factor no garantiza el cumplimiento del criterio columna fuerte viga débil. Por tal motivo, el presente estudio tiene como finalidad analizar la influencia del valor del factor de sobre resistencia del criterio columna fuerte – viga débil en pórticos bidimensionales de concreto armado de baja y mediana altura. Para lo cual, se emplea valor de 1.20, 1.40, 1.60, 1.80 y 2.00. La curva de capacidad de las estructuras se obtiene por medio de un análisis estático no lineal “pushover”. Así mismo, el punto de desempeño es calculado para niveles de amenaza sísmica correspondiente a un sismo de servicio (TR = 75 años) y un sismo de diseño (TR = 475 años) de acuerdo al método del espectro de capacidad.

La construcción sostenible ha llegado al mundo como la única solución para disminuir los impactos negativos medioambientales que genera el sector construcción. La sostenibilidad contribuye positivamente en la eficiencia de una vivienda tanto desde la construcción de esta, por la optimización de materiales y transporte; como en su funcionalidad, gracias a sistemas de ahorro y principalmente a estrategias de diseño que tengan como objetivo brindar un mayor confort a los usuarios y no generar un impacto negativo en su contexto. En el Perú, actualmente existe un gran déficit de vivienda y en muchas zonas aún se vive con mucha precariedad, por lo que es imperativo promover la construcción de viviendas sostenibles. Así, estas podrán brindar un hogar eficiente a las personas que lo habiten, además de generar un aporte al mundo construyendo sin contaminar el medio ambiente y generando un mayor rendimiento de la inversión. La presente investigación analiza los criterios y medidas sostenibles en tres proyectos de vivienda multifamiliar en el Perú desde diferentes certificaciones y sistemas de evaluación. El objetivo de la investigación es entender cómo desde la construcción sostenible resulta posible disminuir el impacto ambiental de la construcción e identificar las diferentes estrategias que pueden comenzar a generar cambios benéficos al medio ambiente. / Sustainable construction has come to the world as the only solution to reduce the negative environmental impacts generated by the construction sector. Sustainability contributes positively to the efficiency of a home both from its construction, through the optimization of materials and transportation; as in its function, thanks to savings systems and mainly to design strategies that aim to provide greater comfort to users and not generate a negative impact on their context. In Peru, there is currently a large housing deficit and in many areas there is still a lot of precariousness, so it is imperative to promote the construction of sustainable housing. Thus, they will be able to provide an efficient home to the people who inhabit it, in addition to generating a report to the world by building without polluting the environment and generating a higher return on investment. This research analyzes the sustainable criteria and measures in three multi-family housing projects in Peru from different certifications and evaluation systems. The objective of the research is to understand how from sustainable construction it is possible to reduce the environmental impact of construction and to identify the different strategies that can begin to generate beneficial changes to the environment.

La presente investigación introduce conceptos para la mejora de la gestión en la etapa de diseño mediante la aplicación de herramientas colaborativas como Extreme Collaboration (XC), Virtual Big Room (ViBR), Redes Sociales y Modelos Mentales. Se presenta el caso práctico donde se aplican las herramientas previamente mencionadas en la gestión del diseño de un proyecto de aulas informáticas, la cual es comparada con un proceso tradicional en el contexto nacional. Para el método de gestión propuesto, se plantean modelos de sesiones en cada fase de la etapa de diseño bajo el enfoque de la metodología XC. Asimismo, considerando la coyuntura actual, se emplea la herramienta ViBR como una alternativa para la gestión del diseño por medio del trabajo remoto. Adicionalmente, se emplean modelos 3D para cada especialidad que conforma el proyecto con la finalidad de fortalecer la colaboración e identificación de incompatibilidades durante la etapa de diseño. El estudio evidencia cómo una gestión tradicional del diseño puede ser optimizada al aplicar las herramientas Extreme Collaboration, Virtual Big Room y Redes Sociales. Se evidencia aportes significativos en la etapa de diseño, planteando oportunas y anticipadas decisiones, y contribuyendo a la constructabilidad, con el propósito de optimizar los proyectos haciéndolos más eficientes.

El método de elementos de contorno (MEC) es una herramienta numérica para la resolución de problemas de ingeniería, y en particular para la solución de problemas de análisis estático lineal de pórticos sometidos a diferentes configuraciones de cargas y condiciones de borde; el pórtico es una estructura conformada por vigas, columnas y losas. La formulación del MEC para el análisis del comportamiento de vigas y losas se inicia con la aplicación de la teoría de elasticidad y resistencia de materiales, para obtener las ecuaciones gobernantes, seguidamente se obtiene las ecuaciones integrales y finalmente se resuelve numéricamente las ecuaciones integrales. La implementación de un código computacional facilita los cálculos numéricos, por lo que se desarrolla el código de programa denominado MBEM en el lenguaje de programación Matlab, en base a las expresiones mostradas a lo largo del presente trabajo, el cual sirve para el análisis estático lineal de losas. El MEC es una herramienta robusta para el análisis de losas porque reduce el número de elementos durante la descomposición de la estructura; además, reduce recursos computacionales y tiempo de análisis. Por otra parte, el análisis de vigas mediante el método prescrito es una alternativa frente los métodos clásicos. / Tesis

El diseño sísmico tradicional es el diseño basado en fuerzas (DBF), existe otro diseño sísmico basado directo basado en desplazamientos (DDBD) propuesto por su principal impulsor Priestley, M.J.N (2007). El DDBD a diferencia del DBF considera el daño estructural, con la finalidad de lograr un mecanismo de falla de la estructura para evitar el colapso. Es más fácil cuantificar el daño de una estructura a través de desplazamientos que de fuerzas. De esta manera una estructura para alcanzar un desplazamiento último de diseño, debe lograr una adecuada ductilidad, es decir la estructura será dañada incursionando en el rango inelástico. En la primera parte de esta tesis se presenta las diferencias que existen entre las metodologías del DDBD y del DBF resaltando algunas bondades del DDBD. En la segunda parte se presenta un caso de estudio de un edificio dual de 5 niveles que presenta regularidad tanto en planta como en elevación y se encuentra ubicada en una zona altamente sísmica cuya aceleración en suelo firme es el 45% de la aceleración de la gravedad. Luego se aplica las metodologías del DDBD y DBF al caso de estudio, con la finalidad de comparar sus respuestas de desplazamiento, derivas, diagramas de fuerza cortante y momentos. En la tercera parte, usando el programa ETABS, se realiza el Análisis Dinámico Tiempo Historia (ADTH) para comparar las respuestas de desplazamiento con las metodologías del DDBD, DBF. Para ello se sometió el modelo estructural a 3 registros sísmicos, cuyos espectros de respuesta fueron escalados con el espectro de diseño de la norma E.030. Luego se asignaron rótulas concentradas en posibles zonas de daño considerando los lineamientos del ASCE 41-13. En la parte final de la tesis se realiza las comparaciones y conclusiones sobre el caso de estudio. Es importante indicar que el nivel de desempeño sísmico del edificio para la metodología del DDBD es mayor que para el DBF. Esto se debe a que las derivas del método DDBD oscilan en el orden de 2% a 2.5% y las derivas del DBF se limitan a 0.7%. Por lo tanto, si comparamos los desplazamientos de ambas metodologías, una estructura diseñada con el DDBD logrará desplazarse más y debido a ello sufrirá mayor daño. Es asi que al comparar las fuerzas cortantes basales de cada metodología para el caso de estudio, se determinó que las cortantes basales obtenidas con el DDBD fueron mayores a las obtenidas con el DBF. Éstas resistencias obtenidas por el DDBD a diferencia del DBF, garantizan que la estructura logre los desplazamientos máximos de diseño, porque fueron obtenidas por un factor de reducción de espectro de desplazamiento que depende del amortiguamiento y ductilidad del sistema dual. Asimismo los desplazamientos para el caso de estudio del DDBD resultaron ser mayores a los desplazamientos del DBF y del ADTH, desmostrando que el nivel de desempeño de la metodología del DDBD es más exigente debido a que emplea una deriva del 2.5% comparada con una menor deriva de 0.7% del código sísmico peruano E.030. / The traditional seismic design is the methodologies of Forced Based Design (FBD), there is another direct displacement based design (DDBD) proposed by Priestley, M.J.N (2007). The DDBD considers structural damage to achieve a failure mechanism of the structure before collapse. It´s easier to quantify damage of a structure with displacements rather than forces. Therefore, a structure to achieve a inelastic displacement design with good ductility, it is necessary to be damaged. The first part of this investigation is about differences between the methodologies of DDBD and FBD with some DDBD advantages. In the second part, there is a study case about a dual building 5-story, which is regular in plan and elevation. The building is located in a seismic zone, which acceleration in firm soil is 45% of the acceleration of gravity. Then it is applied both methodologies into the study case to compare its displacements, shear forces and overturning moments. In the third part the Dynamic Time History Analysis (DTHA) is done, to compare displacements with DDBD and FBD methodologies. Three accelerograms were used and the magnitude of the acceleration scaled to be spectrum compatible with design spectrum. Then, using ASCE 41-13 guidelines, the hinge plastics were assigned to structure. Finally, both methodologies results about study case are compared. It´s important take into account that the seismic performance level of the building for DDBD is greater than FBD method. This is due to drifts of DDBD are in the order of 2.0% and 2.5% comparing with FBD drifts of 0.7%. Therefore, displacements of DDBD is greater than the FBD method. Shear forces of DDBD result greater than FBD methodology. These strengths of DDBD method ensures that structure achieves design inelastic displacements, because those strengths were obtanied due to a displacement spectrum reduction factor which depends of damping and ductility of the dual system. Also the displacements for the study case for DDBD results to be greater than FBD and DTHA. In that way it´s proves that the seismic performance level of the building for DDBD is greater than FBD method. Due to drifts of DDBD which are in the order of 2.0% and 2.5% compared with little FBD drifts of 0.7%. / Tesis

Se presenta la evaluación del efecto torsional en edificios de seis pisos aislados de concreto armado, considerando el efecto de las excentricidades de rigidez (er) en la superestructura. Este tipo de excentricidad produce amplificaciones significativas de desplazamientos laterales en los edificios aislados e influyen más en los aisladores de fricción. La escasez de estudios sobre este tema en particular motivó evaluar el comportamiento del aislador de fricción de triple péndulo (TFP, en sus siglas en inglés) ante los efectos de er, y para ello se planteó un análisis comparativo con el aislador elastomérico de núcleo de plomo (LRB). Los edificios de seis niveles fueron definidos a través de los siguientes parámetros: excentricidad de rigidez normalizada uni-direccional (er/r), el periodo fundamental de vibración en la dirección Y (Ty), la relación de periodos laterales en las direcciones X e Y (Ty/Tx), y el grado de acoplamiento torsional (Ω). Para el sistema de aislación se consideraron como parámetros el periodo de vibración (Tb) y el amortiguamiento del sistema (ξb); además, se evaluó de manera particular la excentricidad de rigidez normalizada uni-direccional de la base de aislación (er(ba)/r) y el grado de acoplamiento torsional del sistema (Ωba). Las estructuras fueron solicitadas mediante 7 pares de registros de aceleraciones sísmicas reales considerando acciones bi-direccionales, escaladas al espectro de diseño de pseudo-aceleraciones de la norma E.031 (2020), y sus respuestas sísmicas fueron obtenidas a partir de análisis no lineal tiempo historia. Se analizó la influencia de cada parámetro a partir de las respuestas sísmicas globales máximas tales como los desplazamientos laterales, las rotaciones de cada planta, las derivas y las aceleraciones de entrepiso. Se observó un similar comportamiento torsional empleando ambos dispositivos. Los edificios asimétricos aislados con TFP presentaron ligeramente mayores desplazamientos laterales, pues estos dispositivos no desarrollaron toda su capacidad disipativa. En general, la presencia de er generó un factor de amplificación de desplazamiento lateral respecto al edificio simétrico aislado (er= 0) de 1.24 en edificios aislados con LRB y de 1.15 en edificios aislados con TFP. Asimismo, las mejores opciones para reducir la torsión en edificios aislados con er en la superestructura consisten en aumentar Ω o mantener una relación Tb/Ty> 3.5. Adicionalmente, se comparó la influencia de la excentricidad de masa (em) y rigidez (er) en la superestructura para los edificios asimétricos aislados verificando que la presencia de em produce mayores amplificaciones de desplazamientos laterales. Además, el parámetro Ω tuvo mayor control torsional en los edificios asimétricos aislados con er que con em.

En la actualidad, el uso de sistemas de aislamiento sísmico en el Perú está dirigido a edificaciones esenciales, y otros edificios si el costo del sistema es rentable. Sin embargo, hay casos poco atendidos como la protección efectiva de personas vulnerables dentro de sus viviendas, y contenidos delicados dentro de algún ambiente de un edificio ya existente. La ingeniería sismorresistente se enfoca en una persona promedio –persona que puede evacuar una edificación sin ayuda–. Sin embargo, el 10% de la población del Perú son personas con discapacidad, y durante un sismo es más probable que se encuentren solas en sus viviendas (edificio común) y no en un hospital con aislamiento sísmico (edificación esencial). Diversos estudios internacionales indican que la situación de estas personas, ya de por sí vulnerables, se agrava luego de un sismo moderado o severo. Asimismo, actualmente no hay una opción económica de aislamiento sísmico, que proteja al menos los contenidos importantes dentro de una zona de una estructura existe. Por estas razones, se necesitan propuestas de aislamiento sencillas y económicas para casos de pequeña escala como: la habitación de una persona vulnerable en un primer piso, un sector de un hospital antiguo, un ambiente con contenidos delicados dentro una estructura existente o nueva, etc. La tesis propone y analiza numéricamente un modelo de sistema de aislamiento sísmico modular que reduce las aceleraciones en la plataforma o piso sobre el que estarían las personas vulnerables y/o contenido delicado. Para definir un sismo representativo para el análisis se incluyen: parámetros estandarizados como la aceleración máxima del suelo y la intensidad de Mercalli modificada, y otras variables como el potencial destructivo del sismo y la duración del sismo. En base a estos criterios, entre los sismos históricos más relevantes del Perú, las señales sísmicas que mejor representan al sismo de mayor intensidad son de Arequipa 2001 y Pisco 2007. Luego, se define el modelo de sistema de aislamiento sísmico modular, con apoyos cada 0.25m2 para que sea adaptable en ambientes pequeños. Cada apoyo aísla la plataforma del movimiento sísmico en la base, mediante una rótula mecánica y contacto liso, dentro de una superficie cóncava que le permite moverse libremente. Para el análisis, se considera una plataforma unitaria cuadrada de 0.25m2 y se varía sus diferentes parámetros dinámicos para evaluar su influencia en la atenuación del movimiento y de la aceleración. Esto permite definir los parámetros dinámicos optimizados de diseño. Se calculó su comportamiento con Matlab y se simuló su comportamiento en Ansys Workbench, con resultados similares. El sistema propuesto puede reducir la aceleración máxima hasta en un 85%. Con esto se logra un efecto que cumple con estándares de confort de personas ante vibraciones cotidianas. Finalmente, se presenta los planos del sistema de aislamiento modular, así como planos de una serie de ejemplos de aplicación.

La presente tesis tiene como objetivo el diseño estructural de un edificio de viviendas de dos sótanos y cinco pisos, ubicado en San Isidro en Lima, sobre un terreno de cimentación de grava densa, de capacidad portante 4kg/cm2 El edificio analizado será utilizado como una vivienda multifamiliar, los sótanos van a ser utilizados como cochera, mientras que los pisos restantes serán departamentos, uno por piso. Los departamentos están conformados por un dormitorio principal , dos dormitorios auxiliares , una cocina , un comedor , un sala , un estar , una terraza , un hall , una lavandería , dos depósitos , cinco baños , un walking closet , el ingreso a cada departamento es de tres formas, el ascensor principal , el ascensor común y la escalera central , todos estos elementos de acceso van del sótano 2 hasta la azotea . En la azotea se encuentran, el cuarto de máquinas del ascensor y el tanque elevado. A su vez debajo del nivel de sótano están los fosos de los ascensores , y la cisterna. El diseño de la estructura se realizó de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). En los capítulos iniciales se realizará una introducción y un predimensionamiento de los diversos elementos estructurales tales como: aligerados de una y dos direcciones, vigas peraltadas, vigas chatas , columnas , placas , muros de sótano, escaleras y cimentaciones . Con estos elementos predimensionados realizaremos el metrado de cargas. Ya estructurado el edificio se realiza el modelaje del edificio utilizando el programa ETABS, con el cual realizamos el análisis de cargas de gravedad y de cargas de sismo de donde se verifica que la estructura cumpla con todo lo establecido en el RNE. Finalmente se procede a diseñar los aligerados , las vigas, las columnas, las placas, los muros, la cisterna y las cimentaciones. / Tesis

El objetivo principal de este trabajo de título fue estudiar las cargas de diseño de viento para las estructuras ubicadas a lo largo de Chile siguiendo los criterios de la norma ASCE 7-05 y contrastar los resultados obtenidos al considerar la actual Norma Chilena NCh432.Of71. Para determinar las cargas de diseño sobre una estructura ubicada en una localidad en particular la norma ASCE 7-05 define un valor de referencia para la velocidad del viento que considere la máxima intensidad que las solicitaciones de viento pueden alcanzar durante su vida útil. Este valor de referencia se denomina comúnmente velocidad básica del viento y se estima estadísticamente a partir de registros de velocidades de viento en el pasado, medidos en una determinada localidad y en condiciones particulares de altura, exposición y período de promedio de registros. En este trabajo de título se determinaron los valores de la velocidad básica del viento en once localidades a lo largo de Chile, calculados a partir de registros de velocidades de viento medidos en estaciones meteorológicas. Para ello se consideró un procedimiento estadístico de Análisis de Valores Extremos, así como también aspectos tales como el largo del registro, error muestral, intervalo de promedio, altura del anemómetro, calidad de los datos y exposición del terreno. Los registros utilizados fueron proporcionados por la Dirección Meteorológica de Chile (DMC) y la Comisión Nacional de Energía (CNE). Finalmente se realizó una comparación entre las cargas de viento obtenidas a partir de la norma ASCE 7-05, considerando las velocidades básicas calculadas anteriormente, con las cargas de viento obtenidas aplicando la Norma Chilena NCh432.Of71. La comparación se estableció a partir de los principales factores que definen la presión del viento en cada una de estas normas, así como a partir de las cargas obtenidas de la aplicación de los métodos más simplificados de ambos reglamentos. Se concluye que el criterio de la norma chilena generado a partir de un único valor para la velocidad del viento en todo Chile no es representativo de las condiciones nacionales y además subestima las cargas de viento en el sur del país. Por otra parte se observa una excesiva simplificación en la norma chilena para la determinación de los factores que establecen algunos de sus parámetros, así como también la no consideración de algunos efectos.

En el presente trabajo de tesis se presentará el diseño estructural en concreto armado de un edificio de 7 pisos destinado para el uso de vivienda multifamiliar en la ciudad de Cusco. Esta edificación cuenta con un terreno de forma rectangular que cuenta con 293.00 m2 de área (13.80 m y 21.20 m de frente y fondo) y con una capacidad portante del terreno de fundación de 2 kg/cm2; La distribución de departamentos según la arquitectura es de doce departamentos de 105 m2 del segundo al séptimo piso y, además, contará con ocho estacionamientos para vehículos en el primer nivel. En primer lugar, se estructurará y predimensionará el proyecto aplicando criterios de simplicidad y simetría para buscar un mejor comportamiento de la estructura frente a cargas estáticas y sísmicas; con la estructuración definida se predimensionarán todos los elementos estructurales como losas, vigas, placas, columnas y cimentaciones. Luego, se procederá a realizar el análisis estructural del edificio usando un modelo tridimensional con todos los elementos estructurales en el programa ETABS de acuerdo a la Norma E.030 Diseño Sismo Resistente del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) para realizar n eficaz análisis estático y dinámico de la edificación. Con los resultados del análisis, verificaremos la validez del pre dimensionado y se corregirán las secciones que así lo necesiten. Finalmente, se realizará el diseño de los elementos estructurales de concreto armado de acuerdo a Norma E.060 de Concreto Armado del Reglamento Nacional de Edificaciones del 2009 (RNE).