El proyecto consiste en el análisis y diseño de una estructura de concreto armado, de 7 pisos, ubicada en el distrito de Miraflores (Lima), destinada a hotelería. El terreno tiene un área de 595 m², de los cuales se techarán 473 m² para el primer piso y 440 m² para el segundo; esta área se reducirá a 387 m² a partir del piso 3 (típico) hasta el piso 7. Es importante resaltar la irregularidad en planta que sufre la estructura pues ocasionará problemas de torsión. Asimismo, se deberá considerar la reducción del factor de reducción (R), usado en el cálculo de la Cortante Basal, modificado según la Norma de Diseño Sismorresistente E.030 (2016). Los ambientes se encuentran distribuidos de la siguiente manera: ingreso, recepción, lobby, conserjería, comedor, cocina, cisternas, cuarto de bombas y 3 estacionamientos en el primer piso; administración, mantención, sala de planchado, 8 habitaciones simples y 1 suite en el segundo piso; 10 habitaciones simples y 1 suite en los pisos típicos que van desde el tercer al séptimo piso; y, el área técnica, el cuarto de máquinas y tanque elevado en la azotea. La costa peruana es considerada como Zona 4 según la Zonificación Sísmica indicada en la norma E.030. El suelo de cimentación que consta de conglomerado de grava gruesa, de capacidad portante de 4 kg/cm², es considerado del tipo S1. La edificación, que es de tipo común, presenta un factor U=1. Estos parámetros se predeterminan para realizar el análisis de cortante basal y su posterior distribución de fuerzas laterales en toda la altura para el análisis sísmico. Dichas fuerzas en direcciones X-X e Y-Y serán tomadas mayormente por los muros de corte o placas, distribuidos a lo largo de la planta en estas direcciones. El eje Y será más rígido por los muros en todo el contorno contiguo a las estructuras vecinas. En el eje X, las placas serán repartidas en partes. Una vez predeterminadas las longitudes de placas en ambos ejes, se desarrolla el metrado de cargas verticales y posteriormente al análisis sísmico (estático y dinámico) del edificio, de modo que se respete las especificaciones de la Norma E.030. Se debe verificar que los resultados se encuentren dentro de los rangos establecidos. Para este análisis se utilizó el programa ETABS, siguiendo un modelo 3D y definiendo cada losa de piso como un diafragma rígido con 3 grados de libertad cada uno. Finalmente, se realizó el diseño de todos los elementos estructurales tales como losas (macizas y aligeradas), vigas, columnas, placas, cimentaciones, escaleras, cisterna y tanque elevado.

En el presente proyecto de tesis se desarrolla el análisis y diseño estructural de un edificio de concreto armado de ocho niveles, el cual se utiliza para locales comerciales en el primer piso y como residencia estudiantil en los niveles siguientes. Este edificio se encuentra ubicado en el distrito de San Miguel y cuenta con un área de terreno y un área construida de 1029 m2 y 4934 m2, respectivamente. Además, dicho terreno presenta un suelo con una alta capacidad portante, la cual es de 5 kg/cm2. El sistema estructural consta de diafragmas rígidos, pórticos y muros de corte. Asimismo, el techo está compuesto por losas aligeradas o losas macizas de una o dos direcciones. Con la estructuración realizada, se determinaron las dimensiones de cada uno de los elementos y se procedió a modelar la estructura en el programa ETABS. Con ello, se efectuó el análisis sísmico de manera que se cumplió con los lineamientos establecidos en la Norma E.030. Este último proceso fue iterativo, ya que se modificaron dimensiones o ubicación de elementos para evitar posibles irregularidades o exceder la deriva máxima permisible. También, se realizó un análisis por cargas de gravedad con un metrado de cargas manual de cada componente de la estructura. Con respecto a la cimentación, está compuesta por zapatas aisladas, combinadas y conectadas. Para el diseño en concreto armado de la estructura se utilizaron los métodos de diseño por resistencia y por capacidad de la Norma E.060. Además, se verificaron las condiciones de servicio para los elementos que lo requerían. Con relación a las propiedades de los materiales utilizados, se consideró una resistencia a la compresión del concreto de 210 kg/cm2 y un esfuerzo de fluencia del acero de 4200 kg/cm2. Finalmente, se efectuó el metrado de materiales de la estructura y se desarrollaron los planos con los detalles de los elementos que la componen.

Existe necesidad de conocer el comportamiento sísmico de estructuras históricas que alberguen personas y sean atractivos turísticos, con la finalidad de preservar vidas y conservar el patrimonio cultural. Tal es el caso de la catedral de Lima, que hasta la actualidad sigue en funcionamiento y afora gran cantidad de personas. Por otro lado, en Perú no existe una guía o lista de criterios que ayuden a realizar un correcto análisis y diseñar intervenciones que mejoren la respuesta estructural de construcciones históricas; por esto, es necesario iniciar una investigación que sirva como base para futuros estudios. En primer lugar, el documento propone una discusión sobre los principales retos que representa el analizar estructuras históricas; así como las condiciones deseables que los enfoques orientados al modelado y análisis de este tipo de estructuras deben lograr. En segundo lugar, se hace una revisión de métodos disponibles que se utilizan para analizar las estructuras históricas de mampostería sin refuerzo y finalmente se aplica uno de estos a la fachada de la catedral de Lima. Para el análisis de la seguridad sísmica de las fachadas de la catedral se decidió usar el método propuesto en el código italiano, Norma Técnica de Construcción 2008, debido a su simplicidad y buena aproximación, según estudios antecedentes como el de Criber y Brando (2015). Esta norma italiana propone distintas formas de analizar una construcción histórica, de acuerdo a los resultados que queremos obtener. En primer lugar se realizó una evaluación cualitativa de la catedral de Lima, analizando la vulnerabilidad de sus macro elementos o elementos independientes; luego se identificó los mecanismos de colapso que tienen mayor probabilidad de activarse en un sismo y se realizó un análisis cinemático. La metodología sugiere hacer una verificación lineal y no lineal para analizar la seguridad sísmica de las edificaciones históricas. Estas verificaciones comparan el espectro de capacidad del macro elemento examinado, con el espectro de demanda propuesto en la norma peruana; para esto, se usaron las fórmulas propuestas en el código italiano con los parámetros sísmicos propuestos en la Norma Sismo Resistente E030 de Perú. Los resultados de estas verificaciones nos darán una idea de cómo será la respuesta estructural de las fachadas de la Catedral ante un sismo de gran magnitud. La fachada Principal, que da hacia la Plaza de Armas de Lima, resultó ser la más vulnerable, teniendo como mecanismo de colapso más probable a ocurrir, el volteo simple de muro tipo doble cortina. Se puso en evidencia que las fachadas tendrán una mejor respuesta estructural ante sismos, si es que se garantiza un comportamiento monolítico de los muros de mampostería.

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.

El presente trabajo de investigación se centró en el estudio del problema de la autoconstrucción y vivienda informal en Lima y en el desarrollo de una plataforma digital (económicamente viable) que fomente la intervención profesional en el diseño y construcción de viviendas informales. En el Capítulo 1, se planteó el tema de investigación; así mismo, se definieron los objetivos, la hipótesis, el alcance y las limitaciones de la tesis. Para cumplir con los objetivos de la tesis se utilizó una investigación descriptiva, transversal no experimental con enfoque cuantitativo, es decir, se mostró evidencia del momento actual, los datos son numéricos y se obtuvieron sin alterar el grupo de estudio. En el Capítulo 2, se dimensionó y profundizó el problema de autoconstrucción y construcción informal en Lima; además, se presentó de forma resumida los planes de acción por parte del gobierno y de la sociedad civil, con énfasis en el uso de tecnología para el abordaje de este problema social. En base a la información obtenida en los Capítulos 2 y 3, se planteó el desarrollo del Proyecto DOMO, que implica la creación de la aplicación móvil “DOMOAPP” y de un sistema de gestión apoyado en la supervisión remota. En el Capítulo 4, se describió a detalle las características de la aplicación y la dinámica de trabajo en sus diferentes etapas, así como la integración entre los principales agentes involucrados. En el Capítulo 5, se evaluó la viabilidad del desarrollo y ejecución del proyecto DOMO, Para ello, se realizaron estudios de entorno, de mercado, técnico, legal y financiero. Finalmente, en el Capítulo 6 se presentaron los comentarios y conclusiones obtenidos al término de la investigación.

La presente tesis tiene como objetivo el análisis y diseño estructural de un edificio de 7 pisos destinado a oficinas ubicado en el distrito de Magdalena del Mar, provincia de Lima sobre un terreno de 732.5 m2. El área construida total es de 3955 m2 (565 m2 por piso). El suministro de agua se realizará mediante el sistema de cisterna (ubicado en el primer piso) y bomba hidroneumática. El suelo tiene una capacidad admisible de 40 ton/m2. Para el diseño de las cimentaciones se consideró zapatas aisladas, zapatas conectadas y cimientos corridos para los muros de los cercos perimétricos. El sistema estructural del edificio de concreto armado está conformado en su gran mayoría por muros de corte combinados con columnas y vigas. Se consideraron diafragmas rígidos en los pisos, estos están conformados por viguetas aligeradas y losas macizas. Se tomaron en cuenta las normas que compone el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) para el diseño y análisis estructural. El diseño estructural de todos los elementos se realizó cumpliendo lo indicado en la norma E.060. El análisis sísmico se desarrolló mediante un modelo tridimensional en el software ETABS 2016. Con ello se verificó que la estructura cumpla con los requisitos especificados en la norma E.030 del RNE. Se asignaron las cargas de gravedad tomando en cuenta la norma E.020 del RNE. Dichas cargas fueron asignadas en el elemento correspondiente del modelo tridimensional. Se debe buscar que la secuencia de falla en los elementos estructurales sea que primero fluyan los refuerzos de acero y luego se produzca el aplastamiento del concreto. Para ello, se realiza el diseño por capacidad a todos los elementos que soportarán esfuerzos debido a cargas sísmicas.

La presente tesis consiste en la elaboración de dos alternativas de diseño estructural para un edificio de cinco pisos y un sótano. Asimismo, el tipo de edificio presentado es de aulas, que es considerado esencial según la Norma E030 (2018), ya que estos tienen como finalidad resguardar la vida y mantener su nivel de desempeño para ser usados como refugios o zonas seguras después de un sismo. El edificio en mención está ubicado en la ciudad de Lima y está cimentada sobre un suelo de capacidad portante de 4 kg/cm2. Para el diseño se ha utilizado la Norma E031 (2019) que corresponde a los lineamientos para el diseño de aislamiento sísmico; así mismo, se también se tomó en consideración la Norma ASCE 7-16 (2016). Los dispositivos de aislamiento considerados en el diseño son de tipo elastoméricos. Como hipótesis, inicialmente se plantea comprobar que el costo de la partida de estructuras de la edificación no se incrementa en más del 15% al incorporar un sistema de aislamiento elastomérico. Además, se espera mostrar que la incorporación de aisladores en el diseño de un edificio mejora notablemente el desempeño estructural del mismo. Para el desarrollo de la presente tesis, primero se elaboró el diseño del edificio sin aislamiento sísmico, el análisis símico se realizó en base a los lineamientos del la Norma E030 “Diseño Sismorresistente” y para el diseño en concreto armado, se consideró la Norma E060 “Concreto Armado”. Luego se elaboró el diseño del edificio aislado, para lo cual se siguió lo establecido por la Norma E031 “Aislamiento Sísmico”. Finalmente, se metró los volúmenes de materiales de la partida de estructuras y se multiplicó por los precios unitarios referenciales presentados en el libro “Analisis de Precios Unitarios” (2014) publicado por la Cámara Peruana de la Construcción. Como resultado final de la presente tesis, se provee ratios de costos de la partida de estructuras por metro cuadrado para cada propuesta de diseño, con el fin de que pueda servir de referencia para futuros proyectos de construcción. Así pues, se podría estimar el costo aproximado de proyectos con características similares al presentado en esta tesis, y como podría variar al incorporar aisladores sísmicos en el diseño.

La tesis tiene como alcance el análisis sísmico y diseño estructural en concreto armado de un edificio de seis niveles con aislamiento sísmico de base. Se trata de una edificación común, destinada a oficinas. El edificio está aislado en su base con veinte (20) dispositivos eslastoméricos con núcleo de plomo (LRB); además, cuenta con un sótano que permite el acceso para realizar actividades de inspección y mantenimiento a los dispositivos elastoméricos. El proyecto posee una profundidad máxima de -3.6 m. El terreno donde se ejecutará el proyecto tiene una capacidad portante de 40 ton/m2. El sistema estructural de la superestructura del edificio se compone de pórticos de concreto armado. Los sistemas de pisos/techos están constituidos por losas aligeradas armadas en un sentido y losas macizas. La cimentación está conformada por zapatas aisladas. Además, las zapatas laterales se conectan con la zapata del muro de contención. Por último, para el desarrollo del análisis proyecto se utilizó la Norma de Aislamiento Sísmico NTE E.03, la Norma de cargas E020, la Norma de Diseño Sismorresistente NTE E.030 y para el diseño en concreto armado, se realizó cumpliendo con la Norma NTE E.060.

El proceso de aislamiento de base en edificios como herramienta de prevención consiste en separar la superestructura y el suelo mediante una interfaz flexible, con el fin de disminuir el efecto del movimiento sísmico para la misma. Los proyectos con aislamiento sísmico se están incrementando en el país, son considerados entre los sistemas más efectivos de protección ante un sismo; sin embargo, tiene ciertas limitaciones ligados a los dispositivos que lo conforman. El sistema híbrido de disipación de energía es una variación del sistema aislado, presentando la adicción de amortiguadores en la interfaz de aislamiento conformada por aisladores. El principal objetivo de este sistema es reducir el desplazamiento de esa interfaz. Esta reducción implica diferentes usos que se le puedan dar al sistema. No sé analizará el aporte de algún sistema de control activo en el proyecto ni el diseño del sistema estructural. En esta investigación el sistema aislado estará conformado por aisladores LRB y en el sistema híbrido se adicionará amortiguadores de fluido viscoso. El análisis comprende el modelamiento en el software ETABS 2018 de tres estructuras, cada una será analizada para distintos valores de amortiguaciones y se definirá la amortiguación adecuada para el sistema. Los parámetros de la respuesta estructural para la comparación de sistemas son: los desplazamientos, derivas, fuerzas basales y el comportamiento de los aisladores. Los resultados detallarán los beneficios y posibles desventajas del sistema híbrido. En el Perú no se ha plasmado un proyecto con la implementación del sistema híbrido y los estudios relacionados a este tema son escasos. Por ende, esta tesis ampliará el conocimiento de esta técnica desde un enfoque nacional.

En el presente documento de tesis, se ha realizado el análisis estructural y diseño estructural en concreto armado de un edificio de departamentos de cinco pisos y un semisótano ubicado en el distrito de Santiago de Surco en la provincia de Lima. Este se encuentra ubicado en una esquina y limita en sus dos frentes con dos viviendas unifamiliares de tres y dos pisos respectivamente. El edificio cuenta con una zona de estacionamiento al nivel del terreno con capacidad para 2 automóviles y cuenta con un semisótano que posee un área de 286 m2 destinado a estacionamientos, con capacidad para seis automóviles, un hall de espera y un baño para la recepción. Asimismo, el primer nivel de la edificación posee un área igual a 233 m2 la cual se distribuye en dos departamentos y una zona de parrillas. Además, los cuatro niveles restantes superiores son típicos y poseen un área de 243 m2 cada uno y se distribuye en 2 departamentos por piso. Por último, la altura de entrepiso del semisótano es de 2.7 metros y la del primer al quinto piso es de 2.65 metros con lo cual el edificio posee una altura total, desde el nivel de terreno natural, de 14.75 metros. El edificio está estructurado de manera que esté acorde con las disposiciones del reglamento nacional de edificaciones, en ese sentido, se determinó un sistema de muros y pórticos de concreto armado que soporte las solicitaciones requeridas. Para ello, se realizó un modelo en tres dimensiones del edificio, de manera que se representen los elementos y cargas aplicadas de manera adecuada. En primer lugar, se realizó una estructuración y pre dimensionamiento de modo que estimaron las ubicaciones y dimensiones de los elementos estructurales que conforman la edificación. En segundo lugar, se procedió con un análisis sísmico en el que se busca que el edificio satisfaga las disposiciones exigidas por la Norma de Diseño Sismorresistente E. 030. Para ello se debe garantizar que el comportamiento de la estructura sea prácticamente elástico para sismos frecuentes. Asimismo, se acepta que para sismos raros la edificación se encuentre entre los niveles desempeño de resguardo de la vida hasta cerca al colapso, de manera que no superen la ductilidad estructural instalada. A continuación, se diseñaron los elementos estructurales tales como losas (macizas y aligeradas), vigas, columnas, placas, cimentaciones, muros de sótano, escaleras y cisterna. En el caso de las cimentaciones se consideraron zapatas aisladas, conectadas y combinadas. Todos los elementos estructurales se diseñaron de acuerdo con la norma E. 060 vigente. Por último, se realizó el dibujo de los planos estructurales de todos los elementos dentro del alcance del presente proyecto.