El presente proyecto de tesis consiste en realizar el diseño estructural de los dos edificios de oficinas de diez pisos económicamente más viables de un conjunto de sistemas de techados. Así mismo, se pretende evaluar cuales son los factores que influyen en el costo de un sistema estructural frente a otro. Se han propuestos diversos sistemas de techados que cubren las expectativas arquitectónicas del proyecto. Estas son clasificadas en techados de concreto armado y concreto postensado. Adicionalmente, se busca observar las posibles ventajas de un sistema frente a otro. Mediante el análisis de precios unitarios se pretende identificar los factores que incrementan el costo de los diversos sistemas de techados. Así mismo, con ayuda de dichos factores se busca identificar aquellos económicamente más viables. Este tipo de análisis no toma en cuenta costos relacionados con procesos constructivos, transporte de materiales, entre otros. Posteriormente, son realizados los análisis sísmicos respectivos a fin de que las estructuras no sobrepasen los desplazamientos límites establecidos por la norma técnica peruana. Así mismo, los elementos estructurales son diseñados considerando los requerimientos sísmicos dictaminados en norma.

El hall de San Jerónimo (HSJ) se ubica dentro del monasterio armenio que pertenece a la Iglesia de la Natividad en Belén, Palestina. Este complejo, compuesto principalmente por albañilería de piedra fue construido alrededor del siglo IV sobre la gruta de la natividad, lugar donde se cree que nació Jesús. Recientemente, un proyecto arqueológico dejó sin confinamiento la cimentación de algunos elementos estructurales en el interior del HSJ. En esta investigación, se evaluó la condición estructural actual del HSJ (con las excavaciones parciales) y el posible efecto de excavaciones adicionales. La evaluación estructural inició con visita a campo, en donde se realizó una inspección visual de daños y se utilizaron las técnicas de fotogrametría y escáner laser para la adquisición detallada de la geometría. Además, se aplicaron técnicas no destructivas para la caracterización mecánica de los materiales (ensayos sónicos) y del sistema estructural del hall (ensayos de vibración ambiental). Con todos los datos recolectados sobre la información estructural del HSJ, se implementó y calibró un Modelo de Elementos Finitos (MEF) en tres dimensiones. Este modelo sirvió para estimar el nivel actual de carga existente (análisis de cargas de servicio) en la base de columnas y muros. El MEF también se utilizó para evaluar dos escenarios de colapso en donde las excavaciones adicionales fueron modeladas como asentamientos en la base de las columnas expuestas. Finalmente, mediante un análisis paramétrico, el MEF permitió definir estados de daño y márgenes de seguridad para cada escenario de colapso. / Tesis

El Perú está ubicado en el conocido cinturón de fuego, donde interactúan la placa de nazca bajo la sudamericana, el mismo que se desarrolla con una velocidad promedio de 7-8 cm/año (DeMets et al, 1980; Norabuena et al, 1999), por lo que estamos expuestos a movimientos tectónicos importantes con periodos de recurrencia cortos, terremotos que han causado muchas muertes e ingentes perdidas económicas; Arequipa está ubicada en una zona sísmica. Debido a esta amenaza sísmica es que la innovación tecnológica estructural propone la protección sísmica de las estructuras a través de dispositivos pasivos como aisladores y disipadores de energía visco elásticos, de fricción o metálicos. Estos permiten que las estructuras tengan un mejor comportamiento estructural, desacoplando la estructura del suelo con estos dispositivos reduciendo drásticamente el movimiento sísmico en la superestructura, pudiendo ser imperceptible por los usuarios, mejorando su funcionalidad y operatividad de la edificación postsismo; sin embargo, se tiene un incremento en el costo comparado con un diseño tradicional. Al no tener mucha demanda sísmica la superestructura, se puede utilizar aceros de alta resistencia para reducir secciones de concreto y minimizar densidades de acero pudiendo tener intersecciones de acero (nudos) con poca interferencia. En la tesis se utiliza aisladores LRB (goma con núcleo de plomo) para una edificacion de 7 pisos regular en planta y elevación, con una relación de esbeltez de 2, presentando dos estructuraciones dual y aporticada. Comparamos sus características estructurales de las edificaciones para un diseño convencional y luego de proponer el sistema de aislamiento con 2 tipos de dispositivos LRB para cada estructuración se diseña la propuesta de edificacion aislada con estructuración dual con acero de construcción grado 60 y la edificacion aporticada con acero grado 75. Se realiza una comparación de metrados y presupuesto de partidas de estructuras para las 2 estructuraciones con cantidades de acero y concreto en columnas y vigas. Se concluye que es conveniente estructurar las edificaciones aisladas aporticadas y utilizar acero grado 75 u 80 sin incrementar sustancialmente el costo de una edificacion aislada. / Peru is located in the well-known belt of fire, where the Nazca plate under the South American plate interacts, the same one that develops with an average speed of 7-8 cm / year (DeMets et al, 1980; Norabuena et al, 1999), so we are exposed to important tectonic movements with short repetition periods, earthquakes that have caused many deaths and huge economic losses; Arequipa is located in a seismic zone. Due to this seismic threat, the structural technological innovation proposes the seismic protection of structures through passive devices such as insulators and visco-elastic, friction or metallic energy dissipators. These devices allow the structures to have a better structural behavior, decoupling the structure from the ground with these devices, drastically reducing the seismic movement in the superstructure, which can be imperceptible by users, improving its functionality and operability of the post-earthquake building; however, there is an increase in cost compared to a traditional design. As the superstructure does not have much seismic demand, high-strength steels can be used to reduce concrete sections and minimize steel densities, being able to have steel intersections (knots) with little interference. In the thesis, LRB insulators (lead core rubber) are used for a building of 7 levels with regular plan and elevation, with a slenderness ratio of 2, presenting two dual and porticoed structures. We compare the structural characteristics of the buildings for a conventional design and after proposing the insulation system with 2 types of LRB devices for each structuring, the isolated building proposal is designed with dual structuring with 60-degree construction steel and the building provided with 75-degree steel. A comparison of metrics and budget of structure items is made for the 2 structures with quantities of steel and concrete in columns and beams. It is concluded that it is convenient to structure the porched isolated buildings and use 75 or 80-degree steel without substantially increasing the cost of an isolated building.

Los puentes de mampostería de piedra o ladrillo forman una parte importante del patrimonio arquitectónico del Perú. Aunque no muy numerosos su importancia radica en que representan el estado del arte de la ingeniería de aquel entonces, los cuales en muchos casos se siguen utilizando hasta nuestros días, como es el caso de varios puentes ubicados en las ciudades de Lima, Arequipa, Huánuco, etc. En el presente trabajo de Tesis se describe el proceso de evaluación estructural al Puente Trujillo o Puente de Piedra, ubicado en el centro histórico de la ciudad de Lima y construido a inicios del siglo XVII, con el fin de conocer su comportamiento estructural y sugerir una adecuada intervención, así como promover una cultura de conservación. La metodología expuesta a continuación nos muestra el desarrollo de la evaluación estructural en base a las cartas internacionales en monumentos históricos, al conocimiento histórico, la geometría, los materiales y la forma constructiva. Usando la teoría de los elementos finitos se desarrolló un modelo tridimensional del puente, aplicando al modelo un análisis estático lineal, un análisis modal, un análisis sísmico estático y un análisis frente a una sobrecarga vehicular. Siendo esencial los dos primeros análisis para obtener el comportamiento global de la estructura. / The bridges of stone or brick masonry are an important part of the architectural heritage of Peru. Although they aren’t very numerous, its importance focuses in representing the art’s state of engineering that time, which in many cases are still used to this day, as is the case of several bridges located in the cities of Lima, Arequipa, Huánuco etc. This thesis’s work describes the structural evaluation process to Trujillo Bridge or known as Stone Bridge, located in the historic center of the Lima city and built in the early seventeenth century, in order to know its structural behavior and suggest an appropriate intervention, so as promote an education of conservation. The methodology described to following shows us the development of the structural evaluation based on international charters of historical monuments, historical knowledge, geometry, materials and type of construction. The finite element theory was used for development a three dimensional model from the bridge, applying to model a linear static analysis, a modal analysis, a seismic static analysis and a vehicular overload analysis. The first two analyzes are essential for getting the global behavior of the structure. / Tesis

El objetivo principal de la presente tesis es aportar al estado del arte del diseño sismo resistente de puentes con sistemas de protección sísmica, mediante la comparación del desempeño sísmico de un puente con aisladores y un puente con aisladores sísmicos más disipadores de fluido viscoso, para lo cual se tomó el caso de estudio del puente Quilca. Se determinó el desempeño sísmico del puente Quilca frente a la demanda sísmica del Manual de Puentes del MTC 2017, mediante un análisis estático no lineal (push over), tanto en la dirección longitudinal como en la dirección transversal. Luego se establecieron 3 casos de estudio; el primero considera al puente Quilca en su estado existente, el segundo caso considera la inclusión de un sistema de aislamiento sísmico con dispositivos con núcleo de plomo LRB, y el tercer caso considera la inclusión de un sistema de protección híbrido, conformado por un sistema de aislamiento sísmico con inclusión de disipadores de fluido viscoso. Se realizaron análisis sísmicos modales espectrales y tiempo historia no lineal, para los 3 casos de análisis mencionados, obteniéndose registros de desplazamientos, fuerzas cortantes y momentos flectores, periodos fundamentales, amortiguamiento, entre otros. En el capítulo de análisis de resultados, se resumen los resultados obtenidos en cada caso de estudio, y se discuten los mismos. Finalmente se comparan los 3 caso de estudio, analizando cara parámetro mediante gráficas comparativas, y determinando la alternativa con mejor desempeño sísmico. / The main thesis objective is to contribute to the state of the art of earthquake resistant design of bridges with seismic protection systems, by comparing the seismic performance of a bridge with seismic isolators and a bridge with seismic isolators plus viscous fluid dampers, for which which took the case study of the Quilca bridge. The seismic performance of the Quilca bridge was determined against the seismic demand of the MTC 2017 Bridge Manual, by means of a nonlinear static analysis (push over), both in the longitudinal direction and in the transverse direction. Then 3 case studies were established; the first considers the Quilca bridge in its existing state, the second almost considers the inclusion of a seismic isolation system with devices with LRB lead core, and the third case considers the inclusion of a hybrid protection system, made up of a system of seismic isolation and the inclusion of viscous fluid dampers. Modal spectral seismic analyzes and non-linear time history were realized for the 3 cases of analysis mentioned, obtaining records of displacements, shear forces and bending moments, fundamental periods, damping, among others. In the analysis of results chapter, the results obtained in each case study are summarized and discussed. Finally, the 3 case studies are compared, analyzing each parameter through comparative graphs, and determining the alternative with the best seismic performance.

El presente trabajo de investigación se centró en el uso de acero estructural en la construcción de una vivienda multifamiliar y una oficina en el extranjero. A partir de ello, se plantearon los factores sismorresistentes y de diseño que limitan la masificación del uso de acero estructural en la construcción de viviendas multifamiliares en el Perú. El objetivo principal de este trabajo consistió en determinar la viabilidad de construir edificios destinados a viviendas multifamiliares como un desafío de realizarlos, actualmente, en el Perú. Primero, se desarrolló la metodología a partir de la recopilación de información de investigaciones recientes, publicaciones académicas, libros y papers. Asimismo, se revisaron las normas E.020 Cargas, E.030 Diseño Sismorresistente, E.060 Concreto armado, E090 Estructuras Metálicas, AISC 341-16 y AISC 360-10. Luego, con la información recolectada, se eligieron edificaciones en acero estructural idealizadas en el extranjero y el Perú para comparar sus sistemas sismorresistentes. Cabe mencionar, que las consideraciones de sismorresistencia y diseño para los edificios del extranjero se contrastaron con las normas peruanas, a fin de ver si las consideraciones del extranjero son las mismas o varían y su posibilidad de construirlas. Finalmente, se compararon los indicadores económicos de las edificaciones escogidas en el Perú con la finalidad de analizar la factibilidad de construir viviendas multifamiliares en acero estructural en nuestro país. En conclusión, se obtuvo que si es posible la construcción en acero estructural en edificaciones de viviendas multifamiliares en el Perú si es que existiera una industria complementaria de acero adecuada.

Los proyectos con aislamiento sísmico se están incrementando a nivel nacional, incluso la norma sísmica peruana E-030 establece que se deben usar aisladores sísmicos en hospitales ubicados en la zona sísmica 4 y 3 del mapa sísmico del Perú. Es aceptado también que puede haber edificios aislados en suelos S1, S2 y S3. En edificios aislados que están sobre suelos tipo S3 y en zona sísmica 4 para un mismo amortiguamiento se obtienen los mayores valores de desplazamiento de la base aislada. Esto implica utilizar conexiones flexibles que acomoden dicho desplazamiento, además en algunos casos estos desplazamientos ocasionan que exista una menor área utilizable del edificio. Una de las alternativas para reducir dichos desplazamientos es la colocación de Amortiguadores Viscosos complementarios en la base del edificio aislado los cuales adicionan amortiguamiento al sistema de aislamiento. En esta investigación se evaluó un modelo matemático de un edificio de 05 pisos que tiene aisladores elastoméricos LRB, ubicado en la zona sísmica 4 y sobre un suelo S3. Dicho modelo fue analizado luego con Amortiguadores Viscosos complementarios dispuestos en 5 condiciones diferentes de amortiguamiento: 15%, 30%, 45%, 60% y 75%. Para todos los análisis se utilizaron 7 señales sísmicas espectro-compatibles. Se obtuvieron reducciones del Desplazamiento de la base aislada hasta de un 30% de su valor inicial. Se analizó la variación de las respuestas (Aceleraciones, Derivas, Fuerzas Cortantes, Energía Disipada) en función del incremento de amortiguamiento. Se verificó que para la sismicidad peruana la combinación de aisladores y amortiguadores tiende a incrementar las respuestas sísmicas de la superestructura. / Projects with seismic isolation are increasing at Peru, even the Peruvian Seismic Standard establishes that seismic isolators must be used in hospitals located in seismic zone 4 and 3 of Peruvian seismic map. Is also accepted that there may be isolated buildings on soils S0, S1, S2 and S3. In isolated buildings that are on soil type S3 and in seismic zone 4, maximum displacement values are obtained. This implies the use of flexible connections; in addition in some cases these displacements cause that there is a smaller usable area of the building. One alternative to reduce these displacements is the use of Supplementary Viscous Dampers in the base of isolated building which adds damping to isolation system. In this research, a mathematical model of a 5-story building with elastomeric isolators, located in seismic zone 4 and soil type S3 was evaluated. This model was then analyzed with Supplementary Viscous Dampers, considering 5 different conditions of critical damping ratio: 15%, 30%, 45%, 60% and 75%. For all analyzes, 7 time-history records compatible with Peruvian seismicity were used. Displacement reductions of isolated base were obtained up to 30% of its initial value. The variation of responses (Accelerations, Drifts, Shear Forces, and Dissipated Energy) was analyzed as a function of the damping increasing. It was verified that the Peruvian seismicity combination of isolators and dampers tends to increase the seismic responses of the superstructure. / Tesis

Los profesionales responsables de redactar, revisar y publicar cada norma, no suelen ser partícipes en la elaboración de otras normas; ya sea porque se trate de un área o especialidad distinta o porque simplemente se eligieron otros expertos en el ámbito. Lo anterior se puede ver reflejado en diferencias o variaciones de algunos términos y consideraciones en las Normas E.030 “Diseño Sismorresistente”, E.050 “Suelos y Cimentaciones” y E.060 “Concreto Armado”, y su aplicación en la construcción de proyectos. Por ejemplo, para la Norma E.060, se puede incrementar en un 30% la presión admisible del suelo; mientras que la Norma E.050 no hace ningún tipo de referencia a un incremento de dicho parámetro. El término de presión admisible de un suelo es de suma importancia puesto que se ve mencionado en tres normas del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Asimismo, es utilizado por diferentes expertos, sean de distintas especialidades o no, pues involucra parte importante del diseño total de una edificación. Por dicho motivo, además de la importancia de conocer las distinciones, surge la necesidad de compatibilizar conceptos referidos a presiones admisibles entre las distintas normas. El objetivo principal de este trabajo de investigación es recopilar términos relacionados a las presiones admisibles para su posterior comparación entre las Normas E.030, E.050 y E.060. Esto se realizará mediante la revisión de las distintas normas anteriormente mencionadas. Asimismo, se revisarán otras normas internacionales como la Norma chilena, Norma mexicana y Norma española con el fin de contrastar la terminología referida a presiones admisibles y, a partir de ello, presentar una propuesta que logre uniformizar conceptos.

La presente investigación tiene como fin analizar los aspectos para el desarrollo y diseño de instalaciones de sanitarias, eléctricas y de gas para uso residencial en el Perú. En relación a ello, para comenzar se definieron los sistemas, subsistemas y sus características, de cada especialidad conforme al reglamento nacional de edificaciones y las normas técnicas particulares de habilitaciones urbanas. De ahí, se muestran los aspectos más importantes a tomar en cuenta para iniciar el diseño de las instalaciones en general; es decir, de las redes de abastecimiento y distribución de sanitarias, eléctricas y gas. Después de ello, a modo de comparación se detallan las principales deficiencias de las instalaciones sanitarias y eléctricas con ejemplos de aplicación de ciudades típicas donde la informalidad aún se encuentra arraigada, dentro del rubro de construcción y mantenimiento de servicios básicos.

El avance en el conocimiento de técnicas de análisis más refinadas frente a los altos niveles de amenaza sísmica en el Perú, hace necesario la evaluación de la infraestructura hospitalaria construida en el territorio peruano. Los edificios de hospitales son estructuras esenciales que durante y después de los movimientos sísmicos deben seguir operando, por lo que existe un amplio interés en mitigar al máximo el riesgo del sistema estructural en cada uno de sus componentes y lograr el desempeño esperado. El hospital regional Eleazar Guzmán Barrón ubicado en el distrito de Nuevo Chimbote de la Provincia del Santa de la Región Ancash, fue diseñado en 1974 con un código que no garantiza que se cumplan los requisitos más rigurosos de los códigos vigentes. En el presente trabajo se estudia el desempeño sísmico del bloque D del mencionado nosocomio. El estudio comprende primero el análisis estático no lineal y luego el dinámico incremental de la estructura que, al ser sometido a movimientos sísmicos de distintos niveles de intensidad, permitirá conocer la respuesta en ambas direcciones. En la dirección longitudinal, la estructura tiene niveles de desempeño inesperados, comportamiento elástico hasta alcanzar rápida y violentamente el nivel de seguridad limitada frente sismos menores que el de diseño porque en los ejes de fachada la edificación presenta el efecto de columna cautiva. En la dirección transversal la situación es aún peor, frente a todos los niveles de amenaza, el desempeño que se alcanzaría es de colapso. En vista que la edificación es poco dúctil y poco resistente, se recomienda realizar de forma inmediata el reforzamiento del bloque D del hospital regional Eleazar Guzmán Barrón para dotarla de capacidad de deformación y resistencia y así garantizar niveles de desempeño aceptables frente a sismos moderados y severos que están por venir.