El objetivo del presente trabajo es desarrollar cuatro hojas de cálculo para el análisis y/o diseño estructural de los siguientes elementos de concreto armado: vigas continuas, muros de corte, muros de contención y losas macizas. A través de estas hojas de cálculo se acelera la parte numérica del procedimiento de diseño y permite que el ingeniero se ocupe de otras partes del procedimiento tales como la evaluación de opciones y la compatibilización con arquitectura. El resultado final es un aumento de la calidad del diseño estructural. La principal ventaja en el uso de estas hojas de cálculo en comparación con los programas convencionales de cálculo y diseño radica en que estos últimos, al ser extranjeros, no están adaptados totalmente a las normas peruanas actuales, especialmente en los aspectos sísmicos que son únicos de cada región. Se utilizaron funciones avanzadas y macros para mejorar la presentación y los cálculos de cada hoja de cálculo. Se desarrolla tanto los temas teóricos como los algoritmos que se utilizaron en cada hoja. Asimismo se realiza verificaciones con otros programas comerciales o cálculos manuales para demostrar su validez. Por último se presenta en el anexo ejemplos de aplicación de cada una de las hojas de cálculo y además un CD con los archivos en digital.

En este trabajo se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio de vivienda de siete pisos y un sótano ubicado en Lima, sobre un suelo con 40 ton/m2 de presión admisible y luego se estudió su respuesta a dos acelerogramas peruanos de sismos recientes. El sistema estructural del edificio es de muros, columnas y vigas de concreto armado sobre una cimentación de zapatas aisladas y conectadas. Los sistemas de techos son aligerado prefabricado y losas macizas. Para el análisis estructural se desarrolló un modelo tridimensional con todos los muros, columnas y vigas. Los techos se representaron por diafragmas rígidos y para su análisis individual se usaron modelos separados. Se obtuvieron valores de 5 y 3‰ de deriva bajo las solicitaciones de la NTE-030. Para la dirección flexible, las dimensiones de las columnas se definieron por criterios de rigidez y no de capacidad de carga; su diseño por fuerza cortante fue cubierto ampliamente por los estribos mínimos. El peralte importante de las columnas (1 m) permitió cumplir el requisito de columna fuerte / viga débil (ΣMnc > 1.4 ΣMnv) sin usar acero adicional. La fuerza cortante de diseño en las placas se obtuvo usando los valores del análisis y factores de amplificación cercanos a 1.2; aún así, esta demanda fue cubierta con el acero mínimo distribuido. Los acelerogramas obtenidos en los terremotos de mayo-1970 y agosto-2007, presentaron valores pico similares (0.1g y 0.07g) pero diferente contenido de frecuencias (3.4Hz y 1.3Hz de frecuencia fundamental). Estas señales fueron escaladas a 0.2g para hacerlas representativas de nuestros sismos frecuentes (45 años de período de retorno en la costa peruana). Al estudiar la respuesta del edificio a las señales escaladas, se encontró que las mayores solicitaciones correspondían al acelerograma de agosto-2007 debido a la notoria diferencia en el contenido de frecuencias en la zona de períodos del edificio. Para esta señal se encontró que el edificio alcanzaría una deriva máxima del orden de 9 y 3 ‰ en cada dirección. En cuanto a la resistencia lateral, los resultados indican que para la dirección flexible, la demanda de resistencia de estas señales es 5 veces superior a la cortante global de diseño. Sin embargo la demanda sobre el elemento mas esforzado fue 3 veces superior a la capacidad instalada. Esta menor diferencia en los elementos se atribuye a la sobrerresistencia que todos los elementos adquieren en el proceso de diseño. Es muy probable que el edificio diseñado en este trabajo tenga incursiones inelásticas en un movimiento sísmico con aceleración del orden de 0.2g. / Tesis

Este proyecto desarrollado como tema de tesis comprende el análisis y diseño de un edificio de viviendas ubicado en la calle Alcalá, distrito de Pueblo Libre, provincia de Lima, sobre un terreno plano de 260.72 m2. El edificio tiene 5 pisos y 1 semisótano. El área construida total del proyecto es 1,030 m2. El sistema estructural del edificio de concreto armado está conformado por muros de corte, columnas y vigas. Los techos se resolvieron usando aligerados prefabricados y losas macizas. Para la cimentación, dada la buena capacidad del terreno (40tnm2), se diseñó usando zapatas aisladas y conectadas. La profundidad de cimentación es 1.20 m. / Tesis

En la actualidad, los sistemas de protección sísmica representan una opción viable para la prevención de desastres naturales como lo es un evento telúrico. Nuestro país se encuentra en la zona del cinturón de fuego del pacífico, por lo tanto no se debe hacer caso omiso al peligro que un sismo supone. En atención a ello, se presenta el siguiente estudio que intentará explicar, a grandes rasgos, una tecnología de protección sísmica: la implementación de aisladores en un edificio de viviendas. Es recurrente que el público en general, e inclusive ingenieros civiles, tengan interrogantes sobre el comportamiento, tipos, eficiencia y conveniencia de los distintos tipos de aisladores sísmicos. Por tal motivo, este estudio fue estructurado para describir la tecnología desde los principios básicos y la filosofía del diseño, hasta los mecanismos de protección y propiedades dinámicas de cada uno de los dispositivos. La información técnica mostrada corresponde a estándares internacionales, normativa local y prácticas comunes de la ingeniería estructural y construcción. Complementario a la información teórica, se plantea una comparación entre la propuesta ya construida y su similar con aisladores en una edificación de viviendas de varios niveles. Se ha seleccionado para el ejercicio un edificio multifamiliar típico del distrito de San Isidro, en la ciudad de Lima: dos sótanos y siete niveles de viviendas, incluyendo la azotea. La directriz general que se siguió, para realizar la propuesta con aisladores, fue la de restructurar la edificación con la idea de ahorrar en materiales de construcción y compensar, así, el sobrecosto por el concepto de aisladores. Al mismo tiempo, se mantuvo la arquitectura original y la funcionalidad de las viviendas. Finalmente, se resumen los resultados de los análisis de estructuras, de acuerdo a norma, y se presentan los costos de construcción asociados, junto con los beneficios del aislamiento sísmico, para comparar la conveniencia de su implementación en el ejercicio mostrado. / Tesis

El presente trabajo consiste en el análisis y diseño estructural de un edificio de seis pisos de concreto armado, destinado a vivienda. Esta edificación se encuentra ubicada en el distrito de Lince en la ciudad de Lima en Perú. El terreno cuenta con un área total de 345 m2. El área techada del primer al sexto nivel es de 206 m2, mientras que la azotea tiene 19 m2. Su distribución será de la siguiente manera: el primer nivel está destinado para los estacionamientos, los almacenes y el ingreso de personas; y en el resto de pisos se albergarán tres departamentos en cada uno. Se contará con un total de quince apartamentos. Para su diseño, se utilizará un sistema estructural en base a pórticos y placas en ambas direcciones principales con la finalidad de brindar una adecuada rigidez a la estructura y controlar los desplazamientos laterales. El sistema de techado será de losas aligeradas y losas macizas en una dirección. Para el análisis de cargas de gravedad y de sismos se utilizará un modelo 3D en el programa ETABS, en el cual, los techos se representarán como diafragmas rígidos con tres grados de libertad. Finalmente, se procederá al diseño de todos los elementos estructurales, teniendo en cuenta que se cumplan todos los parámetros de la Norma Peruana de Concreto Armado E.060. Los elementos diseñados serán los siguientes: losas aligeradas y losas macizas, vigas columnas, placas, escaleras, cisterna y cimentación del edificio. / Tesis

Se ha elaborado el diseño estructural de un edificio de concreto armado de siete pisos conformado con cuatro departamentos por piso ubicado en el distrito de Cercado de Lima. El terrero de cimentación corresponde a una grava arenosa medianamente densa a densa (GP) con una presión admisible de 4.00 kg/cm2 a 1.20 m respecto del nivel actual del terreno, no presentando agresividad del suelo a la cimentación. La estructuración del edificio es en base a Muros de Ductilidad Limitada (MDL) tanto en los ejes X-X e Y-Y con espesores de 10 y 15 cm. Los techos en todos los niveles son losas macizas de 10 y 20 cm de espesor. Solamente se consideran muros de ladrillo en cerramientos de ambientes y baños los cuales no cumplen ninguna función estructural. El tipo de cimentación escogido para el diseño será de zapatas aisladas y zapatas continuas conectadas por medio de vigas de cimentación y cimientos corridos. Con respecto al análisis sísmico, se realizó el análisis estático y el análisis dinámico según lo estipulado en la NTE E.030 Diseño Sismorresistente para poder comparar las derivas y los desplazamientos con los valores exigidos en la norma. El análisis y el diseño se realizaron según los requerimientos de las normas NTE E.020 (cargas), NTE E.030 (Diseño Sismorresistente), NTE E.050 (Suelos y Cimentaciones) y NTE E.060 (Concreto Armado) y para el caso de los muros se utilizo el Anexo 02 Especificaciones Normativas para Diseño Sismorresistente en el caso de Edificaciones de Muros de Ductilidad Limitada (EMDL). / Tesis

En el presente trabajo se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de cinco pisos, un sótano y un semisótano, ubicado en el distrito de Miraflores, provincia de Lima, sobre un área de terreno de 400 m2 aproximadamente. El suelo de cimentación corresponde a una grava con una capacidad portante de 30.00 ton/m2. El diseño se realizó siguiendo lo establecido en el Reglamento Nacional de Edificaciones. El sistema estructural del edificio está compuesto por muros de corte, columnas y vigas de concreto armado. Para el sistema de techos se usaron losas aligeradas y losas macizas. El semisótano y el sótano cuentan con muros de concreto armado en todo el perímetro para resistir el empuje de tierras. La cimentación consiste en zapatas combinadas y conectadas, así como también en cimientos corridos. La profundidad de cimentación es de 1.20 y 1.05 m. a partir del nivel de piso terminado del sótano el cual es variable y presenta dos niveles. Para realizar el análisis estructural del edificio, tanto para cargas de gravedad como para cargas sísmicas, se desarrolló un modelo tridimensional con los elementos estructurales empleando el programa ETABS. Las losas macizas y aligeradas, se analizaron aparte utilizando el programa SAP2000. Las solicitaciones fueron definidas de acuerdo a lo estipulado en la Norma Técnica Peruana E.020 de Cargas y en la Norma Técnica Peruana E.030 de Diseño Sismorresistente. Realizado el análisis, se verificó que los desplazamientos relativos de la edificación fueran menores a los valores máximos permitidos. El diseño en concreto armado se realizó utilizando el método de resistencia. Los criterios utilizados para el predimensionamiento de vigas y columnas permitieron obtener valores de cuantías moderados de acuerdo a lo estipulado por la Norma Técnica Peruana E.060 de Concreto Armado, lográndose así evitar la congestión del acero de refuerzo. Asimismo, el criterio utilizado para el predimensionamiento de los muros permitió controlar los desplazamientos laterales y dotar a la edificación de una resistencia adecuada. Complementariamente se estudió la respuesta dinámica del edificio a dos acelerogramas peruanos de sismos recientes, el ocurrido el 31 de mayo de 1970 en el departamento de Ancash y el que tuvo lugar el 3 de octubre de 1974 en el departamento de Lima. Se presenta como resultado tanto la respuesta global de la estructura como la respuesta local de la placa más esforzada. / Tesis

La presente tesis desarrolla la estructuración, análisis y diseño de un edificio multifamiliar de siete pisos ubicado en el distrito de San Isidro, Lima. Las dimensiones del terreno sobre el cual se construirá el edificio son 23.75 metros de largo por 10.95 metros de ancho, con un área de 260 m2. El edificio cuenta con un semisótano, en el cual se han dispuesto los estacionamientos, el tanque cisterna, el cuarto de máquinas, el área de ingreso, el vestíbulo, la recepción, el ascensor y depósitos. Encima del semisótano se encuentran los seis pisos típicos y la azotea, cuyas dimensiones son 18.60 metros de largo por 9.00 metros de ancho que resultan en un área techada de 167 m2. El edificio está estructurado con elementos de concreto armado, tales como losas, vigas, columnas, muros y cimientos. El sistema resistente consta tanto de muros como de pórticos. Sin embargo, los muros de corte son los elementos que predominan en ambas direcciones, ya que resisten alrededor del 90% de la fuerza cortante basal sísmica. Este tipo de estructuración reduce los desplazamientos laterales ya que aporta mayor rigidez a la estructura, lo cual reduce pérdidas y daños. Se han dispuesto losas aligeradas para el techado del edificio en casi todos los ambientes, excepto en el baño junto a las habitaciones, para el cual se ha dispuesto una losa de concreto armado. Se usó el modelo sísmico como herramienta principal para lograr una adecuada distribución de los elementos estructurales. Principalmente se redujo la torsión verificando que el movimiento del edificio en caso de sismo se acerque lo más posible a una traslación pura. Luego de modelar la estructura se obtuvieron los periodos de vibración principales, las fuerzas cortantes en la base y los desplazamientos laterales. El edificio se clasificó como regular en ambas direcciones, a pesar de la existencia de una esquina entrante con una de sus dimensiones poco por encima del 20% de la longitud correspondiente total en planta. La decisión se debió principalmente a una adecuada distribución de placas en ambas direcciones que rigidiza las zonas débiles. El análisis y diseño se han realizado de acuerdo a los requerimientos de las normas NTE.020 (Cargas), NTE.030 (Diseño sismorresistente), NTE.050 (suelos y cimentaciones) y NTE.060 (Concreto Armado). / Tesis

El proyecto desarrollado como tema de tesis, comprende el análisis y diseño estructural de un edificio destinado a oficinas de 7 pisos y 2 sótanos ubicado en el distrito de Miraflores el cual se encuentra sobre un terreno de perfil tipo S1 (clasificación que da la Norma E030 a los perfiles de roca o suelos muy rígidos). El área por cada nivel es de aproximadamente 600m2 para los estacionamientos y de 432m2 haciendo un total de 3807m2 de área construida. La estructura del edificio consiste en elementos de concreto armado. Es una estructura mixta en ambas direcciones, es decir, una combinación de pórticos con muros de corte o placas siendo éstos conectados entre sí por medio de vigas peraltadas. El sistema de techos está conformado por losas macizas en dos direcciones para los sótanos dado que estos son los ambientes destinados para estacionamientos mientras que en el resto de niveles se utilizaron losas aligeradas orientadas en una dirección con un peralte de 25cm además de una losa maciza de 17 cm en la zona del hall de la escalera principal y del ascensor. Para el análisis sísmico se elaboró un modelo tridimensional considerando todos los elementos estructurales representando las vigas y columnas con elementos tipo Barra, las placas con elementos tipo Shell y finalmente los aligerados y losas macizas con elementos tipo Membrana. Se consideraron tres grados de libertad en cada nivel de la edificación siendo dos de traslación y uno de rotación. Las solicitaciones de carga se obtuvieron de acuerdo a la Norma de Cargas E020 y se verificó que los desplazamientos relativos de entrepisos fueran menores a los establecidos por la norma de Diseño Sismo resistente E030. En el diseño de las vigas, columnas, placas y zapatas que constituyen la estructura del edificio se emplearon las fuerzas obtenidas por las cargas muertas y vivas provenientes de un análisis por cargas de gravedad además de las fuerzas obtenidas mediante el análisis sísmico. La respuesta final quedó definida por medio de la combinación de la respuesta de todos los modos de vibración de la estructura. Para facilitar el diseño de la cimentación se asumió una capacidad portante de suelo de 3Kg/cm2 teniendo en consideración una profundidad mínima de cimentación de 1.50m por debajo del nivel de piso terminado. / Tesis

En la presente tesis se desarrolla el análisis y diseño estructural de una edificación de concreto armado de cuatro pisos destinada a centro educativo. La edificación se encuentra ubicada en el distrito de San Miguel en la ciudad de Lima, sobre un terreno conformado por gravas densas de capacidad portante de 4.0kg/cm2 a 1.50m de profundidad. El terreno cuenta con un área total de aproximadamente 850m2. La edificación conforma parte de un campus universitario, sin presentar estructuras colindantes. El proyecto de instalaciones sanitarias contempla un sistema hidroneumático independiente, alimentado por la cisterna existente de un pabellón vecino. El edificio está estructurado en base a placas o muros de concreto armado de 25 cm de espesor, en ambas direcciones, y columnas rectangulares de 30x60 cm. Los techos se estructuran con losas aligeradas de 20 cm de espesor, y en el caso de los pasillos con losas macizas de 15 cm de espesor. Las vigas del proyecto, que conforman pórticos con las columnas y placas, tienen 50 cm o 60 cm de peralte. La cimentación se encuentra conformada por zapatas aisladas en el caso de columnas, y en el caso de placas por zapatas combinadas con vigas de cimentación. Para el análisis estructural sísmico se realiza un modelo tridimensional en el programa C&S ETABS 9.7.4, conformado por elementos lineales tipo frame y elementos finitos tipo shell. En dicho modelo se consideran las losas de entrepiso como diafragmas rígidos que compatibilizan los desplazamientos de cada planta. El método de análisis utilizado es el de superposición modal espectral, en base al espectro de diseño definido por la norma peruana RNE E.030 Diseño Sismorresistente. Para el análisis estructural por cargas de gravedad de vigas, losas y columnas se realizan modelos de pórticos planos en el programa C&S SAP2000 15.0.0. El diseño se realiza por capacidad última o rotura. Tanto el análisis como el diseño se realizan de acuerdo a los requerimientos del Reglamento Nacional de Edificaciones. Para todos los elementos se considera el uso de concreto con f’c = 210kg/cm2, y refuerzo de acero corrugado con fy = 4200kg/cm2. / Tesis