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

Chile es uno de los países con más alta tasa de actividad sísmica en el mundo, por esta razón, se necesitan estrategias para mejorar el comportamiento de las estructuras frente a un sismo. El presente trabajo, trata sobre el análisis del comportamiento de una estructura de acero de 10 pisos, provista de un tipo de disipador friccional de energía sísmica llamado Sloted Bolted Connection (SBC). Estos estudios se realizaron en base a un proyecto de norma para el análisis de estructuras provistas de disipadores pasivos de energía, que en estos momentos está siendo desarrollada. El objetivo principal de este trabajo es determinar las reducciones en aceleraciones, velocidades y desplazamientos de la estructura debido a la incorporación de los dispositivos SBC. Además, se realizó una comparación de éstos resultados, con aquellos obtenidos tras la incorporación a la estructura de otros tipos de disipadores (ADAS, viscoelásticos y de marcos con arriostramiento excéntrico). Todo el análisis del desempeño de los disipadores SBC, y el estudio de los sistemas estructural y disipador, fue realizado mediante un modelo computacional en el programa de análisis no lineal SAP2000. Al analizar los resultados obtenidos, se concluye que los dispositivos SBC reducen efectivamente los índices de aceleraciones, velocidades y desplazamientos en la estructura. Al realizar la comparación entre los resultados obtenidos mediante los distintos tipos de dispositivos, se puede notar que son bastante similares, pero si se toma en cuenta la facilidad de construcción, la disponibilidad de materiales componentes, su fácil montaje, simplicidad de diseño, durabilidad y facilidad de monitoreo, hacen que la aplicación de los SBC sea la mejor alternativa para la realidad nacional.

Actualmente al evaluar las opciones de cimentación para una torre de alta tensión se suelen utilizar sistemas tradicionales de concreto armado. Esto representa un problema, pues en condiciones geográficas demandantes, como es el caso de la mayoría de líneas de transmisión, el costo de esta partida se eleva considerablemente y, en algunos casos, los tiempos de construcción pueden extenderse. En esta tesis se plantea el uso de un sistema de pilotaje novedoso en Perú, el de pilotes helicoidales, fabricados de acero, con representación de la marca Chance™. Se obtuvieron valores de ensayos en campo realizados por M&M CONSULTORES, requeridos para el diseño del sistema, cumpliendo con proveer la capacidad de carga axial a compresión y a tracción requeridas por la torre de alta tensión evaluada en Tarapoto. Posterior a esto, se realizó el diseño de una zapata convencional de concreto armado y con el apoyo de las empresas EMIN GEOESTRUCTURAS y GRAÑA Y MONTERO, se pudo obtener un costo para ambos sistemas y así poder establecer una comparación económica. / Tesis

Ingeniero Civil / Debido a la sismicidad nacional y la importancia económica de la industria vitivinícola chilena nace la necesidad de estudiar el comportamiento estructural de los estanques de almacenamiento de acero frente a una solicitación sísmica. En la presente memoria se modelan 2 estanques con dimensiones geométricas diferentes a través del programa de elementos finitos ANSYS versión 15. Se realiza un análisis no-lineal estático del tipo pushover variando la condición de borde para ambos tipos de estanque. De los modelos analizados se extraen las curvas de capacidad, los modos de falla y la distribución de tensiones principales y equivalentes (o tensión de Von-Mises). Los resultados entregados por el programa se comparan con las cargas y fuerzas de diseño obtenidas de las normas y guías de cálculo. Luego de procesar los resultados se concluye que -El programa logra modelar de buena forma el comportamiento estructural de los estanques obteniendo los modos de falla observados en terreno -La condición de borde del estanque incide en el modo de falla visualizado en el manto -Los estanques simplemente apoyados muestran un pobre desempeño. Su capacidad máxima se encuentra por debajo del corte basal de diseño.

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 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.

El presente trabajo de suficiencia profesional detalla los criterios y procedimientos empleados para el análisis y diseño estructural de la edificación denominada: ATRIO ESCOLAR. Estructura compuesta por un sistema de pórticos ordinarios resistentes a momento en dirección “X” y de pórticos ordinarios concéntricamente arriostrados en dirección “Y”. El pórtico principal posee una luz de 18.35 metros a ejes de columnas, está espaciado a cada 4.50 metros y tiene una altura de 10.25 metros. Dicho pórtico principal está conformado por una viga de alma llena fabricada de sección W variable y rolada, y por una columna de alma llena fabricada de sección W también variable. El pórtico secundario está conformado por vigas de alma llena laminadas y por la columna ya descrita; adicionalmente, en esta dirección, se cuenta con paños arriostrados con redondos lisos. La estructura del techo se compone de viguetas de sección Z conformadas en frío arriostradas en sus tercios. Se realizó un análisis dinámico modal espectral de la edificación empleando el software SAP2000 siguiendo los parámetros y especificaciones dadas en la Norma Sismorresistente E.030 – 2018. Dicho análisis computacional permitió acceder a información como: periodos y modos de vibración de la estructura; cortante basal y fuerzas internas en elementos estructurales; y desplazamientos laterales. El diseño estructural de los elementos y conexiones se llevó a cabo empleando la normativa del American Institute of Steel Construction (AISC) 360 – 16, siguiendo las provisiones sísmicas para edificios de acero establecidas por el American National Standards Institute (ANSI) 341 – 16 para sistemas OMF y OCBF. El método de diseño empleado fue el de la longitud efectiva. La cimentación fue analizada y diseñada en el software SAFE. El procedimiento de análisis utilizado fue el del método elástico empleando el modelo de la solución de Winkler. Las combinaciones para la verificación de esfuerzos admisibles en el terreno fueron las descritas en el ASCE – 16. Las cargas fueron importadas al SAFE desde el modelo realizado en SAP2000, el sismo fue trasladado por medio del método de la fuerza equivalente como un sismo estático para cada dirección. El diseño estructural de la cimentación se realizó siguiendo las especificaciones dadas en la Norma E.060 vigente.

Esta tesis desarrolla el diseño de un graderío de concreto armado en el campo de futbol del lado Norte del campus PUCP, así como de una estructura metálica sobre ella con una membrana tensada. Tanto la cubierta como el graderio fueron diseñados por el alumno, mediante programas de modelado CAD y cálculo de estructuras variados. Se muestran en la memoria los diferentes pasos de diseño y comprobaciones. Aparte del desarrollo de la memoria de diseño y cálculo con los planos correspondientes, se incluye una introducción y posterior desarrollo del campo de las tensoestructuras, aquellas conformadas por membranas tensadas. La estructura del documento de la tesis se compone por: • Memoria de diseño y cálculo • Anexo de descripción de estructuras tensadas • Estudio de mecánica de suelos • Planos La memoria expone de forma preliminar los antecedentes del proyecto, su objeto, un estado del arte de las estructuras tensadas, el análisis multicriterio, normativas estructurales utilizadas, selección de materiales, hipótesis de carga y posteriores procesos de diseño y cálculo de los diferentes tipos de estructuras de concreto armado, acero y membrana tensada. El anexo de descripción de estructuras tensadas explica el funcionamiento, propiedades y fundamentos de cálculo y diseño recogidos de diferentes fuentes bibliográficas. El estudio de mecánica de suelos del lugar donde se ejecutaría el proyecto ha sido realizado para la PUCP en el año 2012, para una ampliación de la Facultad de Arte. Los planos definen geométricamente las dos estructuras: la cubierta textil con su soporte de acero y correspondientes cimentaciones y el graderío de concreto armado, también con sus cimentaciones.

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.

El Perú es un país altamente sísmico, en tal sentido nuestras edificaciones tienen la necesidad de la implementación del uso de técnicas de control de respuesta sísmica con las que, sin un alto costo, se aumente la protección de respuesta sísmica en edificaciones. Es por eso que en el Perú ya se tiene conocimiento y aplicación de sistemas de control de respuesta, sin embargo, no es muy común el uso de los disipadores activados por desplazamiento como el arriostre con pandeo restringido, el cual es una alternativa relativamente nueva en nuestro país, a diferencia de otros países donde es una de las más utilizadas. En consecuencia, el objetivo de esta tesis es realizar el rediseño de una edificación de acero estructural utilizando los arriostres de pandeo restringido como sistemas de control de respuesta, como objetivos secundarios se plantea analizar los fundamentos teóricos del diseño para estos elementos, evaluar la configuración más adecuada para el edificio planteado, evaluar mediante análisis no lineales el refuerzo propuesto, y realizar una comparación del dispositivo con y sin BRB. Se utilizaron la norma técnica nacional E030 Diseño sismorresistente, así como normas internacionales como el ASCE 7-16, AISC 341-16 y AISC 360-16, entre otras donde sea conveniente. Primeramente, se realizó una recopilación de información y revisión bibliográfica. Además, se escogió la edificación de acero a rediseñar con el nuevo sistema de control de respuesta. Se investigo las principales configuraciones de BRB para posteriormente elegir la más adecuada según la dirección de análisis. En segundo lugar, se inició de diseño de la edificación a partir de un dimensionamiento de los núcleos de BRB, su verificación con la norma E030 con un análisis lineal dinámico. Posteriormente, se comprobó el diseño con las distribuciones de fuerzas de reajuste del BRB en los otros elementos del pórtico. Por último, mediante un análisis estático no lineal se comparo el desempeño estructural del sistema con BRB con el original SCBF, finalmente se realizó un análisis dinámico no lineal Tiempo – Historia donde se verifico las máximas respuesta del edificio como derivas, desplazamientos, fuerzas y energía disipadas.