Actualmente, en la construcción de los edificios de vivienda en Lima se utiliza en gran cantidad tabiquería construida con la placa P-7, el cual es un bloque sílico calcáreo de 7cm de espesor, 50cm de longitud y 25cm de altura. Estos bloques se asientan usando mortero y sus alveolos se rellenan con grout, para de este modo formar el tabique, cuyo refuerzo vertical y horizontal (varillas de 6 mm de diámetro) es especificado por el fabricante de la Placa P-7 (sistema no reglamentado). En adición, el refuerzo vertical consta de dos partes. Cada pórtico se ancla químicamente en perforaciones hechas en las vigas y se rellenan con epóxico y se traslapan las partes en la zona central del tabique. Por otro lado, en obra se usan dos tipos de aparejo: traslapado en medio bloque entre hiladas (amarre de soga tradicional) y aparejo con juntas verticales continuas (pilares). Este sistema aún no ha sido sometido a terremotos severos, por lo que no se tiene conocimiento de su comportamiento ante solicitaciones sísmicas perpendiculares a su plano. De esta manera, el presente trabajo tiene como objetivo principal analizar experimentalmente el comportamiento sísmico perpendicular al plano de un tabique de placa P-7 asentadas en aparejo en soga y en pilares, así como también estudiar la efectividad del anclaje químico y el traslape de las barras verticales. Para desarrollar esta investigación se utilizó un pórtico de concreto armado en el que se construyeron en simultáneo dos tabiques de placa P-7, ambos con las mismas dimensiones, pero con diferentes tipos de aparejo propuestos. / Tesis

El sector industrial es clave en el desarrollo de los países, por lo cual, las normativas asociadas al diseño de estructuras e instalaciones industriales adquiere especial relevancia. Uno de los diseños más comunes observados en estructuras de acero es la fluencia y fractura de los pernos de anclaje debido esencialmente a que estos presentan disipación de energía, reduciendo daños en otros elementos estructurales. Es por esto que se decidió estudiar el comportamiento de los pernos de anclaje y cuantificar su influencia en la respuesta estructural de estructuras industriales. Para llevar a cabo lo anterior se modeló un sistema que permitiese simplificar los complejos análisis basándose en la idealización de ciertas características del sistema. De esta forma, se obtuvieron valores relevantes en cuanto a la capacidad de los pernos, la influencia del largo de los mismos y la capacidad al corte del modelo para casos en que los pernos poseían comportamiento lineal y no lineal. Los resultados obtenidos para el modelo simple mostraron la relevancia del comportamiento de los pernos sobre la respuesta estructural, entregando que el promedio de los factores de modificación de la respuesta estructural R fue menor al establecido por la normativa chilena. De forma complementaria se desarrolló la modelación con elementos finitos de un estanque vitivinícola, con características reales, de materiales y geométricas, con la finalidad de confirmar la validez de los resultados obtenidos con el modelo simplificado. Teniendo presente lo anterior se verificó la similitud entre modelos, obteniendo valores aproximados en condiciones apropiadas para el factor R y magnitudes disímiles en el caso de la sobre-resistencia. En conclusión, se ratifico la necesidad de aumentar el largo de los pernos de anclajes en la mayor parte de las estructuras analizadas, además de recomendar el uso de pernos con mayores capacidades y ductilidades superiores con la finalidad de maximizar la energía disipada por los pernos de anclaje.

Ingeniero Civil / Hoy en día es habitual el uso de barras o mallas de acero estructural para todo tipo de construcciones o reforzamientos en el área de la minería. El problema asociado a este tipo de barras o mallas, es que cuando estas estructuras son demolidas, reparadas o se incluyen en el proceso de explotación, finalizan en las máquinas chancadoras. Fracción del acero se extrae con imanes, pero el restante deteriora las chancadoras y estas máquinas conforman un activo primordial para el proceso minero. Para evitar el deterioro de las máquinas chancadoras, se plantea usar barras de fibra de vidrio reforzado en lugar de las barras de acero convencionales. El objetivo de este trabajo fue determinar la fuerza de adherencia de barras de anclaje compuestas por fibras sintéticas a usarse en el área de la minería. Dentro de la innovación que constituyen las barras de fibras en el mercado de la minería, es necesario estudiar y determinar cada una de sus propiedades de forma analítica y experimental. Para verificar la adherencia de las barras con el hormigón se ensayaron 14 barras de fibras a tracción. Para unir las barras al hormigón se utilizaron resinas epoxi. Las barras de 22 milímetros de diámetro tienen una resistencia última mayor a las 18 toneladas. Se utilizaron probetas de hormigón para emular la construcción dentro de la mina donde las barras se insertan en roca. Se obtuvo la fuerza y la deformación por adherencia. Con los datos obtenidos se calcularon los módulos de elasticidad de las barras ensayadas. Además se encontró una relación entre la profundidad de empotramiento y la resistencia última de las barras con valores de R del orden de 0,6 y 0,8. Finalmente y con estos valores se logró determinar que el largo de empotramiento usando las mínimas resistencias es de 98 centímetros tal que las barras de fibra no fallen por adherencia, sino que por fluencia de las mismas.

La conservación de construcciones históricas es de gran importancia no solo por aspectos culturales sino también económicos. Este tipo de construcciones forman parte del patrimonio cultural del mundo y a la vez son una fuente de ingreso debido a la actividad turística que generan. Las culturas que se desarrollaron siglos atrás en el Perú dejaron como legado una gran cantidad de construcciones históricas. La falta de mantenimiento y monitoreo permanente en este tipo de construcciones, acompañada con la ocurrencia de movimientos sísmicos y otros fenómenos naturales como lluvias e inundaciones, ponen en riesgo su estabilidad y podrían ocasionar su desaparición. En esta tesis se presenta una herramienta para la evaluación estructural de construcciones existentes que son los ensayos experimentales de identificación modal. Estos ensayos tienen como finalidad la de estimar el comportamiento real de las estructuras mediante la identificación de sus propiedades dinámicas (frecuencias, amortiguamiento y modos de vibración). Estos ensayos son de gran utilidad para el estudio de construcciones históricas porque se alinean con las filosofías modernas de conservación ya que son experimentos no destructivos en los cuales se usa solo el ruido ambiental como fuente de excitación de la estructura. En la costa del Perú, la construcción en la época del virreinato (siglo XVI – XIX) consistió básicamente de muros de adobe y quincha. Inicialmente, con la llegada de los españoles (siglo XVI), se decidió reconstruir la ciudad empleando principalmente adobe como material de construcción. Sin embargo, después del terremoto de 1746, la tendencia del uso de adobe cambió debido a los efectos devastadores y pérdida de vidas que se produjeron en este tipo de construcciones. A partir del siglo XVIII, se empezó a utilizar un sistema de construcción mixto en base a madera, caña y barro el cual se conoce como quincha. A partir del mismo siglo, se decidió limitar el uso de adobe solo para el primer nivel y se utilizó quincha para los niveles superiores de las construcciones. El caso de estudio de esta tesis es el hotel “El Comercio”, una construcción de tres pisos del siglo XIX de adobe y quincha la cual está ubicada frente al Palacio de Gobierno y a una cuadra de la Plaza de Armas de Lima. Los ensayos de identificación modal permitieron estimar experimentalmente nueve modos de vibración, con sus respectivas frecuencias y amortiguamientos. A partir de los resultados experimentales se pudo apreciar que una de las fachadas del edificio tiene un comportamiento diferente al resto de la estructura lo cual es un indicador de daño. Para complementar la evaluación estructural del hotel, se construyó un modelo numérico en elementos finitos en el cual se modelaron los muros y el sistema de entrepiso de la estructura. A partir de los resultados experimentales y el modelo numérico, se realizó un proceso de calibración preliminar para completar la evaluación estructural. Los resultados muestran la dificultad de realizar modelos numéricos precisos en construcciones que presentan daño extenso con condiciones de frontera y características mecánicas de los materiales inciertas. Se muestra que también la utilidad de los estudios experimentales ya que con ellos se consiguió caracterizar apropiadamente la respuesta real de la edificación. / Tesis

En el presente informe se desarrolla el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de 5 pisos, azotea y un sótano. Este edificio se encontrará ubicado en la ciudad de Lima. El terreno sobre el cual se edificará el edificio tiene un área de 600m², el suelo tiene un capacidad portante de 4kg/cm² (factor de suelo S1). El sótano tiene un área de 564m², el primer piso tiene un área de 465m², los pisos típicos (2ndo al 5to piso) tienen 388.7m² y la azotea un área de 388.7m². El área total construida viene a ser 2972.5m². En el sótano se tienen 16 estacionamientos, la cisterna (que se encuentra debajo de la rampa de acceso vehicular), el cuarto de bombas, la escalera principal y ascensor. Desde el primer piso, la arquitectura contempla dos departamentos por piso, se tiene el ingreso principal y la rampa vehicular de ingreso al sótano. Del segundo al quinto piso la arquitectura contempla también dos departamentos por piso y en la azotea se encuentra el cuarto de maquinas del ascensor y los aires comunes para los dos últimos departamentos. Las alturas de piso a piso son 3.20m (en el sótano y primer piso) y 3.00m (en el resto de pisos) y la arquitectura exige puertas y ventanas a 2.20m. El edificio en la dirección perpendicular a la fachada (dirección Y) cuenta con muros de corte o placas de concreto armado en los límites de propiedad, columnas peraltadas (en la dirección perpendicular a la fachada) y vigas de 25x75cm, con lo cual se satisface el requerimiento de altura libre de piso a fondo de viga de 2.20m de acuerdo a la arquitectura. En la dirección paralela a la fachada (dirección X) el edificio cuenta con la placa del ascensor, con la placa de la escalera principal, con una placa e el eje central de la planta formando un pórtico importante con dos columna de 50x50cm y vigas de 25x75cm. El análisis y diseño de la estructura del edificio se realizó conforme a las normas del reglamento nacional de edificaciones. El análisis sísmico se realizó mediante un modelo computarizado donde se consideraron un conjunto de pórticos de concreto armado unidos mediante un diafragma rígido. El sistema de techado fue losa aligerada en una dirección con espesores de 20 y 30cm, teniéndose también losas macizas con espesores de 20cm para lo zona de escaleras y hall de ascensores. / Tesis

La presente tesis pretende realizar una comparación entre tres técnicas de anclaje: anclajes temporales pos tensados, anclajes auto-perforantes y suelos enclavados, para ejecutarse en suelos arenosos en el Perú. Para ello se definirá los conceptos teóricos de cada técnica de anclaje para conocer los detalles particulares que implican cada una de estas técnicas. Se empieza describiendo la técnica más aplicada en el Perú, que son los anclajes temporales pos tensados y realizando la presentación de otras dos técnicas muy usadas a nivel mundial, pero que aún no se aplican en el Perú por falta de conocimiento de las mismas. Se efectúa el diseño de un anclaje general, que es independiente del tipo de técnica que se elija, con las características propias de un suelo arenoso. Dichas características se obtienen con un estudio de mecánica de suelos, donde se conocerá los esfuerzos ejercidos por el suelo para una profundidad del terreno de 12 m. Así se puede definir la profundidad de falla del terreno y asimismo determinar la longitud del anclaje a utilizar. Con el propósito de tener una comparación objetiva, se describe los procesos Constructivos, la maquinaria y los equipos utilizados en cada técnica de anclaje y así, de esta manera, se realiza un análisis independiente de costos (por punto de anclaje o por metro lineal), tiempos de ejecución (rendimiento) y la seguridad en la realización de los trabajos de cada técnica de anclaje. Finalmente, se realiza un cuadro comparativo entre cada técnica de anclaje el cual tendrá los datos de costos, tiempos y seguridad (medido como el nivel de riesgos) obtenidos en el desarrollo de esta tesis y se concluye analizando las ventajas y desventajas de cada técnica en particular. / Tesis

El objetivo de la presente tesis es dar a conocer una propuesta de mejora referente al procedimiento de construcción de muros anclados en el Perú, de manera que se integre la interacción del subcontratista especializado y las cuadrillas del contratista principal. Para lograrlo se analizó la mano de obra, el uso de las herramientas, equipos y materiales de las cuadrillas utilizando la siguiente metodología de investigación: (1) Uso del método de First Run Study analizando a todos los involucrados,(2) Propuesta de un procedimiento constructivo que integre a todos los participantes, (3) Implementación del método propuesto y análisis de mano de obra, materiales, herramientas y equipos usando el método de carta balance, y (4)Obtención de lecciones aprendidas y retroalimentación en el siguiente ciclo de construcción del muro anclado. Se desarrollaron dos estudios de caso, los proyectos Panorama Plaza negocios de la empresa Graña y Montero, y Real Plaza Salaverry de la empresa COINSA, proyectos diseñados con una gran cantidad de muros anclados, lo que unido a la gran experiencia de ambas empresas, hicieron que estos proyectos sean ideales para el presente trabajo. Finalmente, los resultados demuestran que se puede optimizar el procedimiento de construcción de muros anclados logrando mejores tiempos de producción, mejor calidad en los productos, menor cantidad de re-trabajos, reducción de trabajos no contributorios, en consecuencia, menores costos. / Tesis

La presente tesis consiste en la preparación del comparativo técnico-económico para una nave industrial entre dos sistemas estructurales, el de pórticos de acero y tijerales sobre columnas de concreto armado. La nave industrial a diseñar estará situada en la zona industrial del Cercado de Lima y se utilizará para el almacén de materiales de construcción. El proyecto de ingeniería consta del predimensionamiento, estructuración, análisis y diseño de dos modelos (uno por cada sistema estructural). Los diseños respectivos se realizarán de acuerdo a los lineamientos estipulados en las normas vigentes descritas a continuación: Norma E020: Cargas; Norma E030: Diseño Sismorresistente; Norma E050: Suelos y Cimentaciones; Norma E060: Concreto Armado; Norma E070: Albañilería; Norma E090: Estructuras Metálicas. La estructura de la tesis está dividida en 6 sub-ítems que cubren la metodología y entregables del proyecto; el primer subtema relata la situación actual, la aspiración, estrategia y el alcance del proyecto. El segundo subtema expone el marco teórico que envuelve a los dos sistemas estructurales, el cual será necesario dominar para realizar el diseño de las configuraciones estructurales. El tercer subtema detalla el predimensionamiento y la estructuración de los elementos estructurales de cada sistema. El cuarto subtema comprende el análisis de los dos tipos de estructuras bajo cargas de gravedad que contiene el análisis de coberturas de techo, vigas y columnas para el caso de pórticos como también de los perfiles de acero existente en el sistema de tijerales, además del análisis por cargas de viento que afecta a ambos sistemas constructivos. El quinto subtema trata del análisis de desplazamientos para ambos sistemas estructurales dónde se considerará la ubicación del emplazamiento para obtener los desplazamientos, derivas y cortantes basales debido a solicitaciones sísmicas y de viento. En el sexto subtema se presenta el diseño del sistema de tijerales y pórticos. Posteriormente, en el séptimo subtema se realizan los metrados de casco estructural para ambos sistemas para luego realizar el presupuesto de los mismos y obtener las proporciones de costo para ambas estructuras para luego realizar la comparación técnica y económica entre los mismos. Finalmente, se detallan las conclusiones para el proyecto de tesis, dónde se discutirá qué sistema convendría utilizar para la construcción de la nave industrial contrastando conceptos económicos y técnicos que evidencien la mejor elección de la estructura a ejecutar. / Tesis

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo de esta memoria es evaluar los resultados de una prueba de terreno que se desarrolló en la mina El Teniente, sobre la aplicación de pernos Swellex como elemento de soporte. Se comparan estos resultados con el perno rosca lechado que actualmente se usa en fortificación de desarrollos de mina El Teniente. La prueba consistió en la instalación de 2.000 pernos Swellex en las galerías del nivel de hundimiento de Teniente 4 Sur. Los pernos Swellex se instalaron en condiciones similares a los pernos rosca lechado, con que se fortifican las galerías. La evaluación de la prueba fue hecha en base a los aspectos siguientes: operacionales, económicos, experimentales y teóricos. Se determinaron rendimientos y costos de instalación de los pernos Swellex y rosca lechado para comparar ambos elementos de soporte. Además, se realizaron ensayos en laboratorio y terreno para comprobar y conocer las características principales de estos elementos de soporte. Por último, se hizo una modelación y simulación de la excavación apernada con el objetivo de evaluar el efecto del perno Swellex como refuerzo inmediato al momento de instalarse. El rendimiento de instalación de los pernos Swellex fue mejor que el de los pernos rosca. Con respecto al costo de instalación del perno Swellex, este resultó mayor que el del perno rosca, debido al mayor precio de este elemento de soporte. El ensayo de tracción comprobó que las capacidades de anclajes de los pernos Swellex son del orden de 11 a 12 toneladas y la de los pernos rosca lechado son de 15 a 20 toneladas. La simulación confirmó el efecto de refuerzo inmediato del perno Swellex una vez instalado. Se concluye que el uso del perno Swellex es una buena alternativa, debido a su buen rendimiento de instalación que disminuye la exposición al riesgo de las personas y equipos y a que su capacidad de refuerzo inmediato, una vez instalado, permite el acceso inmediato a las galerías o lugares de trabajo. Su principal limitación es su costo de adquisición.

No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo principal del presente trabajo de título es analizar el comportamiento de los elementos metálicos en anclajes de columnas de acero frente a los distintos tipos de esfuerzos presentes en las estructuras, de manera de poder comprender de mejor forma su funcionamiento y mejorar su diseño. Actualmente el diseño de este tipo de conexiones, se sustenta en una serie de aproximaciones, las cuales deben ser mejoradas para poder proponer un procedimiento en el cual se pueda establecer una secuencia de falla clara y metódica que sea confiable. Para ello, es necesario realizar un diseño por capacidad de este tipo de conexiones, pues es la única forma de asegurar que la secuencia de falla propuesta se cumpla como se espera. Conforme a esto, se analizaron los estados de carga posibles en la conexión, considerando las posibles modelaciones de conexión y se analizaron por separado cada uno de los elementos que componen la conexión de anclaje. Los resultados obtenidos permitieron encontrar aproximaciones y errores, como modos de falla no factibles, que fueron corregidos en el procedimiento, así como también se encontró vacíos de información que es necesario cubrir mediante la realización de ensayos sobre todo para el caso de conexiones sometidas a tracción pura. Finalmente se concluye que es posible realizar un procedimiento que garantice una secuencia de falla óptima de la conexión, realizando un diseño por capacidad de la misma. Sin embargo también se concluye que aún es necesario conocer e investigar más acerca de esta conexión tan importante en el diseño de estructuras de acero.