El objetivo de la presente investigación, es dar la configuración y estructuración adecuada a la estructura del edificio de un centro educativo, para luego desarrollar su diseño estructural en concreto armado. El centro educativo está constituido por tres niveles, ubicado en una zona urbana de Chilca (Ocopilla) en la ciudad de Huancayo. El suelo que soporta las cargas del edificio, es de tipo arcillo limoso con arena (CL-ML) con una capacidad portante de 1 Kg/cm2. . / Tesis

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El estudio de los materiales de construcción, difundidos en gran medida como lo es la albañilería de arcilla, cobra vital importancia, ya que este permite ampliar el conocimiento de su comportamiento ante solicitaciones que puedan generar su inestabilidad. Sin embargo, la mampostería es un material que presenta complejidad cuando se trata de predecir su comportamiento mecánico y sus propiedades. Por ello, en el afán de buscar nuevas maneras que permitan caracterizar el comportamiento de este material y, con ello, predecir con mayor precisión su respuesta ante diferentes situaciones de cargas, se presenta la aplicación del método de modelación numérica. La presente tesis tiene como objetivo principal ampliar el conocimiento de la modelación numérica como herramienta de estudio de la mampostería de arcilla. Por ello, se planteó realizar modelos numéricos que simularan los ensayos cuasi-estáticos de este material. Primeramente, en el proceso de esta investigación se desarrollaron ensayos de compresión uni-axial, para las pilas, y de compresión diagonal, para los muretes, en el Laboratorio de Estructuras PUCP. Luego de los ensayos, se realizó el procesamiento de los resultados experimentales para obtener los parámetros mecánicos de la albañilería que serían empleados en la modelación. Cabe resaltar que para el desarrollo del modelo se requirieron parámetros que se extrajeron de la base teórica. Los modelos numéricos se desarrollaron con el método de elementos finitos en el programa especializado DIANA. Asimismo, para el desarrollo del trabajo se consideró a la albañilería como un material homogéneo y los elementos utilizados fueron sólidos, hexaedros. Por otro lado, se empleó el criterio de fractura “Total Strain Crak model” para el agrietamiento del material y se procedió a realizar la calibración del modelo. Finalmente, se pudieron realizar las simulaciones de los ensayos de compresión uni-axial y compresión diagonal en el programa computacional para obtener los resultados. A partir de los resultados obtenidos se podrá realizar análisis de estructuras de albañilería de manera más práctica. Asimismo, utilizando las potentes herramientas computacionales que existen hoy en día se podrá generar fuentes información sobre el comportamiento de este material que contribuyan a desarrollar nuevas estrategias de estudio, y que a largo plazo permitan depender en menor medida de los costosos ensayos de laboratorio.

Lo observado luego de sismos y los resultados de investigación han demostrado que los muros de albañilería sin refuerzo presentan importantes limitaciones ante las acciones sísmicas debido a su poca resistencia a la tracción y su comportamiento frágil luego del agrietamiento (San Bartolomé et al 2011). En respuesta al problema de la alta vulnerabilidad, y en cumplimiento con la Ley N°30191 el estado viene otorgando bonos de Protección de Viviendas Vulnerables a los Riesgos Sísmicos, mediante los cuales se trata de crear ambientes seguros dentro de las viviendas existentes con refuerzo de algún tipo. Uno de los métodos más modernos es el refuerzo superficial con sistemas FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix), la cual consta de una fibra embebida en una matriz cementicia. El sistema FRCM es muy atractivo debido a su reforzamiento no invasivo y a su fácil instalación. En este estudio se caracterizó y se describió el comportamiento de este refuerzo sometido a los ensayos de tracción acorde a los criterios de aceptación planteados por el documento AC434 (2016). La matriz cementicia que se uso es el mortero común para tarrajeo y como refuerzo la geomalla. En esta investigación se ensayaron a tracción 22 muestras del sistema FRCM (11 con geomallas continuas y 11 traslapadas), y se obtuvo los principales valores de su comportamiento mecánico, tales como: deformación última, punto de transición, esfuerzo último, etc. Con dichos valores se analizará y construirá la curva característica del sistema según los criterios del AC434 y ACI 549.4R-13. Además, se realizaron ensayos en los materiales componentes para verificar su calidad. En la investigación, se encontró que el sistema FRCM compuesto por una malla polimérica y una matriz cementicia de tipo tarrajeo presenta un comportamiento altamente complejo. Este comportamiento no permitió realizar un análisis directo en el comportamiento mecánico de los materiales individualmente y el sistema. Sin embargo, también se puedo observar la gran capacidad del sistema para liberar energía mediante fisuras bien distribuidas. Esto aumenta la ductilidad del elemento reforzado, evitando el colapso del elemento frente a eventos sísmicos.

En la presente investigación se presenta el desarrollo de macromodelos numéricos de pilas y de muretes de albañilería de arcilla con la aplicación del Método de Elementos Finitos en el programa de computadora Abaqus. El objetivo de este trabajo es calibrar las propiedades plásticas de la albañilería ensayada en laboratorio para así, caracterizar su comportamiento estructural a compresión y tracción. Con este objetivo, cuatro pilas y cuatro muretes se ensayaron a compresión uniaxial y compresión diagonal, respectivamente. De dichos ensayos se obtuvieron la resistencia máxima a compresión y tracción, módulo de elasticidad, módulo de corte, y las curvas carga-deformación del material, principalmente, en la etapa elástica de su comportamiento. La metodología comprendió revisión bibliográfica, participación en ensayos de laboratorio, evaluación de resultados de ensayos y, a partir de este análisis de resultados, la calibración de las propiedades mecánicas inelásticas. A futuro, se espera que las propiedades que se calibren del material se puedan emplear para el diseño y modelamiento de estructuras más complejas hechas de albañilería de arcilla; lo cual se considera de importancia debido a la significativa presencia de este material en el país y la necesidad de estimar su respuesta estructural más allá del rango elástico por encontrarse el Perú en una zona sísmica.

La utilización de geomallas como refuerzo superficial se ha aplicado en sistemas estructurales vulnerables como las viviendas de adobe y, ahora último, en viviendas de albañilería. Este sistema de refuerzo superficial consta de una geomalla, que puede ser biaxial o triaxial, y una matriz de mortero que embute a la geomalla y es responsable de la adherencia con el muro. Investigaciones previas han demostrado que este refuerzo es muy efectivo para aumentar la resistencia y ductilidad de los muros cuando estos son sometidos a fuerzas cortantes. Sin embargo, los beneficios de este refuerzo sólo son posibles mientras se mantenga adherido al muro, entonces es necesario que la adherencia del sistema al substrato de albañilería sea estudiada. En otros tipos de refuerzos superficiales similares, como el caso de los FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix), la adherencia es estudiada en el fenómeno de falla por desprendimiento, el cual depende de las propiedades mecánicas de los materiales constitutivos. Existe mucha diversidad, tanto en los tipos de mortero, como en los tipos de ladrillo, lo cual incrementa la variabilidad en la efectividad del refuerzo superficial con geomallas. Por consiguiente, en esta tesis se estudió experimentalmente la influencia de los diferentes tipos de mortero y substratos de albañilería en la adherencia del sistema de refuerzo superficial. En esta investigación se realizaron ensayos de adherencia en tracción sobre especímenes conformados por un trozo de geomalla embebido en mortero que a su vez está adherido a un ladrillo. El ensayo consistió en traccionar la geomalla hasta la rotura de la misma o hasta el desprendimiento del mortero. Se utilizaron ladrillos de arcilla tipo King Kong y pandereta, y ladrillos de concreto. En morteros, mortero sin cal de proporción cemento: arena (1:5) y mortero con cal de proporción cemento: cal: arena (1:1:5). Dos tipos de geomallas fueron utilizados: triaxial TX 160 y biaxial BX 4100. Se formaron doce tipos de especímenes y se efectuaron tres ensayos en cada uno, siendo un total de 36 ensayos en los cuales las geomallas se colocaron embebidas en el mortero con una longitud de anclaje de 0.15m. Posteriormente, se ejecutaron ensayos adicionales con algunos materiales para comprobar teorías formuladas con base en los primeros ensayos y lograr sólidas conclusiones. La longitud de anclaje se mantuvo constante, tanto en los primeros ensayos como los posteriores, y funcionó como referencia de la efectividad de la adherencia, ya que en investigaciones previas con otros tipos de materiales, el uso de 0.15m de anclaje resultó óptimo.

Esta investigación tiene como objetivo principal comparar el comportamiento sísmico de un muro confinado hecho con ladrillos de arcilla y otro muro confinado construido con ladrillos de concreto vibrado. Para ello se construyó a escala natural un muro confinado por cada tipo de ladrillo, con las mismas dimensiones y refuerzo de acero en los elementos de confinamiento. El ensayó consistió en aplicar a los muros una carga lateral cíclica con desplazamiento controlado. / Tesis

El Perú se encuentra ubicado en una zona altamente sísmica, debido a su localización en una zona de subducción de dos placas tectónicas. Además, en el Perú existen numerosas edificaciones cuyas fachadas presentan parapetos que al carecer de arriostres, podrían volcar ante cargas sísmicas perpendiculares a su plano, causando la muerte de las personas que circulan por las inmediaciones o de aquellas que escapan del mismo edificio, por lo que en este trabajo se planteó buscar y elegir técnicas de arriostramientos económicas y sencillas, pero que permitan evitar estas fallas. Se analizaron cuatro parapetos de albañilería, tres de los cuales fueron arriostrados mediante pequeñas columnas colocadas en sus bordes, con distinta disposición y forma de anclaje del refuerzo vertical. Se trató de simular el reforzamiento de un parapeto existente real hecho de albañilería simple, construyendo en primer lugar la albañilería, dejando dientes en sus extremos, para después instalar el refuerzo vertical y vaciar el concreto de las columnas. En un caso real habría que picar la albañilería en forma dentada en la zona donde irán las columnas. La técnica descrita fue verificada mediante ensayos de simulación sísmica hechos en la mesa vibradora de la PUCP simultáneamente para los 4 parapetos. Puesto que 2 parapetos se comportaron elásticamente en el ensayo dinámico, posteriormente hubo que realizar una prueba estática para determinar su resistencia, consistente en ensayar monotónicamente al parapeto hasta provocar su colapso. Una vez realizado los ensayos y procesar los resultados se concluyó que la resistencia sísmica de los parapetos de albañilería sin arriostres es mínima e inferior a la carga reglamentaria de diseño, por tanto, es necesario arriostrarlos para prevenir colapso. Los arriostres en base a columnas de concreto con refuerzo vertical anclado químicamente mediante resina epóxica, fueron fáciles de construir, y el utilizado en el parapeto M1, una sola varilla anclada en una perforación, fue el más sencillo y el que proporcionó la mayor resistencia a carga sísmica perpendicular al plano del parapeto. / Tesis

En el presente trabajo se desarrolla el diseño estructural de un edificio de albañilería confinada a escala natural y se propone un modelo a escala reducida a ensayar, dejando para un futuro trabajo la simulación en mesa vibradora y la interpretación de resultados. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo principal estudiar de manera experimental el comportamiento sísmico de un material no convencional como son los ladrillos ecológicos prensados, los cuales son elaborados con una mezcla de suelo, cemento y agua, mezclados y tamizados de manera que puedan ser comprimidos por una prensa hidráulica que ejerce una fuerza de 7 toneladas. Se utilizó el procedimiento constructivo que el ladrillo ecológico propone, donde las columnas se refuerzan interiormente, utilizando los alveolos del mismo ladrillo para colocar tanto el refuerzo como las tuberías para instalaciones eléctricas y sanitarias. Para ello se utilizaron los principios de la norma de albañilería de manera que podamos comprobar si con los ladrillos ecológicos y con el adecuado refuerzo, se puede construir viviendas de hasta dos pisos. Para ello se construyó un módulo en forma de “U”, de dos pisos a escala real con el sistema constructivo planteado, donde las columnas son moduladas con los mismos ladrillos, refuerzo horizontal y vertical debidamente confinado con mortero líquido. El modulo en forma de “U” contó con dos muros de corte y un muro de flexión siendo éste el de mayor longitud, así como con vigas de amarre construidas de forma convencional y no se colocó ningún tipo de elemento entre los pisos (losa aligerada o losa maciza). También se realizaron ensayos de compresión en las unidades individuales del ladrillo ecológico prensado, así como ensayos de compresión axial en pilas y en muretes ensayos de compresión diagonal con la finalidad de obtener valores de las propiedades mecánicas que nos ayuden a determinar las condiciones con la que modelo debe ser ensayado. El modelo se ensayó sobre la mesa vibratoria del laboratorio de estructuras, sometiéndolo a sismos leve, moderado y severo. Los resultados que fueron procesados para cada una de las fases ensayadas, se presentan y comentan en el presente documento. Las conclusiones y recomendaciones pueden servir como punto de partida para futuros proyectos de estudio y poder introducir en el mercado un producto alternativo de construcción que sea viable y que pueda cumplir con las especificaciones que la norma peruana de construcción plantea. / Tesis