Las lagunas sísmicas, en el borde oeste del Perú datan de hace poco más de 130 años, lo cual implica que edificaciones de concreto armado no han sido sometidas a movimientos bruscos del suelo. La norma actual local y la de otros países tienen como finalidad la protección de la edificación ante un solo nivel de amenaza sísmica. Por tal razón la necesidad de estudiar nuestras edificaciones bajo diferentes niveles de amenaza sísmica es un objetivo del presente trabajo. El estudio consistió en diseñar y evaluar un edificio de cuatro niveles ubicado en la costa peruana cimentado sobre buen suelo, con una planta rectangular de 33x22m y columnas separadas a ejes por 5.5m. Para diseñar la edificación se empleó el código peruano y la evaluación se basó en los criterios propuestos por el Comité Visión 2000 del SEAOC. En cuanto a la herramienta de análisis, y por ende, de estimación de respuesta de la estructura, se usaron las técnicas del análisis no lineal, mediante espectros de capacidad y demanda. La etapa de pre-dimensionamiento resultó en columnas y vigas de dimensiones, 40x40cm y 25x50cm, respectivamente, permitiendo una deriva máxima de 1% para un evento sísmico de 500 años de período de retorno. De los resultados, se estimó una ductilidad promedio, para la estructura, de 4.6 y sobrerresistencia de 1.5, ambos ítems con respecto a la fluencia efectiva. Además, se alcanzaría un valor de 2.5 de sobrerresistencia con respecto al colapso. Bajo los niveles de amenaza sísmica, la estructura presentaría ligeras incursiones en el rango inelástico, específicamente para sismos raros y ocasionales, en ambas direcciones. Para el nivel de amenaza extremo, esto es, sismos raros, la estructura llegaría un poco más allá del inicio de la zona de colapso en ambas direcciones. El estudio se extendió para edificaciones de 3, 5, 6 y 7 pisos, permitiendo obtener tendencias de comportamiento, resultando, muchas de ellas, satisfactorias. Ante los resultados del trabajo realizado, se puede concluir en permitir una deriva máxima de 1% para edificios regulares, lo que conlleva a menores dimensiones de las columnas.

Se realiza una serie de análisis comparativos en un edificio ideal aporticado de 5 pisos de concreto armado con disipadores de fluido viscoso incorporados en ambas direcciones. Se estudian tres configuraciones de arreglos de disipadores: en diagonal, doble diagonal y chevron. Asimismo, se examinan las respuestas de la estructura empleando disipadores lineales con exponente α = 1 y disipadores no lineales con exponente α = 0.25. La edificación sin disipadores no cumple la deriva permisible de la norma peruana sismorresistente NTE E.030. Se revisan los procedimientos de análisis dinámico para estructuras con disipadores, tanto análisis de respuesta espectral como de historia de la respuesta en el tiempo. En base a conceptos de energía se presentan las expresiones para calcular el amortiguamiento efectivo necesario de una edificación con disipadores incorporados al sistema estructural a fin de obtener una deriva objetivo establecida a priori. Los disipadores con las tres configuraciones de arreglos fueron predimensionados a fin de satisfacer las derivas máximas de entrepiso de la norma NTE E.030 para un mismo valor del amortiguamiento efectivo en cada dirección de análisis. Debido a la mayor eficiencia de la configuración chevron, se obtuvieron para este arreglo disipadores con menores valores de la constante de amortiguamiento. Se obtuvieron reducciones promedio en la dirección corta del edificio de 35% para los desplazamientos espectrales máximos y de 31% para las fuerzas espectrales en la base de la estructura. Los disipadores no lineales con α = 0.25 tienen la ventaja de producir fuerzas menores que los disipadores lineales con α = 1 aportando el mismo amortiguamiento efectivo al sistema estructural. Los análisis tiempo-historia realizados en este trabajo muestran que estas menores fuerzas de amortiguamiento desarrolladas por los disipadores no lineales con un valor bajo del exponente α se corresponden con fuerzas sísmicas basales mayores que las desarrolladas por los disipadores lineales. La edificación ideal de este trabajo pudo ser protegida adecuadamente con los dispositivos de disipación de energía.

El presente trabajo tiene como referencia la tesis que lleva el título “Diseño de un Edificio de Oficinas en Miraflores” desarrollada por el tesista Gabriel Moyano Rostworowski en el año 2016, esta tesis abarca el análisis y diseño estructural de una edificación usando la norma sismorresistente NTE.030 aprobada en el año 2003 y vigente hasta enero del año 2016 donde entra en vigencia la nueva norma técnica NTE.030. Se analizará y diseñará la estructura del edificio propuesta en la tesis referencial usando la norma vigente de diseño sismorresistente, luego se realizará una comparación estructural y económica. El edificio tiene estacionamientos ubicados en la primera planta, una cisterna cuyo acceso se encuentra en el primer nivel, entre los niveles dos y siete se encuentran los espacios destinados a oficinas con su respectiva área de servicios higiénicos. El edifico es de siete pisos, se encuentra ubicado en el distrito de Miraflores, en la ciudad de Lima y el terreno sobre el cual se cimentará la estructura tiene una buena capacidad portante de 4.00 kg/cm². El sistema estructural está conformado por muros, columnas y vigas de concreto armado, las losas de techo son aligerados convencionales y losas macizas los cuales pueden considerarse como diafragmas rígidos. El análisis sísmico se hizo mediante un modelo pseudotridimensional de la estructura en el programa Etabs 9.7.4. El modelo planteado tiene tres grados de libertad por piso y el sistema estructural predominante en ambas direcciones es de muros de concreto armado que permiten controlar los desplazamientos laterales del edificio. La estructura se diseñará y analizará cumpliendo los requisitos de la norma actual de diseño sismorresistente NTE.030, y calculando la resistencia de los elementos de concreto armado según la norma NTE.060. La comparación de resultados en cuanto a la estructura será sobre parámetros sísmicos, periodos, cortante basal, desplazamientos, junta sísmica, fuerzas internas en un elemento estructural representativo (viga, columna y placa). Se realizará el metrado, según las especificaciones del reglamento nacional de edificaciones (RNE), de todos los elementos de concreto armado de la estructura diseñada con la norma sismorresistente del 2003 y del 2016, se asignará un precio común a cada partida y realizaremos la comparación económica.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal el analizar experimentalmente el comportamiento sísmico de dos muros de adobe confinado con similares características, y una única variación, la cual fue que en el muro M2 se le coloco una cuantía mínima de refuerzo horizontal, espaciado cada 6 hiladas, ancladas en las columnas de confinamiento, con el propósito de: a) Mejorar la resistencia al corte y la ductilidad de los muros de adobe confinados. b) Integrar los adobes entre sí y con las columnas de confinamiento, de tal modo que el sistema se comporte como una sola unidad ante las acciones sísmicas. Para comprobar esto se diseñó y construyó a escala natural dos muros de adobe confinado, con las mismas dimensiones y acero de refuerzo en los elementos de confinamiento; la variante fue el refuerzo horizontal, el muro patrón fue denominado M1, mientras que el muro reforzado horizontalmente se denominó M2. El ensayo de carga lateral cíclica consistió en aplicar a los muros una carga lateral cíclica con desplazamiento horizontal controlado, hasta alcanzar una deriva máxima de 0.0084. Con los datos obtenidos durante el ensayo, se procedió a procesar e interpretar los resultados obtenidos, mostrándolos en forma grafica. Se logró obtener las conclusiones que nos permitieron determinar si los objetivos planteados se satisfacieron. Adicionalmente al ensayo del muro, se realizaron ensayos de control, que nos permitieron determinar las características de los materiales utilizados en la construcción de los muros, dentro de estos ensayos tenemos: Variabilidad dimensional, alabeo, resistencia a compresión (f´b), resistencia a compresión de la albañilería (f´m), resistencia a compresión del concreto, resistencia a la tracción del acero de refuerzo (fy).

En el mundo de hoy, el engranaje es una pieza fundamental para la transmisión de potencia mecánica en todo tipo de máquinas; su estudio ha sido de vital importancia para dimensionarlo en función de la capacidad de carga del juego de engrane, por esta razón tanto su geometría como el cálculo de los esfuerzos actuantes y permisibles han sido estandarizados por organismos internacionales, siendo los principales motivos de falla, la picadura en el flanco del diente generada por el esfuerzo de contacto y la rotura en la raíz del diente producto del esfuerzo de flexión. La presente tesis busca obtener un factor geométrico unificado para esfuerzos de contacto y otro para esfuerzos de flexión de engranajes cilíndricos mediante simulación numérica. Para ello, se emplearon las siguientes metodologías: 1) Se realizó el cálculo analítico de los esfuerzos actuantes a partir de las normas ISO 6336 y DIN 3990 solo teniendo en cuenta los factores que se utilizan para compensar la aproximación de la geometría, así como cualquier característica geométrica del juego. 2) Se elaboró el modelo de elementos finitos de los engranajes cilíndricos, de diente recto y de diente helicoidal, con la ayuda del modelo geométrico entregado por una macro, la cual contiene las ecuaciones paramétricas que definen la geometría real del diente. Para luego efectuar la comparación de resultados, de donde se encuentra que el esfuerzo de contacto y de flexión actuante, según norma, presenta más de un 80% y más de un 25% de sobredimensionamiento respectivamente. Asimismo, se pasa a determinar el factor geométrico unificado con el propósito de lograr soluciones más económicas y próximas a la realidad. Además, se ha podido apreciar que en las normas técnicas se utilizan algunos factores para compensar aspectos geométricos no contemplados en sus expresiones de cálculo básicas. De esta manera se introduce en el cálculo la influencia del ángulo de hélice, del factor de recubrimiento, del espesor del diente, del punto de aplicación de la carga. Un ejemplo claro es que el efecto del ángulo de hélice genera que las superficies en contacto sean conos truncados y no cilindros como plantea la norma, es por ello que luego se tiene que realizar una compensación mediante el factor de ángulo de hélice

El proyecto minero que circunscribe esta investigación es el proyecto Tantahuatay, el cual se localiza en el departamento de Cajamarca, Perú. En los últimos años, el proyecto atraviesa su fase de explotación mediante el método de operación de tajo abierto. Las actividades de operaciones en mina contemplan la extracción del mineral, disposición de desmonte de mina, lixiviación del mineral y procesamiento del mismo. Para garantizar el continuo desarrollo de las operaciones mineras, es fundamental la construcción o ampliación de las plataformas de lixiviación. Actualmente, el proyecto enfrenta un problema de área insuficiente de plataformas de lixiviación construidas, es por ello que se necesita ampliar el área para alcanzar los objetivos de procesamiento de mineral que la mina tiene proyectado para el periodo 2016 - 2017. En esa línea, la compañía minera ha iniciado la construcción de una plataforma de lixiviación, cuyo objetivo consiste en satisfacer la necesidad de área de plataformas de lixiviación y no afectar al normal desarrollo de las operaciones en mina. En líneas generales, la construcción de la plataforma de lixiviación, en las fases denominadas 3 y 3A, será el eje fundamental para el desarrollo de la presente tesis. La misma que se basará y sustentará en la documentación técnica y económica del proyecto, de igual modo la investigación se fundamentará en la experiencia adquirida durante la etapa de licitación y construcción del proyecto. En el desarrollo de la presente tesis, se describirá el proyecto propuesto por la compañía minera y bajo los lineamientos del proyecto se planteará el método constructivo para la ejecución de la obra. Asimismo, se elaborará un cronograma de construcción, de tal manera que se pueda definir el tiempo de ejecución de la obra. Además, se realizará el análisis de costo de las partidas con mayor incidencia, a fin de determinar el presupuesto del proyecto. Finalmente, a partir de la construcción de un proyecto se obtienen parámetros económicos y de plazo que son útiles para la construcción de proyectos similares en el futuro. Bajo esta premisa, se determinará ratios de costo y plazo para la construcción de una plataforma de lixiviación, en base a los resultados cronograma y presupuesto del proyecto.

El objetivo de evaluar el comportamiento de una edificación, es para estimar el desempeño de las edificaciones ante diferentes niveles de demanda sísmica. Para nuestro caso de estudio, se ha analizado un edificio aporticado de cinco pisos. Las dimensiones en planta son de 33 x 22 metros, columnas espaciadas cada 5.5m y ubicado sobre un suelo bueno. En todos los pasos del diseño, se cumplieron las exigencias dadas por las normas peruanas, aceptando una deriva máxima de 1%. Para el análisis del estado del Edificio posterior a los diferentes niveles de sismo, se usó la propuesta del Comité Visión 2000 del SEAOC [REFERENCIA 1].y en el caso de la respuesta sísmica, procedimientos de análisis no lineal, basados en espectros de demanda y capacidad. Luego de los cálculos, basados en una deriva máxima de 1%, obtuvimos como resultado columnas cuadradas de 45cm de sección y vigas de 25x50cm de sección. Algunos de los indicadores que nos permiten medir el comportamiento de la estructura, son la ductilidad respecto de la fluencia efectiva, en nuestro estudio equivalente a 3.6, y una sobrerresistencia de 1.42. El desempeño del edificio logró una sobrerresistencia al colapso de 2.7 Revisando en mayor detalle los resultados, observamos que en el caso de un sismo frecuente, la estructura avanza en una parte no muy importante el estado inelástico y se desempeña en estado funcional. En el caso de un sismo raro, en la dirección mas corta, que es la transversal la estructura se encuentra cercana al colapso, lo que se podría considerar como resultado para todo el Edificio, ya que es un conjunto de elementos relacionados. Con estos resultados, corroboramos que el usar una deriva de 1%, en vez de considerar la deriva de la norma de 0.7%, permite secciones de elementos menores y de menor peso, por lo que nos lleva a reducir la cantidad de refuerzo estructural y de concreto, haciendo edificios más ligeros y económicos, que cumplirían las normas sismorresistentes.

Los sismos alrededor del mundo han evidenciado la estrecha relación entre los desplazamientos laterales y el daño estructural y no estructural de las edificaciones. Esto ha generado la revisión de los valores máximos de la deriva y el posible cambio en los códigos de diseño sismorresistente de muchos países. El objetivo de este trabajo es el estudio de la influencia del agrietamiento en la respuesta sísmica de edificios aporticados peruanos. Se analizaron edificios de 4, 5 y 6 pisos usando diferentes niveles de reducción en las inercias. Con los resultados se estudió la influencia del agrietamiento sobre los periodos de vibración, las derivas de entrepiso, la distribución de fuerzas internas y las fuerzas cortantes basales. Los resultados muestran que con la reducción de inercia, la deriva y el periodo aumentan significativamente y las fuerzas internas se reducen. Para los valores de reducción establecidos en la Norma de Concreto, el periodo y la deriva aumentan por factores de 1.5 y la fuerza cortante se reduce por un factor de 0.7. Cuando la inercia de columnas y vigas se reduce en simultáneo en el rango de 1 a 0.35 y de 1 a 0.18 respectivamente, el periodo y la deriva llegan a duplicarse y la fuerza cortante varía hasta reducirse por 0.6. Se recomienda extender este estudio a edificios con sistemas duales y de muros de concreto armado.

Estudios anteriores sobre el desempeño de edificios aporticados sugieren que los límites de deriva impuestos por la norma peruana conducirían a estructuras aporticadas muy rígidas y con un buen desempeño ante sismos severos. El objetivo de este trabajo fue el diseño y evaluación de un edificio aporticado de concreto armado con columnas cuadradas, con la condición de que el peralte de las vigas sea igual al lado de las columnas del primer nivel. Para el diseño se emplearon las normas peruanas vigentes. La evaluación se hizo considerando tres niveles de peligro sísmico correspondientes a periodos de retorno de 43, 75 y 475 años. Para estimar la respuesta se utilizarían técnicas espectrales inelásticas (espectros de demanda y capacidad), y para la evaluación del desempeño se usó la propuesta del comité VISION 2000 del SEAOC. El diseño condujo a un edificio muy rígido, con columnas de 55 x 55cm de lado para los tres primeros pisos y 50 x 50cm para los pisos restantes, y vigas de 30x55cm. Con estas dimensiones de los elementos, la deriva lateral máxima fue de 0.69%, para las solicitaciones de la norma peruana. Los resultados indican que la estructura tendría una ductilidad de desplazamiento de 11 respecto a la fluencia efectiva, y una sobrerresistencia respecto a la demanda del código de 1.3 para la formación de la primera rótula y 2.5 para el colapso. Para los tres niveles de peligro sísmico el desempeño de la estructura se mantuvo dentro de la categoría de Funcional. Según la propuesta del SEAOC el edificio tendría un buen comportamiento ante un sismo raro de 475 años de periodo de retorno. En un evento frecuente de 75 años de periodo de retorno el desempeño podría considerarse aceptable. Los resultados indican que el limite de deriva lateral impuesto por la norma peruana podría ser conservador; cabe resaltar que este estudio fue desarrollado considerando valores medios para las características estructurales y la demanda.

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.