Durante terremotos severos, las estructuras pueden sufrir daños debido a las incursiones inelásticas que experimentan. Hoy en día existen en el mercado sistemas de aislamiento y disipación de energía que se instalan en los edificios con el fin de reducir el daño. Los sistemas de disipación de energía liberan la energía sísmica de entrada en forma de amortiguamiento, mientras que los sistemas de aislamiento sísmico permiten reducir la energía sísmica de entrada. En nuestro país se vienen desarrollando proyectos de edificios nuevos con aislamiento y disipadores de energía, lo cual de alguna manera ha motivado el presente estudio. En este trabajo se desarrolló el diseño del sistema de disipación de energía para un edificio aporticado de 7 pisos que tiene una deriva de entrepiso cercana al 1%, bajo las solicitaciones de la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente. Se definió como objetivo de desempeño lograr que el edificio se comporte con daño moderado ante un sismo de 500 años de periodo de retorno. Para el sistema de pórticos empleado, la deriva asociada a este nivel de daño es cercana a 0.55%. El diseño del sistema de disipación se orientó a lograr que la deriva se mantuviera por debajo de este valor. Se estudiaron alternativas de arreglo Chevron para amortiguadores lineales y no lineales. La mejor alternativa consistió en 56 disipadores no lineales, dispuestos en todos los pisos. Con la solución obtenida se logró un amortiguamiento equivalente de 24 % y se logró reducir la deriva a 0.56%. Las fuerzas desarrolladas en los disipadores fueron del orden de las 50ton. Los resultados del presente trabajo indican que el sistema diseñado permitirá reducir la deriva en un 40%, y que el daño se mantendría, en teoría, por debajo del umbral de moderado frente a sismos raros (500 años de período de retorno). Es necesario que la actual Norma Peruana de Diseño Sismorresistente incluya un capítulo para el diseño los sistemas modernos de protección sísmica. / Tesis

En el Perú las edificaciones usualmente se diseñan utilizando análisis elásticos a pesar de que la mayoría experimentarán deformaciones inelásticas durante sismos severos. Los diseños modernos basados en desempeño requieren procedimientos para predecir el comportamiento real de estructuras en tales condiciones. Los análisis No Lineales, junto con el avance de computación e información obtenida de ensayos, nos dan los medios para calcular la respuesta estructural mas allá del rango elástico, incluyendo el deterioro de la resistencia y de la rigidez asociado con el comportamiento inelástico de los materiales y grandes desplazamientos. Es por ello que el análisis No Lineal juega un papel muy importante en los diseños de nuevas estructuras y verificación de las existentes. Se estudió un procedimiento para analizar una estructura en el rango inelástico y calibrando los elementos estructurales de la edificación con ensayos reales del PEER con el programa CANNY, se utilizaron diagramas esfuerzo deformación de los materiales, hasta obtener resultados muy similares al ensayo. Modelamos y aplicamos solicitaciones sísmicas incrementales de registros nacionales de la costa peruana sobre suelos buenos a una edificación escolar de 2 pisos con sistemas aporticado y de muros de albañilería confinada. Se evaluó el desempeño de la edificación utilizando los criterios de desempeño del FEMA 368 y Ghobarah. Luego de estudiar el procedimiento y aplicarlo en un caso práctico se concluyó que el análisis no lineal aun debe recorrer un camino largo antes de volverse una práctica común, pero demostró que es una herramienta más útil, precisa y racional para el diseño de estructuras. El análisis no lineal es un procedimiento mucho más tedioso, pero que brinda información más útil para revisar el diseño. Se observó que es el único método de análisis que logra simular la disipación de la energía en los elementos. Lamentablemente para poder aplicarlo correctamente se requiere de un banco de información con ensayos de materiales, elementos y registros del cual como país carecemos. Al aplicar el procedimiento estudiado en la edificación escolar concluimos que la estructura es robusta con niveles de confianza del 84% y U=1.5. Vemos que ante demandas frecuentes y ocasionales obtenemos derivas menores al 0.40% estando dentro del nivel operacional. Ante un sismo raro obtenemos derivas de 0.85% estando dentro del nivel de resguardo de vida con daños moderados. Finalmente obtenemos que ante un sismo muy raro obtenemos 1.10% de deriva obteniendo algunos daños irreparables. En ningún momento la estructura estuvo cerca del colapso total. / Tesis

El proyecto consiste en el análisis y diseño de una estructura de concreto armado, de 7 pisos, ubicada en el distrito de Miraflores (Lima), destinada a hotelería. El terreno tiene un área de 595 m², de los cuales se techarán 473 m² para el primer piso y 440 m² para el segundo; esta área se reducirá a 387 m² a partir del piso 3 (típico) hasta el piso 7. Es importante resaltar la irregularidad en planta que sufre la estructura pues ocasionará problemas de torsión. Asimismo, se deberá considerar la reducción del factor de reducción (R), usado en el cálculo de la Cortante Basal, modificado según la Norma de Diseño Sismorresistente E.030 (2016). Los ambientes se encuentran distribuidos de la siguiente manera: ingreso, recepción, lobby, conserjería, comedor, cocina, cisternas, cuarto de bombas y 3 estacionamientos en el primer piso; administración, mantención, sala de planchado, 8 habitaciones simples y 1 suite en el segundo piso; 10 habitaciones simples y 1 suite en los pisos típicos que van desde el tercer al séptimo piso; y, el área técnica, el cuarto de máquinas y tanque elevado en la azotea. La costa peruana es considerada como Zona 4 según la Zonificación Sísmica indicada en la norma E.030. El suelo de cimentación que consta de conglomerado de grava gruesa, de capacidad portante de 4 kg/cm², es considerado del tipo S1. La edificación, que es de tipo común, presenta un factor U=1. Estos parámetros se predeterminan para realizar el análisis de cortante basal y su posterior distribución de fuerzas laterales en toda la altura para el análisis sísmico. Dichas fuerzas en direcciones X-X e Y-Y serán tomadas mayormente por los muros de corte o placas, distribuidos a lo largo de la planta en estas direcciones. El eje Y será más rígido por los muros en todo el contorno contiguo a las estructuras vecinas. En el eje X, las placas serán repartidas en partes. Una vez predeterminadas las longitudes de placas en ambos ejes, se desarrolla el metrado de cargas verticales y posteriormente al análisis sísmico (estático y dinámico) del edificio, de modo que se respete las especificaciones de la Norma E.030. Se debe verificar que los resultados se encuentren dentro de los rangos establecidos. Para este análisis se utilizó el programa ETABS, siguiendo un modelo 3D y definiendo cada losa de piso como un diafragma rígido con 3 grados de libertad cada uno. Finalmente, se realizó el diseño de todos los elementos estructurales tales como losas (macizas y aligeradas), vigas, columnas, placas, cimentaciones, escaleras, cisterna y tanque elevado. / Tesis

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. / Tesis

En este trabajo se estudió el factor de reducción de fuerza sísmica R y la manera como algunos códigos presentan una metodología simple para fines prácticos de diseño. Algunas Normas de Diseño Sismorresistente en el mundo modifican el factor R de acuerdo al tipo de irregularidad de la estructura y a la existencia de irregularidades múltiples. La Norma Peruana considera el valor de 0.75 para modificar el factor de reducción de fuerza sísmica R para todo tipo y nivel de irregularidad estructural (severa o moderada). En el presente trabajo se desarrolló una propuesta de cálculo para la reducción del factor R considerando diferentes tipos y niveles de irregularidad. Se estudiaron 20 edificios irregulares peruanos bajo esta propuesta. Los valores de reducción del factor R propuestos varían entre 0.6 y 0.9 de acuerdo a si las estructuras presentan irregularidad severa o moderada. El trabajo desarrollado se propone para su inclusión en la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente, actualmente en revisión. / Tesis

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. / Tesis

En este trabajo se realizó el análisis y diseño estructural de un edificio de departamentos de ocho pisos, ubicado en el distrito de Miraflores, sobre un terreno con una capacidad portante de 4 kg/cm2 • El sistema de techado utilizado es de losas aligeradas con viguetas convencionales y losas macizas. El sistema estructural consiste en muros de corte, combinados con pórticos de columnas y vigas de concreto armado. Los criterios de predimensíonamiento utilizados en las vigas ayudaron a tener un control adecuado de deflexiones y un armado sin congestión. Los muros de corte fueron predimensionados de tal manera que el 80% de la fuerza cortante sísmica de diseño del análisis estático, sea resistida por la acción conjunta del concreto y del acero, mientras que para predimensionar las columnas se consideró la carga axial y el pandeo. Para realizar el análisis del edificio se desarrolló un modelo tridimensional con todos los elementos estructurales. Las solicitaciones se obtuvieron de la Norma E.020 Cargas. Los resultados del análisis dinámico indican que el edificio tendrá derivas de 6.87% y 5.40% en la dirección XX e YY respectivamente. Por lo tanto, se cumple con la exigencia de los desplazamientos laterales permisibles establecidos en la Norma E.030 Diseño Sismorresistente. El diseño por cortante de las vigas fue cubierto por los criterios mínimos de confinamientos que indica la Norma E.060 Concreto Armado. El diseño por cortante de las columnas se cumplieron con los estribos mínimos y en el caso de las placas, la cuantía mínima satisfizo la demanda de corte de las mismas. La cimentación se diseñó utilizando zapatas aisladas y conectadas con vigas de cimentación y cimientos corridos. / Tesis

El proyecto desarrollado como tema de tesis, comprende el diseño estructural de un edificio multifamiliar de 5 pisos ubicado en un lote en esquina de dos calles del distrito de Miraflores, el cual se encuentra sobre un terreno de perfil tipo S1 (Capacidad portante de 4Kg/cm2). El área por cada nivel es de aproximadamente 219m2 haciendo un total de 1048m2 de área construida. La estructura del edificio consiste en elementos de concreto armado. Se utilizaron pórticos mixtos en ambas direcciones, es decir pórticos que combinan muros de corte o placas con columnas, siendo éstos conectados entre sí por medio de vigas peraltadas. La función de los muros de corte es restringir los desplazamientos laterales del edificio producidos durante la acción de un sismo, de tal manera que no excedan el valor máximo admisible. Dada la ubicación en esquina, se tiene asimetría en planta, la cual se ha disminuido con la inclusión de muros o columnas alargadas convenientemente ubicadas y sin afectar la arquitectura. En cuanto al armado de los techos se utilizaron losas aligeradas de una dirección con un peralte de 17 cm, además de una losa maciza de 15 cm en la zona del hall de la escalera principal. El análisis sísmico fue realizado de acuerdo a los parámetros establecidos por la norma de Diseño Sismorresistente E.030 aprobada en el año 2006. Para dicho análisis se consideraron 3 grados de libertad por nivel, siendo estos dos de traslación y uno de rotación. Gracias a este análisis se permitirá obtener la respuesta de la estructura ante la aplicación de un espectro de pseudo aceleraciones, y con ello obtendremos: El periodo de vibración del edificio, la fuerza cortante en la base, los desplazamientos laterales, y finalmente las fuerzas en cada uno de los elementos de la estructura que se generan debido a dichas solicitaciones. Para 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 el diseño de la cimentación del edificio se ha considerado que la resistencia o capacidad portante del terreno es de 4Kg/cm2; y la profundidad de cimentación es 1.50m por debajo del nivel natural del terreno. / Tesis

La experiencia de los últimos acontecimientos en países vecinos, como Chile y Ecuador nos ha otorgado un panorama claro de cuáles son los riegos de vivir en un país con una historia sísmica importante y las consecuencias de la construcción no supervisada por profesionales capacitados. Por ende, es de suma importancia para un profesional de la ingeniería civil tener una noción clara del correcto proceder al realizar el diseño estructural de una edificación para así poder garantizar la seguridad de sus habitantes. El propósito del presente trabajo de tesis consiste en contribuir a la ingeniería nacional mediante un informe detallado y sencillo de entender, del paso a paso a realizar, para el diseño estructural de una edificación, enfocándose en los lineamientos propuestos por la norma de diseño sismo resistente. La edificación en estudio tiene siete pisos y será usado como vivienda multifamiliar. Se encuentra ubicado, en la ciudad de Trujillo, en el distrito de Víctor Larco Herrera. El proyecto consiste en un primer piso destinado a estacionamientos y al hall de la recepción, y seis pisos típicos de dos departamentos por piso. El suelo bajo la cimentación es del tipo intermedio con una capacidad admisible de 2.5 kg/cm2. El edificio no tiene sótanos. El sistema estructural del edificio es demuros de concreto armado (placas), columnas y vigas. Para los techos se usaron losas aligeradas en un sentido. En la cimentación se emplearon zapatas combinadas y cimientos corridos de concreto armado. Se realizó la estructuración, pre-dimensionamiento, análisis bajo cargas de gravedad, análisis bajo cargas sísmicas y el diseño en concreto armado de todos los elementos estructurales y del sistema de almacenamiento de agua. Para el análisis sísmico, el diseño estructural y diseño de cimentaciones se hicieron uso de programas de cálculo. Al mismo tiempo se realizaron cálculos manuales con el fin de corroborar los resultados. Al final de la etapa de diseño se presenta un presupuesto de ejecución de las partidas de estructuras. Se realizó el metrado de concreto, acero y encofrado de todo el edificio, para luego realizar un análisis de precios unitarios y finalmente obtener una estimación del costo real del proyecto. / Tesis

La mayoría de las viviendas construidas en el Perú son a base de muros de albañilería confinada. Sin embargo, la construcción de este tipo de estructuras no se realiza con la unidad adecuada. Una de las razones principales para utilizar este ladrillo, conocido como King Kong 18 huecos, es el bajo costo que presenta en las fábricas industriales de producción de unidades de arcilla con respecto a la unidad adecuada, el cual es el ladrillo INFES. Cabe agregar, que la Norma E.070 establece que las construcciones de albañilería confinada deben construirse con ladrillos INFES, ya que estos presentan un porcentaje de vacíos menor al 30% de su área. Debido a que el ladrillo King Kong 18 huecos posee un porcentaje de vacíos mucho mayor al 30% de su área (aproximadamente 45%), es necesario conocer su comportamiento ante sismos. Por ello, en este trabajo, el objetivo principal es conocer el comportamiento sísmico de los muros de albañilería confinada construido con ladrillos King Kong 18 huecos. Para ello, se construyeron tres muros a escala natural, los cuales fueron sometidos a ensayos de carga lateral cíclica de desplazamiento controlado mediante el protocolo de ensayo del FEMA 461. Asimismo, se realizaron pruebas a la unidad utilizada para conocer sus características y se realizaron ensayos a pilas y muretes construidos con este tipo de ladrillo para determinar sus propiedades mecánicas. La importancia de este trabajo es conocer si los muros de ladrillo King Kong 18 huecos poseen un comportamiento estructural adecuado ante sismos. Además, determinar si los muros construidos representan a las viviendas de albañilería confinada construidas en Lima. Los ensayos realizados brindaron como resultados la curva de capacidad de los muros. Esta se representó en una curva trilineal para la determinación de los puntos de fluencia, resistencia máxima y última. De esta manera, se obtuvo la ductilidad del muro, la cual fue mucho mayor a la esperada. Se puede concluir que los muros desarrollaron una gran ductilidad ante las cargas cíclicas. Asimismo, la descripción de los daños del muro para los límites establecidos brindó información de los niveles de desempeño de este tipo de albañilería ante cargas cíclicas. / Tesis