Desarrolla el análisis y diseño estructural de dos alternativas evaluadas para la fabricación de un módulo temporal de vivienda (MTV), el sistema de paneles sándwich y el sistema de entramados de madera, considerando las condiciones térmicas y ambientales de su ubicación, los departamentos de la Costa Norte del Perú (Piura, La Libertad, y Lambayeque). La geometría y distribución, en planta y elevación, siguen los lineamientos establecidos por la Asociación Esfera, la experiencia internacional, y el último proceso nacional para la adquisición de MTV’s para asistencia frente a emergencias y desastres, la Adjudicación Simplificada N°003- 2017/VIVIENDA-OGA-UE.001. Cada alternativa consta de 03 ambientes independizados por tabiques intermedios con un área habitable total de 18.00 m2, altura mínima es de 2.40 m en su punto más bajo y 2.90 m en su punto más alto, una cubierta a un agua con voladizos perimetrales, una plataforma principal elevada 30 cm de suelo mediante pedestales, y vanos constituidos por 01 puerta y 03 ventanas en la fachada frontal, y 02 ventanas altas en la fachada posterior. En el sistema de paneles sándwich, el sistema estructural en ambas direcciones está compuesto por muros autoportantes constituidos por láminas metálicas y un relleno de poliestireno expandido; mientras que, en el sistema de entramados de madera, viene dado por bastidores revestidos perimetralmente por fibrocemento en ambas caras, y un relleno de lana de vidrio como aislante. El análisis estructural comparativo comprende el estudio de la respuesta ante carga estática y dinámica, vertical y horizontal de acuerdo a los parámetros establecidos por la normativa nacional vigente (RNE), seguido del diseño estructural de sus componentes. Se complementa este estudio con un análisis del nivel de confort térmico, y una estimación de costos de cada alternativa. Los resultados evidencian que cada alternativa satisface las exigencias técnicas de la normativa nacional, recomendándose su uso para atender la demanda de MTV’s en situaciones de desastre. / Tesis

Memoria para optar al título de Arquitecto

Si bien la necesidad de eliminar las barreras arquitectónicas en el entorno edificado ya fue reconocida internacionalmente en la década de los 70, no ha sido hasta el siglo XXI cuando se ha reconocido su verdadera importancia, situándola al mismo nivel que la seguridad o la eficiencia energética. Tras los últimos tratados internacionales en la materia ha habido un cambio de paradigma considerando a las personas con discapacidad como sujetos titulares de derechos, siendo el entorno el que debe adaptarse a la persona y no la persona al entorno. La Unión Europea y España han asumido el compromiso no solo de diseñar nuevos edificios inclusivos, sino también de eliminar las barreras en los existentes. En concreto, en España para el cumplimiento de esta obligación legal se ha fijado como fecha límite el 4 de diciembre de 2017. A la vista de los estudios sobre el estado de la accesibilidad al entorno edificado existente se puede afirmar que la tarea de su adaptación va a ser compleja y extensa. Por ello, los técnicos tanto proyectistas como de ejecución necesitan sistemas inteligentes de apoyo en la evaluación del estado de los edificios y ayuda en la toma de decisiones. Por otro lado, la realidad constatada es que difícilmente se podrá obtener un grado de accesibilidad plenamente satisfactorio en todos los edificios. Aun haciendo grandes esfuerzos no será posible eliminar la heterogeneidad existente entre unos edificios y otros, lo que generará incertidumbre en los usuarios. Por este motivo se pone en relieve la necesidad de sistemas de información a los usuarios sobre el estado real de accesibilidad de los edificios y establecimientos. Dentro de este contexto, en esta tesis se realiza el modelado de un sistema inteligente de ayuda a la toma de decisiones en la evaluación de la accesibilidad de los edificios, denominado Sistema de Información para Accesibilidad Arquitectónica (ISAA). Este sistema permite también el almacenamiento de los datos relativos a la accesibilidad para su uso posterior por otros sistemas de información que puedan tener diversas aplicaciones, tanto con el objetivo de intervención en el edificio como con el de información a los usuarios. Con este sistema se persigue una doble finalidad: - Apoyar a los técnicos en la labor de evaluar la accesibilidad de los edificios, contribuyendo por tanto a mejorar las condiciones del entorno construido. - Contribuir a la difusión de la información de las condiciones de accesibilidad de los edificios existentes, ayudando de esta manera a fomentar la autonomía de las personas con discapacidad. En este trabajo se realiza el modelado del sistema así como el diseño conceptual y lógico de la base de datos que contiene la información. Así mismo, también se ha desarrollado un prototipo y sometido a experimentación para comprobar su validez y obtener una serie de propuestas de mejora a introducir en la implementación definitiva del sistema. Por último, se analizan una serie de posibilidades de tratamiento posterior de los datos almacenados en el ISAA por otras aplicaciones con diversas finalidades. Se analizan las características que deben tener las futuras aplicaciones web que se desarrollen para informar a los usuarios discapacitados, así como la compatibilidad del ISAA con Sistemas de Información Geográfica o la posible utilidad de los datos en información estadística. Tras el proceso de experimentación se concluye que el sistema es plenamente válido para servir de apoyo en la evaluación de la accesibilidad frente a otros métodos no basados en sistemas inteligentes. Así mismo, se señalan las ventajas que presenta frente a otros métodos en la ayuda a la toma de decisiones. En cuanto al desarrollo de futuras aplicaciones, el ISAA no es un modelo cerrado, sino que permite que sobre el diseño realizado se puedan introducir variantes y/o ampliaciones para adaptar el tratamiento de los datos al uso específico que demande el sistema de información que se vaya a desarrollar posteriormente. Por último, se señalan una serie de futuros trabajos, tanto teóricos como aplicados, que se pueden desarrollar en esta materia que está demandando en la actualidad el apoyo de las nuevas tecnologías.

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El litoral mediterráneo se considera de riesgo bajo o muy bajo en el mapa MARNA de exposición a radiación gamma, causante del gas radón, lo que ha supuesto que no haya sido de gran interés para los investigadores especializados. La Tesis aborda la cuestión de si el gas radón es efectivamente un elemento con baja presencia en todas las construcciones muy en contacto con el terreno en Alicante o si en determinadas condiciones pueden tener concentraciones superiores a las recomendadas. En la mayoría de los casos, la actividad específica del radón presenta valores que indicarían que las personas que trabajan o visitan los espacios analizados, reciben una dosis inferior al máximo recomendado. Existen, sin embargo, lugares en los que la dosis sobrepasa el límite permitido y, en esos casos, deberían plantearse soluciones constructivas que minimicen la concentración de ese gas. El objetivo central del trabajo se enmarca en el estudio de determinados lugares de la arquitectura histórica y civil de la ciudad de Alicante, construcciones que, en su mayor parte, están en contacto con el terreno y que, en algún caso, son visitadas por un gran número de personas. Las zonas estudiadas son las siguientes: el núcleo urbano de Alicante (los refugios de la Guerra Civil Española), el Monte Benacantil (Castillo de Santa Bárbara, Polvorín de la Ereta y túnel ferroviario Marq-Castillo) y la Serra Grossa (depósitos de la Británica y túnel ferroviario Alicante norte). Con carácter general, además de las medidas de radón en los espacios estudiados, se hace una descripción de la arquitectura de cada uno de ellos que incluye la evolución histórica de las construcciones, la descripción de las tipologías constructivas y la caracterización de los materiales de construcción.

Historical earthen buildings are vulnerable to external solicitations, as earthquakes, tsunamis, environmental conditions and others, and, often, they are under unacceptable risks. For all these aspects, earthen buildings need an indispensable intervention but also an accurate diagnosis to respect the modern restoration principles. Nowadays, the research field related to the structural analysis of existing earthen buildings is very far from a complete and exhaustive knowledge. For studying these types of buildings, experimental investigations are mandatory. The thesis has the ambitious goal to fill the lack of knowledge about the dynamic behavior of historical earthen buildings. The work started with the study of effects of temperature and humidity on the “earth material”. For this reason, single adobe walls were built and analyzed by a continuous monitoring of the internal and external environmental parameters and dynamic properties to understand their behavior as simple adobe construction systems. The main challenges in this stage were the development of a suitable algorithm to automatically identify the dynamic parameters, the study of the internal distribution of temperature and humidity, and, the analysis of the environmental effects on the long-term monitoring of simple adobe systems. The results showed a good heat storing capacity of the walls and the existence of an internal thermal flow connected to a combined effect of air temperature, wind, solar radiation, and wall orientation. Furthermore, environmental seasonal and daily effects were first identified and subsequently isolated from the structural response, demonstrating a clear inverse relationship between temperature and dynamic properties. After this first stage, the application of the achieved knowledge was applied to a real case study to verify the obtained results in a larger scale. The Church of San Pedro de Andahuaylillas was chosen as case study. This church was built in the sixteenth century and represents a suitable example of historical earthen building. This architecture is one of the most amazing and beautiful example of religious art, solemn testimony of the Andean culture. To this church, a long-term monitoring system was applied for a better understanding of the earthen building behavior. The results indicated that he environmental variable affect the structural behavior at two levels: a seasonal long-term influence was detected as well as a daily short- term one. Seasonal effects caused variations of up to 8% in natural frequencies, and shorter-term influences were also verified causing variations of up 3.8%. Daily results showed a delayed effect of the environmental conditions in the structural response. Finally, multiple linear regression models were developed using the absolute humidity as independent variable to successfully predict the long-term frequency variation of the analyzed case study for structural health assessment purpose. / Los edificios históricos de tierra son vulnerables a solicitudes externas, como terremotos, tsunamis, condiciones ambientales y otros, por lo que están bajo riesgos inaceptables. Para todos estos aspectos, los edificios de tierra necesitan una intervención indispensable pero también un diagnóstico preciso para respetar los principios modernos de restauración. Hoy en día, el campo de investigación relacionado con el análisis estructural de los edificios de tierra existentes está muy lejos de un conocimiento completo y exhaustivo. Para el estudio de este tipo de edificios, las investigaciones experimentales son obligatorias. La tesis tiene el objetivo ambicioso de cubrir la falta de conocimiento sobre el comportamiento dinámico de los edificios históricos de tierra. El trabajo comenzó con el estudio de los efectos de la temperatura y la humedad en la tierra como material. Con este fin, se construyeron muros de adobe y se analizaron mediante un monitoreo continuo de los parámetros ambientales internos y externos y de las propiedades dinámicas con el objetivo de comprender su comportamiento como sistemas de construcción. Los principales desafíos en esta etapa fueron el desarrollo de un algoritmo adecuado para identificar automáticamente los parámetros dinámicos, el estudio de la distribución interna de la temperatura y la humedad, y el análisis de los efectos ambientales en el monitoreo a largo plazo. Los resultados mostraron una buena capacidad de almacenamiento de calor de los muros y la existencia de un flujo térmico interno conectado a un efecto combinado de la temperatura del aire, el viento, la radiación solar y la orientación. Además, los efectos ambientales estacionales y diarios fueron identificados primero y luego fueron aislados de la respuesta estructural, demostrando una clara relación inversa entre la temperatura y las propiedades dinámicas. El conocimiento obtenido en esta primera etapa se aplicó a un estudio de caso real para verificar los resultados obtenidos en una escala mayor. El caso de estudio elegido fue la iglesia San Pedro de Andahuaylillas. Este templo fue construido en el siglo XVI y es la muestra más emblemática de arte religioso, solemne testimonio de la cultura andina. Para esta iglesia, se aplicó un sistema de monitoreo a largo plazo para una mejor comprensión del comportamiento de los edificios de tierra. Los resultados indicaron que la variable ambiental afecta el comportamiento estructural de dos maneras: se detectó una influencia estacional a largo plazo y una diaria a corto plazo. Los efectos estacionales causaron variaciones de hasta 8% en las frecuencias naturales, y también se verificaron influencias a corto plazo, lo que causó variaciones de hasta 3.8%. Los resultados diarios mostraron un efecto retardado de las condiciones ambientales en la respuesta estructural. Finalmente, se desarrollaron modelos de regresión lineal múltiple utilizando la humedad absoluta como variable independiente para predecir con éxito la variación de frecuencia a largo plazo con el fin de evaluar la salud estructural.

En este trabajo se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio de vivienda de siete pisos y un sótano ubicado en Lima, sobre un suelo con 40 ton/m2 de presión admisible y luego se estudió su respuesta a dos acelerogramas peruanos de sismos recientes. El sistema estructural del edificio es de muros, columnas y vigas de concreto armado sobre una cimentación de zapatas aisladas y conectadas. Los sistemas de techos son aligerado prefabricado y losas macizas. Para el análisis estructural se desarrolló un modelo tridimensional con todos los muros, columnas y vigas. Los techos se representaron por diafragmas rígidos y para su análisis individual se usaron modelos separados. Se obtuvieron valores de 5 y 3‰ de deriva bajo las solicitaciones de la NTE-030. Para la dirección flexible, las dimensiones de las columnas se definieron por criterios de rigidez y no de capacidad de carga; su diseño por fuerza cortante fue cubierto ampliamente por los estribos mínimos. El peralte importante de las columnas (1 m) permitió cumplir el requisito de columna fuerte / viga débil (ΣMnc > 1.4 ΣMnv) sin usar acero adicional. La fuerza cortante de diseño en las placas se obtuvo usando los valores del análisis y factores de amplificación cercanos a 1.2; aún así, esta demanda fue cubierta con el acero mínimo distribuido. Los acelerogramas obtenidos en los terremotos de mayo-1970 y agosto-2007, presentaron valores pico similares (0.1g y 0.07g) pero diferente contenido de frecuencias (3.4Hz y 1.3Hz de frecuencia fundamental). Estas señales fueron escaladas a 0.2g para hacerlas representativas de nuestros sismos frecuentes (45 años de período de retorno en la costa peruana). Al estudiar la respuesta del edificio a las señales escaladas, se encontró que las mayores solicitaciones correspondían al acelerograma de agosto-2007 debido a la notoria diferencia en el contenido de frecuencias en la zona de períodos del edificio. Para esta señal se encontró que el edificio alcanzaría una deriva máxima del orden de 9 y 3 ‰ en cada dirección. En cuanto a la resistencia lateral, los resultados indican que para la dirección flexible, la demanda de resistencia de estas señales es 5 veces superior a la cortante global de diseño. Sin embargo la demanda sobre el elemento mas esforzado fue 3 veces superior a la capacidad instalada. Esta menor diferencia en los elementos se atribuye a la sobrerresistencia que todos los elementos adquieren en el proceso de diseño. Es muy probable que el edificio diseñado en este trabajo tenga incursiones inelásticas en un movimiento sísmico con aceleración del orden de 0.2g. / Tesis

Este proyecto desarrollado como tema de tesis comprende el análisis y diseño de un edificio de viviendas ubicado en la calle Alcalá, distrito de Pueblo Libre, provincia de Lima, sobre un terreno plano de 260.72 m2. El edificio tiene 5 pisos y 1 semisótano. El área construida total del proyecto es 1,030 m2. El sistema estructural del edificio de concreto armado está conformado por muros de corte, columnas y vigas. Los techos se resolvieron usando aligerados prefabricados y losas macizas. Para la cimentación, dada la buena capacidad del terreno (40tnm2), se diseñó usando zapatas aisladas y conectadas. La profundidad de cimentación es 1.20 m. / Tesis

Esta tesis presenta la investigación realizada en la segunda etapa. Primero se describen las características arquitectónicas y estructurales de las tecnologías constructivas de viviendas de tierra. Luego se estudian las características mecánicas de los principales materiales que las componen, así como las posibles fallas típicas debidas a sismos. Después se evalúan modelos de análisis sísmico con el fin de desarrollar una metodología del análisis de la vulnerabilidad de las viviendas de tierra. / Tesis

En la actualidad, los sistemas de protección sísmica representan una opción viable para la prevención de desastres naturales como lo es un evento telúrico. Nuestro país se encuentra en la zona del cinturón de fuego del pacífico, por lo tanto no se debe hacer caso omiso al peligro que un sismo supone. En atención a ello, se presenta el siguiente estudio que intentará explicar, a grandes rasgos, una tecnología de protección sísmica: la implementación de aisladores en un edificio de viviendas. Es recurrente que el público en general, e inclusive ingenieros civiles, tengan interrogantes sobre el comportamiento, tipos, eficiencia y conveniencia de los distintos tipos de aisladores sísmicos. Por tal motivo, este estudio fue estructurado para describir la tecnología desde los principios básicos y la filosofía del diseño, hasta los mecanismos de protección y propiedades dinámicas de cada uno de los dispositivos. La información técnica mostrada corresponde a estándares internacionales, normativa local y prácticas comunes de la ingeniería estructural y construcción. Complementario a la información teórica, se plantea una comparación entre la propuesta ya construida y su similar con aisladores en una edificación de viviendas de varios niveles. Se ha seleccionado para el ejercicio un edificio multifamiliar típico del distrito de San Isidro, en la ciudad de Lima: dos sótanos y siete niveles de viviendas, incluyendo la azotea. La directriz general que se siguió, para realizar la propuesta con aisladores, fue la de restructurar la edificación con la idea de ahorrar en materiales de construcción y compensar, así, el sobrecosto por el concepto de aisladores. Al mismo tiempo, se mantuvo la arquitectura original y la funcionalidad de las viviendas. Finalmente, se resumen los resultados de los análisis de estructuras, de acuerdo a norma, y se presentan los costos de construcción asociados, junto con los beneficios del aislamiento sísmico, para comparar la conveniencia de su implementación en el ejercicio mostrado. / Tesis