Entre los años 2005 al 2012, se observó un gran crecimiento del sector construcción, el cual produjo la introducción al mercado de varias empresas contratistas y el crecimiento de otras empresas ya consolidadas. Esta situación incrementó la competencia en este sector. En los últimos años, este crecimiento se ha detenido, e incluso el sector ha decrecido, lo que ha generado un mayor incremento en la competencia para ejecutar las pocas obras que se licitan. Para poder lograr este objetivo, las empresas se ven obligadas a ajustar los precios en sus presupuestos para poder ganar las licitaciones de obra, por lo cual para poder lograr la ganancia proyectada, deben ajustar también sus costos de operación. Esto se puede lograr aumentando la eficiencia en la productividad en la obra, la cual puede ser enfocada a la productividad de los materiales y a la productividad de la mano de obra. La productividad de la mano de obra no solo afecta los costos directos de obra, sino también puede generar mayores plazos de ejecución de las partidas, generando aumento de costos variables, Además, la variabilidad que presenta esta productividad entre las diferentes obras, e incluso dentro de la misma obra, genera grandes oportunidades de mejora en este aspecto. La presente tesis busca mejorar la productividad en obras de edificación, enfocado en la productividad de la mano de obra, mediante el uso del Estudio de Factores de Productividad. Este estudio busca relacionar los valores de productividad obtenidos en las obras con características del diseño del producto y de las tecnologías y procesos usados para su elaboración. La relación encontrada en el estudio permitirá mejorar la estimación de la productividad en obras futuras así como poder mejorar la productividad durante la obra (apoyado en la aplicación de un enfoque PDCA al método del estudio). La tesis comenzará definiendo los conceptos y el método a usar para medir la productividad, para luego revisar e identificar los factores encontrados. Mediante la ejecución del Estudio de factores en dos obras, se propondrá una guía metodológica para la ejecución de futuros estudios. Por último, usando un enfoque PDCA, se propondrá un plan para

En el presente trabajo se desarrolló el análisis y diseño de un edificio de 7pisos y 2 sótanos destinado a vivienda. También se estudió la respuesta del edificio ante dos acelerogramas peruanos recientes. El sistema estructural del edificio está compuesto por placas, columnas y vigas de concreto armado. La cimentación del edificio consistió de zapatas aisladas, combinadas y conectadas. Para el sistema de techos se usaron viguetas convencionales y losas macizas. Para el análisis del edificio se desarrolló un modelo tridimensional. Al realizar el análisis por cargas de gravedad el programa de cómputo disponible no pudo simular el proceso constructivo exitosamente por ello se tuvo que aumentar artificialmente el área de las columnas con el fin de disminuir la distorsión de las fuerzas internas producto del acortamiento diferente entre los elementos verticales. Los resultados del análisis por superposición espectral indican que el edificio tendría derivas de 1.4‰ y 4.5‰ valores que cumplen con los requisitos de rigidez establecidos en la norma peruana NTP.030. Los acelerogramas utilizados corresponden a los movimientos registrados en Lima en octubre-1974 y agosto-2007. Ambas señales presentan una frecuencia fundamental similar (1.45Hz y 1.29Hz respectivamente). Estas señales fueron escaladas a 0.2g para hacerlas representativas de nuestros sismos frecuentes en la costa peruana (43 años de período de retorno). ii Para la señal de agosto-2007 (más crítica en el análisis) se obtuvieron derivas del orden de 3.3‰ para la dirección XX y de 17.5 ‰ para la dirección YY. La fuerza cortante obtenida en la edificación para la dirección XX fue 2.2 veces mayor a la cortante de diseño y para la dirección YY 2.8 veces mayor a la cortante de diseño. Los resultados de este trabajo indican que el proceso de diseño el edificio no es suficiente para las solicitaciones de los acelerogramas mencionados por lo que es probable que el edificio diseñado en este trabajo llegue a tener incursiones inelásticas en un movimiento sísmico con aceleración del orden de 0.2g.

En este trabajo se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio multifamiliar de siete pisos y un semisótano, ubicado en el distrito de Surquillo, provincia de Lima, sobre un área de terreno de 390 m2 aproximadamente. El suelo de cimentación corresponde a una grava con una capacidad portante de 30.00 ton/m2. El diseño se realizó siguiendo lo establecido en el Reglamento Nacional de Edificaciones. El sistema estructural del edificio está compuesto por muros de corte, columnas y vigas de concreto armado. Para el sistema de techos se usaron losas aligeradas con viguetas prefabricadas y losas macizas. El semisótano cuenta con muros de concreto armado. La cimentación consiste en zapatas aisladas, combinadas y conectadas. La profundidad de cimentación es 1.20 m. a partir del nivel de piso terminado del semisótano. Para realizar el análisis del edificio tanto para cargas de gravedad como para las solicitaciones sísmicas se desarrolló un modelo tridimensional con diafragmas en cada piso. Se usó el programa ETABS con el cual no pudo simularse el proceso constructivo y se recurrió a incrementar el área de columnas para uniformizar el acortamiento de los elementos verticales. El análisis sísmico se desarrollo utilizando superposición espectral. Se obtuvieron derivas de 2.9 y 5.9 ‰ para la dirección X e Y respectivamente, valores menores a los permisibles por la norma. El diseño en concreto armado se realizó utilizando el método de resistencia. Los criterios de predimensionamiento para vigas y columnas permitieron tener valores de cuantías moderados lográndose así evitar la congestión de acero de refuerzo. El criterio para predimensionar los muros permitió controlar la deriva lateral y dotar a la edificación de una resistencia adecuada.

La presente tesis consiste en desarrollar el análisis sísmico y el diseño estructural de un edificio de concreto armado de siete pisos destinado a viviendas, el cual está ubicado en el distrito de San Isidro, provincia de Lima y cuyo terreno tiene un área de 300m2 y una resistencia del suelo de 4kg/cm2. El edificio cuenta con un primer piso destinado a recepción y un departamento, los siguientes 6 pisos superiores contienen departamentos tipo flat y dúplex, resultando un total de 10 departamentos. En primer lugar, la cimentación consiste en zapatas aisladas, combinadas y corridas según el tipo de elemento que soporten. Por otro lado, el sistema estructural del edificio está compuesto por muros de corte, columnas y vigas de concreto armado. Por último, el sistema de techos comprende losas aligeradas convencionales y losas macizas de 20cm de espesor. El análisis y diseño se han realizado de acuerdo con los criterios especificados en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). En primer lugar, el análisis sísmico se desarrolló siguiendo los requerimientos establecidos en la Norma de Diseño Sismorresistente E.030 y mediante el uso de los programas de computación SAP 2000 para el análisis traslacional y ETABS para el análisis dinámico. En segundo lugar, el diseño en concreto armado se realizó de acuerdo a la Norma de Diseño en concreto Armado E.060 y utilizando el método por resistencia. Adicionalmente, se realizó el metrado de los elementos mediante el uso de la Norma de Cargas E.020 y para el diseño de elementos adicionales como la cisterna y el tanque elevado se utilizó la norma RNE – S200. Por último, se presenta el trabajo mediante planos que puedan ser usados en obra.

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.

En el presente trabajo, se realizó el diseño estructural de un edificio en concreto armado destinado a un centro de comercio y oficinas, ubicado en la ciudad de Lima sobre un suelo de perfil tipo S1 (capacidad portante 4.0 kg/cm2). Se consideró una estructura conformada principalmente por Vigas, Columnas y Placas.

La presente tesis inicia con la descripción de distintas corrientes que se han desarrollado en la gerencia del diseño, en algunos casos exclusivamente para la construcción; posteriormente se presenta la Gerencia de proyectos “lean” (Lean Project Management) y el modelo: Sistema de entrega de proyectos “lean” (Lean Project Delivery System) el cual se desarrolla en los distintos capítulos con el objetivo de lograr el mejoramiento del Diseño de proyectos de edificación en nuestro país. Para ello, en primer lugar se realizó un diagnóstico para conocer cómo se vienen desarrollando en la actualidad los diseños de proyectos en Lima. El capítulo referente a este punto presenta los resultados de 122 encuestas realizadas en Lima a los diferentes involucrados en el diseño de un proyecto así como a los constructores y maestros de obra, visitando un total de 72 obras de construcción. Las conclusiones de este trabajo muestran que existe un deficiente manejo del diseño de los proyectos, entre otras cosas, debido a las descoordinaciones entre los especialistas, lo que deriva en problemas que posteriormente se reflejan en la obra. En los siguientes capítulos se explican los principales procesos y herramientas para definir un proyecto según las técnicas “lean”, para conocer los requerimientos del cliente y convertirlos en propuestas viables para el proyecto. Seguidamente se hace lo mismo para el diseño del proyecto, donde se proponen entre otras cosas: controlar las actividades de diseño, compartir información entre los especialistas, hacer participar a los constructores en el diseño de los planos, etc. Así también se mencionan algunas aplicaciones realizadas en Brasil, en Chile y en nuestro país respecto a herramientas para el mejoramiento de esta fase.

La ingeniería sismo resistente ha seguido un desarrollo importante en los procedimientos de análisis sísmico en los últimos años. Uno de los principales factores que sustentan este desarrollo es la aparición de herramientas computacionales que permiten realizar cálculos más complejos. Sin embargo, a lo largo de este desarrollo, se han presentado sismos de gran magnitud que nos obligan a cuestionar los métodos empleados y la necesidad de investigar sobre el comportamiento completo de las estructuras ante sismos severos. El análisis sísmico comúnmente empleado se basa en un método elástico lineal, en la cual se amplifican las cargas para llegar a casos de solicitaciones últimas. Por otro lado, el diseño de elementos de concreto armado (y de muchos otros materiales) se realiza en una etapa de rotura o de resistencia última. A este procedimiento en conjunto se le conoce como “Diseño en base a resistencia” o “Diseño por factores de carga y resistencia” (Load and Resistance Factor Design, LRFD). Sin embargo, este método de diseño, por basarse en fuerzas, no contempla las fallas posibles por deformación que se pueden presentar en el comportamiento no lineal de los componentes de la estructura. Por ejemplo, la influencia de tener un piso blando, el comportamiento de unas columnas cortas o la capacidad de tener suficiente redundancia en la estructura son temas que no pueden ser revisados de manera analítica mediante métodos elásticos. Estas posibles fallas podrían llevar a la estructura a un estado cercano al colapso. En general, la deficiencia de los métodos en base a fuerzas es la de no poder disponer en la evaluación el comportamiento de la estructura luego de superar los límites elásticos de los componentes y de los materiales. Si se pudiese disponer de la historia del comportamiento inelástico de la estructura, se podría ajustar el diseño con el fin poder proporcionar a la estructura mayor capacidad, principalmente ante cargas sísmicas. Es por ello que las diferentes normas internacionales brindan recomendaciones o lineamientos que intentan evitar fallas o comportamientos no deseados para la estructuras. Por otro lado, el diseño realizado en la etapa de rotura no establece como requisito indispensable el cálculo de la ductilidad disponible en los elementos y, mucho menos, la verificación de la capacidad de la estructura de formar rótulas plásticas sin alcanzar el colapso bajo las cargas sísmicas. Para estos casos también existen recomendaciones para proporcionar a los elementos mayor ductilidad y para disponer de rótulas plásticas más largas, aunque estas hipótesis no podrán ser evaluadas empleando métodos elásticos de análisis. Es por ello que los últimos códigos y normas consideran un “Diseño en base a desplazamiento” o “Diseño en base a desempeño”, los cuales requieren del cálculo de la ductilidad de los componentes y de la estructura, comparándolos con la ductilidad demandada por los sismos máximos considerados. Estas exigencias son generalmente aplicadas a edificaciones sumamente importantes o a estructuras con elementos de disipación de energía, como aisladores o amortiguadores. Cabe mencionar que, a pesar de no haberse mencionado antes, la rigidez de la estructura cumple un rol muy importante al mantener la integridad de los elementos no estructurales y reducir la percepción del movimiento sísmico. Esta rigidez se va degradando conforme la estructura disipe energía mediante la formación de rótulas plásticas. Es por ello que el cálculo y la verificación de los desplazamientos y de las derivas en el rango inelástico es una parte fundamental en el “Diseño en base a desempeño”. El desempeño exigido para cada estructura puede variar según la funcionalidad y la importancia que tenga la edificación. Por ejemplo, un hospital, al ser una edificación que debe mantenerse funcional luego del sismo, debe generar pocas rótulas plásticas en el sismo severo en relación a las que puede ser capaz de presentar. De tal manera, la estructura mantiene niveles bajos de daños, la rigidez se degrada en menor medida y es económicamente reparable. Por otro lado, una edificación menor, como una vivienda, puede tener mayor pérdida de rigidez y mayor cantidad de rótulas plásticas, pero manteniendo su estabilidad y evitando el colapso de la estructura. Por motivos económicos y de funcionalidad, es necesario diferenciar los enfoques de desempeño exigidos para cada tipo de edificación. Es por ello que el Comité VISION 2000 de la Asociación de Ingenieros Estructurales de California (SEAOC, 1995) definió niveles de desempeño sísmico exigidos según la importancia de las edificaciones. En resumen, para estructuras que se encuentran en zonas con alta sismicidad, es necesario tener un enfoque basado en fuerzas, en deformaciones y en ductilidad para cumplir con el nivel de desempeño establecido, según sea el caso. Actualmente, existen herramientas que agilizan y simplifican el cálculo considerando propiedades y métodos no lineales, como el DRAIN-2DX, DRAIN-3DX, PERFORM-3D y SAP2000. (Inel y Baytan, 2006) Muchos de los edificios dañados debido a últimos terremotos ocurridos, han sido diseñados y construidos bajo los principios de diseño sísmico más modernos. Es probable que estos daños sean producto de la falta de comprensión del comportamiento de los materiales estructurales bajo cargas dinámicas y el comportamiento inelástico de los diferentes sistemas estructurales. (Villaverde, 2007). Se han propuesto diferentes métodos, entre simplificados y complejos, para desarrollar análisis estáticos y dinámicos no lineales, de los cuales algunos han sido incluidos como alternativas de análisis en reglamentos y códigos internacionales (Fajfar, 2002). Aun así, es difícil saber si estas herramientas nos permiten evaluar el desempeño de las estructuras debido a solicitaciones que producen al colapso. (Villaverde, 2007) En contraparte de estos nuevos procedimientos que pretenden ser más “exactos”, existe una enorme participación de variables que no pueden tener la misma precisión que estos procedimientos. El ejemplo inmediato es la amplificación del movimiento del terreno, pues es un valor que varía por una gran cantidad de aspectos. Otro ejemplo claro es el amortiguamiento considerado en la estructura, pues es un parámetro dinámico que también es dependiente del daño de la estructura. Es por todo lo mencionado que es necesario estudiar el concepto del comportamiento de las estructuras antes de sumergirse en la tarea de buscar número “precisos” y “exactos”. En los siguientes capítulos se describirá la filosofía actual en la ingeniería sismo resistente y los conceptos necesarios para lograr el comportamiento sísmico requerido de cada estructura. / Tesis

En el Perú, el déficit de viviendas es considerable (11.2%); asimismo, la respuesta estatal ante emergencias ha sido lenta e ineficiente, muestra de lo descrito fue la lenta reconstrucción de viviendas afectadas en el sismo de Ica de 2007 (90% de avance en 10 años), o la reconstrucción de viviendas e infraestructura general producto del Fenómeno del Niño del 2017, aún en ciernes. Así, lo descrito abre el abanico en cuanto a la exploración de alternativas constructivas que demuestren eficiencia estructural y económica para contribuir a la brecha inmobiliaria existente, y mejorar la respuesta estatal ante emergencias. Los prefabricados, por sus características inherentes, proveen eficiencia, rapidez y economía a la construcción; asimismo, en experiencias pasadas, se observó un comportamiento favorable ante solicitaciones sísmicas. No obstante, fueron recopilados puntos a mejorar como la formación de diafragma, la distribución de las líneas resistentes ante cargas laterales, entre otros. El presente trabajo de investigación pretende aportar a la promoción de la estructuración con elementos prefabricados, para contribuir de algún modo a cubrir el vacío que la normativa peruana tiene con la estructuración de estos elementos; al considerarlos solo como sistemas no convencionales. Para ello, se propuso la estructuración de un edificio de departamentos unifamiliares con dos alternativas: la primera, con elementos de concreto armado, y la segunda, con prefabricados de concreto con arriostramientos de acero ASTM A500 como parte del sistema resistente ante fuerzas laterales; y se realizó un comparativo de su desempeño estructural utilizando análisis estático y dinámico no lineal. Los resultados obtenidos muestran que la estructuración con prefabricados de concreto y arriostramientos de acero exhibe un buen desempeño ante sismos raros (Tr= 475 años); y que, además, ostenta un mecanismo de falla dúctil, en una variante del mecanismo viga débil-columna fuerte.

El territorio peruano se encuentra en la zona denominada “Cinturón de Fuego del Pacífico”, la cual es una zona altamente sísmica, por lo que el Reglamento Nacional de Edificaciones, en la Norma E.030 (RNE, 2018), presenta tres filosofías fundamentales para el diseño de estructuras sismorresistentes: evitar pérdidas humanas, permitir la continuidad de los servicios básicos y minimizar los daños a las propiedades. De esta manera, se desarrollará, en la presente tesis, un diseño estructural en concreto armado, según los lineamientos de la Norma E.060 (RNE, 2009), de una edificación multifamiliar de ocho pisos y un sótano, en la cual se aplicarán los criterios estipulados en las normas vigentes con la finalidad de cumplir el objetivo de un correcto desempeño estructural en casos de cargas solo por gravedad, así como durante los eventos sísmicos y sus respectivas combinaciones de cargas.