Departamento de Arquitectura e Ingenierías de la Construcción
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Item Análisis comparativo de la respuesta dinámica de una edificación de carácter esencial haciendo uso de dos alternativas de reforzamiento estructural: aislamiento sísmico vs. encamisados(Universidad Católica San Pablo, 2022) Quispe Larico, Oscar Jean Paul; Carpio Salazar, Yimy Andre; Simbort Zeballos, Enrique GerardoLa presente investigación tiene como objetivo principal evaluar la respuesta dinámica de una edificación de carácter esencial haciendo uso de dos alternativas de reforzamiento estructural: Aislamiento sísmico y Encamisados de concreto armado, comparándolas entre ellas y con la respuesta dinámica actual de la estructura sin reforzamiento. Para lograr este propósito, se realizó una investigación preliminar, la cual se centró en explorar la información existente de la edificación con el fin de conocer las demandas de diseño utilizadas para las estructuras que componen el pabellón María Nieves y Bustamante (estructura 1 y estructura 2) (E.030-2006), esto debido a que la demanda a la actualidad se ha visto modificada con los cambios en la normativa de diseño sismorresistente (E.030-2018). Seguidamente, se procedió a desarrollar la etapa de calibración de los modelos matemáticos, la cual consistió en el monitoreo estructural basado en vibraciones de la edificación; esto permitió comparar los periodos y formas de vibración de la estructura obtenidos con el sismógrafo, y los periodos y formas de vibración de la estructura obtenidos del modelo matemático. Posteriormente, se realizaron análisis estáticos no lineales (Pushover) en los modelos calibrados de las estructuras 1 y 2 por separado, considerando la influencia de los tabiques de albañilería en el sistema aporticado, tomando como parámetros de comparación, los cambios en la rigidez elástica, rigidez efectiva, ductilidad global y cortante máximo de las estructuras. Consecutivamente, se sometieron a las edificaciones a registros sísmicos equivalentes al sismo de diseño de la normativa E.030-2018 (análisis dinámicos no lineales), evaluando sus respuestas estructurales (derivas) y no estructurales (aceleraciones), cualificándolas en base a la normativa Hazus 2.1. a nivel estructural (Derivas) y no estructural (aceleraciones), a fin de evaluar la respuesta en su estado actual de las estructuras. Luego de conocer el incremento en el desempeño de la estructura debido a los tabiques de albañilería y en base a ello, el estado actual de las edificaciones; se unió ambos modelos de manera rígida en todos sus niveles considerando las estructuras 1 y 2 como un solo modelo matemático. El nuevo modelo permitió diferentes casos de trabajo para la siguiente etapa del proyecto de investigación tales como: Estado actual con un piso adicional, reforzado por encamisados de concreto armado con un piso adicional y reforzado por aislamiento sísmico con un piso adicional. Posteriormente se realizaron análisis estáticos no lineales (Pushover) y análisis dinámicos incrementales (IDA) de los tres modelos descritos, obteniendo las curvas capacidad, curvas IDA y curvas IDA-capacidad (Curva IDA basada en los cortantes y desplazamiento) en cada caso, y cualificándolas a nivel “estructural” y “no estructural” en base a los parámetros propuestos por el profesor Vamvatsikos y los estados de la normativa Hazus 2.1. Finalmente, a nivel “estructural” se comprobó que ambas metodologías de reforzamiento, permiten a la estructura conservar su estabilidad y el continuo uso. Así mismo, a nivel “No estructural”, el reforzamiento por aislamiento sísmico, mitigó los daños en dicho nivel, mientras el reforzamiento por encamisados, generó daños, debido a que no reduce las aceleraciones y esto genera pérdidas económicas en el contenido de las estructuras (equipo, mobiliario, arquitectura, etc.), siendo importante evaluar el factor económico de inversión pre y post evento sísmico en la elección del sistema de reforzamiento estructural.Item Análisis de la influencia de la modalidad de contratación y riesgos en el nivel de éxito en proyectos de redes de agua y desague en Sedapar(Universidad Católica San Pablo, 2022) Mendoza Flores, Gabriel Omar; Almonte Burgos, Juan CarlosSedapar S.A. es una empresa prestadora de servicios pública de derecho privado que se encarga del servicio de agua y alcantarillado en la Región de Arequipa, actualmente enfrenta ciertas deficiencias en la ejecución de proyectos de redes que estarían influyendo en el nivel de éxito de los mismos y por lo tanto del servicio, dentro de las cuales se puede mencionar las interrupciones del servicio causadas por roturas de tuberías, bajos índices de satisfacción por parte de los usuarios, proyectos que no llegan a cumplir los alcances proyectados, adicionales de obra, entre otros. En la presente investigación se propone como objetivo principal evaluar la influencia que presentan las modalidades de contratación y los riesgos asociados frente al nivel de éxito de los proyectos de redes de agua y desagüe en el periodo del 2013 al 2019 en la empresa prestadora de servicios Sedapar en Arequipa, dentro del procedimiento planteado se elaboró un check-list validado mediante juicio de expertos para determinar el riesgo principal en 26 proyectos de redes tanto de agua o de desagüe, y si los mismos tuvieron relación con el desarrollo general del proyecto de acuerdo a como se puede observar en los expedientes de liquidación de los mismos donde se encontró que en el 92% de los casos dichos riesgos tuvieron presencia en el proyecto, adicionalmente se determinó que los riesgos más comunes son la presencia de vicios ocultos y las interferencias con sistemas existentes en un 16.13% y 35.48% respectivamente. A continuación, se recopiló información relacionada a 5 métodos para la entrega de proyectos empleados a nivel global, en el ámbito nacional llamadas modalidades de contratación. Se definieron parámetros adoptados de investigaciones previas sobre los cuales se pueda evaluar su desempeño. Posteriormente se estableció la relación sobre la cual dichos parámetros deberían mostrarse eficientes directamente con el objetivo de menguar el riesgo al cual se les está asociando y así de esta manera definir un escenario óptimo para su aplicación. Finalmente, se procedió a evaluar directamente el nivel de éxito en 4 proyectos propuestos, y se verificó que dichos valores guarden una relación directa con los valores propuestos según el riesgo y la modalidad de contratación, encontrándo un valor para el coeficiente de Pearson de 0.876.Item Comparación del desempeño estructural de una edificación aporticada de concreto armado considerando la interacción tabique – estructura(Universidad Católica San Pablo, 2021) Rubin De Celis Vargas, Roberto Manuel; Yato Villena, Jorge Arturo; Simbort Zeballos, Enrique GerardoLa presente investigación tiene como objetivo principal identificar el impacto de la interacción tabique - estructura en el desempeño sísmico de una edificación de oficinas compuesta por pórticos de concreto armado, a través del análisis estático no lineal. Para lograr este propósito, se realizó una investigación preliminar, la cual se centró en explorar la información existente de la edificación, realizar una inspección visual in-situ, además de ensayos destructivos en el concreto. Seguidamente, se procedió a desarrollar la etapa de investigación detallada, la cual consistió en analizar la información recopilada durante la investigación preliminar, identificar la incidencia que presentan las secciones de concreto armado en la ductilidad y comportamiento estructural de la edificación. Posteriormente, se realizó el modelo analítico de la edificación, tomando en cuenta su configuración estructural por defecto, en la cual se establecieron las características mecánicas obtenidas a través del ensayo destructivo, seguidamente se sometió a la edificación a un análisis modal espectral con el fin de obtener sus características modales y derivas de entrepiso. Consecutivamente, se sometió a la edificación a un análisis estático no lineal (Pushover), a fin de obtener la curva de capacidad, demanda sísmica y nivel de desempeño de la estructura. Por otro lado, en base a los resultados obtenidos de la inspección visual in – situ, se modeló la edificación considerando la interacción tabique – estructura, la cual se sometió a un análisis modal espectral para, de la misma manera que el caso anterior, obtener las características modales de la edificación y derivas de entrepiso. Y de forma similar, se sometió a la edificación a un análisis estático no lineal (Pushover) para identificar el impacto de los tabiques de albañilería en la estructura. Finalmente, la interacción tabique – estructura ha provocado que el desempeño sísmico de la edificación incremente, alcanzando una mayor resistencia al cortante basal e incrementando el desplazamiento último. Sin embargo, esta mejora en el desempeño sísmico de la edificación, se ve limitada a una demanda sísmica de servicio, cuyo periodo de retorno es de 75 años. Mientras que, para demandas sísmicas de diseño (475 años) y máxima creíble (1000 años), la estructura se encuentra en la condición de colapso y no se garantiza la estabilidad estructural.Item Comparación del uso del concreto con agregado grueso reciclado y natural en la construcción de veredas en la ciudad de Arequipa(Universidad Católica San Pablo, 2023) Huillca Merma, Luzely Daniela; Quispe Mamani, Carmen Rosa; Marquina Cornejo, María AlejandraEn la actualidad, el medio ambiente es afectado por el desarrollo de la industria de la construcción porque es la causante de la explotación excesiva de materiales granulares en canteras y la generación de residuos de construcción y demolición (RCD). En tal sentido, la presente investigación propuso realizar la valoración de los RCD mediante el uso del agregado grueso reciclado (RCA) para la elaboración de un nuevo concreto, de esta forma se buscó reducir el volumen de extracción de material granular en canteras y la eliminación de los RCD. La presente investigación es de enfoque cuantitativo, carácter descriptivo y diseño experimental; siendo el objeto de estudio el RCA, pues este insumo fue utilizado en proporciones de 30%, 50% y 100% en reemplazo del agregado grueso natural (NCA) para la elaboración del concreto con agregado grueso reciclado (RCAC) en la construcción de veredas, con resistencia de diseño 210kgf/cm2. Seguidamente se evaluó la viabilidad del uso del RCAC al 100% comparando el costo de elaboración de este producto respecto al concreto convencional (NAC), finalmente se realizó la identificación y valoración de impactos ambientales de los componentes suelo y paisajístico dentro de los subprocesos de la elaboración del RCAC al 100% y del NAC, haciendo uso de la metodología propuesta por CONESA. Como resultado se obtuvo que todos los diseños de mezcla cumplen con la resistencia, el costo para la construcción de veredas por m2 con RCAC al 100% es 15.25% más caro que un NAC y el impacto ambiental (IA) en los componentes suelo y paisajístico que se genera por el uso del RCAC es menor en comparación del NAC, debido a que el volumen de explotación de material granular y de eliminación de los RCD se reducen en un 50%. Concluyéndose así que es posible elaborar RCAC en la construcción de veredas y reducir el IA en los componentes mencionados en la ciudad de Arequipa.Item Diagnóstico y evaluación de indicadores generales de productividad en obras de edificaciones multifamiliares en la ciudad de Arequipa(Universidad Católica San Pablo, 2020) Zegarra Traverso, Luis Jose; Acero Condori, Roberto CarlosEn los últimos años la industria de la construcción viene tecnificándose mediante la aplicación de nuevos sistemas constructivos, innovadores materiales de construcción, así como la implementación de nuevas filosofías, metodologías y sistemas de gestión que buscan optimizar los procesos de producción; tal como es el caso de la implementación de filosofía del Lean Construction, que en el Perú ha marcado un avance significativo para la gestión eficiente de las obras de construcción, pero que comparada con países vecinos como Chile y Colombia, aún no ha logrado los resultados esperados; en ese sentido, la presente investigación busca realizar un diagnóstico y evaluación de la productividad en obras de edificaciones multifamiliares de la ciudad de Arequipa con la finalidad de analizar su estado actual y plantear líneas de acción que permitan su mejora. En el presente trabajo de investigación, para el levantamiento de información, se utilizó el formato de indicadores generales de productividad y se aplicaron cuestionarios a los principales involucrados, para identificar los factores que determinan los niveles productividad en las obras de edificaciones multifamiliares. De los resultados de la investigación, se evidenció que el trabajo productivo representa sólo un 31.95% del tiempo total de ocupación de los trabajadores y que el trabajo no productivo representa un 31.19%, identificándose que este alto índice de improductividad se asocia a una mala gestión del proyecto que se caracteriza por ineficientes procesos de planificación de los trabajos y procesos constructivos deficientes. Así mismo, se evidenció que existe una relación directa entre el nivel de adherencia a los principios de filosofía del Lean Contruction y la productividad que tiene los proyectos, por lo que se plantean líneas de acción que permitan mejorar los niveles de productividad, reducir los desperdicios y agregar valor al cliente.Item Evaluación de las propiedades fotocatalíticas de adoquines para obras de infraestructura vial adicionado con TiO2 (dióxido de titanio) en la ciudad de Arequipa 2021(Universidad Católica San Pablo, 2021) Najar Oblitas, Sofia Nicolt; Huamán Mamani, Fredy AlbertoArequipa se enfrenta a un problema silencioso de contaminación del aire debido en gran medida a las emisiones vehiculares, especialmente en las zonas urbanas en crecimiento. Esta tesis investigó el efecto fotocatalítico del dióxido de titanio (TiO2) aplicada en la mezcla de concreto de adoquines tipo II de tránsito vehicular ligero para aplicarlos en pavimentos articulados con el objetivo de eliminar en gran porcentaje los contaminantes en el aire como NO2 (dióxido de nitrógeno), NO (monóxido de nitrógeno ) entre otros, de manera que el pavimento articulado pueda realizar este proceso en presencia de los rayos UV ultravioleta para la activación del fotocatalizador y dar como resultado la eliminación de contaminantes del aire. Esta investigación tuvo como objetivo determinar el porcentaje más adecuado de dióxido de titanio respecto al peso de cemento HE Yura añadida a la mezcla convencional de concreto de dosificación 1:3 (cemento: arena) y relación a/c de 0.4, que permita mantener o mejorar las propiedades físico-mecánicas y propiedad autolimpiante aplicado en la fabricación de adoquines tipo II de resistencia 420 kgf/cm2 , se realizaron adoquines a escala real de dimensiones 200x100x60 mm, para obtener 4 tratamientos de porcentaje de TiO2 (dióxido de titanio) con respecto al peso de cemento, estas son 0, 3, 7 y 12 % . Al término de los estudios correspondientes se concluyó que el tratamiento óptimo es de 7% de TiO2, por mostrar un equilibrio entre las dos variables evaluadas (a) resistencia a la compresión a la edad de 3,7 y 28 días. (b) capacidad fotocatalítica con Rodamina B. Así también se concluyó que a mayor cantidad del fotocatalizador TiO2 (dióxido de titanio) no es directamente proporcional con la capacidad fotocatalítica como es el caso del tratamiento de 12% de TiO2 que no tuvo el rendimiento esperado en comparación con los tratamientos de 3 y 7% ni tampoco se obtuvo la resistencia mínima requerida de 420 kg/cm2.Item Metodología de diseño y obtención del módulo de elasticidad de concretos de alta resistencia elaborados con agregados producto de trituración por impacto para ser empleado en grandes estructuras(Universidad Católica San Pablo, 2021) Morales Paredes, Luis Enrique; Pinto Rodríguez, GalvarinoEn la primera parte del trabajo de investigación se elaboraron mezclas de concreto para altas resistencias de 500, 600 y 700 kgf/cm2 con dos tipos de agregados diferentes, primero con agregados producto de trituración por impacto y finalmente con agregados convencionales provenientes de la cantera “La Poderosa”. El método de diseño de mezclas empleado por la investigación se basa en el ACI 211.4R y en los métodos de combinación de agregados de Shilstone y de la curva “Tarántula”, así pues con la metodología propuesta se logró obtener un concreto con: mayor resistencia, mejor acomodo de las partículas de agregado, aumento en la trabajabilidad y mejora en la consistencia. Con el concreto elaborado con agregados producto de trituración por impacto se obtuvo una mayor resistencia con una menor cantidad de cemento, lo cual se debe a la excelente forma y textura del agregado que se produce mediante la reducción de tamaño roca contra roca a una alta velocidad, posibilitando de esta manera, una mejor adherencia entre la pasta de cemento y el agregado; y disminuyendo la porosidad en la zona de interfaz cemento-agregado. Luego se procedió a calibrar la metodología de diseño propuesta pues en ninguno de los ensayos realizados se alcanzó la resistencia proyectada. En función de los resultados de los primeros diseños se obtuvo experimentalmente una nueva relación a/c para el concreto de alta resistencia elaborado con agregados producto de trituración por impacto, seguidamente se realizaron nuevos diseños de mezcla empleando la metodología de diseño calibrada y los resultados fueron los esperados puesto que se logró alcanzar correctamente la resistencia de diseño. Finalmente, se llevaron a cabo estudios experimentales al concreto de alta resistencia elaborado con agregado producto de trituración por impacto para estimar analíticamente el módulo de elasticidad que es un parámetro que define la curva esfuerzo-deformación del concreto sin confinar. La expresión matemática propuesta por la investigación se basa en la forma de la ecuación de la norma ACI 318, y se corroboró que puede modelar correctamente el comportamiento de los datos obtenidos experimentalmente.Item Propuesta de un plan de gestión de calidad en la fase de diseño de un proyecto de saneamiento(Universidad Católica San Pablo, 2022) Corrales Peña, Angelo Erick; Marquina Cornejo, María AlejandraActualmente, la ejecución de obras de saneamiento no es ajena a la presencia de restricciones que traen consigo paralizaciones, ampliaciones de plazo, adicionales, retrasos; dichas restricciones están asociadas a la fase de concepción del proyecto en sí, ya sea por una falta de compatibilización de los componentes con la realidad del área del proyecto, por la presentación de información incompleta, por la falta de evaluación de las características sociales que presenta el área donde se ejecutará el proyecto, entre otras causas. Esto sucede por la inexistencia de un estándar para el correcto desarrollo, evaluación y revisión del diseño necesario para la ejecución de expedientes técnicos en proyectos de inversiones públicas, y en obras como las del sector saneamiento, donde no se puede conocer con total precisión las magnitudes requeridas para su elaboración, este problema tiene mayor incidencia. Por tal motivo, esta investigación posee el principal objetivo de desarrollar un plan de gestión de calidad en la fase de diseño de un proyecto de saneamiento que permita reconocer los procesos que conforman estos trabajos y los criterios mínimos que deben de cumplirse para asegurar la calidad del producto final. Esta investigación es no experimental, transversal y de tipo correlacional-causal, donde la propuesta del plan de gestión de calidad es la causa y el efecto es la reducción de la probabilidad de ocurrencia de riesgos e interferencias. Este trabajo se abocó a los sistemas que permiten proporcionar servicios de agua potable y alcantarillado sanitario. La investigación parte del juicio de expertos y el análisis bibliográfico, mediante el cual se definieron los procesos para el desarrollo del diseño de un proyecto de saneamiento de este tipo y los riesgos más probables y con mayor impacto en estos trabajos. Teniendo en cuenta estos puntos, se definieron los criterios mínimos necesarios, que componen el plan de gestión, que permitirán obtener un producto viable para su ejecución y, por ende, de calidad. Este plan fue validado por especialistas con años de experiencia en el diseño de este tipo de proyectos; lo que permite que, esta herramienta, sea empleada en la ejecución de estas labores por los profesionales respectivos.Item Protocolo de trabajo para la estimación de cantidades de un modelo BIM utilizando lenguaje de programación visual Dynamo para las especialidades de arquitectura y estructuras en proyectos de edificación(Universidad Católica San Pablo, 2022) Diaz Valdivia, Augusto Banich; Quiroz Bejarano, Camila Angelica; Marquina Cornejo, María AlejandraEn esta investigación se creó un protocolo de trabajo BIM que permite estandarizar el proceso de modelado en las especialidades de arquitectura y estructuras de proyectos de edificación; el mismo incluye herramientas de automatización basadas en lenguaje de programación visual Dynamo que permiten automatizar los procesos de gestión de información del modelo, creación de elementos y revisión del modelo con el objetivo de obtener las cantidades de los elementos o activos modelados. Este protocolo fue aplicado en el proyecto “Mejoramiento y ampliación del servicio educativo del IESTP Luis Felipe de las Casas Grieve de Marcona, Provincia de Nazca, Región Ica” obteniendo los resultados del metrado de las diferentes partidas de las especialidades de arquitectura y estructuras de forma automática e identificando una variación de precisión, con respecto al proceso tradicional de obtención de metrados, de 0 a 6%, teniendo mayor variación en aquellas partidas que involucran el acabado de la edificación como encofrado, tarrajeo y pintura; esto debido a que la forma tradicional de obtener el metrado de estos elementos no es precisa, pues generaliza algunas dimensiones y toma en consideración ciertos criterios conservadores, ya que estas partidas dependen de la unión de varios elementos. Finalmente se propuso un Plan de Ejecución BIM que plantea la estrategia del protocolo de trabajo obtenido, para el uso de empresas en futuros proyectos cuyo requerimiento involucre el uso BIM de ”Estimación de Cantidades”.Item Sistema de aislamiento sísmico de bajo costo de tipo esfera – superficie cóncava: Desarrollo de modelo matemático y validación(Universidad Católica San Pablo, 2022) Carrera Huaracha, Yalmar Manuel; Simbort Zeballos, Enrique GerardoEl elevado costo de los dispositivos antisísmicos en la actualidad, hace prácticamente imposible su uso en edificaciones de viviendas de comunidades de escasos recursos económicos, dejando a estas expuestas a los acontecimientos sísmicos que puedan surgir en sus localidades. Por dicho motivo, el presente trabajo de investigación tiene como objetivo el desarrollo de un sistema de aislamiento sísmico de bajo costo (SASBC), elaborado con elementos de concreto. Para alcanzar dicho objetivo, en la etapa inicial se desarrolló un modelo matemático del sistema propuesto analizando su estabilidad mediante retratos de fase y el principio mínimo de energía potencial. A continuación se analizó la influencia de parámetros geométricos y el amortiguamiento en la respuesta dinámica del sistema. La implementación de la simulación numérica del modelo propuesto se realizó utilizando el software Matlab, donde se analizó la respuesta estructural del sistema cuando es sometido a 8 sismos con contenidos de frecuencias distintos, obteniendo como resultado una reducción de aceleraciones totales que varían entre un rango de 3 a 4.5 veces. El sistema se validó a través de la adquisición de las propiedades dinámicas con sismógrafos, de un modelo experimental expuesto a microtropidaciones; y su comparación con resultados obtenidos utilizando el modelo matemático propuesto. El SASBC no solo reduce las aceleraciones bajo el sismo propuesto, sino que también posee todas las caracterizas de un sistema de aislamiento sísmico, como lo es la elongación de periodos.Item Software para la evaluación superficial de pavimentos flexibles basado en la metodología Pavement Condition Index(Universidad Católica San Pablo, 2021) Ortega Alarcon, Deyvi; Marquina Cornejo, María AlejandraEl principal objetivo de la presente tesis es desarrollar un software de escritorio que sea una herramienta y apoyo del proceso de evaluación superficial de pavimentos flexibles de vías urbanas, teniendo como base la metodología Pavement Condition Index. En este sentido, se comenzó con el desarrollo y entendimiento de la metodología Pavement Condition Index (PCI), basado en la normativa ASTM D 6433, obteniendo las bases necesarias para el desarrollo del diagrama de flujos general y proceso de los algoritmos del software; asimismo, basado en la plataforma digital FAA PAVEAIR de la Federal Aviation Administration (FAA), que el departamento de transporte de los Estados Unidos utiliza para el control y mantenimiento de las vías, se logró procesar y validar las ecuaciones polinómicas de los valores deducidos y corregidos, que el software utiliza en sus procesos de cálculo, logrando un porcentaje de variabilidad menor al 1%. La automatización de los algoritmos y procesos de cálculo se realizó a través del lenguaje de programación orientado a objetos Visual Basic de Microsoft, haciendo uso de bases de datos, álgebra de Boole, métodos numéricos y reportes, permitiendo una mejor precisión y exactitud de los resultados. Seguidamente, se comparó y validó la eficacia del software mediante su aplicación en el proyecto vial urbano “Evaluación Superficial del Pavimento Flexible Aplicando el Método del PCI en un tramo de la Av. República de Polonia – Distrito de San Juan de Lurigancho” del cual los resultados emitidos por el software PAVDO en comparación de los teóricos tuvieron una correlación de Pearson de 0.9991 y 0.9970 y porcentajes de variabilidad del 99.8% y 99.5% correspondientemente, logrando una variación menor al 1%. Además, mediante la prueba de hipótesis nula se dio conformidad de existencia de evidencia estadística suficiente para concluir que los coeficientes de correlación son aceptables. Finalmente, se evaluó los resultados emitidos por el software, como los cimientos hacia la implementación de un sistema de gestión de pavimentos urbanos, por su facilidad de almacenamiento, análisis y manejo informático. Todo esto, en conjunto a un entorno amigable de plataformas de ayuda y guía que hacen del software una herramienta útil y confiable para su uso en el campo profesional y educativo.