Escuela de Ingeniería Civil Ambiental

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Análisis comparativo del diseño de los sistemas estructurales de acero SCBF y BRBF para un edificio de 8 niveles en la ciudad de Chiclayo
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2022) Orozco Piñin, Ronald Ali; Orozco Piñin, Ronald Ali; Acero Martinez, Jose Alberto
La investigación presentada tiene el propósito de realizar una comparación entre dos sistemas estructurales de acero: SCBF (Pórticos Especiales con Arriostramiento Concéntrico) y BRBF (Pórticos con Arriostramiento de Pandeo Restringido) y el sistema estructural de concreto armado en la ciudad de Chiclayo. Se utilizó la norma ASCE 7-16 y E030-2018 para realizar el análisis sísmico correspondiente, obteniendo secciones W16x26 y W16x31 para vigas, W18x65 para columnas, perfiles HSS 5 ½” x 5 ½” x 3/8” para las riostras del sistema SCBF y HSS 200mm x 200m x40mm para el sistema BRBF. Los elementos estructurales del sistema de concreto armado son Muros de Corte de 25cm de espesor, columnas de 45x70cm, 30x60cm, 35x70cm y vigas de 30x50cm en ambas direcciones. Del análisis estructural realizado se obtuvieron derivas máximas en la dirección X para los sistemas estructurales en estudio (0.0095 en SCBF, 0.0099 en BRBF y 0.0056 en Muros Estructurales). Las fuerzas cortantes obtenidas fueron de 287.01 ton. y 288.66 ton. para las direcciones X e Y en el sistema SCBF, 277.24 ton. en dirección X y 275.17 ton. en dirección Y para el sistema BRBF, mientras que en Muros Estructurales se obtuvo una cortante basal de 766.90 ton. en dirección X y 754.16 ton. en dirección Y. Finalmente, el edificio SCBF resultó ser el óptimo a elegirse, pues posee un precio por metro cuadrado de S/. 551.99 y es más liviano lo cual permitirá un fácil montaje de sus piezas.
Análisis comparativo del diseño estructural de una edificación con sistema de acero convencional y acero con amortiguadores, en la ciudad de Chiclayo
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2018) Arroyo Sampén, Cynthia Karina; Arroyo Sampén, Cynthia Karina; Larrea Wong, Eduardo Antonio
El presente proyecto de investigación, buscó realizar el análisis comparativo del diseño estructural de una edificación de ocho niveles con sistema de acero convencional y acero con amortiguadores, en la ciudad De Chiclayo, con el propósito de evaluar las ventajas y desventajas técnicas, económicas y ambientales, para ser precisos: estructuración, tiempos de construcción, facilidades de montaje, precios de los materiales, costos en la mano de obra e impactos ambientales; debido a que todas estas características generan un impacto financiero alto en las construcciones. Recordando que la ingeniería estructural tiene la responsabilidad de cumplir con la normativa para el diseño óptimo y correcto, que deje la seguridad pública satisfecha, el presente proyecto cuenta con las siguientes fases: I) Recopilación y análisis de información, II) Desarrollo del análisis en base a los sistemas de estructuración seleccionados, III) Realización de los diseños de acuerdo a la normativa correspondiente, IV) Comparación técnica, económica, ambiental y resultados finales.
Análisis comparativo estructural y económico del diseño con columnas de concreto armado y columnas mixtas (concreto y acero) del complejo parroquial San Juan de Dios del distrito de Chiclayo, 2018-2019
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2021) Barrios Farroñan, Luis David; Barrios Farroñan, Luis David; Tafur Jiménez, Carlos Rafael
La presente investigación titulada “Análisis Comparativo Estructural Y Económico Del Diseño Con Columnas De Concreto Armado Y Columnas Mixtas (Concreto Y Acero) Del Complejo Parroquial San Juan De Dios En El Distrito De Chiclayo, 2018-2019”, se ha desarrollado en un contexto en donde las edificaciones al día de hoy, han buscado una mejora, en cuanto a la resistencia de los materiales de diseño y de forma consecuente, un menor costo de incidencia de estos, en la edificación en su totalidad. En base a lo expuesto, se ha establecido el siguiente objetivo general: El diseño estructural y análisis comparativo entre la construcción con elementos de concreto armado y columnas mixtas del complejo parroquial San Juan de Dios en el distrito de Chiclayo. El tipo de investigación ha sido el aplicado, con un diseño descriptivo, no experimental, en el que se ha tomado como tamaño muestral, a una nueva edificación para el complejo parroquial “San Juan de Dios” ubicado en la ciudad de Chiclayo a la cual se hará un análisis comparativo tanto estructural como económico, recolectando la información, por medio de la ficha de observación y la revisión documental. Mientras que, los resultados han señalado que, respecto al diseño estructural y análisis comparativo entre la construcción con elementos de concreto armado y columnas mixtas del complejo parroquial San Juan de Dios en el distrito de Chiclayo, que se ha llegado a contar con una mejor respuesta mecánica, de las estructuras mixtas; así como, la respuesta reológica de esta, en cuanto a dimensiones menores, menor incidencia de materiales y a consecuencia de ello, una mejor resistencia a las fuerzas verticales. Mientras que, el costo ha llegado a haber sido muy superior, en relación a las estructuras de concreto armado y las estructuras mixtas. Mientras que, Se ha concluido, respecto al análisis dinámico de la edificación con diferentes diseños estructurales (columnas de concreto armado y columnas mixtas), el hecho de haber alcanzado una reducción del peso total, menor en un 50%, en relación a las columnas mixtas y las columnas de concreto armado. Mientras que, la mayor capacidad de resistencia de las estructuras mixtas, al haber sido muy superior, se ha podido alcanzar con menores derivas para el segundo caso, al haber encontrado de forma consecuente, menor peso.
Análisis sísmico del módulo tipo 780 con la norma sismorresistente E.030 1977-2019 y comparativa a una estructura de concreto armado y pórticos de acero aplicando arriostres de pandeo restringido
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2022) Montalvo Santisteban, Ronaldiny Salome; Montalvo Santisteban, Ronaldiny Salome; Villanueva Maguiña, Ronald Esteban
La presente investigación tiene como finalidad analizar el desempeño sísmico del módulo tipo 780 pre NDSR 1997 de dos niveles ubicado en lima metropolitana con la normativa peruana sismorresistente E.030 1977-2019 y comparativa con E.030 2019 a una estructura de concreto armado y pórticos de acero aplicando arriostres de pandeo restringido en ambos sistemas. Evaluar cómo se desempeñan los sistemas estructurales, mediante el modelamiento para concreto armado y acero estructural aplicando arriostres de pandeo restringido en ambos sistemas para obtener las respuestas del sistema y evaluar los perfiles a utilizar. Se aplico el análisis estático no lineal Pushover para identificar el punto de desempeño de la estructura, se calculó la curva bilineal para obtener el punto de fluencia efectiva para definir el tramo elástico e inelástico y sectorizar con el comité Visión 2000, dando como resultado que el módulo tipo 780 con los parámetros de la norma E.030 de 1977 la estructura se mantiene y sísmicamente se desempeña bien, mientras que comparando la estructura de concreto armado y acero estructural, la última tiene un mejor desempeño.
Estudio del pavimento rígido fabricado con adición de virutas de acero oxidadas
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2023) Chozo Martinez, Victor Jesus; Chozo Martinez, Victor Jesus; Cespedes Deza, Jose Alfredo Rolando
En los últimos años, el sector construcción se ha desarrollado de manera considerable, lo cual la sobre explotación de las materias primas para la ejecución de las diferentes obras ingenieriles como carreteras, ha llevado a optar por nuevas tecnologías, como reutilización de los insumos que han cumplido su tiempo de utilidad en otros sectores. En tal sentido, el aprovechamiento de estos y la eficiencia que presentan como adición radica en el tratamiento que se le brinda para ser adicionados y se presente como una alternativa sostenible de reutilización de materiales. Esta investigación ha buscado estudiar la añadidura de virutas de acero oxidadas realizándole un tratamiento superficial de oxidación con la finalidad de mejorar la adherencia de este insumo con los componentes del concreto para uso en pavimentos rígidos, y en efecto, lograr aumentar las propiedades mecánicas de estos. En el presente estudio se realizó una mezcla patrón de f´c=280 ????/????2 y se ha evaluado la variación de las longitudes y porcentajes de 1”, 1 ½”, 2” y 2%, 3%, 4%, respectivamente con la finalidad de estudiar la resistencia a compresión, tracción indirecta y lograr una máxima resistencia a flexión con la adición de virutas de acero oxidadas.
Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de pavimentos rígidos fibroreforzados con acero, incorporando microsílice y policarboxilato, Lambayeque 2022
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2023) Coronado Uriarte, Brayan Humberto; Coronado Uriarte, Brayan Humberto; Borja Suarez, Manuel Alejando
El propósito de esta investigación es analizar la resistencia a la compresión y el módulo de rotura del pavimento rígido al incluir Fibras de acero en el diseño de la mezcla, así como diferentes porcentajes (8%, 10% y 12%) de microsílice y policarboxilato. Se está considerando como una propuesta para mejorar el rendimiento del concreto en pavimentos rígidos mediante la incorporación de microsílice y fibra de acero en el diseño de la mezcla. Esta adición se está evaluando como una medida para la fabricación de pavimentos rígidos más efectivos. Para este fin, se realizaron distintos ensayos, cuya población está compuesta por 90 testigos para la resistencia a compresión y 22 vigas para el módulo de rotura para cada una del diseño de mezcla 8%,10% y 12% de microsílica y 20kg/m3, 30kg/m3 y 40kg/m3 de fibras de acero, que nos puedan dar a conocer el efecto que tienen estas dos nuevas tecnologías sobre el concreto simple. Se obtuvieron resultados positivos y significativos en los ensayos, destacando dos dosificaciones de materiales que aumentaron la resistencia a la compresión y el módulo de rotura del concreto simple. Las dosificaciones más efectivas fueron 8% y 10% de microsilica y 30 kg/m3 de fibra de acero. Deduciendo así, que el uso de estos materiales conlleva una mejora significativa en la calidad de los pavimentos rígidos, ya que mejora sus propiedades mecánicas y físicas, aumentando de esta forma su durabilidad importante.
Influence of superficially oxidized steel shavings on the mechanical properties of concrete
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2023) Chozo Martinez, Victor Jesus; Chozo Martinez, Victor Jesus; Tafur Jimenez, Carlos Rafael
El objetivo de la presente investigación fue evaluar el comportamiento mecánico del concreto adicionado con virutas de acero oxidadas y concreto simple. Las virutas de acero oxidadas se cortaron en medidas longitudinales de 1”, 1.5” y 2” para ser adicionadas al concreto en 2%, 3% y 4% respecto al peso del cemento. Para tal fin, se indujo a las virutas de acero a un proceso de sumersión en agua potable durante 3h, posteriormente se colocaron a temperatura de ambiente para su secado natural durante 48h, lo cual finalmente se obtuvo un grado de oxidación de 1% y 2%, además, se generó un aspecto rugoso en su superficie que favoreció la adherencia entre esta y los componentes del concreto. Los resultados indican que las virutas de acero oxidadas de 1” al 2% lograron un mejor comportamiento en las propiedades mecánicas del concreto, en resistencia a compresión generó un incremento hasta de 17.27% y en resistencia a tracción indirecta hasta un 15%. Se identifico, que los mejores resultados del ensayo a flexión en vigas se dieron con la adición de virutas de 1” al 4% incremento hasta un 39.36% respecto a la muestra patrón. Además, las virutas de acero superficialmente oxidadas es una alternativa frente a las fibras de acero comerciales, lo cual tiene un costo elevado.
Influencia de la adición de fibras de acero en la ductilidad de vigas rectangulares de concreto armado de F´C 210 kg/cm2 con luces de 3.5 y 4.5 m en la ciudad de Chiclayo, 2019
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2021) Gonzales Mestanza, Aldo Giancarlos; Gonzales Mestanza, Aldo Giancarlos; Borja Suarez, Manuel Alejandro
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo determinar si es posible mejorar la ductilidad de elementos estructurales de una edificación haciendo uso de fibras de acero tratándose en este caso de vigas rectangulares de concreto. Con el propósito de darle mayor capacidad de deformación al elemento, sin llegar al colapso, ante un sismo. Para lograr lo antes mencionado se llevó a cabo la realización de ensayos comparativos entre una viga patrón(dosificación sin fibra de acero) y vigas reforzadas con fibras de acero (SFRC). El ensayo consistió en el diseño de una viga simplemente apoyada con cargas puntuales en cada tercio dela luz de la viga. Fueron 6 muestras en total, de las cuales 2 fueron construidas con concreto convencional con longitudes de 3.5 m, y 4.5 m y los 4 restantes fueron construidos con las mismas características pero adicionando a cada viga 10 kg y 20 kg de contenido de fibras de acero por m3 de concreto. Realizados lo ensayos, fue de nuestro interés el diagrama carga de flexión, pues a partir de estos y a través de una serie de cálculos matemáticos podamos determinar si las fibras de acero mejoran o no la ductilidad de las vigas de concreto. Finalmente, se pudo concluir que la combinación de fibras de acero con el refuerzo convencional da buenos resultados pues otorgan un incremento de la tenacidad, ductilidad y resistencia al elemento. Sim embargo se pudo determinar que una dosificación pequeña de fibra como fue la dosificación de 10 kg/m3 de concreto no incide en la capacidad de deflexión de las vigas, sim embargo la dosificación de fibras de 20 kg/m3 de concreto si mejora esta capacidad y por ende mejora su ductilidad.
Investigación del efecto de la corrosión del acero en estructuras de concreto armado
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2019) Alas Rojas, Marian Isabela; Alas Rojas, Marian Isabela; Gamarra Uceda, Héctor Augusto
La presente investigación se centra en el estudio del efecto de la corrosión del acero en estructuras de concreto armado, teniendo en cuenta la actual problemática del deterioro del concreto causado por dicho fenómeno, lo que afecta inmediatamente a las propiedades estructurales de la edificación, pudiendo provocar graves daños y pérdidas de vidas humanas. El objetivo principal de este estudio es conocer el efecto de la corrosión del acero en estructuras de concreto armado, el cual se podrá alcanzar a través de sus objetivos específicos, los cuales son identificar las principales manifestaciones que produce el fenómeno de la corrosión y conocer el efecto de la corrosión del acero en la vida útil de las estructuras de concreto armado. Para esto se realizó una detallada revisión bibliográfica, y con ayudas de fichas de análisis, se tomaron los datos necesarios. Dichos datos fueron procesados y analizados posteriormente con ayuda de gráficos y tablas para poder organizar con mayor facilidad la información. Podemos concluir que los principales efectos en estructuras de concreto armado por la corrosión del acero son la reducción de la sección, pérdida de resistencia mecánica, pérdida de adherencia entre el concreto y el acero, aparición de fisuras y desprendimiento del recubrimiento. La corrosión del acero de refuerzo en estructuras de concreto armado reduce el tiempo de vida útil de las mismas.
Optimización de cuantía de acero en muros estructurales mediante verificación no lineal de diseño basado en desempeño en un edificio de 7 niveles
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2023) Olivos Vasquez, Jorge; Olivos Vasquez, Jorge; Ruiz Pico, Angel Antonio
Este artículo muestra los resultados de la optimización de la cuantía de acero en muros de concreto armado de un edificio de 7 niveles. Para ello se realizó un análisis lineal estático siguiendo lo descrito en la norma peruana E060, también se realizó un análisis no lineal Pushover, siguiendo lo estipulado en la norma ACI.318.19. en cuanto al análisis lineal se evaluaron aspectos de irregularidades, derivas máximas, fuerzas cortantes en l base de la estructura y los modos de participación, para así poder realizar el diseño de los muros estructurales de la edificación. Por otra parte, para el análisis no lineal se realizó un análisis global de la estructura, evaluándola para sismo de servicio, de diseño y máximo. Para estos tres se evaluaron las derivas, además también se obtuvieron las curvas de capacidad de la estructura y el nivel de desempeño sísmico. Finalmente se pudo optimizar la cuantía de acero, por lo cual se pudo cumplir con el objetivo principal y se comprobó la eficacia de un análisis no lineal.
Propuesta para el mejoramiento de la calidad estructural del ladrillo artesanal adicionando viruta de acero en la ciudad de Chiclayo
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2024) Ludeña Bazan, Percy Ricardo; Ludeña Bazan, Percy Ricardo; Villanueva Maguiña, Ronald Esteban
El presente proyecto fue desarrollado con el objetivo de proponer una alternativa de unidad de albañilería artesanal, con la utilización de viruta de acero como un componente dentro de su fabricación tradicional en la ciudad de Chiclayo. Iniciando se obtuvo las materias primas como la tierra arcillosa, arena fina y la viruta propiamente dicha, que son residuos de tornos y talleres, para poder determinar sus propiedades físico-químicas. Posteriormente se desarrolló un diseño de mezclas para unidades tradicionales y unidades adicionadas con viruta de acero al 8%, 10% y 12% que nos permite poder elaborar unidades de albañilería adicionados de viruta de acero. A continuación, se procedió a realizar los ensayos a las unidades de albañilería, pilas y muretes. Los ensayos fueron realizados de acuerdo a la Norma E0.70 de Albañilería y mediante la NTP 399.613 se demostró que las propiedades de absorción, variación dimensional, alabeo, peso por unidad de área y eflorescencia son aceptables en unidades de albañilería adicionadas con viruta de acero al 10%, así mismo su resistencia a la compresión fue superior a la muestra patrón con un valor de 127.12kg/cm2, por lo anteriormente mencionado esta unidad sería clasificado como un ladrillo Tipo IV según el RNE. En ensayos realizados a prismas y muretes siguiendo las recomendaciones de la NTP 399.605 y NTP 399.621, superaron la resistencia mínima para muros portantes. En conclusión, la unidad de albañilería con adición de 10% de viruta de acero sería una solución económica y con resistencias aceptables por la Norma E0.70 de Perú.
Utilización de la escoria siderúrgica para el mejoramiento de las propiedades mecánicas de subrasantes en suelos arcillosos
(Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2023) Llatas Contreras, Jhamir Alessander; Llatas Contreras, Jhamir Alessander; Ruiz Pico, Angel Antonio
En el mundo, anualmente se generan grandes cantidades de escorias derivadas del acero. Algunas escorias procedentes de la fabricación de acero se reutilizan en la generación de otros materiales, como agregado de asfalto en mezcla caliente, relleno de tuberías, concreto, entre otros. Las investigaciones están dirigidas a enriquecer las características mecánicas de los suelos y minimizar los costes de construcción de vías. La presente investigación pretende encontrar un material que aumente las propiedades mecánicas subrasantes en suelos arcillosos con diferentes índices de plasticidad usando Escorias de Horno de Arco Eléctrico (EAF) en porcentajes: 5%, 15% y 25% del peso de suelo. A partir de los ensayos realizados en las muestras de suelo utilizando parámetros se pudo clasificar mediante el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) y también por American Asociation Standards Highway Transportation Officials (AASHTO) como arcillas de baja y alta plasticidad. Al ensayar las muestras patrón y las muestras con EAF, se obtuvieron resultados que evidenciaron una mejora en las propiedades físicas y mecánicas de los suelos arcillosos con la adición de EAF, aumentando los valores de la Capacidad de Resistencia a la Penetración (CBR) y la máxima densidad seca del suelo arcilloso según se incrementó el porcentaje de EAF en la mezcla. El óptimo contenido de adición de EAF corresponde al 25% del peso de suelo.

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Examinando Escuela de Ingeniería Civil Ambiental por Materia "Acero"