Área de Estructuras - Tesis

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    Evaluación estructural de pavimento usando viga Benkelman, aplicada en el camino vecinal Callejón de Miraflores - Salitral, Sullana
    (Universidad de Piura, 2024-03) Cruz Ruiz, Jean Pierre; Curay Atoche, Jannio Junior; Timaná Rojas, Jorge
    El objetivo de la tesis es la evaluación estructural mediante una metodología no destructiva y el análisis de las deflexiones utilizando el modelo de Hogg, en el pavimento del camino vecinal Callejón de Miraflores, ubicado en el distrito de Salitral, provincia de Sullana. Se trata de una vía rural con dos carriles, conformada por un pavimento flexible que presenta un deterioro debido al uso y a las condiciones ambientales. Además, posee una actividad económica significativa, debido a que a lo largo de ella se encuentran diferentes parcelas con cultivos para cosechar y conecta a la ciudad de Salitral con otros centros poblados como Puerto Rico, Cabo Verde, Miraflores y el canal Miguel Checa. Se planteó evaluar su capacidad estructural para determinar intervenciones y medidas de mantenimiento adecuadas que garanticen su funcionalidad y seguridad. Con el objetivo de analizar el desempeño estructural del pavimento, se realizó un ensayo no destructivo utilizando la viga Benkelman, siguiendo el procedimiento indicado en el Manual de Ensayos de Materiales (MTC E 1002). Se usó una carga puntual (un camión cargado de aproximadamente 8390 kg) para generar deformación en el pavimento y medir la deflexión correspondiente. Con los datos obtenidos, se procedió a aplicar el modelo de Hogg, para determinar los parámetros de evaluación, como la longitud característica y el módulo de elasticidad de la subrasante. Empleando la teoría de pavimentos, se relacionaron estos parámetros para hallar los parámetros estructurales, como el CBR y el número estructural efectivo (SNeff). Estos resultados permitieron tener una idea del estado estructural del pavimento al compararlos con los valores propuestos por el Ministerio de Transporte y Comunicaciones. Posteriormente, se registraron los datos de tránsito en el pavimento, instalando dos estaciones a lo largo de la avenida y realizando conteos vehiculares durante dos días laborales (martes y jueves) y un día no laboral (domingo). Una vez obtenidos los datos de tránsito y el CBR, se procedió a calcular el número estructural requerido (SNreq) mediante el método de AASHTO para pavimentos flexibles. Luego, se comparó este valor con el SNeff obtenido mediante el modelo de Hogg, con el objetivo de identificar las zonas críticas estructurales de la vía. Para estas zonas, se propusieron diversas alternativas de solución destinadas a la conservación vial adecuada, como la reconstrucción de la carpeta asfáltica, el tratamiento superficial bicapa y la aplicación de un micropavimento de 32 mm. Posteriormente, se realizó un breve diseño por el método de AASHTO mediante el software PAS5 para el paquete estructural de reconstrucción, obteniendo 3 in de carpeta asfáltica y 6 in de base granular. La tesis comprueba la gran utilidad y aporte del ensayo no destructivo con la viga Benkelman en la ingeniería vial, permitiendo la identificación oportuna de superficies que requieran mantenimiento y facilita la elaboración de un plan de mantenimiento correcto y oportuno para los diferentes pavimentos existentes.
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    Análisis técnico - económico del diseño de la superestructura del puente Tocras, entre vigas de concreto armado versus vigas compuestas
    (Universidad de Piura, 2024-03) Farro Villalobos, Angel Miguel; Senador Alvítez, Eduardo Alberto; Martínez Ramírez, Arturo
    La presente tesis aborda un análisis técnico-económico del diseño de la superestructura del Puente Tocras, comparando dos enfoques principales: el uso de vigas de concreto armado frente a vigas de sección compuesta. El objetivo principal es evaluar y contrastar tanto los aspectos técnicos como los económicos de estas dos alternativas de diseño. En la primera fase del análisis, se desarrolló el estudio hidrológico e hidráulico del río Tocras, para períodos de retorno de 25, 50 y 100 años. Con el estudio hidrológico se obtuvo los caudales máximos de diseño que se consideraron en el modelamiento hidráulico del puente, con la finalidad de garantizar la altura libre necesaria para el paso seguro del flujo de agua. En la segunda fase del análisis, se desarrolló el diseño de la superestructura para cada sistema estructural propuesto, bajo las diferentes combinaciones extremas mayoradas de carga según los estados límites establecidos en el Manual de Puentes y la normativa AASHTO. Posteriormente, se procedió a realizar un análisis económico detallado, considerando tanto los costos iniciales de construcción como los costos de mantenimiento a lo largo de la vida útil del puente. Se tomó en cuenta los precios de los materiales, los costos de mano de obra, los costos de instalación y los gastos de mantenimiento rutinario y periódico. Así como también, un análisis técnico detallado, considerando el tiempo de ejecución, proceso constructivo y la exposición del puente frente a las condiciones climatológicas de la localidad. Con base en los resultados del análisis técnico y económico, se escogió la alternativa más adecuada, teniendo en cuenta las ventajas y desventajas de cada enfoque de diseño, así como también el factor social que genere un mayor beneficio a la localidad. Los resultados y conclusiones de este análisis pueden servir como guía valiosa para la toma de decisiones informadas en futuros proyectos de diseño de puentes con consideraciones similares.
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    Golpeteo sísmico estructural: fundamentos y simulación de sus efectos utilizando SAP2000 y Simulink
    (Universidad de Piura, 2024-01) Navarro Pacherre, Louggi Fernando; Atoche Arce, Juan Carlos
    El objetivo de la tesis es comparar y describir en diferentes escenarios la respuesta de modelos de contacto expuestos, para que el lector pueda decidir sobre qué modelo utilizar en sus proyectos e investigaciones particulares. La investigación es de carácter cualitativo y se basa en la revisión del estado del arte y en simulaciones realizadas en softwares comerciales como SAP2000 y Simulink. En el estudio, se analiza el golpeteo entre edificios con diferentes características dinámicas, utilizando un análisis Tiempo-Historia no lineal. Se evalúa el golpeteo entre dos pares de edificios aporticados de concreto armado y se utiliza el sismo de México SCT de 1985 como representación de un movimiento sísmico histórico en suelos blandos. El golpeteo se analiza en función de los desplazamientos y fuerzas de impacto. Los softwares muestran diferencias poco significativas en las respuestas estructurales de los desplazamientos de los entrepisos de los edificios estudiados y en las fuerzas de impacto registradas. Sin embargo, SAP2000 tiende a mostrar mayores magnitudes de fuerza de impacto y de desplazamientos de entrepiso a medida que se incrementa la cantidad de entrepisos de las edificaciones estudiadas, y registra un mayor número de impactos a comparación de Simulink. El edificio más rígido o de menor tamaño es el que sufre los mayores embates del golpeteo, siendo este efecto más notable en el caso de estudio de 7 y 4 pisos. Asimismo, los modelos de contacto lineales muestran respuestas dinámicas muy similares entre ellos. Sin embargo, el modelo de contacto elástico lineal (EL) destaca por su simplicidad conceptual y facilidad de implementación. En ese sentido, no se justificaría un esfuerzo adicional de cálculo numérico al implementar otro tipo de modelo de contacto.
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    Guía para la identificación y evaluación de impactos ambientales; y plan de manejo ambiental, para las obras de infraestructura en la ciudad de Piura - Perú
    (Universidad de Piura, 2023-08-17) Burga Gutiérrez, Zoila María; Westraicher Alarcon, Jennifer Kathiuska; Arteaga Núñez, Francisco
    La presente tesis es una herramienta de carácter dinámico participativo que tiene la finalidad de orientar e informar a los usuarios que están involucrados activamente durante el proceso administrativo para la obtención de una certificación ambiental de los proyectos de inversión público, privado o de capital mixto en el Perú, ejemplificado en la ciudad de Piura. La tesis, puede ser de gran utilidad como base teórica para la creación de modelos de gestión ambiental en el rubro de la construcción, de tal forma que, además de instaurar anticipadamente los procesos para la identificación de impactos ambientales desde las etapas iniciales como: estudio, planificación y elaboración de un proyecto, también se obtenga la regularización de las bases y procedimientos para monitorear los procesos constructivos.
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    Aplicación de tecnologías BIM en la elaboración del presupuesto y la representación del cronograma de una unidad de ejecución en el proyecto “Mejoramiento de protección contra inundaciones en Piura y Castilla"
    (Universidad de Piura, 2023-07-20) Calderón Agreda, Gheorvian Alexander; Peña Vilchez, Luzveny Anabel; Reyes Salazar, Jorge; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    Debido a las deficiencias y necesidades que se han presentado últimamente en la industria de la construcción, surge el sistema BIM como alternativa de mejora de los procesos que optimizan la productividad de los proyectos beneficiando a las empresas económicamente. En este trabajo de investigación, se aplicó la tecnología BIM para el análisis de costos y representación del cronograma de una unidad de ejecución del proyecto “Mejoramiento del servicio de protección contra inundaciones de las ciudades de Piura y Castilla, margen derecha e izquierda del río Piura en el tramo: represa los Ejidos al puente Cáceres, distrito Piura y Castilla, de la provincia y departamento de Piura”; utilizando la información inicial del expediente técnico, planos CAD, presupuesto y cronograma. Esta información de entrada ha sido ingresada en los softwares Civil 3D y Revit para la modelación en 3D de dicha unidad de ejecución y luego con el software Navisworks para realizar la construcción virtual e integración de datos tales como costos y cronogramas. Conforme al uso específico de los softwares empleados en la investigación se consiguieron resultados viables, concluyendo que es factible obtener el presupuesto y cronograma a través de modelos integrados, por la cantidad de información que éstos poseen y otorgar la información en tiempo real, permitiendo planificar y controlar el proyecto de construcción de manera óptima, a diferencia del método convencional.
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    Determinación del coeficiente de reducción (R) utilizando el análisis estático no lineal en una estructura mixta de pórticos y de albañilería confinada
    (Universidad de Piura, 2023-06-13) Suarez Morales, Hilter Humberto; Campos Espejo, Ricardo Alberto; Martínez Ramírez, Arturo; Castañeda Granda, David Israel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    El objetivo general de la tesis es determinar el coeficiente de reducción de las fuerzas sísmicas (R) de una estructura perteneciente a una institución educativa de un pabellón de una edificación educativa superior de dos niveles, ubicada en la provincia de Talara, mediante la aplicación del análisis estático no lineal. Se pretende conocer qué representa el factor de reducción y calcularlo en un caso de estudio de dos niveles con sistema estructural de albañilería confinada y pórtico de concreto armado. Con tal fin se calibra y ajusta una columna bajo un modelo de plasticidad tipo fibra y un muro de albañilería confinada con modelo de columna ancha con rótula de corte. Luego se realiza el procedimiento para el análisis no lineal estático acorde al ASCE/SEI 41-17 para la obtención de la curva de capacidad. El cálculo del R se calcula en función del enfoque de ductilidad y sobrerresistencia. Por último, se compara el factor de reducción obtenido versus el restablecido por la norma peruana sismorresistente E030. Se obtiene que el ajuste numérico para la calibración de la albañilería confinada y columna de concreto armado resulte satisfactorio debido a que la curva de capacidad ensayada y la del modelo numérico resulta similar. Respecto al cálculo del factor de reducción se obtiene por el enfoque de ductilidad y sobrerresistencia un valor de R de 11 para pórticos y de 14.175 para la albañilería confinada, valores mayores a los estipulados en la norma peruana sismorresistente E030. Bajo el enfoque de ductilidad y sobrerresistencia se concluye que la norma es conservadora porque la estructura analizada realmente presenta mayor ductilidad y sobrerresistencia que la exigida de 8 para pórticos y 3 para albañilería confinado frente a los valores de 11 y 14.175 respectivamente.
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    Simulación de remoción de columnas del sistema viga-losa-columna con Extreme Loading for Structures
    (Universidad de Piura, 2023-05-10) Rojas Ramos, Maria Laura; Vásquez Núñez, Andrea Doménica; Atoche Arce, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo evaluar la respuesta estática de la remoción de múltiples columnas de un sistema viga-losa-columna y los mecanismos de falla con la aplicación de una herramienta de simulación avanzada como es el software Extreme Loading for Structures (ELS), basado en el Applied Element Method. Es decir, se estudió los comportamientos de un sistema viga-losa-columna frente a dos escenarios: (a) la remoción de una columna y (b) la remoción de dos columnas. Inicialmente, se realizaron tests de calibración para los parámetros más relevantes en ambos escenarios mediante simulaciones en ELS teniendo como base un experimento realizado por Kai Qian, Bing Li y Zhongwen Zhang (2016). Seguidamente, se realizó análisis cualitativos y cuantitativos para los resultados obtenidos de las simulaciones. Esto con el fin de refinar los valores de las propiedades de cada material que se iban a emplear para conseguir finalmente un resultado muy cercano al experimento. Posteriormente, se realizó una simulación final para cada escenario con el objetivo de evaluar la capacidad del software para capturar el comportamiento de los especímenes con las mejores condiciones para simular el ensayo real. Asimismo, se usaron los valores más adecuados obtenidos en cada uno de los test de calibración. Finalmente, se presentó los resultados de la simulación final los cuales arrojaron los siguientes valores: para el análisis cuantitativo, en el primer escenario se obtuvieron porcentajes de error de 45% para fuerza y de 20% para desplazamiento, mientras que en el segundo escenario se obtuvieron porcentajes de error de 15% para fuerza y de 11% para desplazamiento; con respecto al análisis cualitativo, se pudo observar que se tuvo una representación aproximada de los modos de falla con respecto a su intensidad, extensión y definición de las grietas en losas y vigas. Cabe mencionar, que el software Extreme Loading for Structures (ELS), basado en el Applied Element Method. Este software es uno de los más avanzados en la actualidad para el análisis estructural ya que admite la separación de elementos en el mallado. Además, podría reemplazar el tiempo de desarrollo de un experimento a escala puesto que se pueden realizar simulaciones complejas gracias a su sencillo e intuitivo interfaz.
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    Simulación de colapso progresivo de pórtico de concreto armado con albañilería confinada en Extreme Loading for Structures
    (Universidad de Piura, 2023-01-24) Nathals Chero, Kevin Keller; Vignolo Vega, María Lucila; Atoche Arce, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo la simulación computacional de la remoción de una columna central de un pórtico de concreto armado de dos pisos con albañilería confinada en su parte superior, produciéndole un colapso. De dicho evento, se obtuvieron resultados cualitativos y cuantitativos de un modelo físico construido previamente. Esto permitió verificar el alcance del software Extreme Loading for Structures (ELS) que emplea Applied Element Method (AEM) a un caso de particular de colapso progresivo y confrontar el potencial de dicha herramienta informática respecto de su aproximación con la realidad. La simulación principal logró un buen acercamiento tanto cuantitativo como cualitativo. El punto de resistencia máxima con ELS fue de 57.5 kN presentando un error porcentual de 10% con respecto al experimento. Esto a un desplazamiento vertical de la columna de 47.30 mm, el cual presentó un error del 30% respecto del experimento. A su vez, el ELS consiguió representar el modo de falla final, sin diferir mucho en los patrones de falla que siguió el experimento. Con respecto a la gráfica que relaciona el desplazamiento vertical de la columna central con los desplazamientos horizontales de las columnas adyacentes y externas, el error porcentual entre máximos desplazamientos horizontales fue de 25% y 24% (intersecciones adyacentes y externas) cuando el movimiento fue al exterior. Mientras que se reportaron 40% y 41% de error al invertirse el movimiento al interior. Finalmente, teniendo en cuenta los diferentes materiales (concreto, acero, bloque de concreto y mortero) se realizó un análisis de sensibilidad utilizando el método del Diagrama Tornado con el objetivo de determinar qué propiedades de los materiales fueron las más influyentes en la variabilidad de los resultados, resultando la resistencia a la compresión del concreto como la propiedad más sensible y la resistencia a la compresión del bloque de concreto como la menos sensible. Se concluye que el software ELS logró una buena similitud respecto al experimento físico en relación con la forma de la curva fuerza de resistencia (kN) vs desplazamiento vertical de la columna central (mm). comprobándose la facilidad que se tiene en la interacción con el programa y la capacidad que tiene este para simular el modo de falla y los patrones de agrietamiento de la estructura ante cualquier evento. Asimismo, se concluye que la interacción del usuario con el software ELS tanto para modelar la geometría como para aplicarle las cargas correspondientes a cualquier evento facilita el análisis.
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    Elaboración del programa DZAIS 1.0 para el diseño de zapatas aisladas rectangulares sometidas a flexión uniaxial y biaxial
    (Universidad de Piura, 2023-01-24) Miranda Chumacero, Andres; Huertas Chumacero, Jhunior Fabriciano; Martínez Ramírez, Arturo; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    El objetivo de la tesis es presentar la elaboración de un software que permita diseñar diferentes tipos de cimentaciones superficiales por métodos propuestos en la ingeniería civil actual, con diseño enfocados en zapatas aisladas rectangulares con secciones típicas de columnas. La finalidad del software DZAIS 1.0, utilizando el lenguaje de programación de Visual Basic 6.0, es la optimización para el diseño de zapatas aisladas unificando las distintas teorías de cálculos geotécnicos y estructurales. Los cálculos se han realizado de acuerdo con la Norma Técnica De Edificación (NTE): Norma E0.20 Cargas, Norma E0.30 Diseño Sismo resistente, Norma E.050 suelos y cimentaciones y Norma E0.60 Concreto Armado. Asimismo, se desarrolla un marco intuitivo tanto en los datos de entrada como datos de salida, mostrándose los resultados inmediatos para zapatas centradas, excéntricas, medianeras y esquineras con secciones típicas de columnas. Seguidamente, se constata la fiabilidad de los resultados obtenidos del programa para el diseño de zapatas aisladas, comparando los resultados con los programas Geo5 y SAFE. Se concluye que el programa DZAIS 1.0 es un software de fácil manejo, que presenta una interfaz sencilla y que muestra resultados de manera intuitiva para el diseño de zapatas aisladas, pudiéndose verificar que el programa DZAIS 1.0 logra diseñar zapatas aisladas sometidas a flexión uniaxial y biaxial acorde a la normativa peruana y con los métodos de la ingeniería civil actuales.
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    Evaluación del desempeño sísmico en una edificación de dos niveles ubicada en el departamento de Lambayeque, aplicando el procedimiento no lineal estático
    (Universidad de Piura, 2022-12-15) Izquierdo Bustamante, Ricardo Javier; Mendoza Carmen, José Orlando; Martínez Ramírez, Arturo; Castañeda Granda, David Israel; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis presenta un análisis no lineal estático mediante los lineamientos del estándar ASCE/SEI 41-17 (2017) y lo aplica como caso de estudio a un colegio de dos niveles. El caso de estudio parte de un proyecto realizado a nivel de expediente en el año 2015. El proyecto es una edificación educativa ubicada en la zona norte del Perú. En el análisis lineal se observó que el 87 % de la capacidad de los muros de albañilería confinado es consumido. Por lo tanto, la albañilería no se encuentra muy lejos de su capacidad máxima, lo cual se ve reflejado en el desempeño, puesto que es resguardo de vida y aún conserva una holgura para pasar al siguiente nivel de desempeño de cerca al colapso. Luego de revisar bibliografía de investigaciones anteriores, se realizó una calibración previa para obtener la representación más cercana a la realidad de un muro de albañilería confinada. Primero se ajustaron los valores medidos en laboratorio, posteriormente se modeló en el software ETABS el muro de albañilería representado como columna ancha con rótula concentrada manual (tipo corte), con la finalidad de que la columna ancha con dicha rótula pueda reproducir el ensayo. Para iniciar con valores que busquen reproducir la curva de capacidad de un muro, se partió de una curva de capacidad de muros de albañilería estándar realizada con base a ensayos en la tesis de Coral (2018). Asimismo, para la representación del confinamiento del elemento, se consideró empotramiento en la base y en la parte superior se consideraron vigas como brazos rígidos. Una vez realizada la calibración y modelación en el software Etabs se procede a revisar que las curvas del modelo numérico y del ensayo experimental tengan semejanza entre sí. Se afirma que la calibración ha alcanzado suficiente precisión y, por lo tanto, el modelo de columna ancha con rótula de corte sea de utilidad para el presente caso de estudio. Además, se aprecia la notable sobre resistencia y desplazamiento en ambas direcciones; a favor de la primera se puede producir por los factores de reducción de resistencia y amplificación de cargas en el análisis lineal, por parte del desplazamiento esto se puede deber a que en el análisis lineal se consideran las secciones brutas y, por su parte en el no lineal se considera agrietamiento, favoreciendo en mayores desplazamientos laterales. Se concluye que luego de ser evaluada por estándares internacionales sismorresistentes, la institución educativa diseñada con la norma técnica peruana E.030 (2018) cumple con estos lineamientos y se encuentra en un nivel de desempeño de resguardo de vida. El modelo numérico utilizado para la calibración de la albañilería confinada y obtener su comportamiento no lineal se calibró con éxito y es confiable, con base en investigaciones anteriores. Respecto a la cortante basal, se puede apreciar que en el análisis no lineal estático existe sobre resistencia en ambas direcciones, producto de los factores de reducción de resistencia y amplificación de cargas en el diseño lineal.
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    Ingeniería de infraestructura subterránea: Lineamientos para la implementación de una unidad gestora de información de instalaciones subterráneas en la Universidad de Piura
    (Universidad de Piura, 2022-04-12) Seminario Vera, Anna Elizabeth; Chang Recavarren, Gerardo; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo proponer recomendaciones para la implementación de una unidad gestora de la información de instalaciones subterráneas que toma como referencia la aplicación de diversos conceptos considerados en la ingeniería de infraestructura subterránea, en un campus extenso, de gran circulación de redes y con proyecciones de crecimiento, como lo es la Universidad de Piura. Se proponen recomendaciones para la implementación de una unidad gestora de la información de instalaciones subterráneas que toma como referencia la aplicación de diversos conceptos considerados en la ingeniería de infraestructura subterránea, subsurface utility engineering (SUE). Se definen las funciones generales de la unidad a implementar y se sugiere el modo de incorporación a la organización de la universidad. Asimismo, se establecen diversos procesos y procedimientos que faciliten la recopilación, revisión, organización, representación, almacenamiento y puesta a disposición de la información subterránea. Se consideran, además, diversas políticas que favorezcan el buen desarrollo de las actividades, así como una serie de estrategias que permitan a la unidad gestora seguir los procesos y procedimientos definidos, de manera sencilla y ordenada. Se propone el uso de diversos recursos que facilitarán la ejecución de las actividades de la unidad gestora; y también, se presentan los lineamientos para la selección del software que permita el almacenamiento y la representación de información subterránea de todo el campus universitario, para una visualización y análisis de manera sencilla y organizada. Se concluye que el SUE puede ser una herramienta efectiva para la gestión de redes en instituciones cuyas instalaciones están conformadas por varias edificaciones y sistemas subterráneos diversos, que abarcan extensiones considerables y que tienen proyecciones de crecimiento a nivel de infraestructura. El disponer de una estructura organizada encargada de las redes subterráneas, así como de recursos particulares, entre ellos, un software para representación, supone una ventaja para el monitoreo general y gestión de datos, pues independientemente de la ejecución de las labores (administración directa o por terceros) se podrá recurrir a la oficina propuesta y verificar la información subterránea consolidada a través del software disponible.
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    Simulación del tipo de falla en vigas simplemente apoyadas sin refuerzo de corte con Applied Element Method
    (Universidad de Piura, 2021-12-15) Guerrero Tiburcio, Miguel Fernando; Atoche Arce, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo obtener los patrones de agrietamiento de las vigas simuladas y compararlos con los de las vigas reales. Además, se busca obtener las curvas fuerza-deformación con ELS y comparar sus valores con las curvas reales disponibles. Es por ello, que se utilizó el Método de Elementos Aplicados (AEM) para simular el comportamiento y tipo de falla en 10 vigas reales de concreto armado simplemente apoyadas, con diferentes niveles de esbeltez, sin refuerzo de corte, sección rectangular constante y bajo dos cargas estáticas puntuales. Se utilizó el software Extreme Loading for Structures (ELS) que se basa en AEM, que es una técnica de modelación innovadora para el análisis estructural. Es una investigación principalmente de carácter cualitativo, dado que, se compararon visualmente los patrones de agrietamiento obtenidos en ELS con los experimentales. Sin embargo, este trabajo tuvo cierto alcance cuantitativo, ya que se comparó los valores de las curvas “fuerza-deformación” brindadas por el software con las disponibles del experimento original. Se abordó la tesis mediante tres etapas. La primera fue la revisión de trabajos de investigación que expliquen la complejidad del comportamiento a cortante y fallas relacionadas, además de trabajos con AEM en este tipo de elementos, con las características y condiciones mencionadas. La segunda fue la recopilación de información y desarrollo de habilidades para el dominio del ELS, que permitieron una adecuada representación de la geometría de las vigas, propiedades de los materiales y condiciones de borde. La tercera etapa fue la simulación con ELS de las vigas mencionadas, además de la calibración y ajustes necesarios en las propiedades de los materiales, condiciones de borde y otros parámetros que posibiliten una adecuada representación del comportamiento y posterior comparación y análisis de los patrones de agrietamiento y curvas fuerza-deformación con los resultados experimentales disponibles. Finalmente, se concluye que ELS tiene una buena capacidad para simular el comportamiento de vigas con diferente esbeltez, sin necesidad de conocer previamente la ubicación de las grietas ni requerir técnicas de simulación complejas o adicionales. Las grietas de corte se pudieron simular con éxito en cuanto a ubicación, extensión, altura y distribución. Sin embargo, las grietas por flexión no se apreciaron con la misma calidad. ELS logró predecir adecuadamente la mayoría de las curvas de “fuerza-deformación” en las vigas que tuvieron suficiente información experimental (vigas 3, 5, 7 y 9), en las que el margen de error entre el desplazamiento real y simulado con ELS fue 25,4%, 10,05%, 9,50% y 4,80% respectivamente.
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    Programación de la ampliación de una institución educativa en funcionamiento e instalación de tres aulas temporales durante el periodo escolar en Morropón - Piura
    (Universidad de Piura, 2021-11-11) Ayala Nizama, Diego Alfredo; Jaramillo Guillén, Pedro Noé; Núñez Sandoval, Jean Franco Wilfredo; Trelles García, Edward Yoshiro; Zavala García, Alvaro José; Cánova Valladolid, Diego Angel Mario; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    El trabajo tiene como objetivo proponer una solución óptima para la programación de la construcción de un pabellón de dos plantas en la institución educativa educativa N° 201929, en el distrito de Buenos Aires, provincia de Morropón, considerando que el colegio estará en operación durante la ejecución del proyecto; así como el análisis para la elección de la mejor alternativa que implique el menor costo y duración, teniendo como ejes centrales la seguridad y conservación de la calidad estructural de la institución educativa. Se ha previsto también la instalación de tres aulas provisionales, que se utilizarán temporalmente hasta habilitar la infraestructura para su uso. Con tal fin se representa el flujo de trabajo global del proyecto a fin de establecer un correcto orden en el cronograma definitivo. Asimismo, se realiza el análisis de proceso constructivo del proyecto. Seguidamente se presenta la estructura de descomposición del trabajo (EDT) de la ejecución del colegio, presentando el detalle de los paquetes de trabajo por cada una de las especialidades del proyecto (obras preliminares, estructuras, arquitectura, instalaciones sanitarias e instalaciones eléctricas). Se detallan 3 propuestas de programación constructiva generadas con el fin de culminar el proyecto dentro del menor plazo posible. Además, se explican cada una de las propuestas a través de sus respectivos cronogramas de ejecución y presupuestos. Seguidamente se ofrece el detalle de propuesta constructiva viable y su respectiva programación. Finalmente se elabora la memoria descriptiva general del proyecto. Se concluye optando por la propuesta con una menor duración del proyecto ya que se reduce el riesgo de accidentes y simultáneamente los alumnos y personal educativo regresan a sus actividades académicas de manera normal en el nuevo pabellón en un plazo de cinco meses.
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    Simulación de remoción de columna a un pórtico de concreto armado con Extreme Loading for Structures
    (Universidad de Piura, 2021-08-18) Cordova Salinas, Ronald Jeanpier; Atoche Arce, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo investigar la respuesta de los edificios antes explosiones con el fin de localizar los puntos débiles de la estructura, utilizar modelos no lineales que consideran el agrietamiento del concreto y la fluencia del acero, detallar el comportamiento de la estructura sometida a desplazamiento horizontal cíclico o sísmico, simular la demolición de edificaciones, analizar el colapso desproporcionado ocurrido en edificaciones existentes y la prevención del mismo en futuros trabajos de investigación. Dado que el método de los elementos finitos no es capaz de mostrar el modo de falla de los elementos, ni la ubicación de las grietas, ni la modelación de estructuras que impactan por su cercanía, ni es capaz de representar el colapso de las estructuras debido a eventos naturales o externos, se utiliza el método Applied Element Method (AEM), que permite simular fácilmente la interacción y la colisión entre elementos para conocer el comportamiento de las estructuras sometidas a cargas estáticas, dinámicas, agrietamiento, grandes desplazamientos y el colapso. Asimismo, se hace uso del software Extreme Loading for Structures (ELS), método que permite investigar la respuesta de los edificios ante explosiones. Se concluye que, después de realizar todas las simulaciones para los diferentes test de sensibilidad, se obtuvieron datos que ayudarán a entender las ventajas y desventajas del uso de este programa, además de adecuados valores de los parámetros relevantes en ELS. En tanto, la refinación del mallado no es influyente en los datos de salida de la simulación, ya que después de llevar a cabo un test de sensibilidad, los resultados fueron similares con un error máximo en el primer pico de 5% y de 3.9% en el segundo pico. En tanto, el ELS fue capaz de capturar la grieta principal en uno de los lados mostrando la capacidad del programa de predecir de forma correcta el modo de falla de las estructuras, inclusive, en estructuras simétricas.
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    Simulación computacional de un muro de corte de sección U bajo cargas cíclicas biaxiales en Perform 3D
    (Universidad de Piura, 2021-08-16) Moreno Cordova, Diana Victoria; Atoche Arce, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo mostrar que el comportamiento inelástico no lineal de un muro de corte de concreto armado de sección transversal en forma de U bajo cargas biaxiales es predecible de manera razonable por el software Perform 3D. Por lo demás, se busca explorar la simulación computacional avanzada a través del software Perform3D y estudiar el comportamiento inelástico no-lineal de un muro de corte a partir de ensayos experimentales. Con tal fin, se realiza una revisión de definiciones y descripciones del muro de corte y su importancia en las edificaciones de gran altura ante cargas sísmicas, donde también se incluye el ensayo de Beyer, Dazio y Priestley (2008). Acto seguido, se presentan conceptos básicos sobre el análisis y simulación no lineal. Asimismo, se describe cómo el programa Perform 3D considera diferentes aspectos de los muros de corte para el análisis no lineal. Para lo cual, se presenta una descripción de la simulación del muro de corte del ensayo de laboratorio de Beyer en Perform 3D y se muestran las consideraciones tomadas. Finalmente, se realiza la validación e interpretación de resultados obtenidos en Perform 3D con los resultados de laboratorio de Beyer. Se concluye que se puede realizar simulaciones no lineales de muros de corte de concreto armado en forma de U bajo cargas biaxiales en Perform 3D, con los elementos de simulación que ofrece el software general wall y shear wall.
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    Aplicación del programa ArcGIS para la ubicación de puertos secos en Perú
    (Universidad de Piura, 2021-07-08) Ibañez Huaman, Yaky Yisela; Chávez More, Francisco Benjamín; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo destacar la importancia del nacimiento de puertos secos en el Perú para aumentar la valoración de su potencial económico y transporte en sus tres eco regiones, logrando la ubicación de tres puertos que estarían ubicados en los sectores norte, centro y sur del país. Por lo que, se realizó una amplia búsqueda de puertos secos en el mundo, y en especial en Europa, continente con gran importancia a la investigación de ubicación de puertos secos con distintas metodologías, de las cuales, se consideraron el análisis multicriterio y el uso del Sistema de Información Geográfica para aplicarse en la ubicación estratégica de puertos secos. Al utilizar el análisis multicriterio y el programa ArcGIS se obtuvieron tres zonas marcadas en el norte, centro y sur, competentes para la posible ubicación de puertos secos peruanos. De acuerdo con las posibles ubicaciones estratégicas de puertos secos: Olmos, Juliaca y Chosica, generarán la mejor atención al cliente, la apertura de nuevos puestos de trabajo en la zona, aumento económico de la región y país y la disminución de emisión de dióxido de carbono por el descongestionamiento vehicular, ventajas tanto relacionadas con el crecimiento regional y ambiental. Se concluye que el Sistema de Información Geográfica ArcGIS, es una buena técnica de inclusión y planificación de un sistema de coordenadas terrestres, que facilita la separación de información en diferentes niveles de manera eficaz. Asimismo, los puertos secos parecen ser una solución al problema de la congestión que se genera por la centralización del envío de mercancías. Por lo demás, al ubicar un puerto seco en el norte, centro y el sur, se podría liberar enormemente la sobre carga que se tiene sobre el Puerto del Callao, dando mayor importancia a puertos ubicados en los extremos del país, que, aunque actualmente ya mueven y despachan contenedores, su influencia en el comercio del país es muy pobre.
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    Estado del arte del método de los elementos aplicados en la simulación del golpeteo sísmico
    (Universidad de Piura, 2021-05-05) Rojas Ramos, Maria Laura; Vásquez Núñez, Andrea Doménica; Atoche Arce, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    El trabajo de investigación tiene como objetivo resaltar la importancia del comportamiento inelástico en el diseño y análisis de estructuras sometidas a golpeteo sísmico que conlleva a su degradación progresiva, así como de mejorar la comprensión del método en la simulación avanzada como es el Applied Element Method (AEM), en la simulación de este tipo de fenómenos. Con tal fin, se estudia el comportamiento inelástico, considerándolo clave para analizar y diseñar. Adicionalmente, se identifican las grandes complejidades que tiene el comportamiento inelástico en su impacto en el análisis y diseño estructural. Por lo que, se describen los parámetros y modelos constitutivos que definen este método, el cual es la base de un software de simulación avanzada llamado Extreme Loading Structures. En tanto, se desarrolla una descripción del uso del AEM en la simulación del golpeteo sísmico en base a la revisión de trabajos de investigación. Además, se exponen todas las consideraciones a tomar en cuenta para poder simularlo, hasta la presentación y análisis de los resultados. Se concluye destacando la importancia de incorporar el comportamiento inelástico de las estructuras en la simulación del fenómeno de golpeteo sísmico en el Perú, debido al alto porcentaje de edificaciones informales existentes en el país. Lo que se evidencia en el incumplimiento de la distancia mínima de separación dada por la norma E-030.
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    Diseño estructural de un edificio de aulas-laboratorios de concreto armado
    (Universidad de Piura, 2021-05-04) Cabrera Farfán, María Fernanda; Otero Talledo, Diana Sofía; Saavedra García, Cristhian Valentín; Silva García, Christian Anderson; Vignolo Vega, María Lucila; Atoche Arce, Juan Carlos; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    El objetivo del trabajo es realizar el análisis y el diseño estructural de un edificio de aulas de laboratorio utilizando el software SAP2000 y AutoCAD, con la finalidad de que cada elemento estructural cumpla los requisitos y prescripciones de la norma técnica peruana. El proyecto está enfocado en los lineamientos mínimos que deben cumplirse para el diseño estructural de un edificio de aulas para laboratorios cuyo propósito es realizar una ampliación adyacente a la edificación ya existente de un instituto. Con tal fin, se realiza el proceso de estructuración, calculando las dimensiones preliminares y predimensionamiento de los elementos que van a constituir la estructura. A su vez, se describen los sistemas estructurales que van a dominar el diseño y, de esta manera, realizar el modelo matemático en SAP2000 de toda la estructura. En tanto, se calcula el metrado de cargas que incluye la carga muerta, carga viva, las cargas de sismo a partir del peso de la estructura y de los parámetros sísmicos. Acto seguido, se realiza el análisis estático equivalente y dinámico modal espectral, usando las exigencias de la norma técnica peruana sismorresistente E030, verificando si las distorsiones se encuentran dentro del límite dado por la norma. Finalmente, se realiza el proceso de diseño de los elementos estructurales de concreto armado (vigas, losas, columnas y placas), y, por último, el diseño de los elementos de confinamiento (muros, vigas y columnas de confinamiento). Se concluye que el diseño garantiza una estructura con buen comportamiento frente a un sismo, pues se ha diseñado considerando todos los criterios y prescripciones de la norma técnica peruana.
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    Diseño estructural de vivienda unifamiliar (2 pisos) en la ciudad de Piura con albañilería confinada
    (Universidad de Piura, 2021-04-26) Gamero Correa, Oscar Augusto; Nathals Chero, Kevin Keller; Sipion Barrientos, Diego Ernesto; Martínez Ramírez, Arturo; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    El trabajo tiene como objetivo analizar y diseñar, individualmente y en conjunto, los elementos estructurales que contempla una vivienda unifamiliar de dos niveles, a excepción de escaleras y cimentación, la cual tiene dos pisos y se encuentra ubicada en la ciudad de Piura, usando como referencia planos arquitectónicos existentes. El diseño responde ante solicitaciones de cargas y condiciones de servicio, adecuándose a lo establecido por el estudio arquitectónico hecho previamente y que, a su vez, debe respetar lo establecido por la normativa técnica peruana. Para ello, se cuenta con un estudio de mecánica de suelos del lugar donde será construida la misma, además de los planos arquitectónicos que muestran la distribución de ambientes de ambos niveles. De esta manera, la propuesta considera distintos aspectos tales como la combinación de varias disciplinas (principalmente ingeniería y construcción), respetando las normas nacionales y los estándares de construcción vigentes. En tanto, se hace uso del software estructural (SAP 2000) para realizar la modelación del sistema y analizar cada elemento estructural de forma individual, evaluando así su respuesta frente a las solicitaciones de carga. Por último, se realiza la representación gráfica en AutoCAD de los planos y detalles estructurales que se hayan establecido producto del trabajo de análisis y diseño de la estructura en su totalidad, la cual debe cumplir con requerimientos mínimos impuestos por la norma técnica peruana.
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    Evaluación estructural y propuesta de reforzamiento del pavimento flexible de la carretera Piura - Paita
    (Universidad de Piura, 2020-01-29) Ordinola Cumpa, Dante Jerenmy; Ferrer Sancarranco, Mariana del Socorro; Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Civil.
    La tesis tiene como objetivo la evaluación estructural del "Tramo 06: Piura - Paita" de la IIRSA Norte (carretera Piura - Paita) y su propuesta de reforzamiento, considerando la importancia del mantenimiento periódico del pavimento flexible existente, el cual forma parte de la infraestructura vial clave que conecta diversas regiones con el puerto de Paita. Por lo que, se utilizó el proceso de retrocálculo y se asumió, como consideraciones fundamentales, la cimentación sólida y la teoría elástica lineal como un sistema bicapa para delimitar los sectores homogéneos mediante diferencias acumuladas y, de esta manera, caracterizarlos aplicando una propuesta de intervención de reforzamiento. Adicionalmente, se recopiló información del estudio de tráfico procedente de estudios de preinversión a nivel de factibilidad de los proyectos de construcción Periférico Vial Norte y Doble Calzada Piura - Paita para la proyección del tráfico y ejes equivalentes, así como la data de deflexiones para así determinar las deflexiones normalizadas por carga y temperatura, y hallar el módulo efectivo del pavimento mediante el proceso de iteración consecutiva. Finalmente, a través de las diferencias acumuladas, se delimitaron los sectores homogéneos para diferentes parámetros y, en función de ello, se determinaron los refuerzos estructurales. De esta forma, se concluyó que la necesidad de realizar refuerzos en sectores puntuales para atender las solicitaciones de tráfico futuro en los siguientes 8 años a partir del año base, esto es, posterior a la nivelación entre berma y calzada.