ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

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Puente Niño Yucaes puente de concreto postensado continuo en dos tramos y puente de concreto armado continuo en tres tramos (luz de 70 M)
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 1997) González Huauya, Arturo
El diseño de un puente al igual que otras obras de arte de la Ingeniería Civil requiere un análisis detallado en cuanto a estudios de Análisis Estructural, Hidrología, Geología y Geotecnia. El análisis estructural se considera muy importante debido a que resultados muy lejos de la realidad no solo disminuyen los factores de seguridad sino que también incrementan los costos innecesariamente, claro está que no solo el grado de análisis estructural realizado incide en el costo sino que también los métodos usados para el diseño. En el presente en forma general se efectuará un análisis lineal complementado con un análisis bidimensional de la losa; para el diseño del puente de concreto armado y postensado se usará las especificaciones de ACI y AASHTO que son normas americanas más difundidas en nuestro país; el objetivo principal será obtener el estudio hidrológico determinará el caudal de diseño cuyo objetivo será aquella máxima que se presenta en las avenidas por existir en esta la máxima velocidad y poder de socavación, teniendo en cuenta que no existen registros de esta naturaleza. El estudio geológico y geotécnico está ligado con el comportamiento del suelo siendo más importante cuando se tiene estructuras hiperestáticas puesto que un asentamiento diferencial no previsto en el análisis estructural origina mayores esfuerzos en algunos puntos de la estructura que dependiendo de la magnitud llegarían incluso a colapsar la superestructura del puente, el objetivo principal está en determinar la profundidad no erosionable cuando se presenta el caudal de máxima avenida.
Diagnóstico y planteamiento de soluciones al transporte público, de la ciudad de Ayacucho
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2009) Hurtado García, César
El presente trabajo de investigación sobre la ruta alterna para el descongestionamiento vehicular de la ciudad de Ayacucho; se justifica por que no hay estudios realizados por el estado o entidades particulares, lo que me ha encaminado a proporcionar alternativas bajo una correcta zonificación y el aprovechamiento adecuado para la descongestión vehicular y mejor viabilidad. Dicho estudio se presenta un análisis ambiental y de vulnerabilidad relacionado con la red de transporte. Este análisis realizado en una fase previa a la planificación, permite evaluar los efectos más globales en el momento de elaborar las orientaciones y las elecciones estratégicas del proyecto. En los últimos años la ciudad de Ayacucho viene extendiéndose a los cuatro puntos cardinales con sus tres distritos: Carmen Alto, Jesús Nazareno y San Juan, requiriendo de planificación urbanística y en las zonas aún no pobladas, se deberá establecer vías amplias de acceso, orientando a la población sobre la preservación del derecho de vía. Asimismo corresponde jerarquizar las vías y establecer el sentido de tránsito, reordenar el servicio de transporte urbano y esencialmente el servicio de mototaxi, que ha proliferado informalmente, asi como la gestión de protección del medio ambiente. La crisis en el tránsito y transporte genera graves consecuencias como la pérdida de horas hombre, estrés en los usuarios de la vía (peatones, pasajeros y conductores), accidentes de tránsito con cuantiosas pérdidas económicas e irreparables pérdidas de vidas, desperdicio de combustibles y contaminación ambiental.
Modelos de Optimización para el Diseño de Componentes de Conducción en Proyectos de Minicentrales Hidroeléctricas en Cuencas Alto Andinas
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2010) Villavicencio Pimentel, Alexander; Castro Pérez, Cristian
El presente trabajo de Tesis desarrollado, trata de la búsqueda de relaciones de dimensión del diámetro y espesor de toda tubería forzada, mediante el empleo de técnicas de optimización clásica, en la cual se realiza la construcción de modelos matemáticos y sus respectivas soluciones, las cuales nos permitirán diseñar de manera óptima, eficiente, segura y económica el diámetro de la tubería forzada, teniendo en cuenta los principales criterios de diseño de tuberías para Minicentrales Hidroeléctricas. La presente tesis este constituida por cinco partes o capítulos fundamentales, la primera de ellas es "Introducción", en la cual se desarrolla, los antecedentes, justificación, importancia, planteamiento del problema, objetivos y la organización del estudio. El segundo capítulo "Revisión de Literatura" aborda la filosofia del diseño de los principales componentes de toda Minicentral Hidroeléctrica, asimismo se da un estudio más desarrollado de la tubería forzada, componente que tiene una elevada incidencia en el costo total de la inversión para una Minicentral Hidroeléctrica, en el capítulo tres "Materiales y Métodos", se desarrolla construcción de los modelos matemáticos, así como su respectivas soluciones, en el capítulo cuatro "Caso de Estudio", se realiza un caso de estudio de un proyecto ejecutado en la zona, tal es el caso de la Minicentral Hidroeléctrica de Catalinayocc, en la cual se evalúa su rentabilidad utilizando indicadores económicos. El capítulo cinco se presenta las conclusiones y recomendaciones de los capítulos desarrollados.
Análisis de flujo no permanente en redes de tuberías de agua potable por método híbrido
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2010) Taipe Carrasco, Juan Luis; Castro Pérez, Cristian
En síntesis la tesis comprende: la formulación matemática, programación computacional del modelo y la modelación numérica. En la formulación matemática, se incluyen el método de las características (MC) y el método híbrido (MH), que es la combinación del MC con otros esquemas numérico: método de las diferencias finitas implícitas o explícitas (MDFI o MDFE) para diferentes aproximaciones del factor de fricción, como la formulación de Chen y Ackland (variable) y factor de fricción transitoria de Brunone. Para las condiciones de frontera. se aplica la ecuación de compatibilidad o de Karney, que simplificada radicalmente la complejidad de las redes de tuberías, solucionando una tubería a la vez para cada paso de tiempo. En la programación computacional del modelo, los esquemas numéricos descritos y las condiciones de frontera son incluídos en las hojas de cálculo MC.xmcd y MH.xmcd desarrollado en MATHCAD 14, que muestra detalladamente los resultados para un sistema de tubería muy simple debido a la restricción de memoria y un software transitorio llamado HyMet v2010 desarrollado en MATLAB 2009b, para solucionar el golpe de ariete en redes de agua potable, con topología compleja. Se adjunta los diagramas de flujo y el código fuente del programa. En la modelación numérica, todos los ejemplos incluidos en este trabajo se llevaron a cabo usando HyMet V2010 y el software comercial HAMMER XM v8 para la comprobación del modelo, aplicada a la red de agua potable Pokras, ubicado en el distrito de Carmen Alto.
Restauración del sistema estructural de los monumentos: Iglesia Santa Teresa y la Iglesia San Cristóbal
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2010) Lizarbe Alarcón, Hemerson; Castro Pérez, Cristian; Sánchez Paredes, Juan Carlos
La construcción de la Iglesia San Cristóbal considerada la más antigua de Ayacucho data del año 1540 con más de 470 años de construcción, que han pasado por diversas etapas de intervención sin haber sido sometidas a un previo análisis estructural, y que han sido sustentados en base a evaluaciones empíricas e intuitivas, obviándose muchas veces su comportamiento ante solicitaciones sísmicas, debido sobre todo a la falta de recursos para realizar estudios serios más exhaustivos, causando daños irreparables en el que se han hecho intentos para dar solución sin conocer con exactitud el origen y magnitud de estos esfuerzos. La intervención en los monumentos históricos es primordial para evitar desastres tanto en vidas humanas como en patrimonios culturales. El objetivo es hacer un análisis del comportamiento estructural de estos templos, con la generación de modelos matemáticos basados en técnicas de elementos finitos y comparar estos modelos, con los nuevos elementos estructuras adicionales de reforzamiento, buscándose la mejor solución frente a los esfuerzos máximos, teniendo en cuenta las restricciones de intervención para un monumento de primer orden. Haciéndose un análisis dinámico, modal espectral, y evaluar su resistencia de un inminente movimiento sísmico. Antecedentes de este tipo de estudios pueden ser hallados en el proceso de restauración de la Basílica de San Francisco de Asis (Italia) luego del terremoto de 1997, y en el Perú, como las primeras son la Catedral del Cusco y de Lima, el Congreso de la República realizados por la UNI a través del CISMID. En el caso de la ciudad de Ayacucho no existen precedentes en análisis de este tipo. Por tanto, se harán este análisis a las Iglesias de Santa Teresa y San Cristóbal por poseer gran valor histórico y su deplorable estado, además se buscará sentar las bases para la realización de nuevos estudios similares en otras Iglesias.
Control de erosión en defensas de ríos mediante gaviones y colchones reno
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2010) Quispe Huamán, Masías; Bendezú Prado, Jaime Leonardo
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo fundamental el diseño hidrológico, hidráulico e hidráulica fluvial para la adecuada instalación de la defensa ribereña que permita una protección eficiente, de la defensa ribereña en dos tramos críticos a lo largo del río Chillon, según las progresivas mostradas en los planos PL-01 y PL-02, ubicada en ambas márgenes del río Chillon, comprendiendo dos tramos: PRIMER TRAMO: 4+260 @ 4+-530 (Antes de la Av. Néstor Gambeta). SEGUNDO TRAMO: 4+990 @ 5+418. Es necesario dentro de la investigación realizar en primer término el estudio hidrológico, mediante técnicas adecuadas y con la ayuda de una estación hidrometeorológica de registro de precipitaciones máximas de 24 horas, inmersa dentro de la cuenca de estudio, asi como del programa HEC HMS v. 3.4, los mismos que nos permitirán determinar los hidrograma de máximas avenidas en la cuenca del río Chillon, especificamente en el punto de aforo como se muestra en el plano C-01, considerando para ello Ia Discretización de la cuenca hasta el punto de aforo mencionado anteriormente en subcuencas y un canal de evacuación pluvial, que permitirá realizar el tránsito de agua.
Construcción carretera puente Mapitunari - Capirushiato con relación uso de explosivos y sus impactos ambientales
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2010) Vilca Yance, Vicente; Gutiérrez Orozco, Niverción Hugo
Las regiones geográficas del Perú son diferentes en cuanto se refiere a sus condiciones topográficas y climáticas, por lo que es importante tener comunicación vial entre dos regiones Ayacucho y Cusco, para el desarrollo socio-económico de los pueblos alejados de las provincias de La Mar y La Convención, en donde se construyó carretera materia de aplicación para el presente trabajo en relación de uso de explosivos para voladura de rocas en diferentes tipos de macizo rocoso y los efectos de impacto ambiental. Bajo la perspectiva y óptica de un profesional en lngeniería Civil y encontrandome prestando servicios con cargo de residente de obra en la construcción de carretera, Puente Mapitunari - Capirushiato en una longitud de 8.240 kilómetros, he experimentado el uso de explosivos en cortes de rocas fija y suelta, para formar la plataforma de rodadura, observando durante el tiempo de la ejecución las ocurrencias de una serie de problemas en geomecánica, manejo, control de explosivos y el deterioro, degradación del medio ambiente con la construcción de carretera, esto a múltiples factores y parámetros, situación que despertó en mi persona como profesional del área de construcciones, la inquietud de realizar un trabajo de investigación en este campo, al que he denominado "Construcción carretera puente Mapitunari - Capirushiato con relación uso de explosivos y sus impactos ambientales". El cual está dividido en 05 capítulos. Tratando el capítulo I, sobre aspectos generales, el cual descrito sencilla y realistamente. El capítulo II, trata sobre estudios de lngeniería básica en campo de geología regional y local, geomecánica, geodinámica, etc.; en el área de la construcción de carretera y es un extracto compilado trabajo de campo y análisis en Iaboratorio de mecánica de rocas y suelos. El capítulo lll, constituye la parte medular del presente trabajo y es producto, principalmente de la experiencia obtenida de los Iabores cotidianas desarrolladas por el suscrito, donde se conjuga con el conocimiento académico y la práctica realizada en el campo. El aporte fundamental es aplicar y dar una técnica razonable para uso de explosivos adaptación al sistema de voladura de rocas en diferentes tipos y formaciones litológicas. El capítulo IV, se describe en forma somera las operaciones complementarias realizadas en la construcción de carretera, siendo aporte el acabado final, uso de equipos y servicios auxiliares necesarios. Finalmente en el capítulo V, se describe en forma sencilla, la identificación, evaluación, mitigación y planes de gestión ambiental del deterioro y degradación impactada al medio ambiente, con el proceso construcción, puesta en marcha y futuro mantenimiento vial. El presente trabajo representa un modesto aporte del suscrito, que pretende mejorar el uso de explosivos al sistema de voladura de rocas en proceso de construcción de obras viales y sus impactos ambientales, que espero sea acogida y sirva de documento de información y consulta para estudiantes de lngeniería Civil. Sin embargo el objetivo principal del trabajo, es de servir como tesis para obtener el título profesional de Ingeniero Civil.
Análisis no lineal de cables en puentes de gran vano caso de estudio: Puente Magdalena- Conchopata
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2010) Medina Berrocal, Luis Jovani; Quispe Auccapuclla, Norbertt Luis
Este estudio desarrolló, analizó e interpretó la no linealidad que presentan los cables en puentes de gran vano, puesto que el cable por ser un elemento de gran resistencia, pero muy flexible, debe de analizarse como un elemento de comportamiento no lineal. Durante el proceso de la investigación se demostró que el cable posee efectos no lineales del tipo, catenaria y grandes desplazamientos, para lo cual se utilizó la metodología tipo aplicativo, de nivel analítico-explicativo, y de diseño no experimental-transversal. Asimismo, se abordó acerca de la tecnología de cables y una descripción breve de la evolución y configuración geométrica de los puentes sostenidos por cables, poniendo énfasis en el estudio de puentes atirantados. También, se estudió brevemente los diferentes tipos de análisis no lineal en el campo de la ingeniería, se realizó una descripción concisa de ¿qué tipo de no linealidades afectan a los puentes de este tipo?
Estudio de la defensa ribereña sobre el río Pichari - La Convención - Cusco mediante gaviones caja fuerte
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2010) Fernández Cuti, Edgar; Oré Iwanaga, Joel
Dentro del presente trabajo, se realizaron los estudios correspondientes a hidrología, hidráulica e hidráulica fluvial. A través de la hidrología será posible determinar el hidrograma de máximas avenidas para los siguientes periodos de retorno: 10, 15, 20, 50, 100, 200, 500 y 1000 años, mediante el siguiente procedimiento: Utilización de las ecuaciones del IILA SENAMHI UNI, a través del cual podrá generarse las intensidades de diseño y los hietogramas de precipitación total para cada una de las subcuencas de drenaje dentro de la cuenca en estudio, considerando una duración de 24 horas divididas en un intervalo de tiempo de 1 hora, a través del cual finalmente podrá determinarse los hietogramas de precipitación efectiva de diseño para los periodos de retorno de 10, 15, 20, 50, 100, 200, 500 y 1000 años, considerando para las abstracciones el método del número de curva. El hidrograma unitario se calculará mediante el método del USDA NRCS, y luego haciendo uso de la ecuación de convolución directa se determinará los caudales de diseño para la cuenca en estudio hasta el punto de aforo: inicio de la defensa ribereña para la ciudad de Pichari, habiendo incluido también el transito en canales, el mismo que se desarrollará mediante el modelo de onda cinemática. El análisis hidráulico se desarrollará a través del programa HEC - RAS 3.1.3, en el que se ingresará las 107 secciones transversales obtenidas luego del levantamiento topográfico del cauce principal, con sus respectivos coeficientes de rugosidad de manning, divididos en tres partes de la sección transversal: banco de inundación izquierdo, canal principal y banco de inundación derecho. A partir de los datos mencionados anteriormente y contando con el caudal de máximas avenidas determinado para el periodo de retorno de diseño (Tr = 100 años), se encontrará el perfil de la superficie libre de agua, que permitirá determinar las velocidades y esfuerzos de corte en cada una de las secciones transversales, considerando dos situaciones: Simulación para el caso sin defensa ribereña y simulación para el caso con defensa ribereña. A través del análisis de hidráulica fluvial, se determinará la socavación generalizada en el río Pichari y local al pie de las estructuras hidráulicas propuestas, considerando para ello la granulometría inherente en la zona de estudio. Finalmente se diseñará la defensa ribereña, atendiendo a los resultados obtenidos en el análisis hidráulico, correspondientes a velocidades en la margen izquierda o derecha, donde se hallen las estructuras hidráulicas, los mismos que permitirán realizar un diseño adecuado. Finalmente es necesario utilizar los análisis de estabilidad frente a diferentes solicitaciones de carga mediante el programa MACSTARS 2000.
Sensibilidad de la configuración estructural en el performance de edificios multifamiliares de tipo híbrido con la norma NTE. FEMA 356 y ATC-40 en la ciudad de Ayacucho.
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2012) Lapa Espino, Miguel Angel; Castro Pérez, Cristian
Este trabajo de tesis tiene como objetivo el análisis y diseño estructural de dos edificios con arquitectura en común y representación aproximada de viviendas de autoconstrucción. El edificio se proyecta en un terreno típico de la ciudad de Ayacucho de 160 m2 distribuidos en un departamento por piso, destinado a viviendas multifamiliares ubicado en el norte de la ciudad de Ayacucho. Al utilizar unidades de aíbañilería de fabricación artesanal se puede construir edificios de tres pisos como máximo, con unidades de aíbañilería de fabricación industrial como máximo cinco pisos para cumplir con la rigidez y resistencia del edificio, cuando en el edificio se reemplazo algunos muros de aíbañilería con muros de concreto el aporte de rigidez es considerable tanto que se puede eliminar algunos muros interiores de corta longitud sin que este afecte la rigidez del edificio. Pero la configuración estructural es sensible si se incrementa un nivel mas disminuyendo la rigidez en aproximadamente en un 50%. En el segundo edificio de configuración Híbrida (Aporticado mas muros de albañilería-AFA) de 7 pisos, al considerar la interacción suelo estructura se vio un incremento de los esfuerzos en la mayoría de los elementos estructurales, en caso de la reacción del suelo por la acción sísmica se ve reducido, el cual sería apto para el diseño por acción sísmica de la cimentación. En este mismo edificio al verificar cuando cumple la condición de columna fuerte y viga débil se ha observa que la mayor formación de rótulas plásticas se garantiza en la vigas que en las columnas para evitar fallas frágiles en cambio cuan do no se cumple con la verificación existe más elementos columna con formación de rótulas plásticas, por lo tanto con verificar la condición de columna fuerte y viga débil se garantiza el buen desempeño estructural del edificio.
Modelo HEC-HMS para la calibración y validación de hidrogramas de caudales en la cuenca urbana de Ayacucho
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2012) Echevarría Chuquichampi, Coqui; Oré Iwanaga, Joel
El presente trabajo de investigación básicamente calibra y valida los modelos hidrológicos mediante el uso del HEC-HMS en la cuenca de estudio Yanaccacca, que está ubicado geográficamente en una zona rural-urbana entre las coordenadas UTM 18L 582684.725 y 583478.403 de longitud este, 8545793.717 y 8545036.845 de latitud sur, al Nor-Oeste de la ciudad de Huamanga-Ayacucho con una extensión de 341,903.22 m2 . Con el objetivo específico de calibrar los modelos hidrológicos del software HEC-HMS correspondientes a tasas de infiltración, determinación de volúmenes de escorrentía y tránsito de hidrogramas, y posteriormente validar su aplicación a nuestra realidad, se ha seguido una serie de pasos y procedimientos. En principio sobre la base de una revisión bibliográfica se instalaron las estaciones meteorológicas como son el limnigrafo y el pluviómetro en la cuenca de estudio, a partir de la cual se obtuvieron los registros de los datos de precipitación y escorrentía durante los meses de octubrediciembre, y fue la base de datos para el proceso de calibración y validación de los modelos numéricos del HEC-HMS. Para un mejor entendimiento y evaluación de los parámetros de los modelos hidrológicos se discretizó la cuenca Yanaccacca hasta en 03 subcuencas y se distribuyó las áreas de usos de suelos y cobertura haciendo uso de las herramientas GIS como son las ortofotos, imágenes satelitales y el software Are Gis. Durante el proceso de calibración se obtuvienron rangos de valores de cada parámetro para 04 eventos de precipitación correspondientes a los meses de octubre - noviembre y para cada modelo hidrológico, las cuales fueron promediados y globalizados en únicos valores para el proceso de validación. En esta investigación los parámetros calibrados corresponden a los modelos de Pérdida Inicial y Tasa Constante, modelo del Número de Curva, modelo de Green y Ampt, modelo del HU de Snyder y el HU del NRCS, La validación fue realizada con 03 eventos de precipitación del mes de diciembre y con los parámetros obtenidos del proceso de calibración, cuyo ajuste de los resultados entre los hidrogramas simulados y observados con respecto a los caudales pico y volúmenes de descarga, fueron evaluados de acuerdo a la distribución probabilística cualitativa del indicador de eficiencia de Nash-Sutcliffe.
Diseño por desempeño del puente Aranhuay de L=80 mts en la zona de Ayacucho - Huancavelica
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2012) Meneses Ñañacc Huari, Janet Silvia; Quispe Auccapuclla, Norbertt Luis
Queda de manifiesto la vulnerabilidad de los puentes ante los sismos, al observar los daños que han sufrido este de tipo de estructuras durante los últimos temblores ocurridos en el mundo. Esto ha demostrado la incapacidad de las recomendaciones de diseño utilizadas hasta la fecha para hacer frente a los efectos de dichos sismos. Una de las estrategias que se ha utilizado para, mitigar el problema consiste en la modificación de los criterios de diseño. Con estos criterios se pretende que el diseñador tenga un mejor control sobre el nivel de daño que pueda experimentar la estructura; para los distintos niveles de intensidad sísmica. Los nuevos criterios de diseño quedan enmarcados dentro de la filosofía conocida como "Diseño por Desempeño". El presente trabajo de investigación, es referido al Diseño por Desempeño, aplicado en puentes. Esta Tesis está dividida en VII capítulos, en el Capítulo I se presenta los Aspectos Generales, cu el Capítulo II se estudia, el Acero Estructural, en el Capítulo III se toca el Puente Reticulado, en el Capítulo IV se desarrolla el estudio de la Evaluación Sísmica, en el Capítulo V se revisa el Diseño por Desempeño, en el Capítulo VI la Aplicación al Puente de Aranhuay de L=80 Mts. y finalmente en el Capítulo VII las Conclusiones y Recomendaciones de la Tesis.
Hidromecánica computacional de la infiltración en presas con el método de elementos finitos
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2013) Sánchez Janampa, Godofredo; Castro Pérez, Cristian
La presa, en Ingeniería civil, se denomina a una estructura cuya función principal es elevar el nivel del agua creando un embalse aguas arriba de la estructura, en el proceso que el embalse alcanza la capacidad máxima se produce un fenómeno natural, el agua embalsada inicia a penetrar en el suelo fluyendo en todas las direcciones, a este comportamiento natural del agua se le denomina infiltración y es materia de investigación de la presente Tesis. La infiltración es un fenómeno importante en estructuras tipo presas, el agua no solamente genera un empuje lateral a la estructura, sino que dispone de la propiedad de penetrar en los poros de un medio continuo, por esta razón, las presas generalmente son construidos a base de material impermeable que retienen el agua, por consiguiente aumentando su nivel, mientras que la superficie (vaso) donde se forma el embalse a menudo es terreno en condición natural o con tratamientos con fines de impermeabilización puntuales, es ésta la que guarda características adecuadas donde se genera la infiltración. En la presente investigación se hizo el esfuerzo en deducir la ecuación gobernante del fenómeno de la infiltración en medio poroso, tomando en cuenta distintas condiciones de flujo y características del medio de infiltración heterogéneas en las tres direcciones del espacio, la ecuación así obtenida gobernante de la infiltración en medios porosos se resuelve sistemáticamente mediante el método de los elementos finitos, como aplicación práctica se analiza la presa de la "Construcción Sistema de Riego Cuchucancha".
Sistema de drenaje pluvial del fundo Villa Toscano Picota - Tarapoto
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2013) Huaman Yucra, Alan Alfredo; Castro Pérez, Cristian
Este proyecto de investigación nace con el objetivo de contribuir a la Ingeniería Civil dentro de las áreas de Hidrología e Hidráulica, para la adecuada instalación del sistema de drenaje pluvial en el interior de la Empresa "VILLA TOSCANO S.A.C.", la cuál se dedica a la exportación de plantaciones de Tabaco, ubicada en la provincia de Picota, en el Departamento de Tarapoto. Su desarrollo concierne a estudios Hidrológicos e Hidráulicos, para esta etapa de estudio hidrológico se utilizara el programa HEC-HMS v3.5 y para la etapa Hidráulica se utilizaran los programas HY-8 para la verificación de la capacidad de cada una de las alcantarillas y Bentley FlowMaster v8, para el diseño de canales de evacuación pluvial. Específicamente, la tesis trata del desarrollo del sistema de drenaje pluvial mediante un sistema de canales de evacuación de aguas de lluvia, que permitan transportar el agua de flujo superficial proveniente de la Quebrada Moteluico, del Cerro Picota, y de los planos de flujo superficial arriba y abajo de la carretera Fernando Belaunde Terry, de tal forma que en épocas de lluvia, no se generen inundaciones ni pequeños embalses al interior de los terrenos agrícolas de la Empresa "VILLA TOSCANO S.A.C.", los mismos que deben eliminarse al Rio Huallaga, mediante sistemas de bombeo ubicados adecuadamente. El contenido teórico de la presente tesis de investigación, explica los pasos y los procedimientos a seguir mediante la utilización de los diferentes métodos que se desarrollan en los capítulos 2 y 3, mientras que en el capítulo 4 se realizan las propuestas de los esquemas hidráulicos de drenaje pluvial, más adelante se resume el contenido de éstos capítulos divididos en etapas. En el capítulo 5, se hace referencia a la simulación del sistema de drenaje pluvial mediante los métodos hidrológicos e hidráulicos, la cuál permitirá comprobar la relación Teórico-práctico. Finalmente se adjunta el manual del programa HEC-HMS v3.5. En la etapa hidrológica, se desarrolla la simulación precipitación escorrentía desde la generación de hietogramas, en el cual se utiliza el método de los hietogramas sintéticos de tormentas desarrollado por el Servicio de Conservación de Suelos del Departamento de Agricultura de los EEUU (1986), en la actualidad (NRCS). Determinación de abstracciones, mediante el modelo del número de curva propuesto por el NRCS de los EEUU. Determinación de hidrogramas unitarios, donde se emplea el modelo del NRCS. Determinación de hidrogramas de máximas avenidas: Esta etapa se desarrollará mediante el método de convolución discreta. La etapa Hidráulica, es la parte fundamental de la presente investigación, que consiste en transitar los caudales de máximas avenidas a través de los canales colectores, considerando el modelo matemático de onda cinemática y su solución mediante el método de la fuerza tractiva para su verificación de estabilidad del canal. La etapa hidráulica permite conocer las características hidráuücas de diseño como son el tirante, velocidades máximas en el canal colector. Dentro del esquema hidráulico del sistema de drenaje pluvial, es necesario en primer lugar la verificación de la capacidad hidráufica de cada una de las alcantarillas, también se diseñará los sistemas de bombeo para su disposición final al Río Huallaga. Se debe tener en cuenta que la simulación realizada en la presente tesis es a nivel específico, es decir, solo se puede aplicar para la zona de Picota y alrededores, del departamento de Tarapoto, pero es aplicable en otras zonas de nuestro país o fuera de ella con otros datos metereológicos y solamente se necesita tener criterios prudentes.
Diseño estructural de edificio considerando la interacción dinámica suelo-estructura
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2013) Muchari Navarrete, Dante Lorenzo
La interacción suelo estructura consiste en un conjunto de efectos cinemáticas e inerciales, producidos en la cimentación bajo los movimientos y fuerzas inducidas durante un sismo, debido a la deformabílidad (flexibilidad) del suelo donde reposa o está dentro del subsuelo. Estos efectos modifican la respuesta de una construcción, alargando los periodos de vibración naturales de la estructura así como disminuyendo su frecuencia, por efectos del llamado cabeceo, giro y desplazamiento de la cimentación en el primer caso, y por la radiación de ondas desde la cimentación, en el segundo; por lo tanto se puede afirmar que hay un flujo de energía desde el suelo a la estructura y viceversa. En un modelo de suelo rígido, la energía recibida por la estructura solo puede ser disipada por mecanismos de amortiguamiento interno tales como deformaciones plásticas, amortiguamiento viscoso, energía de fractura, etc. En cambio para suelos de fundación flexible parte de la energía es retornada hacia el suelo irradiando hacia fuera del sistema, dando lugar a una distribución de esfuerzos resistentes en los elementos de la estructura que podrían aumentar o disminuir según el balance energético en que está sometida. La interacción está íntimamente relacionado con el diseño: el diseño de una cimentación influye en la magnitud de las fuerzas inducidas en la estructura y, a su vez, estas fuerzas influyen en el diseño del sistema estructural. Este principio que es aplicable a la estructura en su totalidad. En el estudio entonces es lograr que el suelo de fundación interactúe de manera conjunta con la estructura, que nos permite obtener resultados que describen eí verdadero comportamiento de éste frente a un evento sísmico, mediante la utilización de los parámetros que nos brinda el estudio de mecánica de suelos y que muchas veces algunos de ellos no se toman en cuenta en un modelamiento con empotramiento perfecto en la base de cimentación y que no considera interacción. Se eligió el modelo dinámico de la Norma Rusa, que considera la flexibilidad y propiedades inerciales del suelo de fundación, cuya aplicación se realiza con el programa Sap 2000 v14 al edificio "La Sede del Distrito Judicial de Ayacucho Ministerio Público - Fiscalía de la Nación". Por medio del presente análisis en la modelación respecto al empotramiento perfecto del edificio se tienen resultados como: el incremento de los periodos de vibración, incremento de los desplazamientos máximos de los diferentes niveles de entrepiso respecto a los ejes globales OX y OY, disminución de fuerzas axiales máximas, aumento y disminución de forma favorable de las fuerzas cortantes y momentos flectores en los diferentes elementos que componen la estructura. Por tanto el diseño de estructura en general está basado en un delicado balance entre resistencia y capacidad de deformación de una estructura, comportándose en el rango elástico lineal.
Estimación de pérdida por sismo mediante curvas de fragilidad aplicado a la Biblioteca Central de la UNSCH
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2014) Montalvo Otivo, Oscar Carlos; Yachapa Condeña, Rubén Américo
La Biblioteca de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, fue construido a partir de 1982, por lo que se desconoce el grado de vulnerabilidad sísmica de la estructura. Actualmente uno de los métodos más usados para calcular la vulnerabilidad sísmica es mediante la representación de curvas de fragilidad, el cual son funciones que representan la vulnerabilidad de una estructura cuando está sometida a diversos niveles de intensidad sísmica. En la presente investigación se realizó el análisis dinámico tiempo historia para 30 acelerogramas sintéticos, donde se obtiene la deriva de piso y clasificado según el nivel de daño propuesto por Ghobarah en leve, moderado, extensivo y completo. De los niveles de daño obtenido del análisis, se obtiene la función de distribución acumulada lo cual se ajusta a una función CDF log normal. Para obtener una mejor representación de la curvas de fragilidad y obtener un resultado más fiable se realiza un programa en Matlab que permite generar la Simulación de Montecarlo para todas las probables soluciones (n variables aleatorias), y con los valores propuestos por HAZUS- FEMA para estructuras de concreto armado se obtiene la pérdida económica por sismo de la edificación planteada.
Modelación matemática computacional del flujo no permanente en redes de tuberías con el método de elementos finitos
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2014) Tanta Pablo, Julián; Bendezú Prado, Jaime Leonardo
En el presente trabajo de investigación se presenta un modelo matemático y computacional generalizado para el análisis y simulación numérica del flujo no permanente (Water Hammer) en sistemas hidráulicos de distribución de agua, con distintas aproximaciones y posibilidades de conexión entre dominios, utilizando un esquema numérico basado en el Método de Elementos Finitos (MEF), que nos permite una solución global del sistema de ecuaciones diferenciales hiperbólicas cuasi-lineales que gobiernan el fenómeno del flujo no permanente en redes de agua a presión. Para el análisis y simulación numérica del fenómeno se elaboró el software GAMEF en MATLAB, que permite calcular y representar los parámetros hidrodinámicos en todo el dominio del problema. El esquema numérico desarrollado demuestra una sólida posibilidad de modelar muchos problemas de la hidroinformática con un amplio horizonte de aplicaciones tecnológicas y la importancia de los métodos numéricos en la modelización y análisis de sistemas de abastecimiento de agua y contribuye asumir el reto de planificar, diseñar y gestionar eficientemente con los modelos más innovadores en la industria de los recursos hídricos.
Análisis y diseño sísmico por desempeño de la infraestructura de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2014) Cisneros Ayala, Rolando; Castro Pérez, Cristian
La presente investigación nace con el propósito de contribuir a la Ingeniería Civil en el área de Estructuras, con el desarrollo de un trabajo concerniente al Diseño y Análisis Sísmico de una edificación con la tendencia actual de Diseño, basado en el Performance. La investigación comienza dando una visión general acerca de las lagunas y limitaciones existentes en la Norma E.030 Diseño Sismorresistente y otros códigos similares expresados en los desastres sísmicos en las últimas décadas como en: Loma Prieta(1989), Nortbridge(1994), Kobe(1995), Chile(2010), Haití(2010), Costa de Honshu(2011), Nazca(l996), Ica(2007) y Parinacochas(2014) los tres últimos casos en el Perú. Así mismo se presenta el sustento teórico del Diseño Sísmico Basado en el Performance, presentados por la SEAOC(1995), ATC-40(1996), FEMA-273(1997), FEMA-350(2000), FEMA-440(2005) y Proyectos de investigación japoneses. Finalmente se plantea conseguir un Diseño Sísmico comparativo con esta metodología, realizando la aplicación práctica en el módulo 3 de la infraestructura de la Escuela Profesional de la Ingeniería Civil, diseñando bajo los criterios de la Norma E.030, con y sin la incorporación de muros de mampostería en el análisis estructural.
Hidrodinámica computacional del transporte de sedimentos en ríos con el método de diferencias finitas
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2014) Olarte Dávalos, José Luis; Castro Pérez, Cristian
La tesis aborda sobre el transporte de sedimentos del flujo a superficie libre (transporte de sedimentos en ríos). Inicialmente describe los fundamentos de los modelos matemáticos gobernantes del fenómeno de transporte en canales naturales: los grandes principios de la Hidráulica, expresados mediante las ecuaciones de la Continuidad de Masa y la Conservación del Momentum, añadiendo en este caso, la ecuación gobernante del transporte de sedimentos. Los modelos matemáticos gobernantes del fenómeno físico son expresados en términos de ecuaciones diferencias parciales que no disponen de una solución general analítica. Para la aproximación de los resultados (caudales, cotas del nivel de agua sobre el río y el transporte de sedimentos) sobre puntos discretos a lo largo del eje del río, se realizó mediante el Método de las Diferencias Finitas, específicamente mediante el modelo de solución de Preissman (o de los cuatro puntos). Para su solución es necesario disponer de datos topográfico y de batimetría para la caracterización geométrica del río, las propiedades de mecánica de suelos y datos geológicos, resultados de estudios hidrológicos con fines de la obtención de máximas avenidas, el método numérico en su procedimiento requiere de valores iniciales y se corresponden con las características del sistema en condiciones normales (para el caudal base) y de igual manera de las condiciones de frontera expresados por el hidrograma de máximas avenidas aguas arriba y el limnigrama aguas abajo, partiendo de estos datos es posible generar caudales, alturas de agua y el transporte de sedimentos para cada sección transversal considerado; culminado con su aplicación a un proyecto local.
Modelización del flujo de agua en tuberías mediante el método de perturbación
(Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, 2014) Sánchez Huamán, Edgar; Canchari Gutiérrez, Edmundo
La presente Tesis desarrollada, trata de la aplicación e implementación de un método de solución directa en el diseño del sistema de redes en tuberías para abastecimiento de agua potable, satisfaciendo restricciones hidráulicas y comerciales, resolviendo así todos los métodos iterativos con resultados aproximados, efectuándose un análisis mediante el método de la perturbación, en donde los resultados fueron comparados con los obtenidos de un análisis mediante el programa comercial WaterCAD encontrándose resultados similares en todos los nudos (cotas piezométricas y presiones), asi como también en las tuberías (Velocidades y Caudales). Del mismo modo se ha desarrollado una hoja de cálculo desde MATHCAD para el análisis de sistemas de abastecimiento de agua mediante el método de perturbación, desde el cual es posible obtener directamente caudales y cotas piezométricas, indistintamente para redes de distribución de agua en cualesquiera de sus configuraciones posibles, donde las presiones obtenidas mediante el método de perturbación y el programa WaterCAD, donde se evidencia numéricamente pocas diferencias, ésta diferencia de presiones a nivel de diseño no influye mucho para la selección de la clase de las tuberías, es decir no tiene ninguna incidencia

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