Comparación económica entre el diseño por desempeño sísmico en concreto armado y concreto postensado de las estructuras del complejo eclesiástico de la Iglesia Del Nazareno, centro poblado El Porvenir, Pacora

Abstract

La presente tesis, compara a nivel global y particular dos alternativas de diseños estructurales considerando no linealidad y desempeño sísmico, mismas que fueron ejecutadas a base de concreto armado (Alternativa 1) y considerando vigas postensadas (Alternativa 2), para 02 estructuras esenciales y 02 comunes del Complejo Eclesiástico “Tierra Prometida” de la Iglesia del Nazareno del Porvenir de Pacora. Se utilizó software ETABS para el modelado estructural y se ejecutaron los análisis y diseños en rango lineal considerando los lineamientos de la normativa peruana del reglamento nacional de edificaciones y comprobando el desempeño sísmico con los criterios del ASCE/SEI 41-23 y La Guía de los Ángeles 2023 (LATBSDC). Además, las vigas postensadas fueron diseñadas en el software ADAPT, considerando mono torones de 0.5” no adheridos y con un área de 99mm2. La incorporación de no linealidad a la estructura fue considerando los modelos constitutivos de Mander para el concreto confinado, confinado intermedio y no confinado y a nivel de sección transversal y elemento a través de rótulas concentradas en vigas y vigas postensadas según ACI.369.1.22, para el caso de muros y columnas se asignó el modelo de fibras. Se ejecutaron los Análisis No Lineal Estático PUSHOVER, cumpliendo el objetivo de desempeño para los tres niveles de demanda propuestos (0.625g 1g y 1.5g), esto después de aumentar las cuantías de aceros longitudinal para vigas que conectan con muros y aceros transversales en las secciones críticas de muros estructurales. Posterior al metrado y presupuesto de cada estructura, se observó que las propuestas con vigas postensadas son comparables o más económicas en un rango de 1% a 6%, dependiendo de configuración estructural.

This thesis compares at a global and particular level two structural design alternatives considering nonlinearity and seismic performance, which were executed based on reinforced concrete (Alternative 1) and considering post-tensioned beams (Alternative 2), for 02 essential structures and 02 common structures of the Ecclesiastical Complex "Tierra Prometida" of the “Iglesia Del Nazareno” of “El Porvenir” of Pacora. The software ETABS was used for structural modeling and the analyses and designs were executed in linear range considering the guidelines of the Peruvian regulations of the national building regulations and verifying the seismic performance with the criteria of ASCE / SEI 41-23 and The Guide of the Angels 2023 (LATBSDC). In addition, the post-tensioned beams were designed in ADAPT software, considering unbonded 0.5" monostrands with an area of 99 mm2. The incorporation of nonlinearity into the structure was considering the Mander constitutive models for confined, intermediate confined and unconfined concrete and at the cross-section and element level through concentrated hinges in beams and post-tensioned beams according to ACI.369.1.22, for the case of walls and columns the fiber model was assigned. The PUSHOVER Static Nonlinear Analyses were executed, meeting the performance objective for the three proposed demand levels (0.625g 1g and 1.5g), this after increasing the amounts of longitudinal steel for beams that connect with walls and transverse steel in the critical sections of structural walls. After metering and budgeting for each structure, it was observed that the proposals with post-tensioned beams are comparable or more economical in a range of 1% to 6%, depending on the structural configuration.