Faits:
A. La société A._ (ci-après: la société) est propriétaire de la parcelle 2617, feuille 54, du cadastre de la commune de Carouge, à l'adresse 12 route de Saint-Julien. Ce terrain est situé en zone 4B de développement 3 et un bâtiment d'habitation y est édifié.
Par décision du 25 octobre 2006, devenue définitive et exécutoire, le Département cantonal des constructions et des technologies de l'information (ci-après: le DCTI) a autorisé la société, à sa requête, de procéder à une transformation et à une surélévation des combles du bâtiment existant afin d'y créer trois logements et de fermer les balcons de l'immeuble.
B. Le 20 juin 2008, la société a requis du DCTI une autorisation complémentaire de construire visant à créer quatre terrasses accessibles en toiture dans l'immeuble concerné, dépendantes du logement préexistant et des trois appartements à créer.
Le DCTI s'est adressé à la société le 17 juillet 2008. L'autorisation complémentaire sollicitée modifiait le projet, notamment par la perte d'une demi-pièce. La société devait produire un plan en indiquant le nombre de pièces par logement ainsi qu'un plan financier et un état locatif futur prenant en compte la répercussion du coût des travaux sur les loyers.
Après avoir reçu les documents demandés, le DCTI a requis de la société des précisions quant à la répartition du coût global des travaux. Le 28 octobre 2008, la société a communiqué les informations sollicitées. L'augmentation était due d'une part au fait que les premières estimations avaient été sous-évaluées et d'autre part à l'évolution des exigences constructives depuis 2006, notamment au niveau acoustique.
Le 18 décembre 2008, le DCTI a informé la société que la création des terrasses accessibles en toiture consistait en des travaux qui ne répondaient à aucune nécessité ni à aucun intérêt public ou général, de sorte qu'ils ne sauraient être autorisés au vu de la loi cantonale du 25 janvier 1996 sur les démolitions, transformations et rénovations de maisons d'habitation (mesures de soutien en faveur des locataires et de l'emploi) (ci-après: la LDTR). Il sollicitait au surplus des informations complémentaires quant au coût des autres travaux. Par courrier du 18 mai 2009, la société a fourni les précisions demandées et a indiqué notamment qu'elle avait pris bonne note de la décision concernant les quatre terrasses en toiture.
Par décision du 3 août 2009, le DCTI a délivré l'autorisation complémentaire, cette dernière modifiant le plan des combles et surcombles de l'autorisation initiale et ses conditions financières.
Cette décision est devenue définitive et exécutoire.
C. Le 27 avril 2010, la société a transmis au DCTI une nouvelle demande complémentaire d'autorisation de construire visant à créer quatre terrasses accessibles en toiture. Elle renonçait notamment à répercuter le coût des terrasses sur les futurs loyers.
Le service juridique LDTR du DCTI a émis un préavis défavorable le 7 juin 2010. Les travaux d'aménagement de la toiture en terrasses individuelles ne répondaient à aucun intérêt public ou général et modifieraient qualitativement les logements concernés.
Le 11 août 2010, le DCTI a refusé de délivrer l'autorisation sollicitée, reprenant les éléments figurant dans le préavis défavorable du service juridique LDTR.
Par jugement du 13 janvier 2011, le Tribunal administratif de première instance du canton de Genève a rejeté le recours de la société contre la décision précitée.
La société a porté sa cause devant la Chambre administrative de la Cour de justice du canton de Genève (ci-après: la Chambre administrative) qui, par arrêt du 30 août 2011, a rejeté son recours. Les travaux visés par la requête litigieuse, soit la création de terrasses en toiture, ne répondaient pas à une nécessité, ou en d'autres termes n'étaient pas justifiés par un intérêt public ou général. Ils entraîneraient une modification qualitative de ces logements qui ne pouvait être admise dans le cadre de la LDTR.
D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public et du recours constitutionnel subsidiaire, la société demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt de la Chambre administrative du 30 août 2011 et d'ordonner au DCTI de délivrer l'autorisation de construire complémentaire sollicitée. La recourante se plaint en substance d'une violation de la garantie de la propriété et du principe de l'égalité de traitement ainsi que d'une application arbitraire du droit cantonal.
La Chambre administrative s'en rapporte à justice quant à la recevabilité du recours et persiste dans les considérants et le dispositif de son arrêt. Le DCTI conclut au rejet du recours et à la confirmation de l'arrêt attaqué. La recourante a répliqué le 12 janvier 2012; elle persiste intégralement dans les conclusions prises dans son recours.
Considérant en droit:
1. 1.1 La recourante a formé, en un seul acte (art. 119 LTF), un recours en matière de droit public et un recours constitutionnel subsidiaire. Le second étant irrecevable en cas de recevabilité du premier (art. 113 LTF), il convient d'examiner en priorité si la voie du recours en matière de droit public est ouverte.
1.2 Dirigé contre une décision prise en dernière instance cantonale dans le domaine du droit public de l'aménagement du territoire et des constructions, le recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public conformément aux art. 82 ss LTF, aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF n'étant réalisée. La recourante, qui a pris part à la procédure devant la Chambre administrative, a manifestement qualité pour recourir au sens de l'art. 89 al. 1 LTF contre l'arrêt attaqué qui refuse l'autorisation de construire qu'elle avait sollicitée.
1.3 La voie du recours en matière de droit public étant ouverte, le recours constitutionnel subsidiaire est irrecevable.
2. La recourante soutient que la Chambre administrative aurait violé la garantie de la propriété en refusant l'autorisation de construire sollicitée.
2.1 Aux termes de l'art. 106 al. 2 LTF, le Tribunal fédéral n'examine la violation de droits fondamentaux que si ce grief a été invoqué et motivé par le recourant. L'acte de recours doit ainsi, sous peine d'irrecevabilité, contenir un exposé succinct des droits constitutionnels ou des principes juridiques violés et préciser en quoi consiste la violation. Le Tribunal fédéral n'a pas à vérifier de lui-même si l'acte entrepris est en tous points conforme au droit et à l'équité. Il n'examine que les griefs d'ordre constitutionnel invoqués et suffisamment motivés dans le mémoire de recours. Le recourant ne saurait se contenter de soulever de vagues griefs ou de renvoyer aux actes cantonaux (ATF 133 II 249 consid. 1.4 p. 254; 133 III 393 consid. 6 p. 397).
2.2 Les restrictions de droit public à la propriété ne sont compatibles avec la Constitution que si elles reposent sur une base légale, sont justifiées par un intérêt public suffisant, et respectent le principe de la proportionnalité (art. 26, 36 al. 1 à 3 Cst.).
2.3 En l'espèce, la recourante ne conteste pas que l'art. 9 LDTR donne une base légale suffisante au refus de l'autorisation de construire qui lui est opposé.
Par ailleurs, s'agissant de l'intérêt public, la LDTR a pour but de préserver l'habitat et les conditions de vie existants ainsi que le caractère actuel de cet habitat, en apportant notamment des restrictions aux transformations et au changement d'affectation des maisons d'habitation (art. 1 LDTR). Les transformations ou rénovations, au sens de l'art. 3 LDTR, ne sont ainsi autorisées, selon l'art. 9 LDTR, qu'en présence d'un intérêt public ou général, compte tenu notamment des besoins prépondérants de la population. Selon la jurisprudence, cette politique procède d'un intérêt public important (ATF 113 Ia 126 consid. 7a p. 134; 111 Ia 23 consid. 3a p. 26 et les arrêts cités). C'est dès lors en vain que la recourante affirme qu'il n'existe aucun intérêt public au refus de l'autorisation de construire des terrasses, fondé sur l'art. 9 al. 2 LDTR. D'autre part, il est indiscutable que l'intérêt public poursuivi par la LDTR prime sur ses intérêts privés, de nature purement économique.
L'intéressée fait ensuite valoir que la décision attaquée serait contraire au principe de la proportionnalité, les juges cantonaux ayant pris comme prétexte que la construction des terrasses augmenterait de manière significative le prix des biens loués; or, elle s'était engagée à ne pas répercuter le prix des travaux sur le prix du loyer, et les loyers après travaux seront contrôlés par l'Etat. Dans sa motivation, la recourante ne montre toutefois nullement en quoi le refus de l'autorisation de construire litigieuse irait au-delà du but visé par la LDTR, pas plus qu'elle n'allègue une absence de rapport raisonnable entre le but visé et les intérêts publics et privés qui sont compromis (principe de la proportionnalité au sens étroit; ATF 132 I 49 consid. 7.2 p. 62 et les arrêts cités). Il n'appartient pas au Tribunal fédéral de vérifier d'office si le principe de la proportionnalité a été respecté en l'espèce (cf. consid. 2.1 ci-dessus), ce qui apparaît au demeurant manifestement être le cas.
Enfin, la recourante affirme que la demande d'autorisation complémentaire visant la création des terrasses ne devait pas être scindée de la demande principale. Cette assertion ne permet toutefois pas de déceler une quelconque violation de son droit de propriété.
Mal fondé, le grief relatif à la violation de la garantie de la propriété doit être écarté.
3. La recourante se plaint d'une violation des art. 9 al. 2 LDTR et 10A du règlement d'application du 27 février 1978 de la loi sur les constructions et les installations diverses (ci-après: RCI).
Le Tribunal fédéral ne revoit l'interprétation et l'application du droit cantonal que sous l'angle de l'arbitraire. Il ne s'écarte de la solution retenue que si celle-ci se révèle insoutenable, en contradiction manifeste avec la situation effective, ou si elle a été adoptée sans motifs objectifs et en violation d'un droit certain, ce qu'il appartient au recourant de démontrer par une argumentation qui réponde aux exigences des art. 42 al. 2 et 106 al. 2 LTF (cf. ATF 134 II 349 consid. 3 p. 351 s.; 133 II 249 consid de 1.4.2 p. 254 et les références). Le recourant doit ainsi indiquer précisément quelle disposition constitutionnelle ou légale a été violée et démontrer par une argumentation précise en quoi consiste la violation. En outre, si l'interprétation défendue par la cour cantonale ne s'avère pas déraisonnable ou manifestement contraire au sens et au but de la disposition ou de la législation en cause, elle sera confirmée, même si une autre solution paraît également concevable, voire préférable (ATF 132 I 13 consid. 5.1 p. 17).
4. D'après l'art. 10A RCI, est réputée complémentaire la demande qui a pour objet la modification d'une demande d'autorisation principale en cours d'examen ou d'une autorisation principale en vigueur (al. 1). La demande qui a pour objet un projet sensiblement différent du projet initial ou l'adjonction au projet initial d'un ouvrage séparé et d'une certaine importance, est traitée comme une demande nouvelle et distincte (al. 2).
4.1 La recourante fait valoir que la requête litigieuse est une demande d'autorisation complémentaire, laquelle est intrinsèquement liée à la demande principale. Le DCTI n'aurait donc pas dû scinder les deux demandes et la deuxième requête ne devait pas faire l'objet d'une autorisation séparée. L'intéressée semble donc penser que, de ce fait, l'autorisation d'aménager des terrasses en toiture devait nécessairement lui être octroyée.
4.2 Comme l'a rappelé le DCTI dans ses observations du 2 décembre 2011, une fois que l'autorisation de construire initiale a été délivrée, le requérant reste en droit de déposer des demandes complémentaires, lesquelles ont notamment pour but de permettre, ainsi que le prescrit l'art. 10A RCI, de modifier un projet qui aurait, par définition, déjà été autorisé. Néanmoins, ce n'est pas parce que la demande initiale a été autorisée que la demande complémentaire doit également l'être, en raison d'un prétendu principe de "l'unité" de la procédure. Si le projet soumis à autorisation complémentaire n'est pas conforme à la loi, l'autorité reste en droit de le refuser, et cela même si la demande initiale a été autorisée. La recourante est d'autant plus malvenue de parler d'unité des demandes, que la création de terrasses en toiture n'avait pas été prévue dans un premier temps (autorisation du 25 octobre 2006), avant d'être abandonnée (autorisation du 3 août 2009) et d'être finalement à nouveau requise dans le cadre de la présente procédure.
Sur le vu de ce qui précède, le refus d'accorder à la recourante l'autorisation complémentaire litigieuse ne résulte pas d'une application arbitraire de l'art. 10A RCI. Le recours doit être rejeté sur ce point.
5. En vertu de l'art. 9 al. 1 LDTR, des travaux de transformation ou rénovation sont autorisés par le DCTI notamment lorsque la réalisation d'opérations d'aménagement ou d'assainissement d'intérêt public le commande, lorsque les travaux permettent la réalisation de logements supplémentaires ou lorsqu'ils répondent à une nécessité ou qu'ils contribuent au maintien ou au développement du commerce et de l'artisanat.
L'art. 9 al. 2 LDTR a la teneur suivante:
Le département accorde l'autorisation si les logements transformés répondent, quant à leur genre, leur loyer ou leur prix, aux besoins prépondérants de la population; il tient compte, dans son appréciation, des éléments suivants:
a) du genre, de la typologie et de la qualité des logements existants;
b) du prix de revient des logements transformés ou nouvellement créés, notamment dans les combles;
c) du genre de l'immeuble;
d) du nombre de pièces et de la surface des appartements ainsi que de la surface des logements nouvellement créés;
e) des exigences liées à l'objectif de préservation du patrimoine.
5.1 La Chambre administrative a considéré que les travaux visés par la requête litigieuse, à savoir la création de terrasses en toiture, ne répondaient pas aux exigences découlant de l'art. 9 LDTR. Ils ne permettaient pas de réaliser des logements supplémentaires, ne répondaient pas à une nécessité, ou, en d'autres termes, n'étaient pas justifiés par un intérêt public ou un intérêt général. Les appartements concernés disposaient, selon les autorisations et autorisations complémentaires délivrées, de plusieurs balcons au niveau des combles et des surcombles. La création de terrasses supplémentaires en toiture entraînait une modification qualitative de ces logements qui ne pouvait être admise dans le cadre de la LDTR, même si le propriétaire s'était engagé à ne pas en répercuter les coûts sur les loyers pendant la période de contrôle.
5.2 La recourante conteste que la création de terrasses entraînerait une modification qualitative des logements. Elle estime que cette considération de la Chambre administrative est choquante, parce qu'elle dénote une approche bien particulière d'appréhender la notion d'habitabilité et surtout parce qu'elle relève du procès d'intention; elle rappelle à cet égard qu'elle s'était engagée à ne pas répercuter les coûts sur les loyers.
Ces critiques ne permettent pas de tenir pour arbitraire la motivation de l'arrêt attaqué. En effet, même si la société recourante s'est engagée à ne pas répercuter les coûts des travaux sur le prix du loyer, il n'en demeure pas moins qu'à teneur de l'art. 12 LDTR, le contrôle des loyers est limité à une période de cinq à dix ans, avec le risque qu'à son issue, ce genre d'appartements ne bascule dans une autre catégorie de logements que ceux proposés par la loi. Or, les travaux envisagés par la recourante ne correspondent justement à aucune des conditions imposées par l'art. 9 al. 2 LDTR, ce que la recourante ne discute du reste pas, et il est indéniable que la création de terrasses entraînerait un changement d'affectation qualitatif des logements.
D'un autre côté, c'est en vain que la recourante prétend que, en vertu de l'art. 9 al. 2 1ère phrase LDTR, le DCTI ne pouvait pas contrôler à la fois le genre et le prix des logements transformés. A la suivre, le département ne pourrait contrôler que si le genre, le loyer ou le prix de ces appartements répondent aux besoins prépondérants de la populations. Or, conformément à l'esprit de la loi, qui vise principalement à protéger les intérêts des locataires, il apparaît plutôt que le DCTI peut refuser une autorisation dès que les travaux envisagés tendent à transformer des logements à loyer modéré en appartements de luxe. Pour ce faire, il tiendra compte, dans son appréciation, du genre et de la qualité des logements existants, du genre de l'immeuble, du prix de revient des logements transformés ou du nombre de pièces et de la surface des appartements (art. 9 al. 2 let. a à e LDTR), sans que l'on ne voie pourquoi il devrait limiter son contrôle à un seul de ces critères.
Le présent grief doit dès lors également être rejeté.
6. La recourante invoque en dernier lieu le principe de l'égalité de traitement. Elle allègue que deux aménagements similaires à celui qui lui a été refusé auraient été autorisés récemment à Genève.
6.1 Le principe de la légalité de l'activité administrative prévaut en principe sur celui de l'égalité de traitement. En conséquence, le justiciable ne peut généralement pas se prétendre victime d'une inégalité devant la loi lorsque celle-ci est correctement appliquée à son cas, alors qu'elle aurait été faussement, voire pas appliquée du tout, dans d'autres cas (ATF 126 V 390 consid. 6a p. 392 et les références citées). Cela présuppose cependant, de la part de l'autorité dont la décision est attaquée, la volonté d'appliquer correctement à l'avenir les dispositions légales en question. Le citoyen ne peut prétendre à l'égalité dans l'illégalité que s'il y a lieu de prévoir que l'administration persévérera dans l'inobservation de la loi (ATF 127 I 1 consid. 3a p. 2 s.; 125 II 152 consid. 5 p. 166; 122 II 446 consid. 4a p. 451 s. et les arrêts cités); en principe, si l'autorité ne s'exprime pas sur ses intentions futures, le Tribunal fédéral présume qu'elle se conformera à la loi à l'avenir (cf. ATF 115 Ia 81 consid. 2 p. 83). Il faut encore que l'autorité n'ait pas respecté la loi selon une pratique constante, et non pas dans un ou quelques cas isolés (ATF 132 II 485 consid. 8.6 p. 510; 127 I 1 consid. 3a p. 2; 126 V 390 consid. 6a p. 392 et les arrêts cités), et qu'aucun intérêt public ou privé prépondérant n'impose de donner la préférence au respect de la légalité (ATF 123 II 248 consid. 3c p. 254; 115 Ia 81 consid. 2 p. 83 et les références). C'est seulement lorsque toutes ces conditions sont remplies que le citoyen est en droit de prétendre, à titre exceptionnel, au bénéfice de l'égalité dans l'illégalité.
6.2 Dans le cas particulier, la Chambre administrative a retenu que la situation de la recourante ne pouvait être comparée à celle faisant l'objet de la décision DD 100'761, dès lors que la terrasse autorisée dans cette procédure était destinée au propriétaire, lequel s'était engagé à ce que le logement concerné soit son domicile principal. Dans le cas du dossier DD 100'870, la situation apparaissait beaucoup plus proche, si ce n'était strictement semblable, à celle du projet de la recourante: l'immeuble avait fait l'objet d'une surélévation et les appartements créés disposaient chacun d'un balcon. La délivrance de cette autorisation était contraire à la pratique décrite par le département, dès lors qu'il s'agissait de terrasses en toiture privatives, qui n'étaient destinées ni au propriétaire, ni à l'ensemble des locataires de l'immeuble. Cette constatation n'emportait toutefois pas l'admission du recours, la volonté du département d'appliquer correctement la loi à l'avenir devant être reconnue, ou à tout le moins présumée.
Dans ses observations du 2 décembre 2011, le DCTI a précisé que, dans la mise en oeuvre de sa pratique, certaines exceptions devaient être prises en considération. Ainsi, et hormis le cas relatif aux appartements de luxe qui, par définition, n'étaient pas soumis à ce genre de contrôle imposé par la LDTR, il avait toujours autorisé la création de terrasses en toiture, lorsqu'elles étaient destinées aux propriétaires eux-mêmes, voire à l'ensemble des locataires. La recourante n'entrant pas dans l'un de ces schémas, elle ne pouvait pas se prévaloir du principe de l'égalité de traitement. S'agissant de l'application non conforme de l'art. 9 al. 2 LDTR qui lui était reprochée par les juges cantonaux, le DCTI profitait de l'occasion pour préciser qu'à l'avenir, il entendait veiller à ce que les principes rappelés ci-dessus ainsi que dans l'arrêt contesté soient appliqués à l'avenir.
Dans ces conditions, c'est à juste titre que la Chambre administrative a considéré que la recourante ne pouvait, en l'espèce, prétendre au bénéfice de l'égalité dans l'illégalité. Le recours doit par conséquent également être rejeté sous cet angle.
7. Il résulte de ce qui précède que le recours en matière de droit public doit être rejeté et que le recours constitutionnel subsidiaire est irrecevable. Les frais judiciaires sont mis à la charge de la recourante qui succombe (art. 65 et 66 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours constitutionnel subsidiaire est irrecevable.
2. Le recours en matière de droit public est rejeté.
3. Les frais judiciaires, fixés à 3'000 fr., sont mis à la charge de la recourante.
4. Le présent arrêt est communiqué au mandataire de la recourante, au Département des constructions et des technologies de l'information et à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre administrative.
Lausanne, le 2 février 2012
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Mabillard