El estudio y la conservación del patrimonio de estructuras de piedra es una preocupación mundial, sobre todo, si estas construcciones están ubicadas en zonas sísmicas. En el Perú -debido a su gran variedad cultural e histórica- existe un gran número de construcciones de piedra en diferentes sitios arqueológicos, abarcando varias tipologías constructivas. Lamentablemente, gran parte de estas construcciones aún no han sido evaluadas estructuralmente, por lo que se desconoce su comportamiento estructural. También, no se cuenta con una taxonomía de tipologías estructurales y, por ende, diversas características de las construcciones existentes son desconocidas. Una forma de evaluar el comportamiento dinámico no lineal de estas estructuras es usando una rigurosa -pero rápida- metodología numérica que reproduzca adecuadamente los diferentes mecanismos de fallo, basada en la dinámica de cuerpos rígidos bajo el enfoque del método de elementos finitos. Como una primera contribución, en este proyecto se presenta una clasificación taxonómica de construcciones prehispánicas de piedra en el Perú a partir de un estudio de campo. A partir de esta taxonomía, se clasificaron diversos sitios arqueológicos de las regiones de Puno y Cusco, y se identificaron las tipologías más recurrentes de estas regiones. Por otro lado, se elaboraron novedosos códigos en Python, para la obtención del modelo geométrico de estructuras de junta seca, a partir de las imágenes tomadas por un cámara, o de una fotografía existente (incluyendo la identificación de las piedras y las juntas por medio de la segmentación de imágenes). Estas rutinas permiten crear el modelo 3D de cada bloque (piedra), ensamblarlos y exportarlos a un programa de análisis numérico para evaluaciones posteriores. Para el desarrollo de la metodología numérica, se propone la dinámica de los cuerpos rígidos bajo el enfoque del método de los elementos finitos. Cada bloque de piedra se considera como un cuerpo rígido interconectado con otros bloques mediante interfaces no lineales. Esta metodología es validada usando Abaqus, basado en los resultados de ensayos experimentales en esta tesis. En la campaña experimental se construyeron tres muros con bloques de concreto simulando la geometría de estructuras Inca. Los muros fueron construidos sobre una mesa inclinable y fueron ensayados por volteo fuera de su plano. Luego, se elaboraron modelos numéricos de estos ensayos, en los cuales se calibraron las propiedades de contacto con tal que simulen correctamente el comportamiento experimental. Los resultados numéricos del peso, el ángulo de colapso, los desplazamientos relativos en distintos puntos de la estructura y los mecanismos de colapso fueron muy similares a los registrados experimentalmente. Como caso de estudio, se evaluó numéricamente la sección de un muro de contención Inca de Sacsayhuamán, Cusco, frente a diversas acciones sísmicas. El modelo geométrico completo del muro de piedra se obtuvo mediante las rutinas de Python. El terreno contenido detrás del muro se representó por partículas de elementos discretos. Las propiedades del modelo numérico fueron tomadas de la campaña experimental y de calibración, y las frecuencias predominantes de la estructura se obtuvieron por medio del enfoque de vibraciones. Se verificó que la estructura puede soportar adecuadamente estos registros sísmicos escalados hasta una aceleración pico de 0.1 g; sin embargo, la estructura sufre desplazamientos remanentes considerables para registros escalados superiores o iguales a 0.2g. Se concluye que la metodología planteada permite evaluar las estructuras piedra de junta seca de una manera rigurosa, y así conocer si la estructura debe ser intervenida para asegurar su funcionalidad. Se espera que los resultados de esta tesis doctoral puedan contribuir al estudio de las construcciones patrimoniales de piedra, y abrir posibilidades de mejora de la metodología ante diversas configuraciones estructurales. / The study and the conservation of stone heritage is a global concern, mainly when these constructions are in seismic zones. Due to its great cultural and historical diversity, Peru has many stone constructions in different archaeological sites, covering different construction typologies. Unfortunately, many of these constructions have not yet been structurally evaluated, so their structural behaviour is unknown. In addition, there is no classification of the stone structural typologies (taxonomy), so the different characteristics of existing constructions are unknown. One way to study the nonlinear dynamic behaviour of these stone structures is to use a rigorous -but fast- numerical methodology to adequately reproduce the different failure mechanisms based on the dynamics of rigid bodies within the finite element method. Then, this work presents a taxonomic classification of prehispanic stone constructions in Peru, derived from a field study, as the first contribution. Based on this taxonomy, several archaeological sites in Puno and Cusco were classified, and the most common typologies of these regions were identified. The research also proposes novel algorithms developed in Python to obtain the geometric model of dry-joint stone structures using images taken by a camera, a mobile phone, or an existing photograph (including identification of stones and joints, named image segmentation). These routines allow the creation of a 3D model of each block (stone), assembling them, and exporting them to a finite element program for further evaluation. Regarding developing a numerical methodology, the dynamic of rigid bodies within the finite element method is proposed here. Each stone block is considered a rigid body interconnected with other blocks through nonlinear interfaces. This methodology was validated using Abaqus, based on the results of experimental tests developed in this thesis. The experimental campaign was carried out on three walls built with concrete blocks, simulating the geometry of the Inca structures. The walls were built on a tilting table and tested by rotating them out of the plane of the wall. Then, numerical models of the tests were developed by considering each stone as a rigid body and calibrating the contact properties to simulate the experimental behaviour correctly. The numerical results in weight, collapse angle, relative displacements at different points of the structure and collapse mechanisms were very similar to those obtained in the experimental campaign. As a case study, a section of an Inca stone wall from Sacsayhuaman, Cusco, was numerically evaluated using various seismic records. The complete geometric model of the stone wall was automatically obtained using the Python routines. Furthermore, discrete element particles represented the soil behind the wall. The properties of the numerical model were obtained from the experimental campaign, and the predominant frequencies of the structure were obtained using the vibration approach. As a result, the structure can adequately support these seismic records scaled up to a peak acceleration of 0.1g. However, it suffers significant residual displacements for scaled records greater than 0.2 g. The proposed numerical methodology allows the rigorous evaluation of dry-jointed stone structures, knowing if the structure should be intervened to ensure its functionality. Therefore, it is expected that the results of this research will be used to study other stone constructions, opening possibilities for improving the methodology for different structural configurations.

La torsión es una de las principales causas de daño y colapso de estructuras afectadas por sismos severos. El aislamiento sísmico constituye una alternativa para mejorar el comportamiento sísmico de estructuras con torsión. Se ha estudiado el comportamiento sísmico de edificios aislados con torsión, evaluando la respuesta de desplazamientos, utilizando modelos elásticos. Solo en los últimos años se han usado modelos no lineales tanto para el sistema de aislamiento como para la estructura, junto con el análisis dinámico incremental (IDA). El objetivo de esta investigación es contribuir a la seguridad sísmica de edificios peruanos con aislamiento sísmico que presentan torsión en la superestructura. Para ello, se llevó a cabo el análisis IDA de un edificio aislado de concreto armado con torsión en la superestructura, considerando la no linealidad de los elementos estructurales y del sistema de aislamiento. Se utilizaron 4 valores de excentricidad de masa unidireccional (5%, 10%, 15% y 20%) y un sistema de aislamiento simétrico. Se consideraron 4 niveles de intensidad sísmica (PGA=0.20g, 0.25g, 0.45g, 0.675g), con acelerogramas representativos de la sismicidad de la costa peruana y un suelo muy rígido. Se obtuvieron rotaciones inelásticas, derivas de entrepiso, aceleraciones y desplazamientos con el fin de cuantificar el daño. La evaluación del desempeño sísmico se realizó utilizando los estados límite de daño del ASCE/SEI 41-17 y HAZUS-MH MR4. Los resultados mostraron que para el sismo muy raro (Tr=2475 años) y para todas las excentricidades, los elementos estructurales alcanzarían el desempeño de ocupación inmediata y los elementos no estructurales superarían el umbral de daño leve. Para todos los valores de PGA y excentricidades del 15% al 20% las aceleraciones en la azotea incrementaron en alrededor del 30% y 40% respecto a la excentricidad del 10%. Para el sismo muy raro y una excentricidad del 20%, los desplazamientos de la plataforma de aislamiento incrementaron en 25% respecto a la excentricidad del 10%.

El Perú es un país con una alta sismicidad debido a su ubicación en la zona denominada ‘Cinturón de Fuego del Pacífico’, haciendo que la construcción de edificaciones seguras sea fundamental. Sin embargo, la construcción informal genera el desarrollo de patologías estructurales haciendo a las edificaciones más vulnerables. El desconocimiento sobre las consecuencias de las patologías estructurales puede llevar a ignorar los peligros reales y aumentar el riesgo de daños y pérdida de vidas humanas en caso de un sismo. Es necesario comprender que el deterioro de la estructura puede disminuir su capacidad estructural para resistir sismos. La investigación tiene como propósito presentar un estudio inicial sobre la degradación de la capacidad estructural de pórticos de concreto armado afectados por deterioros patológicos. Se consideró la configuración de pórticos de concreto armado de hasta seis niveles y seis crujías afectados por las patologías de carbonatación, ciclos de hielo y deshielo, corrosión, porosidad, y reacción álcali-sílice, en tres grados de afectación patológica (leve, moderado y severo). Siendo las patologías de corrosión, carbonatación y porosidad las de más probable ocurrencia en nuestro país. Se analizó un total de 96 pórticos Las patologías estructurales fueron modeladas en función de los resultados obtenidos de investigaciones experimentales publicadas en papers científicos. El método de análisis estructural utilizado fue el análisis estático no lineal (‘pushover’), mediante el cual se obtuvieron curvas de capacidad, las cuales relacionan el cortante basal con el desplazamiento máximo de la estructura (trabajo por fuerzas externas). Posteriormente, se comparan los resultados obtenidos (curvas de capacidad) con los cuales se determina el comportamiento de las estructuras afectadas por las diferentes patologías estructurales. Se concluye con la determinación de los porcentajes de degradación de la capacidad estructural. / Peru is a country with high seismic activity due to its location in the area known as the 'Pacific Ring of Fire', which makes the construction of safe buildings a fundamental need. However, the large amount of informal construction in the country generates structural pathologies, making buildings vulnerable to earthquakes. Lack of knowledge about the consequences of structural pathologies in buildings can lead to ignoring real dangers and increasing the risk of damage and loss of human life in the event of an earthquake. It is necessary to understand that structural degradation can decrease its ability to resist an earthquake. The research presents an initial study on the structural degradation of reinforced concrete buildings affected by structural pathologies. The configuration of reinforced concrete frames with up to six levels and six spans affected by pathologies such as carbonation, freeze-thaw cycles, corrosion, porosity, and alkali-silica reaction was considered in three levels of pathological severity (mild, moderate, and severe). Corrosion, carbonation, and porosity were identified as the most likely occurring pathologies in our country. A total of 96 frames were analyzed. Structural pathologies were modeled based on the results obtained from experimental research published in scientific papers. The structural analysis method used was nonlinear static analysis ('pushover'), through which capacity curves were obtained which related the base shear with the maximum displacement of the structure (work by external forces). Subsequently, the obtained results (capacity curves) were compared, and the behavior of the structures affected by different structural pathologies was determined. The research concludes with the determination of the percentages of degradation of the structural capacity.

Un semirremolque bombona se puede definir como un medio transporte remolcado el cual es usado para la distribución de materiales de diversa naturaleza; una aplicación bastante común es el transporte de explosivos líquidos conocidos con el nombre genérico de “emulsión matriz” hasta una capacidad de 26.5 m3; tales vehículos son fabricados por manufacturas al interior del territorio nacional. Tales unidades, que serán objeto de análisis, poseen por componentes principales el sistema de suspensión, encargado de absorber las perturbaciones externas del terreno; el chasis, que es la estructura que soporta las cargas dinámicas y estáticas de toda la unidad; y un cilindro cónico (Casco), quien es el que contiene el producto a transportar. El presente trabajo de investigación consiste en analizar mediante tres métodos las primeras frecuencias de resonancia mediante el Método de los Elementos Finitos (MEF), cálculo analítico y un análisis modal experimental en campo, de la estructura de un semirremolque bombona. Esta unidad es fabricada, generalmente, mediante conocimientos empíricos, no existiendo un método de análisis ni normas de cálculo, sino más bien se opta por un diseño por semejanza. Por consiguiente, es desconocido, en nuestro medio local, el comportamiento mecánico real de tales unidades, lo cual se traduce a un desconocimiento de las frecuencias naturales y comportamiento dinámico de este tipo de vehículos. La finalidad de este trabajo es cotejar los resultados obtenidos mediante las tres formas de cálculo las primeras frecuencias de resonancia (Analíticos, FEM y experimental), además plantear las condiciones de borde más adecuadas y cercanas a la realidad para ser aplicadas en futuros estructuras de vehículos semejantes.

Esta investigación, abordó el estudio referido a la importancia de la correcta elección de sistemas de protección sísmica en puentes basados en aislamiento sísmico, tomando como modelo de estudio el puente existente Freyre, ubicado en el kilómetro 045+000 de la carretera PE – 1S D en el tramo Los Cerillos , Islay ,Mollendo, Ilo, El Pozo, en el distrito de Punta de Bombón, provincia de Islay en el departamento de Arequipa, el cual fue diseñado de manera convencional, es decir, sin considerar el uso de sistemas de protección sísmica. El puente en estudio consiste en tres tramos rectos postensados, de 121.8m en total, compuesto por dos carriles y dos bermas a cada lado del tablero; el tablero lo componen vigas prefabricadas postensadas y losas macizas. La estructura, al estar ubicada en la vía principal anexa a la carretera Panamericana Sur, se clasifica para fines de diseño como una estructura esencial. El objetivo principal de este estudio fue la evaluación de las ventajas y desventajas estructurales, cualitativas y cuantitativas del desempeño sísmico de un puente, obtenidas luego de su protección sísmica, empleando para ello independientemente, aisladores elastoméricos con núcleo de plomo (LRB) y de péndulo de fricción triple (FTP). Para la evaluación de lo citado anteriormente se establecieron tres casos de estudio: a) el puente en su estado actual; es decir, sin protección sísmica, b) el puente considerando la inclusión de un sistema de aislamiento sísmico basado en LRBs, y c) el puente considerando el empleo de FTPs. Para cada uno de los casos antes mencionados, fue necesario llevar a cabo análisis sísmicos estáticos, modales espectrales y de historia en el tiempo no lineales, obteniéndose respuestas referidas a desplazamientos, fuerzas cortantes, momentos flectores, fuerzas de restitución lateral, periodos de vibración y amortiguamientos. En el capítulo denominado análisis comparativo de resultados, se resumen y comparan los resultados provenientes de cada caso de estudio de manera gráfica. Finalmente, en el capítulo denominado conclusiones y recomendaciones se resumen los hallazgos producto de esta investigación. / This research is referred to the importance of the correct choice of seismic protection systems in bridges based on seismic isolation, taking as a study model the existing Freyre bridge, located at Km. 045+000 of the PE – 1S D Highway: Los Cerillos – Islay – Mollendo – Ilo – El Pozo Section, in Punta de Bombón, Islay, Arequipa, which was designed in a conventional way, without considering the use of seismic protection systems. This bridge consists of three straight post-tensioned sections of 121.8m in total, composed of two design lanes and two berms on each side of the deck; the deck is composed of posttensioned prefabricated girders, the deck being a solid slab of reinforced concrete. The bridge, being located on a main road adjacent to the Panamericana sur Highway, is classified for design purposes as an essential structure according to the Peruvian Bridge Manual. (MTC, 2018). The main purpose of this research was to evaluate the structural, qualitative and quantitative advantages and disadvantages of the seismic performance of a bridge, obtained after its seismic protection, using two types of isolators bearings, elastomeric with lead core (LRB) and friction triple pendulum (FTP). For this purpose, three case studies were established: a) the bridge without Seismic protection, b) the bridge considering the inclusion of a seismic isolation system based on elastomeric isolators with LRB lead cores, and c) the bridge considering the use of friction triple pendulum isolators (FTP). For each case, spectral modal seismic and nonlinear time history analyses were performed, obtaining displacements, bending moments, shear forces, lateral restitution forces, fundamental vibration periods and damping. In the chapter called comparative analysis of results, the results from each case study are summarized and compared graphically. Finally, in the chapter called conclusions and recommendations, the findings resulting from this research are summarized.

La estimación de funciones de vulnerabilidad se obtuvo mediante la estimación del costo medio y desviación estándar debido a daño sísmico producido por una cierta intensidad de evento sísmico, para una tipología estructural específica que caracterizan la incertidumbre del costo de daño desde el punto de vista probabilístico dado una intensidad sísmica que se asume aleatoria. El daño y su estimación se evaluaron para los elementos estructurales (columnas, vigas, losas aligeradas, placas etc.) y los no estructurales (tabiques, equipos, tuberías, instalaciones, vidrios, etc.). También se incluye los costos derivados de las pérdidas parciales o totales de funcionalidad del sistema estructural. Las curvas de vulnerabilidad son utilizadas como parte del análisis de riesgo sísmico que comprende las siguientes etapas: •Análisis del peligro sísmico •Análisis de la exposición del inventario de estructuras, edificios y actividades sujetas a riesgo •Análisis de vulnerabilidad, que es la estimación de daño y costo en una estructura o tipología específica en una zona determinada •Evaluación del riesgo de una estructura, un área o una región sometida a cierta amenaza sísmica. Se explica el procedimiento para la obtención de las funciones de vulnerabilidad, presentando la teoría necesaria que explica la metodología seguida por el programa “Probabilistic Seismic Vulnerability Tool” (PSVT) en su primera versión del año 2015. El cálculo de la probabilidad sísmica se obtiene mediante Simulación Monte Carlo (SMC), de modelos de edificaciones simples de una o dos plantas y posibilita estimar respuesta mediante modelos de un grado de libertad no lineales. La metodología seguida permite evaluar el comportamiento de la estructura para una ductilidad permisible (μ) considerando un sistema de un grado de libertad (1GL). Esto se decidió sobre la base de la deformación permisible y la capacidad de ductilidad que pueden alcanzar los materiales y del detallado del diseño seleccionado. La metodología también permite estimar la deformación de una estructura existente en la cual debe evaluarse su desempeño considerando un sistema de 1GL, previamente se determina la masa (m), la rigidez inicial (k) y la resistencia a la cedencia (fy) a partir de sus dimensiones, tamaño de los elementos y el detallado de diseño (refuerzos en estructuras de concreto reforzado, conexiones de las estructuras de acero, etc.) Nuestro estudio se centra en las clases C1mck 1GL y C2 mckFy 1GL, predeterminadas en el programa PSVT. El modelo C1mck 1GL corresponde a un modelo lineal de 1GL que mediante la inclusión del factor de coeficiente inelástico de deformación se estima el desplazamiento máximo lateral en el rango inelástico mediante simulación, para obtener finalmente las curvas de vulnerabilidad. El modelo C2 mckFy 1GL corresponde a un modelo inelástico de 1GL que utiliza un modelo de comportamiento histéretico elastoplástico, a partir de la deformación de fluencia, rigidez del sistema y de la relación de rigidez (rigidez post-fluencia entre la rigidez en rango elástico) se obtienen los desplazamientos máximos inelásticos para finalmente mediante Simulación Monte Carlo (SMC) obtener la curva de vulnerabilidad. Para explicar el procedimiento de verificación de desempeño, se seleccionó una edificación común (vivienda) y un bloque típico de una edificación esencial (colegio), ambas edificaciones corresponden a construcciones formales por lo que cuentan con licencia de construcción y su diseño ante cargas laterales está basado en la Norma Técnica E030 “Diseño Sismorresistente”. Se ha generado el modelo de demanda sísmica, modelo estructural para la simulación, y su análisis hasta determinar las funciones de vulnerabilidad. Los resultados muestran que las curvas de fragilidad dan un valor bajo o nulo de presentar una probabilidad de colapso, lo que cumple con la filosofía de diseño de la Norma Técnica E030 “Diseño Sismorresistente”. La estimación de la curva de vulnerabilidad permite determinar el costo de reparación de las estructuras para un escenario de demanda sísmica, y por el porcentaje de vulnerabilidad que alcanzaron las estructuras ante escenario caracterizado por un valor máximo de aceleración (PGA), no es necesario reforzar las edificaciones analizadas. / The estimation of vulnerability functions was obtained by estimating the average cost and standard deviation due to seismic damage caused by a certain intensity of seismic event, for a specific structural typology that characterize the uncertainty of the cost of damage from the probabilistic point of view given a seismic intensity assumed randomly. The damage and its estimate were evaluated for structural elements (columns, beams, lightened slabs, plates etc.) and non-structural elements (partitions, equipment, pipes, installations, glass, etc.). It also includes the costs derived from partial or total losses of structural system functionality. Vulnerability curves are used as part of the seismic risk analysis that includes the following stages: •Seismic hazard analysis •Analysis of the exposure of the inventory of structures, buildings and activities subject to risk •Vulnerability analysis, which is the estimation of damage and cost in a specific structure or typology in a given area •Risk assessment of a structure, an area or a region subject to a certain seismic threat. The procedure for obtaining vulnerability functions is explained, presenting the necessary theory that explains the methodology followed by the “Probabilistic Seismic Vulnerability Tool” (PSVT) program in its first version of 2015. The calculation of the seismic probability is obtained through Monte Carlo Simulation (SMC), of models of simple buildings of one or two floors and makes it possible to estimate response through models of a non-linear degree of freedom. The methodology followed allows to evaluate the behavior of the structure for an allowable ductility (μ) considering a system of a degree of freedom (1GL). This was decided based on the allowable deformation and ductility capacity that the materials can reach and the detailed design selected. The methodology also allows estimating the deformation of an existing structure in which its performance should be evaluated considering a 1GL system, previously determining the mass (m), initial stiffness (k) and resistance to yield (fy) from of its dimensions, size of the elements and the detailed design (reinforcements in reinforced concrete structures, connections of steel structures, etc.) Our study focuses on the C1mck 1GL and C2 mckFy 1GL classes, predetermined in the PSVT program. The C1mck 1GL model corresponds to a linear 1GL model that, by including the inelastic deformation coefficient factor, estimates the maximum lateral displacement in the inelastic range by simulation, to finally obtain the vulnerability curves. The C2 mckFy 1GL model corresponds to an inelastic 1GL model that uses a model of elastoplastic hysteretic behavior, based on creep deformation, system stiffness and stiffness ratio (post-creep stiffness between elastic range stiffness) inelastic maximum displacements are obtained to finally obtain the vulnerability curve through Monte Carlo Simulation (SMC). To explain the performance verification procedure, a common building (housing) and a typical block of an essential building (school) were selected, both buildings correspond to formal constructions so they have a construction license and their design against side loads is based on Technical Standard E030 "Earthquake Resistant Design". The seismic demand model, structural model for the simulation, and its analysis have been generated until the vulnerability functions are determined. The results show that the fragility curves give a low or no value of presenting a probability of collapse, which complies with the design philosophy of Technical Standard E030 "Earthquake Resistant Design". The estimation of the vulnerability curve allows to determine the cost of repair of the structures for a scenario of seismic demand, and by the percentage of vulnerability that the structures reached before the scenario characterized by a maximum acceleration value (PGA), it is not necessary to reinforce the buildings analyzed. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo evaluar la influencia de las condiciones del suelo en el comportamiento estructural de un hospital con aislamiento sísmico, mediante la comparación de resultados obtenidos del análisis y diseño, considerando 3 casos de estudio que se diferencian por tener distintas condiciones de suelo y zona sísmica. Se ha evaluado un módulo hospitalario, cuya estructura consiste principalmente en placas conectadas entre sí por medio de vigas peraltadas y un sistema de techos de losas aligeradas en dos direcciones; considerando un sistema de aislamiento conformado por aisladores y elementos del nivel de base: vigas, losas y capiteles; y una cimentación conformada por pedestales y zapatas aisladas. El comportamiento estructural de la edificación en estudio ha sido evaluado en el marco de los requerimientos normativos de nuestro Reglamento Nacional de Edificaciones: NTE E.020 (Cargas), NTE E.030 (Diseño Sismorresistente), NTE E.050 (Suelos y Cimentaciones) y NTE E.060 (Concreto Armado); y de normas especializadas en aislamiento sísmico: ASCE/SEI 7-16 y el proyecto de norma técnica peruana E.031. Para cada caso se ha realizado el análisis modal espectral de la edificación de base empotrada; los análisis estático, espectral y tiempo historia de la edificación aislada; el diseño de cada elemento más esforzado del sistema de aislamiento y de la cimentación; y por último se han comparado los resultados obtenidos. Para 3 casos se tiene la misma superestructura con diferentes propiedades de aisladores, sin embargo no se considera la optimización de la superestructura y sistema de aislamiento para efectos de comparación. Los resultados del análisis espectral demuestran que las derivas de entrepiso y la fuerza cortante en la base de la superestructura se reducen al aislar la edificación, siendo esta reducción en derivas 50% y 70% para suelo flexible y suelo rígido respectivamente; y en fuerza cortante, 20% y 50% para suelo flexible y suelo rígido respectivamente. Los parámetros de eficiencia demuestran que los aisladores son más efectivos si la edificación se ubica sobre suelo rígido; y que sobre suelo flexible con zona sísmica 2 (Z2S3) es el doble de eficiente que en suelo flexible con zona sísmica 4 (Z4S3), por lo que podría también considerarse el uso de aisladores en el caso Z2S3. / Tesis

Los sistemas de disipación de energía ya tienen disponibilidad comercial en Perú y ya se están desarrollando proyectos importantes de edificios nuevos así como reforzamientos de edificios existentes empleando estas tecnologías de protección sísmica. Varios países ya disponen de códigos para el análisis y diseño de edificaciones con dispositivos de disipación de energía sin embargo, nuestro país aún no cuenta con una norma propia al respecto. El objetivo de esta tesis es desarrollar procedimientos de análisis y diseño de estructuras con disipadores que sirvan de base para una futura norma local. Con este fin se estudian normas internacionales relevantes como ASCE 7 y FEMA, así como investigaciones importantes realizadas sobre esta materia. Se muestra que los llamados métodos simplificados desarrollados en los códigos americanos para estructuras con disipadores son de gran utilidad para obtener estimaciones de las respuestas sísmicas inelásticas. Se muestra que bajo ciertas condiciones una estructura con disipadores y comportamiento inelástico del sistema sismorresistente puede ser representada como una estructura con rigidez lineal equivalente y amortiguamiento viscoso equivalente. Los métodos simplificados fueron implementados en conjunto con la norma peruana sismorresistente E.030. Estos procedimientos se aplicaron a una estructura regular de concreto armado de 5 pisos ubicada en la costa peruana y empleando dos tipos de dispositivos: disipadores de fluido viscoso y disipadores TADAS. Los resultados de los métodos simplificados propuestos fueron evaluados con los resultados de análisis tiempo historia no lineales y se obtuvieron en general predicciones conservadoras para los desplazamientos de entrepiso y los cortantes sísmicos basales. En base a estos resultados se concluye que los métodos simplificados deberían ser incluidos en una futura norma peruana de estructuras con disipadores. / Tesis

En una edificación con sótanos, el análisis sísmico y diseño tradicional tiende a considerar a la estructura como un sistema empotrado en la base, para posteriormente diseñar la subestructura de sótanos de manera independiente. Sin embargo, el análisis de la interacción entre suelo y estructura es más complejo, por lo que no puede generalizarse un solo procedimiento como método para estimar el comportamiento de la estructura ante un sismo. En la mayoría de los casos, si bien analizar la estructura como empotrada en la base no ha presentado complicaciones y se aplica según las normas de diseño, existe un conjunto de parámetros que hacen necesaria la consideración de la interacción suelo-estructura en el análisis. El presente trabajo de investigación expone aquellos factores que hacen fundamental que se consideren los sótanos como parte integral de la estructura dentro del análisis sísmico. Este conjunto de factores debe ser tomado en cuenta como indicador de que el método tradicional de diseño no sea el adecuado para reflejar el comportamiento real de la estructura. De este modo, el diseño y análisis comienza considerando un solo sistema suelo-sótanosestructura, para lo cual se han desarrollado modelos matemáticos y computacionales que estiman las respuestas de la estructura ante sismos. Se deben definir las relaciones implicadas en el análisis sísmico para identificar los parámetros críticos; es así que, como parámetro fundamental, el tipo de suelo determinará la necesidad de considerar la interacción sueloestructura o empotramiento en la base. Es importante reconocer que la norma peruana continúa con el modelo tradicional de diseño y análisis, sin considerar la interacción suelo-estructura; debido a ello, los profesionales en la materia se apoyan de normativa extranjera para edificaciones que requieran de especial cuidado y precisión. Teniendo conocimiento de los parámetros a considerar antes de optar por el método tradicional de diseño, se podrá tener una mejor noción del comportamiento esperado de la estructura ante un sismo.

La presente tesis comprende el desarrollo del análisis estructural de una edificación multifamiliar de seis pisos y su diseño en concreto armado. El área del predio es de 2 994.30 m2 , el cual se ubica en el distrito de Miraflores, provincia y departamento de Lima, donde el terreno presenta un esfuerzo admisible de 4.00 kg/cm2 . La primera planta está constituida por estacionamientos, un hall de ingreso, una sala de usos múltiples (S.U.M.) y un área verde al aire libre. En los niveles superiores se ubican un total de 30 departamentos, 6 por cada piso, a los cuales se accede mediante dos ascensores y/o escaleras de emergencia que terminan en el sexto nivel. El proyecto presenta un sistema estructural sismorresistente de “muros estructurales” en ambas direcciones. Asimismo, se proyectaron losas macizas y aligeradas con espesor igual a 0.20 m para el sistema de techado, las cuales se encuentran enmarcadas por vigas peraltas de 0.50 y 0.60 m. Estas transfieren sus cargas a placas con espesores de 0.20 y 0.25 m, y columnas con secciones transversales de 0.25x0.50 m y 0.25x0.60 m. La cimentación está compuesta por zapatas aisladas, combinadas y conectadas con vigas de cimentación. Respecto a la estructuración y predimensionamiento, se emplearon criterios basados en la experiencia y recomendaciones de ingenieros. Mediante el software ETABS se modeló la estructura y se realizaron los análisis estático y dinámico; asimismo, a través del uso de SAP2000 y SAFE se diseñaron las losas y cimentaciones. Las cargas consideradas sobre la edificación fueron obtenidas de la Norma E.020 (2006), a su vez, en base a la Norma E.030 (2018), no se presentó irregularidades en planta ni en altura (R=6). Por último, los planos finales donde se plasmó el diseño final del proyecto, de acuerdo a las directrices de la Norma E.060 (2009), se desarrollaron por medio del programa AutoCAD.