El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el empleo del análisis no lineal estático y dinámico. Para ello, se siguieron los lineamientos desarrollados en el documento del comité VISION2000 y en el código ASCE41 versión 2013 para evaluar el desempeño de estructuras. Para el análisis no lineal estático, los niveles de amenaza sísmica se modelaron según los parámetros de la norma E.030 en sus versiones 2003 y 2016, verificándose que se cumplan con los objetivos desempeño para ambos casos. En el análisis no lineal dinámico se emplearon diez registros sísmicos, característicos del país, para obtener las curvas IDA y con ellas sacar una curva representativa para evaluar si se cumplen con los objetivos de desempeño. El trabajo se dividió en siete capítulos, ordenados de la siguiente manera: En el capítulo I, se hizo una revisión de los antecedentes de la destrucción de hospitales a lo largo de los años a causa de los terremotos, la evolución de los códigos de evaluación de estructura, la amenaza sísmica local, la situación actual de los hospitales en el Perú, justificación y objetivos del trabajo. En el capítulo II, se realizó un detallado marco teórico sobre los métodos de análisis sísmicos existentes, haciéndose énfasis en los análisis no lineales. Además se hace una comparación entre el análisis no lineal estático y dinámico, mostrando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. También se presentan los métodos empleados por el ATC40, FEMA356 y FEMA440 para obtener el punto de desempeño ante un nivel de amenaza sísmica. En el capítulo III, se desarrollan los conceptos referentes a la evaluación del desempeño sísmico de estructuras. Se brinda un repaso de los lineamientos especificados por el comité VISION200 y el ASCE41-13 como: niveles de desempeño, niveles de amenaza sísmica y objetivos de desempeño según el tipo de edificación. Además se hizo una lista con los principales documentos que evalúan la vulnerabilidad en un hospital. En el capítulo IV, se presentan las principales consideraciones y requerimientos que se deben tomar para desarrollar un análisis no lineal. Los temas que abarca este capítulo son: modelos del comportamiento de los materiales, rigideces efectivas, diagramas momento vs curvatura y modelos de plasticidad de secciones y elementos. En el capítulo V, se brindan las consideraciones generales que se tomaron para modelar los elementos estructurales en el programa de cómputo. Además se definen los niveles de amenaza sísmica para el análisis no lineal estático y los factores de escala de los registros para el análisis no lineal dinámico. En el capítulo VI, se muestra la evaluación realizada con el FEMA577, los resultados obtenidos en cada dirección según las matrices de desempeño de los códigos empleados para los niveles de amenaza modelos con la norma E.030 (versión 2003 y 2016). También se muestran las curvas IDA obtenidas en cada dirección de los registros sísmicos, además de la curva representativa. En el capítulo VII, se brindan los comentarios, conclusiones y recomendaciones sobre el trabajo realizado. Se presentan anexos con las tablas empleadas de los códigos y ejemplos detallados del modelamiento de los elementos estructurales en el programa Peform3D.

Para el análisis de edificaciones es común el uso de modelos matemáticos que representen el comportamiento de estas. Elaborar un modelo que represente exactamente el comportamiento de una edificación en el medio que la rodea ante una solicitación externa es una labor prácticamente imposible. A pesar de las limitaciones actuales, los resultados obtenidos se pueden considerar estimaciones buenas para ser utilizadas en cálculos ingenieriles. Reducir la incertidumbre es importante para el progreso de la ingeniería sismorresistente, para lograrlo es crucial identificar las limitaciones de los modelos convencionales y aumentar los conocimientos sobre estas. En ese sentido, una de las limitaciones que se considerar es el desprecio de los efectos de la interacción suelo-estructura. El propósito principal de la investigación es analizar cómo difiere el estudio del comportamiento de las edificaciones con sótanos ante solicitaciones sísmicas en función a la manera en las que son modeladas. Se considerarán en el estudio 3 tipos de modelos para el mismo edificio de 15 niveles superiores. El primero, considera la estructura empotrada a nivel de la superficie sin considerar la influencia de los sótanos, en este caso se asume que los niveles subterráneos de la estructura se mueven en conjunto con el suelo en que se encuentran. El segundo, considerará la totalidad de la estructura incluidos los sótanos. El tercero, la estructura completa, pero considerando además el efecto que tiene la interacción del suelo con la estructura en los sótanos. Es importante mencionar que para cada tipo de modelo se estudiará la estructura con 2, 5 y 8 sótanos. Al analizar estructuras como la del primer caso mencionado se asume que el momento generado por acción de fuerzas y/o aceleraciones en la base (nivel de superficie) es de gran tamaño, y la distribución de momentos en los sótanos tiene valores menores y poco significativos. Sin embargo, queda en duda si este tipo de modelo representa correctamente el comportamiento que el edificio tendrá. En los modelos que consideran sótanos en el análisis se puede suponer que el momento aumenta considerablemente en función a la profundidad o también que, al considerar la interacción con el suelo, debido a las propiedades mecánicas de estos, el momento disminuye proporcionalmente con la misma. El análisis se efectuará para distintos niveles de sótanos, en donde la estructura será sometida a una perturbación dada por el espectro de la norma E.030; además se utilizarán distintas propiedades al modelar el suelo, con el fin de obtener respuestas para diferentes tipos de estos. La profundidad del suelo en el modelo será considerada hasta una profundidad de 1.5B por debajo de la cimentación. Con los resultados obtenidos se busca lograr una mejor comprensión de las respuestas del análisis dinámico de un edificio, para esto se pretende encontrar una relación entre el comportamiento de cada tipo de modelo estructural en los tipos de suelos analizados; enfocada en acercar los resultados, independientemente del tipo de modelo que se escoja, a valores que representen con mayor fidelidad el comportamiento real que tendrá la estructura estudiada.

La infraestructura educativa es un factor importante para el rendimiento escolar porque cumple un rol motivacional y funcional en los estudiantes, por ello, se debe contar con espacios que proporcionen seguridad frente a posibles movimientos telúricos y que faciliten el aprendizaje. Actualmente en el Perú, el interes por la seguridad en la infraestructura escolar es mayor, debido a esto, se han identificado alrededor de 12 000 instituciones educativas del tipo 780 Pre-1997, que fueron construidas antes de la NDSR de 1997, las cuales representan un gran riesgo sísmico para sus usuarios. Estos establecimientos cuentan con graves deficiencias desde su diseño hasta su ejecución y han sufrido grandes daños luego de los sismos ocurridos en el país (Nazca 1996, Atico 2001 y Pisco 2007). Por tal motivo, es sumamente necesario evaluar la situación de las escuelas existentes de este tipo y similares, con el fin de identificar las deficiencias que presentan y plantear propuestas de reforzamiento y así, estas estructuras logren un adecuado comportamiento, que cumpla con las exigencias de la normativa vigente (2018). El presente trabajo, desarrolla la verificación del desempeño de la estructura original y de la estructura modificada (que incluye el sistema de reforzamiento propuesto) de un pabellón típico de una institución educativa. Dicha verificación se efectúa mediante un análisis estático no lineal, denominado “Pushover”. Además, se realiza la verificación del diseño estructural de todos los elementos, incluyendo la cimentación. La metodología del análisis estático no lineal, la respuesta estructural ante la demanda sísmica y el cálculo del desempeño se realiza en base a la norma ASCE/SEI 41-17 y la evaluación del nivel de desempeño se basa en la metodología del SEAOC VISION 2000.

Lo observado luego de sismos y los resultados de investigación han demostrado que los muros de albañilería sin refuerzo presentan importantes limitaciones ante las acciones sísmicas debido a su poca resistencia a la tracción y su comportamiento frágil luego del agrietamiento (San Bartolomé et al 2011). En respuesta al problema de la alta vulnerabilidad, y en cumplimiento con la Ley N°30191 el estado viene otorgando bonos de Protección de Viviendas Vulnerables a los Riesgos Sísmicos, mediante los cuales se trata de crear ambientes seguros dentro de las viviendas existentes con refuerzo de algún tipo. Uno de los métodos más modernos es el refuerzo superficial con sistemas FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix), la cual consta de una fibra embebida en una matriz cementicia. El sistema FRCM es muy atractivo debido a su reforzamiento no invasivo y a su fácil instalación. En este estudio se caracterizó y se describió el comportamiento de este refuerzo sometido a los ensayos de tracción acorde a los criterios de aceptación planteados por el documento AC434 (2016). La matriz cementicia que se uso es el mortero común para tarrajeo y como refuerzo la geomalla. En esta investigación se ensayaron a tracción 22 muestras del sistema FRCM (11 con geomallas continuas y 11 traslapadas), y se obtuvo los principales valores de su comportamiento mecánico, tales como: deformación última, punto de transición, esfuerzo último, etc. Con dichos valores se analizará y construirá la curva característica del sistema según los criterios del AC434 y ACI 549.4R-13. Además, se realizaron ensayos en los materiales componentes para verificar su calidad. En la investigación, se encontró que el sistema FRCM compuesto por una malla polimérica y una matriz cementicia de tipo tarrajeo presenta un comportamiento altamente complejo. Este comportamiento no permitió realizar un análisis directo en el comportamiento mecánico de los materiales individualmente y el sistema. Sin embargo, también se puedo observar la gran capacidad del sistema para liberar energía mediante fisuras bien distribuidas. Esto aumenta la ductilidad del elemento reforzado, evitando el colapso del elemento frente a eventos sísmicos.

El adobe es una masa de tierra, arena, agua y a veces con paja, moldeada en forma de ladrillo y secado al sol, se utiliza para la construcción de paredes y muros de variadas edificaciones. Ha sido el elemento más utilizado en la construcción desde el inicio de las primeras culturas precolombinas; algunos vestigios de estas ciudades se mantienen hasta nuestros días como la ciudadela de Chan Chan, que es considerada la ciudad de barro más grande de América con 20km2 aproximadamente. Aún hoy, es un elemento muy importante en la construcción en nuestro país, según el último indicador del INEI para el 2007, el adobe representa el 35 de las construcciones en el País, siendo un 22 en la Costa y un 67 en la Sierra, sobre todo en zonas rurales. Pero también es conocido que el adobe es un material que casi no presenta resistencia a la tracción y posee una alta inestabilidad mecánica, lo que lo hace muy vulnerable ante fenómenos naturales como sismos e inundaciones.

Este trabajo documenta el programa de capacitación masiva y describe brevemente otros proyectos realizados en el sur del Perú. Además, toma sus enseñanzas para plantear una propuesta sistematizada de reconstrucción de viviendas de adobe reforzado. Esta propuesta podrá ser aplicada en países sísmicos que se encuentren en proceso de reconstrucción luego de un desastre ocasionado por un terremoto.

Actualmente, en la construcción de los edificios de vivienda en Lima se utiliza en gran cantidad tabiquería construida con la placa P-7, el cual es un bloque sílico calcáreo de 7cm de espesor, 50cm de longitud y 25cm de altura. Estos bloques se asientan usando mortero y sus alveolos se rellenan con grout, para de este modo formar el tabique, cuyo refuerzo vertical y horizontal (varillas de 6 mm de diámetro) es especificado por el fabricante de la Placa P-7 (sistema no reglamentado). En adición, el refuerzo vertical consta de dos partes. Cada pórtico se ancla químicamente en perforaciones hechas en las vigas y se rellenan con epóxico y se traslapan las partes en la zona central del tabique. Por otro lado, en obra se usan dos tipos de aparejo: traslapado en medio bloque entre hiladas (amarre de soga tradicional) y aparejo con juntas verticales continuas (pilares). Este sistema aún no ha sido sometido a terremotos severos, por lo que no se tiene conocimiento de su comportamiento ante solicitaciones sísmicas perpendiculares a su plano. De esta manera, el presente trabajo tiene como objetivo principal analizar experimentalmente el comportamiento sísmico perpendicular al plano de un tabique de placa P-7 asentadas en aparejo en soga y en pilares, así como también estudiar la efectividad del anclaje químico y el traslape de las barras verticales. Para desarrollar esta investigación se utilizó un pórtico de concreto armado en el que se construyeron en simultáneo dos tabiques de placa P-7, ambos con las mismas dimensiones, pero con diferentes tipos de aparejo propuestos.

El objetivo de esta investigación es comparar la influencia del procedimiento constructivo seguido para la instalación de tuberías en muros de albañilería confinada en su comportamiento sísmico.

La presente tesis de investigación tiene como objetivo principal comprobar el comportamiento dinámico del sistema constructivo presentado en la cartilla “Construcción de casas saludables y sismorresistentes de Adobe Reforzado con geomallas” publicada por la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) y cuyos autores: Julio Vargas Neumann, Daniel Torrealva y Marcial Blondet impulsaron esta nueva tecnología que busca mejorar las viviendas de adobe e incrementar su resistencia ante los sismos. Esta tecnología se puso en práctica en la zona afectada por el terremoto del 15 de agosto del 2007 ocurrido en la costa sur del Perú. Se construyeron dos módulos idénticos de adobe reforzado con geomalla de 3,25m x 3,25m a escala natural y fueron sometidos a ensayos dinámicos en la mesa vibradora del Laboratorio de Estructuras de la PUCP. Uno de los módulos fue sometido a un movimiento unidireccional, paralelo a dos de sus muros y el otro en una dirección de 45° con respecto a sus cuatro muros. La geomalla utilizada como refuerzo fue la Tensar BX4100 y se colocó externamente en los muros cubriendo el 100% del área de éstos. Se comparan los resultados de ambos ensayos con un ensayo realizado previamente de un módulo de adobe no reforzado. Además, se buscó evaluar la influencia en el comportamiento sísmico que existe al cambiar la orientación del módulo en la mesa vibradora de un grado de libertad, comparando los resultados de ambos ensayos.

Los altos costos de reparación, reconstrucción y mortalidad causado por los terremotos obligan a los países sísmicos, como el Perú, a investigar o desarrollar dispositivos que permitan aislar o disipar energía sísmica. La presente tesis se enfocada principalmente en el estudio de los aisladores de péndulo friccional. Primero, se estudiaron los fundamentos del aislamiento sísmico y se desarrolló ejemplos aplicativos con un software de análisis de un modelo de un grado de libertad. Después, se estudiaron los métodos de análisis sísmicos de estructuras: estático, espectral y tiempo historia no lineal; referenciados principalmente del ASCE SEI 7- 10, borrador del ASCE SEI 7-16 y del FEMA 750. Luego, se propuso un procedimiento de análisis y diseño de edificios con aisladores en el Perú. Para los edificios con aisladores sísmicos se tomaron las exigencias del diseño por funcionalidad continua que recomiendan limitar la deriva máxima de piso a 3 ‰, la aceleración máxima de piso a 0.25g para el sismo de diseño (Tr=475 años). Así mismo, se desarrolló el análisis de un edificio hospitalario con aisladores de péndulo de fricción doble, triple y base empotrada; donde se hallaron y compararon los valores globales de respuesta sísmica (periodo, deriva, aceleración, cortante, desplazamiento y amortiguamiento) entre los análisis y los tipos de dispositivos. Tanto en el hospital con aisladores de péndulo friccional doble y triple, los parámetros globales de respuesta sísmica resultaron similares en los análisis espectral y estático. Sin embargo, hay una considerable diferencia en el análisis tiempo historia no lineal (ANLTH), principalmente, para el análisis del edificio con péndulo doble. Según el análisis estático y modal espectral con ambos aisladores se logra satisfacer los requisitos para el desempeño de funcionalidad continua. Sin embargo, para el doble, dado el alto amortiguamiento, en el ANLTH no se lograron aceleraciones a dicho nivel de desempeño. Finalmente, se hizo un análisis estático según el ASCE 7-16, para los dos tipos de aisladores. De este análisis se obtuvo que lo aisladores de péndulo de fricción pueden llegar a variar hasta 30% en función del valor nominal de cortante y 10% en función del desplazamiento nominal.