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Análisis y comparación de técnicas de reforzamiento estructural en centros educativos 780 pre mediante el método Choosing By AdvantageAriza Gómez, Ricardo Agustín, Matallana Curi, Alessandro Adolfo, Mora Ordoñez, Claudia Cristel, Rebata Hilario, Mauricio Andrés, Rupay Hospinal, Ricardo Iván 03 February 2021 (has links)
Los colegios diseñados y construidos desde la década de los 50 hasta antes de la actualización
de la norma de diseño sismorresistente (NDSR) del año 1997 muestran grandes deficiencias en
el diseño estructural, las cuales no aseguran un comportamiento idóneo para tal tipo de
edificación generando un alto grado de vulnerabilidad estructural. El diseño estructural de
dichos colegios presentaba baja rigidez en la dirección longitudinal, así como falta de juntas
sísmicas entre la tabiquería y columnas. Debido a dichas deficiencias, se presentaron daños
considerables en los colegios ante distintos sismos suscitados durante dicha época.
El presente trabajo de investigación consistirá en la descripción y análisis de cinco diferentes
técnicas de reforzamiento estructural que se podrían aplicar en colegios:
• Reforzamiento con fibra de carbono.
• Reforzamiento mediante la intervención de columnas (recrecido y encamisado).
• Reforzamiento mediante la adición de nuevas columnas de concreto armado.
• Reforzamiento mediante muretes de albañilería reforzados con malla en ambas caras.
• Reforzamiento mediante la incorporación de pórticos metálicos.
A partir del análisis cualitativo de las técnicas de reforzamiento, en la que se tomaran en cuenta
criterios de rigidez, desplazamientos y modificación de la arquitectura, se realizará un análisis
comparativo empleando el método Choosing by Advantages (CBA) y se estimarán
presupuestos de las técnicas desarrolladas en la comparación con el fin de conocer, también, la
alternativa más económica. Finalmente, se mostrarán las conclusiones de las estimaciones y
observaciones comprendidas de todas las técnicas, así como también, las conclusiones del
método CBA.
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Análisis de vulnerabilidad física para la prevención del riesgo sísmico en el AH Lomo de Corvina, Villa El SalvadorFasabi Ruiz, Marco Aurelio 11 August 2022 (has links)
El Perú es un país ubicado en la zona conocida como el Cinturón de Fuego del Pacífico,
una zona propensa a la ocurrencia de movimientos sísmicos. Esto lo convierte en un
territorio susceptible a eventos sísmicos. Dentro del territorio peruano existen zonas con
mayor grado de vulnerabilidad física que otras ya sea por el tipo de suelo, condiciones
geográficas entre otros, siendo una de las que tienen un alto grado de vulnerabilidad física
como lo es Lomo de Corvina, distrito de Villa El Salvador. A fin de evaluar el grado de
vulnerabilidad en el que se encuentra, este estudio emplea una metodología debidamente
secuenciada para medir la vulnerabilidad física en base a la cantidad de escombros
generados después de un evento sísmico. Esta metodología implica una etapa de
caracterización, una etapa de estimación probabilística de daños en base a funciones de
escombros usando la herramienta CAPRA – GIS y una etapa de análisis de flujo de
materiales. Con esta última etapa se caracterizan y cuantifican los escombros asociados a
un evento sísmico y la cantidad de nuevos materiales para la etapa de reconstrucción.
Los resultados obtenidos demuestran que realmente esta zona es de alta vulnerabilidad
física, susceptible a eventos sísmicos de gran magnitud. Se obtuvieron 202 mil toneladas
de escombros para el escenario leve, 635 mil toneladas de escombros para el escenario
moderado y 1.11 millones de toneladas de escombros para el escenario severo. En base
al porcentaje de daños con respecto al stock de materiales es posible estimar que el
asentamiento humano de Lomo de Corvina tiene un alto nivel de riesgo sísmico.
Finalmente, se realiza un análisis de flujo de materiales para las viviendas de albañilería
Con el que se estima que se necesitarán 271 mil toneladas de concreto y 517 mil
toneladas de ladrillo para reconstruir la zona. Se concluye que la zona es altamente
vulnerable. Con esta conclusión se hacen recomendaciones para la realidad de la zona y
para la evacuación de escombros tras un sismo de gran magnitud.
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Propuesta de método de diseño para reforzamiento sísmico de muros de adobe con malla de cuerdasSarmiento Huamán, Javier Carlos 22 June 2016 (has links)
Esta tesis presenta los resultados del análisis dinámico lineal por elementos finitos de un
prototipo de casa de adobe a escala natural. Este prototipo fue ensayado en la mesa vibradora
del Laboratorio de Estructuras Antisísmicas del Departamento de Ingeniería (LEDI) de la
Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). El ensayo consistió en tres fases de
simulaciones sísmicas de aceleración incrementada y tres vibraciones libres. Durante el ensayo
se registraron desplazamientos y aceleraciones en los muros y en la base, incluyendo la fuerza
resultante en el actuador de la mesa vibradora. Luego, se procesaron los registros para obtener
el periodo de vibración y la rigidez lateral del prototipo.
El análisis numérico se realizó con el objetivo de obtener un modelo de elementos finitos cuyo
comportamiento sea similar al experimento del prototipo de adobe en el rango lineal. El módulo
de elasticidad (E) de la albañilería de adobe del modelo numérico fue calibrado de tal forma que
el periodo del primer modo de vibración sea igual al periodo experimental. El cociente de
amortiguamiento (ξ) fue tomado de investigaciones realizadas por Groenenberg (2010) y Tarque
(2008). El modelo numérico lineal fue sometido a una aceleración igual a la registrada en la mesa
vibradora durante la primera simulación del ensayo experimental. La similitud entre periodo de
vibración, respuesta de aceleraciones y cortante basal validan la calibración realizada. También
se identificó la coincidencia entre esfuerzos máximos de tracción del modelo con las zonas
agrietadas del prototipo sometido a una mayor aceleración en la tercera fase. Por lo tanto, el
modelo numérico representa numéricamente el comportamiento elástico del prototipo de adobe
y predice las zonas potenciales de agrietamiento.
El modelo y las zonas agrietadas predicen la formación de bloques de adobe separables. Esta
predicción mejorará el análisis del prototipo de adobe como un sistema de bloques rígidos
divididos. El objetivo es diseñar un reforzamiento de cuerdas que envuelvan los muros de adobe,
impidan la excesiva separación de estos bloques y eviten el colapso de la estructura. Sosa y
Soto (2014) reforzaron con cuerdas un prototipo de adobe impidiendo el colapso con
simulaciones sísmicas de hasta 1.3 g. Sin embargo, debido a que no hay un diseño, se busca
simular el movimiento e impacto de los bloques de adobe reforzado. Los programas de análisis
estructural más comunes no modelan el impacto, pero si modelan el movimiento amortiguado.
Por ello se realizó una primera aproximación del movimiento de un bloque que impacta en
traslación. Se simuló el movimiento con impacto que ocurre con coeficiente de restitución, con el
movimiento amortiguado con cociente de amortiguamiento. La equivalencia se comprobó para
casos en que el bloque impacta con una superficie estática, acelerada armónicamente y con
aceleración sísmica. / Tesis
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Evaluación de la respuesta sísmica no lineal de reservorios elevados tipo intzeHuaringa Huamaní, Pamela Grace 04 May 2016 (has links)
Los reservorios elevados son estructuras esenciales para el abastecimiento de agua de una población, por lo que no deberían quedar inoperativos luego de ocurrido un sismo. No obstante, la experiencia ha demostrado que para sismos de gran magnitud estas estructuras presentan daños, llegando incluso a colapsar. En esta tesis se ha realizado el análisis de dos reservorios tipo INTZE, considerando la no linealidad a flexocompresión del fuste con el objetivo de analizar la respuesta no lineal frente a diferentes solicitaciones símicas.
Los reservorios (R-1 y R-2) fueron modelados con elementos tipo frame en el programa
Sap2000 a los cuales se les asignó masas concentradas resultantes de la discretización del fuste y la cuba. Para el análisis del fuste se consideraron secciones agrietadas y no agrietadas.
La plasticidad fue considerada en los dos primeros tramos mediante una rótula plástica como elemento tipo hinge. Las dimensiones de los reservorios y el refuerzo vertical y horizontal de los fustes se obtuvieron de los planos estructurales provistos por la empresa de agua potable SEDAPAL. Los diagramas momento curvatura asignados a las rótulas fueron calculados con el programa Sap2000 a partir de las dimensiones del fuste, refuerzo vertical del fuste, carga vertical y comportamiento no lineal del material, y fueron validados previamente con una hoja de cálculo. Para modelar el agua se empleó el modelo simplificado de Housner que considera una masa convectiva y otra impulsiva. El análisis se realizó a partir de cuatro acelerogramas peruanos (sismos de 1966, 1970, 1974 y 2007) normalizados de acuerdo a lo indicado en el ASCE/SEI 07-5 para el sismo de diseño y el sismo máximo considerado. Se utilizó el método de integración numérica de Newmark. Por otro lado, se realizó el análisis dinámico lineal con el espectro de respuesta obtenido con los parámetros de la NTE E.030 y el ACI350.3. Las respuestas de interés a analizar fueron los momentos volcantes, la fuerza cortante basal, el desplazamiento en el extremo del reservorio y la ductilidad demandada en el fuste.
Se concluyó que para los acelerogramas analizados el momento volcante y la fuerza cortante basal de los reservorios R-1 y R-2 muestran una tendencia decreciente a medida que disminuye el volumen de agua. El desplazamiento máximo en el extremo de los reservorios no siempre se obtiene para el caso del reservorio lleno, pero el promedio de los desplazamientos da resultados mayores para dicho caso. En ese sentido, considerar sólo el caso de carga lleno para reservorios de similares características resulta conservador para el cálculo de la demanda de corte, momento y desplazamiento. No se observó una tendencia para el caso de la ductilidad demandada.
Con respecto a las capacidades, el reservorio R-1 tiene mayor resistencia que el reservorio R-2, en una proporción similar al refuerzo vertical colocado (dos a uno). A su vez el reservorio R-2 tiene una mayor ductilidad que reservorio R-2, pero la diferencia va disminuyendo a medida que se aumenta la carga vertical.
Con respecto al análisis dinámico de superposición modal, se observó que las respuestas están por debajo del promedio de la demanda obtenida a partir de los acelerogramas. Se recomienda reevaluar el factor de reducción espectral de la masa inductiva empleado para los reservorios elevados con soporte tipo fuste, si es que se emplea el espectro peruano de la Norma E.030 para el análisis.
El acelerograma del sismo del año 1974 entregó las mayores demandas sísmicas para el caso de los reservorios llenos, ya que los periodos de dichas estructuras se encuentran dentro de su rango de periodos predominantes. El rango de periodos predominantes del sismo del año 2007 se encuentra por debajo de los periodos obtenidos para los reservorios vacío, semilleno y lleno, aunque el resultado depende también del periodo convectivo del agua, el cual puede coincidir con algunos de los picos del espectro de Fourier del acelerograma estudiado, incrementando la respuesta.
Por otro lado, también se realizó el análisis de los reservorios sin considerar el efecto
hidrodinámico del agua, y se obtuvo respuestas más conservadoras. Para el caso analizado eso significó un incremento de la curvatura demandada en más del doble. Por ello, si se realiza el análisis no lineal de reservorios para determinar la ductilidad demandada, se recomienda tomar en cuenta el comportamiento hidrodinámico del agua.
Se determinó que para estructuras poco esbeltas como las estudiadas el efecto P-Δ es
despreciable, ya que la relación entre el desplazamiento máximo en el extremo del reservorio con respecto al diámetro del fuste es pequeña.
Finalmente, se indica que el refuerzo por corte colocado en ambos fustes cumple con los
criterios de resistencia, considerando un factor de reducción igual a tres. Sin embargo, el
refuerzo existente no cumple con los criterios de capacidad, en donde se busca asegurar que la estructura resista la demanda de corte asociado a su máximo momento resistente en el fuste. / Tesis
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Evaluación del comportamiento estructural de módulos de adobe durante ensayos de simulación sísmicaOjeda Simborth, Silvana Faride 20 July 2017 (has links)
Se ha elaborado la presente tesis que reúne la experiencia de 2 proyectos COPASAGTZ
(Zegarra et al. 2003) y GETTY (Torrealva et al. 2005) ambos desarrollados en la
PUCP con diferentes sistemas de reforzamiento, para la evaluación del comportamiento
estructural durante estos ensayos de simulación sísmica en mesa vibradora. Para lo cual
se analizaron parámetros sísmicos, así también se hace una evaluación de los daños
observados al final de cada ensayo mediante patrones de grietas.
Como consecuencia de algunos resultados obtenidos en el proyecto GETTY
(incremento de resistencia en muros tarrajeados), se incorpora en una segunda parte de
esta tesis la evaluación de 3 muros de adobe sometidos a carga lateral cíclica de los
cuales los 2 primeros muros corresponden a la experiencia de un proyecto de tesis
desarrollado en la PUCP (Madueño I. 2005), el tercer muro fue desarrollado para esta
tesis. Para ello se evaluó la resistencia al corte y los patrones de grietas de los muros. / Tesis
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Respuesta no-lineal de estructuras de concreto armado de un piso sometidas a solicitaciones sísmicas bi-direccionales con ángulos de incidencia variablesFlorez Ttito, Alexander Rubenil 04 March 2013 (has links)
El Perú se encuentra en una zona de alta sismicidad y los sismos muestran lo
vulnerables que son las edificaciones.
La norma de diseño sismorresistente de estructuras E.030, no toma en cuenta la
bi-direccionalidad del sismo. La norma asume que las acciones sísmicas actúan
independientemente en cada una de las dos direcciones principales ortogonales o
aproximadamente ortogonales del edificio. La acción sísmica separada es válida si la
dirección predominante es coincidente con una de las direcciones principales. Si el
sismo tiene dos componentes horizontales de acciones simultáneas importantes, además
el agravante que el movimiento sísmico experimenta cambios en la dirección de
incidencia y magnitud durante la ocurrencia del evento. Se puede suponer entonces que
las respuestas calculadas por el análisis que indican las normas que no consideran la
direccionalidad del sismo, no sean las verdaderas respuestas que se generan en las
estructuras. / Tesis
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Estudio analítico de vulnerabilidad sísmica de edificios de muros de ductilidad limitada (EMDL) en la costa central del PerúReyes Virhuez, César Abraham 01 June 2017 (has links)
En los últimos años, se ha intensificado la construcción de edificios de muros de
ductilidad limitada (EMDL) por poseer un menor costo de construcción con relación a
edificios tradicionales, enfocado para sectores emergentes. Sin embargo, aún no se tienen
registros de su comportamiento ante eventos sísmicos por ser construcciones nuevas. Las
investigaciones que se han realizado evaluaron el desempeño sísmico solamente para el
estado límite de colapso [1] o está basado en la opinión de expertos [2].
El objetivo del proyecto es contribuir a mejorar la seguridad de las viviendas peruanas
mediante el estudio analítico de la vulnerabilidad sísmica de edificios de muros de
ductilidad limitada (EMDL) ante diversas intensidades sísmicas para la costa central del
Perú. Para ello, primero se caracterizó la tipología a través de un modelo representativo
y se evaluaron las respuestas sísmicas de la estructura mediante un Análisis Dinámico
Incremental (IDA, por sus siglas en inglés) [3]. Luego, se obtuvieron curvas de fragilidad
para cada demanda sísmica, que mide su probabilidad de excedencia. Finalmente, se
obtuvo el desempeño sísmico a través de curvas de vulnerabilidad que estiman el costo
de reparación esperado, basado en el reporte FEMA 58 [4]. Los resultados obtenidos
permitirán evaluar las pérdidas económicas de la tipología de vivienda EMDL y
posibilitarán la elaboración de planes de reparación después de un evento sísmico. / Tesis
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Integración de ingeniería inversa y modelamiento numérico para la evaluación sísmica de construcciones históricas de adobeNoel Tapia, María Fernanda 01 June 2017 (has links)
El extenso legado de construcciones históricas de tierra en el Perú se encuentra en
constante riesgo debido principalmente a la elevada actividad sísmica que afecta al país y
a la fragilidad del adobe como material de construcción. En consecuencia, el valor
histórico y cultural de estos monumentos, así como la vida de los visitantes se encuentran
bajo peligro inaceptable. Con la finalidad de reducir la vulnerabilidad es necesario
desarrollar modelos precisos para el análisis sísmico, capaces de simular el
comportamiento no lineal de la albañilería y un desempeño bien definido. Es por ello que
la presente investigación pretende establecer una metodología basada en técnicas
avanzadas no intrusivas de ingeniería inversa y en métodos no lineales simplificados. Se
propone el uso en conjunto de escáner láser terrestre (TLS) y fotogrametría como proceso
estratégico para la obtención de modelos 3D precisos, debido a su efectividad en la rápida
y confiable adquisición de datos. Asimismo, se implementan técnicas para la construcción
de modelos CAD que faciliten el proceso de discretización. Ensayos de identificación
modal también son empleados para la obtención de los parámetros dinámicos de la
estructura y consecuentemente la calibración del modelo numérico construido. Para la
evaluación sísmica se ha adoptado un enfoque basado en el desplazamiento, utilizando la
metodología no lineal simplificada N2 (Fajfar, 2000). Además, se propone analizar el
desempeño estructural en base al nivel de daño probable desarrollado en la edificación
ante diferentes escenarios sísmicos. La investigación también busca evaluar la
aplicabilidad de dicho procedimiento, utilizando como caso de estudio la iglesia de San
Juan Bautista de Huaro ubicada en Cusco, Perú. Este templo data del siglo XVI y se
destaca por sus impresionantes pinturas murales que cubren la totalidad del interior de la
iglesia, demostrando la fusión del estilo andino y el arte colonial. Sin embargo, la falta de
mantenimiento y ocurrencia de eventos sísmicos ha conllevado a su mal estado de
conservación desde un punto de vista estructural. Los resultados de la evaluación sísmica
de la iglesia evidenciaron que sufriría daño sustancial a fuerte en el caso de un sismo raro
con periodo de retorno de 475 años Según la clasificación de daño de la Escala
Macrosísmica Europea (EMS-98) esto significaría el desarrollo de grietas generalizadas
en los muros, caídas de piezas considerables de recubrimiento y falla de elementos no estructurales individuales como los tímpanos. Asimismo, en el caso de un sismo muy raro
(970 años) la estructura alcanzaría un nivel de daño muy fuerte que conllevaría a la falla
parcial estructural de muros y techos. Se ha podido identificar durante el análisis los
elementos estructurales críticos que controlan el comportamiento global y el nivel de daño
durante un evento sísmico. Uno de ellos es la fachada principal, cuyo desplome es el
primer mecanismo de colapso de la estructura. Debido a la vulnerabilidad en la que se
encuentra la iglesia es altamente recomendable intervenir la construcción con la finalidad
de proteger su valor cultural y arquitectónico. / Tesis
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Evaluación del desempeño sísmico de puentes continuosVargas Bejarano, Cesar Isidoro 22 September 2017 (has links)
En esta tesis se utilizan dos métodos para la evaluación sísmica de puentes. Los
métodos usados son el análisis dinámico incremental y simulación de Montecarlo
usando Redes neuronales artificiales para la generación de curvas de fragilidad.
El análisis dinámico incremental arroja una base de datos bastante amplia. El
tratamiento estadístico utilizado abarca conceptos tanto de estadística descriptiva como
inferencial. Así se presentan histogramas, frecuencias relativas acumuladas, valores de
centralización, dispersión etc.
Desde el punto de vista poblacional se presentan los valores de media y proporción
poblacional para muestras pequeñas. Para la media se usó el teorema del límite central
con la distribución t-student y para la proporción la distribución normal.
El segundo método es un proceso de simulación con Montecarlo usando redes
neuronales artificiales. Montecarlo toma la muestra de manera aleatoria, debido a esto
para obtener resultados confiables se necesitan muchas simulaciones que conllevaría
a un costo numérico muy alto. Por ello se usó las redes neuronales artificiales como
“reemplazo” del modelo estructural no lineal. Para lograr esto la red se “entreno” con
una base de datos del modelo estructural.
Para la regresión se utilizó una red supervisada tipo feedforward (red hacia adelante),
con el algoritmo de entrenamiento backpropagation (retropropación).
La conclusión del trabajo confirma que con la red neuronal artificial se obtienen errores
aceptables demostrando que es un MÉTODO DE REGRESIÓN poderoso para sistemas
no lineales.
La metodología propuesta demostró ser un método de simulación práctico debido a que
usa redes neuronales entrenadas para generar curvas de fragilidad. Esto debido a que
las redes neuronales tienen un costo numérico menor a un análisis dinámico no lineal. / Tesis
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Evaluación del comportamiento sísmico del Puente Villena construido en 1967 usando un método basado en el desempeñoSalcedo Chahud, Carlos Augusto 10 October 2022 (has links)
La tesis consiste en la evaluación del comportamiento sísmico del Puente
Villena, construido hace más de 50 años, usando un método basado en el
desempeño.
El nivel de amenaza se calculó utilizando el programa CRISIS 2007 para
cinco periodos de retorno: 72, 224, 475, 975y 2475 años. El modelo de peligro
sísmico utilizado es el desarrollado por el Instituto Geofísico del Perú. En dicho
modelo se consideran 33 fuentes sismogénicas y leyes de atenuación
espectrales que permiten estimar la respuesta sísmica para diferentes periodos
estructurales.
El análisis del puente se hizo con el programa SAP 2000 V14. Se hizo un
análisis lineal elástico para las cargas de gravedad y la sobrecarga vehicular HL-
93 de la especificación AASHTO LRFD.
También se hizo un análisis lineal modal espectral para conocer los
periodos y forma de vibrar del puente.
Para evaluar el desempeño, se hicieron dos tipos de análisis del
comportamiento inelástico: un “pushover” y un análisis dinámico tiempo historia.
En el análisis dinámico tiempo historia se emplearon cinco acelerogramas
que fueron escalados a los cinco niveles de amenaza calculados. El
escalamiento se hizo utilizando el programa SEISMOMATCH.
Los resultados muestran que el puente tiene capacidad suficiente para
resistir las cargas permanentes y la sobrecarga vehicular. Esto se correlaciona
bien con lo observado en el campo ya que el puente se encuentra en buen estado
y no hay registros que indiquen que ha sido reforzado o retro capacitado durante
su vida útil.
También se comprueba que el puente tiene una reserva importante para
resistir la demanda sísmica.
Esto no quiere decir que el puente no necesite ser retro capacitado, ya
que en el estudio se determina que es probable que para periodos de retorno
mayores a 975 años el puente puede tener una falla por corte en el apoyo de los
arcos.
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