Nowadays retrofitting strategies are a typical problem of public administrations. Due to the amount of essential and/or historic buildings that require seismic retrofitting and the restricted economic availability, it is necessary to prioritize interventions on a large territorial scale in order to optimize the allocation of available economic resources, provide transparent guidelines, and identify the best solution with an integrated view of the problem. In this thesis work, a prioritization methodology for seismic risk reduction in public schools is developed. The suggested methodology is based on the community resilience concept, Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) methods, and Geographic Information Systems (GIS). It allows to define a proactive and resilient seismic risk mitigation strategy with a geographical, multidisciplinary, and multidimensional perspective. In order to illustrate the proposed methodology, prioritization strategies of retrofit interventions for 1825 public schools in the Lima Metropolitan Area are analyzed. The resilience of the communities has played a key role in the definition of the seismic risk mitigation policies. Three perceptions are identified to use the resilience concept in the present thesis work: seismic risk, emergency management, integration and social cohesion. They represent groups of interwoven technical, organizational, social, and economic dimensions. Based on these aspects, quantitative and qualitative prioritization criteria are selected and analyzed separately using GIS tools in order to model the schools seismic risk components and quantify the spatial and territorial relationships between schools and their surroundings. Through the assignment of criteria weights, numerous political scenarios are defined to perform predictive analysis that consider the possible uncertainties involved in planning and to enrich the decision-making process with more useful information. In order to compare them and identify the most optimal political scenario, a cost-benefit index and an innovative resilience indicator are determined for each one. A new and transparent framework is developed to help decision makers in selecting the political strategies, the relative prioritizations of interventions, and their intervention options in the pre- disaster and post-disaster phases. It provides a simplified methodology with solid technical and scientific bases that aims to optimize community resilience using a multidimensional and xviii spatiotemporal measurement. Decision makers and engineering professionals could use it as a decision support in the prevention and management of various natural and artificial threats.

La presente tesis denominada “Vulnerabilidad sísmica de una edificación escolar típica módulo 780 Pre NDSR-1997 mediante modelos no lineales” comprende el estudio de dos módulos escolares de dos y tres pisos denominados 780 Pre NDSR-1997 en el departamento de Lima, específicamente en Lima Metropolitana, esta denominación se debe a que fueron construidos bajo los lineamientos normativos antes de la norma de diseño sismorresistente del año 1997. La vulnerabilidad sísmica de los módulos se obtuvo partir de las “funciones de vulnerabilidad” en el que se relacionó la distorsión máxima de la estructura y el daño esperado obtenido a partir de la curva de capacidad bilinealizada relacionando los desplazamientos máximos en el techo con cada nivel de daño dado. Para la determinación de la respuesta de la estructura en términos de distorsión máxima se empleó la metodología propuesta por Miranda con parámetros en el rango elástico y parámetros en el rango inelástico. En el capítulo I se muestra una descripción estadística de la problemática de los colegios existentes, y los lineamientos seguidos por el Gobierno a través del PRONIED a fin de mitigar los daños ocasionados por eventos sísmicos a estas construcciones. Se describen además los objetivos del estudio. En el capítulo II se describen los antecedentes de estudios que preceden a la presente investigación específicamente estudios de desempeño y vulnerabilidad sísmica a colegios pre y post Norma de diseño sismorresistente del año 2007. En el capítulo III se presenta el marco teórico y conceptual de los procedimientos tomados para realizar el presente estudio. Se ven temas como modelos no lineales de los materiales, respuesta no lineal de los elementos y de la estructura, procedimientos y métodos para evaluar el daño de estructura y los niveles de desempeño sísmico de las mismas. En los capítulos IV y V se describen los procedimientos para la evaluación de la vulnerabilidad y los resultados de los análisis realizados. / Tesis

Muchos edificios escolares localizados en zonas sísmicas fueron diseñados con criterios sísmicos obsoletos y construidos bajo estándares de calidad inadecuados. Experiencias pasadas han dejado en evidencia la alta vulnerabilidad sísmica de los edificios escolares debido a fallas estructurales. Ante la necesidad de mitigar consecuencias futuras se han propuesto diversas técnicas de reforzamiento sísmico con el fin de alcanzar niveles de desempeño sísmico requeridos. Sin embargo, la selección de la mejor técnica de reforzamiento entre todas las alternativas disponibles es una tarea compleja debido a la variedad de criterios que influyen en la decisión. Esta tarea resulta aún más difícil cuando la reglamentación sobre reforzamiento sísmico a nivel mundial no propone un método de selección racional. En ese sentido, la investigación tiene como objetivo general mejorar la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico mediante el uso de criterios de transparencia y herramientas BIM. Para afrontar el objetivo planteado, se propone una metodología para la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico con un enfoque de transparencia. La metodología propuesta consta de cinco pasos en los que se apuesta por la innovación a través de la incorporación de tecnologías de información y comunicación en la construcción, como BIM, desde el inicio. El uso de BIM favorece la transparencia de la información y mejora el desempeño de la edificación a lo largo de todo su ciclo de vida. De esta manera, BIM se presenta como una estrategia prometedora para combatir las prácticas corruptas en la construcción, que afectan drásticamente la calidad de los proyectos, por ende, la salud y el bienestar de la población. La metodología propuesta se aplicó al estudio de caso “Reforzamiento Sísmico de Colegios Públicos Sistema Modular 780-PRE de Lima Metropolitana”. Los colegios 780-PRE fueron construidos con criterios de diseño sísmico obsoletos y baja calidad constructiva. Como parte de la metodología se llevó a cabo el taller participativo “Métodos multicriterios para toma de decisiones más transparentes en infraestructura educativa pública mediante el uso de BIM y TICs”, al que asistieron todos los stakeholders con participación en infraestructura educativa. Durante el taller, los stakeholders fueron partícipes de una experiencia de aprendizaje inmersivo a través del recorrido virtual por los modelos 3D y 4D de las alternativas de reforzamiento. Al mismo tiempo, los stakeholders participaron activamente en la coproducción de criterios de decisiones sobre reforzamiento sísmico dentro de entornos de trabajos colaborativos y multidisciplinarios. Finalmente, los stakeholders manifestaron que las actividades desarrolladas en el taller contribuyeron positivamente al incremento de la transparencia en la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico. / Tesis

El presente trabajo de investigación busca mostrar las deficiencias estructurales que se pueden presentar en edificios educativos antiguos. Así, el objetivo principal es ayudar en la toma de decisión entre dos opciones para resolver dichas deficiencias estructurales: Llevar a cabo un programa de reforzamiento y rehabilitación estructural, o realizar la demolición y construcción de un nuevo bloque de aulas. Para ello, la investigación utiliza como herramienta la evaluación técnica y económica de ambas alternativas. Esta se aplica al caso práctico de un pabellón de aulas del Instituto Superior Tecnológico Público Carlos Cueto Fernandini de la ciudad de Lima con más de 50 años de construido. En el presente trabajo se desarrolla la metodología que se emplea para una evaluación de estructuras existentes de concreto armado, incluyendo los principales ensayos que se suelen realizar en la estructura, así como las técnicas más comunes y económicas de reforzamiento estructural disponibles. Luego, se detalla la evaluación estructural efectuada, donde se indica las principales deficiencias estructurales de la edificación, y se calcula el costo de los ensayos que se realizarán. Después, se plantea un programa preliminar de rehabilitación de la estructura en función de las deficiencias encontradas, de modo que la estructura renovada cumpla con las exigencias mínimas de las normas actuales; de este modo, se obtiene un estimado rápido de los costos que este programa implicaría. Seguidamente, se estima mediante ratios de un proyecto similar, los costos que generaría la alternativa de demolición y construcción de un nuevo pabellón que reemplace al existente. Finalmente, comparando los costos de las dos alternativas en estudio, se puede concluir que la opción de reforzamiento y rehabilitación es la más conveniente.

En la actualidad, los sistemas de protección sísmica representan una opción viable para la prevención de desastres naturales como lo es un evento telúrico. Nuestro país se encuentra en la zona del cinturón de fuego del pacífico, por lo tanto no se debe hacer caso omiso al peligro que un sismo supone. En atención a ello, se presenta el siguiente estudio que intentará explicar, a grandes rasgos, una tecnología de protección sísmica: la implementación de aisladores en un edificio de viviendas. Es recurrente que el público en general, e inclusive ingenieros civiles, tengan interrogantes sobre el comportamiento, tipos, eficiencia y conveniencia de los distintos tipos de aisladores sísmicos. Por tal motivo, este estudio fue estructurado para describir la tecnología desde los principios básicos y la filosofía del diseño, hasta los mecanismos de protección y propiedades dinámicas de cada uno de los dispositivos. La información técnica mostrada corresponde a estándares internacionales, normativa local y prácticas comunes de la ingeniería estructural y construcción. Complementario a la información teórica, se plantea una comparación entre la propuesta ya construida y su similar con aisladores en una edificación de viviendas de varios niveles. Se ha seleccionado para el ejercicio un edificio multifamiliar típico del distrito de San Isidro, en la ciudad de Lima: dos sótanos y siete niveles de viviendas, incluyendo la azotea. La directriz general que se siguió, para realizar la propuesta con aisladores, fue la de restructurar la edificación con la idea de ahorrar en materiales de construcción y compensar, así, el sobrecosto por el concepto de aisladores. Al mismo tiempo, se mantuvo la arquitectura original y la funcionalidad de las viviendas. Finalmente, se resumen los resultados de los análisis de estructuras, de acuerdo a norma, y se presentan los costos de construcción asociados, junto con los beneficios del aislamiento sísmico, para comparar la conveniencia de su implementación en el ejercicio mostrado.

El presente proyecto consiste en el análisis y el diseño estructural en concreto armado de un edificio de seis niveles destinado a oficinas. El edificio se tomará en base a una arquitectura hipotéticamente de un Ministerio de Justicia en el departamento de Tacna. El edificio esta cimentado sobre un suelo de buena calidad, el cual tiene un esfuerzo admisible de 4kg/cm2 a una profundidad de cimentación de 1.5 m. La arquitectura del proyecto tiene una distribución de un primer piso para estacionamientos y almacenes, piso típico donde estarán las oficinas del Ministerio de Justicia, sexto piso donde se encuentra la terraza y auditorio, y la azotea donde se ubica el cuarto de máquinas y techo de escaleras. La división de los ambientes en los pisos típicos se realizará por medio de taquería móvil. La primera parte de este proyecto consistió en definir el sistema estructural que se adecue a la necesidad del proyecto (Ministerio de Justicia), para lo cual se utilizarán diversos criterios de estructuración y pre dimensionamiento de los principales elementos estructurales frente a las solicitaciones de cargas. La segunda parte fue realizar el metrado de cargas y el análisis sísmico del edificio. Se utilizaron las normas de cargas E.020 y la norma sismo resistente E.030-2016 como herramientas para el metrado de cargas y análisis sísmico respectivamente. La tercera parte fue el diseño estructural de todos los elementos del proyecto. Se utilizaron las normas de suelos y cimentaciones E.050 y la norma de concreto armado E.060 para el diseño de los elementos estructurales. Finalmente, se procedió con la elaboración y detalles de los planos estructurales. / Tesis

En este trabajo se desarrolló el análisis y diseño estructural de un edificio de vivienda de siete pisos y un sótano ubicado en Lima, sobre un suelo con 40 ton/m2 de presión admisible y luego se estudió su respuesta a dos acelerogramas peruanos de sismos recientes. El sistema estructural del edificio es de muros, columnas y vigas de concreto armado sobre una cimentación de zapatas aisladas y conectadas. Los sistemas de techos son aligerado prefabricado y losas macizas. Para el análisis estructural se desarrolló un modelo tridimensional con todos los muros, columnas y vigas. Los techos se representaron por diafragmas rígidos y para su análisis individual se usaron modelos separados. Se obtuvieron valores de 5 y 3‰ de deriva bajo las solicitaciones de la NTE-030. Para la dirección flexible, las dimensiones de las columnas se definieron por criterios de rigidez y no de capacidad de carga; su diseño por fuerza cortante fue cubierto ampliamente por los estribos mínimos. El peralte importante de las columnas (1 m) permitió cumplir el requisito de columna fuerte / viga débil (ΣMnc > 1.4 ΣMnv) sin usar acero adicional. La fuerza cortante de diseño en las placas se obtuvo usando los valores del análisis y factores de amplificación cercanos a 1.2; aún así, esta demanda fue cubierta con el acero mínimo distribuido. Los acelerogramas obtenidos en los terremotos de mayo-1970 y agosto-2007, presentaron valores pico similares (0.1g y 0.07g) pero diferente contenido de frecuencias (3.4Hz y 1.3Hz de frecuencia fundamental). Estas señales fueron escaladas a 0.2g para hacerlas representativas de nuestros sismos frecuentes (45 años de período de retorno en la costa peruana). Al estudiar la respuesta del edificio a las señales escaladas, se encontró que las mayores solicitaciones correspondían al acelerograma de agosto-2007 debido a la notoria diferencia en el contenido de frecuencias en la zona de períodos del edificio. Para esta señal se encontró que el edificio alcanzaría una deriva máxima del orden de 9 y 3 ‰ en cada dirección. En cuanto a la resistencia lateral, los resultados indican que para la dirección flexible, la demanda de resistencia de estas señales es 5 veces superior a la cortante global de diseño. Sin embargo la demanda sobre el elemento mas esforzado fue 3 veces superior a la capacidad instalada. Esta menor diferencia en los elementos se atribuye a la sobrerresistencia que todos los elementos adquieren en el proceso de diseño. Es muy probable que el edificio diseñado en este trabajo tenga incursiones inelásticas en un movimiento sísmico con aceleración del orden de 0.2g. / Tesis

Este proyecto desarrollado como tema de tesis comprende el análisis y diseño de un edificio de viviendas ubicado en la calle Alcalá, distrito de Pueblo Libre, provincia de Lima, sobre un terreno plano de 260.72 m2. El edificio tiene 5 pisos y 1 semisótano. El área construida total del proyecto es 1,030 m2. El sistema estructural del edificio de concreto armado está conformado por muros de corte, columnas y vigas. Los techos se resolvieron usando aligerados prefabricados y losas macizas. Para la cimentación, dada la buena capacidad del terreno (40tnm2), se diseñó usando zapatas aisladas y conectadas. La profundidad de cimentación es 1.20 m. / Tesis

Esta tesis presenta la investigación realizada en la segunda etapa. Primero se describen las características arquitectónicas y estructurales de las tecnologías constructivas de viviendas de tierra. Luego se estudian las características mecánicas de los principales materiales que las componen, así como las posibles fallas típicas debidas a sismos. Después se evalúan modelos de análisis sísmico con el fin de desarrollar una metodología del análisis de la vulnerabilidad de las viviendas de tierra. / Tesis

El desarrollo de la tecnología LED en los últimos años ha sido muy importante. Han dejado de verse como dispositivos de iluminación a pequeña escala, o indicadores de encendido/apagado, y ahora se ven en aplicaciones mucho más ambiciosas como paneles publicitarios, pantallas de TV e incluso en sistemas de iluminación. Esto se ve reflejado en el interés de muchas empresas por su utilización, dado a su alto nivel de iluminación, el cual viene acompañado de una alta eficiencia. Por otro lado; vivimos en un país con una importante actividad sísmica, la cual, sumada a un nivel alto en la informalidad en la construcción de viviendas, representa un riesgo potencial muy alto en caso de un sismo. Es por esto que el principal objetivo durante un hecho como ese, es el lograr la adecuada evacuación de las personas del lugar donde se encuentren. Sin embargo, un factor muy importante a considerar es que al movimiento telúrico se le pueden sumar fallas en los sistemas eléctricos, comprometiendo la visión de aquellas personas en proceso de evacuación. Es por esto que el sistema debe poder funcionar independiente del suministro, respaldado por una batería. Esto significa un requerimiento general para el diseño: buscar el mínimo consumo de corriente a fin de tener una mayor duración de la batería, lo que significa más tiempo de funcionamiento. Queda claro, entonces, la importancia de un sistema que permita alertar ante la ocurrencia de un sismo, señalizando adecuadamente las salidas y contando con un sistema de respaldo de energía, pues en estos casos, cualquier ayuda para salvar una vida es prioridad. La presente tesis plantea el diseño de un sistema de iluminación inteligente y de evacuación para casos de sismo, que, al detectar la ocurrencia de un movimiento telúrico, genere una alarma de acuerdo a la intensidad del mismo y permita indicar de manera adecuada las rutas de escape. Además, debido a la utilización de la tecnología LED y de foto-resistencias se logra un mayor ahorro de energía y una mayor eficiencia, mediante el control de la intensidad de la luz en función a las condiciones de un determinado ambiente. Todo esto, utilizando un sistema de respaldo de energía en caso de falla o caída del suministro eléctrico, y para el cual se usarán tecnologías y componentes de bajo consumo de corriente, que permitirán una mayor duración del tiempo de autonomía del sistema. / Tesis