En este trabajo se proponen los requisitos de análisis y diseño de sistemas de aislación sísmica tomando como referencia las normas americanas NEHRP Recommended Seismic Provisions FEMA P-750 (2009) y ASCE/SEI 7-10 (2010), la norma chilena NCh2745-2003 y su actualización del 2013. Esto surge como una necesidad debido al incremento de construcciones con sistemas de aislación sísmica en el Perú, sumado al requisito establecido en la actualización del proyecto de norma E.030 del 2015, para el uso de sistemas de aislación sísmica en la base en establecimientos de salud del Sector Salud del segundo y tercer nivel. Entre las propuestas desarrolladas se encuentran las aceleraciones para el sismo de diseño y sismo máximo probable que permiten construir el espectro de diseño considerando un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años, los factores de modificación por incorporación de amortiguamiento (Bd), los factores de amplificación de suelo para periodos estructurales mayores a 1,0 seg y los límites de desplazamiento para las estructuras sobre el sistema de aislación. Además, se propone adoptar la forma del espectro de diseño establecido en las normas americanas NEHRP 2009 ó ACE/SEI 7-10, el cual se construye con aceleraciones para periodos de 0,2 seg y 1,0 seg. Las aceleraciones para estas ordenadas espectrales se obtuvieron del estudio de peligro sísmico de 11 ciudades del Perú agrupadas en 4 zonas según el proyecto de norma E.030 del 2015, amplificadas para considerar de una manera simple y práctica el efecto de la máxima dirección, mediante un factor calculado como la relación entre la ordenada espectral máxima de las dos componentes registradas en un señal sísmica y la aceleración correspondiente a la media geométrica o geoman (√S1.S2). El factor de amplificación que define el sismo máximo probable, fue calculado mediante la relación entre las aceleraciones para un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años (convolución de las curvas de peligro sísmico y las curvas de fragilidad) y las aceleraciones para el sismo de diseño (geoman) de las 11 ciudades consideradas en este trabajo, amplificadas para considerar el efecto de máxima dirección. Los factores de modificación amortiguamiento (Bd) fueron calculados en base a la respuesta de desplazamientos de 14 señales sísmicas (dos componentes por señal) ajustando el promedio de la combinación SRSS de las dos componentes al espectro de diseño propuesto, usando el método denominado Mean Spectrum Matching. Los factores de amplificación de sitio se ajustaron a las funciones de amplificación propuestas por Roger D. Borcherdt para el territorio de Estados Unidos. Finalmente, se desarrolla un ejemplo de cálculo de un edificio con aislamiento sísmico comparando su respuesta estructural considerando los requisitos propuestos en este trabajo y los requisitos establecidos en la norma NCh2745-2003 y el ASCE SEI7-10 / 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

En este trabajo se desarrollaron herramientas para estimar el desempeño sismorresistente y para cuantificar pérdidas en edificios educativos peruanos. Se identificaron cinco tipos estructurales como los más representativos. Un tipo corresponde a los edificios de adobe, tres tipos a los edificios de concreto y albañilería construidos antes de 1997 y un tipo a los edificios de concreto y albañilería muy robustos que se empezaron a construir después de 1997 y que representan el 2% del total de edificaciones. Para estimar pérdidas se construyeron funciones de distribución de daño para diferentes escenarios de sismicidad en base a las cuales se obtuvieron curvas de fragilidad y matrices de probabilidad de daño. En el país no existe información estadística sobre los daños de edificios escolares afectados por terremotos, ni tampoco sobre sus características estructurales. Por este motivo, se recurrió a la opinión de expertos en ingeniería estructural para estimar el comportamiento esperado. Para la presentación del tema y la recolección de información se empleó el método Delphi. Los resultados indican que los edificios de adobe quedarían irreparables (daño mayor a 60%) para eventos con intensidades de VII MM o más. Para los edificios de concretoalbañilería construidos antes de 1997 y para los de reciente construcción se encontró que el daño irreparable se alcanzaría desde intensidades de IX MM y X MM respectivamente. Se estudió el desempeño de los edificios ubicados en las zonas de mayor sismicidad en sismos frecuentes (50 años de periodo de retorno y 0.2g de aceleración pico del suelo) y en eventos mayores (500 años de periodo de retorno y 0.4g de aceleración pico). Los resultados indican que en sismos frecuentes los edificios de concreto-albañilería construidos después de 1997, tendrían daños menores al 5% y en sismos severos alcanzarían 40% de daño. Para los edificios de concreto-albañilería anteriores a 1997 y para los edificios de adobe los daños serían importantes en sismos frecuentes (20% y 45% respectivamente) y en sismos severos ambos tipos de edificios quedarían irreparables (65% y 95% de daño). Para completar el desarrollo de un plan nacional de protección de la infraestructura educativa es necesario que el estado compile y organice la información necesaria para lograr una representación cuantitativa de la distribución geográfica y de las condiciones locales de la infraestructura educativa. En paralelo al desarrollo de este plan es necesario organizar programas de reducción de vulnerabilidad de bajo costo para las edificaciones en mayor riesgo. / Tesis

En este trabajo se proponen los requisitos de análisis y diseño de sistemas de aislación sísmica tomando como referencia las normas americanas NEHRP Recommended Seismic Provisions FEMA P-750 (2009) y ASCE/SEI 7-10 (2010), la norma chilena NCh2745-2003 y su actualización del 2013. Esto surge como una necesidad debido al incremento de construcciones con sistemas de aislación sísmica en el Perú, sumado al requisito establecido en la actualización del proyecto de norma E.030 del 2015, para el uso de sistemas de aislación sísmica en la base en establecimientos de salud del Sector Salud del segundo y tercer nivel. Entre las propuestas desarrolladas se encuentran las aceleraciones para el sismo de diseño y sismo máximo probable que permiten construir el espectro de diseño considerando un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años, los factores de modificación por incorporación de amortiguamiento (Bd), los factores de amplificación de suelo para periodos estructurales mayores a 1,0 seg y los límites de desplazamiento para las estructuras sobre el sistema de aislación. Además, se propone adoptar la forma del espectro de diseño establecido en las normas americanas NEHRP 2009 ó ACE/SEI 7-10, el cual se construye con aceleraciones para periodos de 0,2 seg y 1,0 seg. Las aceleraciones para estas ordenadas espectrales se obtuvieron del estudio de peligro sísmico de 11 ciudades del Perú agrupadas en 4 zonas según el proyecto de norma E.030 del 2015, amplificadas para considerar de una manera simple y práctica el efecto de la máxima dirección, mediante un factor calculado como la relación entre la ordenada espectral máxima de las dos componentes registradas en un señal sísmica y la aceleración correspondiente a la media geométrica o geoman (√S1.S2). El factor de amplificación que define el sismo máximo probable, fue calculado mediante la relación entre las aceleraciones para un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años (convolución de las curvas de peligro sísmico y las curvas de fragilidad) y las aceleraciones para el sismo de diseño (geoman) de las 11 ciudades consideradas en este trabajo, amplificadas para considerar el efecto de máxima dirección. Los factores de modificación amortiguamiento (Bd) fueron calculados en base a la respuesta de desplazamientos de 14 señales sísmicas (dos componentes por señal) ajustando el promedio de la combinación SRSS de las dos componentes al espectro de diseño propuesto, usando el método denominado Mean Spectrum Matching. Los factores de amplificación de sitio se ajustaron a las funciones de amplificación propuestas por Roger D. Borcherdt para el territorio de Estados Unidos. Finalmente, se desarrolla un ejemplo de cálculo de un edificio con aislamiento sísmico comparando su respuesta estructural considerando los requisitos propuestos en este trabajo y los requisitos establecidos en la norma NCh2745-2003 y el ASCE SEI7-10 / Tesis

El Perú se encuentra en una zona sísmica, lo que expone a los edificios multifamiliares a riesgos significativos de sufrir daños estructurales irreparables en caso de sismos severos. En el año 2018, fue presentada la Norma Peruana de Aislamiento Sísmico (E.031) con el fin de continuar la operatividad de los edificios ante sismos severos. El objetivo de esta tesis es evaluar el desempeño sísmico de un edificio multifamiliar aislado de 5 piso. Para obtener las respuestas de la evaluación se utilizó el análisis dinámico incremental (IDA) con 7 pares de registros sísmicos. Los resultados se presentan en los parámetros de aceleración pico del suelo (PGA), daño-deriva de entrepiso y rotaciones inelásticas en vigas y columnas. Se utilizó los lineamientos de Hazus-MH-MR4 y de ASCE41-13 para la evaluación de desempeño. Los resultados muestran que para un terremoto de TR = 2500 años (PGA de 0.675g), indican que los valores de los giros plásticos en vigas y columnas alcanzarían solo el 48% y 39% del límite de ocupación inmediata según ASCE41-13. Al emplear la relación daño-deriva se estima que la estructura alcanzaría derivas del orden de 5.8‰ según Hazus-MH-MR4 indicaría que el daño en el edificio superaría el umbral de daño leve. Compatibilizando los resultados de este trabajo, indican una discrepancia en la evaluación del daño empleando la deriva (Hazus-MH-MR4) y el nivel de rotación (ASCE41-13), debido a la relación daño-deriva de Hazus-MH-MR4 corresponde a edificios de base fija. / Peru is located in a seismic zone, which exposes multifamily buildings to significant risks of suffering irreparable structural damage in the event of severe earthquakes. In 2018, the Peruvian Seismic Isolation Standard (E.031) was presented in order to continue the operation of buildings in the event of severe earthquakes. The objective of this thesis is to evaluate the seismic performance of an isolated 5-story multifamily building. To obtain the evaluation responses, incremental dynamic analysis (IDA) was used with 7 pairs of seismic records. The results are presented in the parameters of peak ground acceleration (PGA), mezzanine damage-drift and inelastic rotations in beams and columns. The Hazus-MH-MR4 and ASCE41-13 guidelines were used for performance evaluation. The results show that for an earthquake of TR = 2500 years (PGA of 0.675g), they indicate that the values of plastic twists in beams and columns would reach only 48% and 39% of the immediate occupation limit according to ASCE41-13. When using the damage-drift relationship, it is estimated that the structure would reach drifts of the order of 5.8‰ according to Hazus-MH-MR4, which would indicate that the damage to the building would exceed the slight damage threshold. Combining the results of this work, they indicate a discrepancy in the evaluation of damage using the drift (Hazus-MH-MR4) and the rotation level (ASCE41-13), due to the damage-drift relationship of Hazus-MH-MR4 corresponding to fixed base buildings.

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.

El proyecto se lleva a cabo en Puno en la ciudad de Juliaca, la más importante económica y demográficamente en la región. Esta se destaca por el predominio del adobe como material de construcción en zonas urbanas, conformando cerca de 2/3 del total según el censo nacional del 2017. No obstante, el uso de este material ha disminuido en los últimos años, debido a la desconfianza ante la baja sismorresistencia de las estructuras de adobe no reforzadas adecuadamente o, en su defecto, sin ello. Por tal motivo, el propósito de este trabajo es servir de referencia para el análisis y diseño de edificaciones de adobe sismorresistente, demostrando así la factibilidad de este tipo de construcciones. En primer lugar, se describe el objetivo y los antecedentes que definen el proyecto. Los siguientes apartados describen el contexto en el cual se desarrolla, teniendo en cuenta la cartografía y topografía de la zona, así como las propiedades del suelo; la climatología y la sismología de la zona. Una vez establecidos los condicionantes, se lleva a cabo el predimensiomamiento de la estructura, donde se aplican los criterios geométricos recomendados por la Norma E.080 de Adobe en un esquema en planta propuesto. Posteriormente, se realiza el diseño de la estructura, empezando por el techo compuesto por tijerales y viguetas de caña Guayaquil, sobre los cuales reposa una cubierta de caña y barro. Definida la estructura superior, se procede al diseño de los muros de adobe, verificando su resistencia por cortante y flexión ante los esfuerzos sísmicos definidos por norma. Cabe destaca que, la resistencia a tracción por flexión es soportada por el refuerzo externo: la geomalla, el cual se diseña utilizando el software ETABS, capaz de modelar la estructura por el método de elementos finitos, logrando así precisión en los resultados.

Durante muchos años se ha observado en el Perú una alta actividad sísmica, lo que ha evidenciado las que las edificaciones con desempeño sísmico deficientes no solo han sufrido daños estructurales importantes y pérdidas materiales, sino incluso de vidas humanas. Por ello, es sustancial implementar tanto medidas de prevención, como de reforzamiento a estas mediante una adecuada evaluación para determinar la susceptibilidad de las estructuras frente a los terremotos. La presente tesis se centra en examinar de vulnerabilidad sísmica en una infraestructura esencial, la cual se dispone a atender emergencias, además de resguardar la seguridad y bienestar del ser humano luego de una actividad telúrica. En ese sentido, se estudia el comportamiento de una institución educativa, en una zona que presenta gran probabilidad de daño para poder identificar las variables más importantes con relación a este tipo de edificación. Así mismo, este tema de investigación contiene el método empleado para estimar la vulnerabilidad de la institución educativa, así como el riesgo sísmico de la misma, en la ciudad de Lima. Con este propósito y para obtener los límites de daño y relacionar este último con la capacidad estructural se obtiene una curva de capacidad para cada dirección de análisis (x e y), a partir de un análisis estático no lineal. Además, se desarrollan curvas de fragilidad que permiten representar cuán vulnerable se encuentra la edificación en términos probabilísticos. Esto último se realizará en base a la metodología HAZUS, la cual permitirá producir estimaciones de daños y pérdidas para la mitigación del riesgo sísmico. Del presente estudio se concluye principalmente que esta estructura esencial presentaría un daño moderado ante un sismo raro. Así mismo, según los valores de desplazamiento espectral en el eje “x” e “y”, la respuesta ante un sismo raro, tiene una clasificación de “resguardo de vida” en una dirección y “cerca al colapso” en otra.

Los sismos ocurridos en el siglo XX, en diversas ciudades del Perú, nos han enseñado los problemas existentes en las edificaciones destinadas a aulas de colegios, institutos superiores y universidades. Estas experiencias y sus explicaciones técnicas deben ser divulgadas entre los arquitectos e ingenieros civiles, así como entre los estudiantes de estas carreras universitarias, con el fin de contribuir a enriquecer sus conocimientos. Es por estas razones que este trabajo se inicia con una breve historia del desarrollo de las edificaciones destinadas a colegios y centros de educación en general, para luego pasar a explicar las experiencias adquiridas en la evaluación de daños y en el reforzamiento de locales escolares afectados por los terremotos y culminar con criterios de estructuración de diversas edificaciones de la Universidad Católica que he proyectado. / Tesis

En este trabajo se desarrollaron herramientas para estimar el desempeño sismorresistente y para cuantificar pérdidas en edificios educativos peruanos. Se identificaron cinco tipos estructurales como los más representativos. Un tipo corresponde a los edificios de adobe, tres tipos a los edificios de concreto y albañilería construidos antes de 1997 y un tipo a los edificios de concreto y albañilería muy robustos que se empezaron a construir después de 1997 y que representan el 2% del total de edificaciones. Para estimar pérdidas se construyeron funciones de distribución de daño para diferentes escenarios de sismicidad en base a las cuales se obtuvieron curvas de fragilidad y matrices de probabilidad de daño. En el país no existe información estadística sobre los daños de edificios escolares afectados por terremotos, ni tampoco sobre sus características estructurales. Por este motivo, se recurrió a la opinión de expertos en ingeniería estructural para estimar el comportamiento esperado. Para la presentación del tema y la recolección de información se empleó el método Delphi. Los resultados indican que los edificios de adobe quedarían irreparables (daño mayor a 60%) para eventos con intensidades de VII MM o más. Para los edificios de concretoalbañilería construidos antes de 1997 y para los de reciente construcción se encontró que el daño irreparable se alcanzaría desde intensidades de IX MM y X MM respectivamente. Se estudió el desempeño de los edificios ubicados en las zonas de mayor sismicidad en sismos frecuentes (50 años de periodo de retorno y 0.2g de aceleración pico del suelo) y en eventos mayores (500 años de periodo de retorno y 0.4g de aceleración pico). Los resultados indican que en sismos frecuentes los edificios de concreto-albañilería construidos después de 1997, tendrían daños menores al 5% y en sismos severos alcanzarían 40% de daño. Para los edificios de concreto-albañilería anteriores a 1997 y para los edificios de adobe los daños serían importantes en sismos frecuentes (20% y 45% respectivamente) y en sismos severos ambos tipos de edificios quedarían irreparables (65% y 95% de daño). Para completar el desarrollo de un plan nacional de protección de la infraestructura educativa es necesario que el estado compile y organice la información necesaria para lograr una representación cuantitativa de la distribución geográfica y de las condiciones locales de la infraestructura educativa. En paralelo al desarrollo de este plan es necesario organizar programas de reducción de vulnerabilidad de bajo costo para las edificaciones en mayor riesgo. / Tesis