Ingeniera Civil / En la primera parte de este estudio se generan curvas de fragilidad para estructuras de albañilería a partir de datos de daños observados (empíricas) por medio de la correlación entre la intensidad MSK-64, que ha sido estimada para grandes terremotos chilenos, y parámetros obtenidos de registros sísmicos. Con ese objetivo, en una primera etapa se realiza un estudio bibliográfico para recopilar información reportada de la intensidad MSK-64 para terremotos chilenos como son Algarrobo 1985 (Mw=8.0), Punitaqui 1997 (Mw=7.1), Tarapacá 2005 (Mw=7.8), Tocopilla 2007 (Mw=7.7), el Maule 2010 (Mw=8.8), Iquique 2014 (Mw=8.2) e Illapel 2015 (Mw=8.3). En base a la revisión bibliográfica, se confecciona una base de datos de las intensidades MSK por localidad y en caso de ser posible se las asocia a una estación sísmica que haya registrado el terremoto; es decir, que se encuentre en un radio razonable de la localidad donde se conozca la intensidad MSK. Conforme a esta base de datos, se correlaciona la intensidad MSK y los parámetros sísmicos obtenidos del registro sísmico de dichas estaciones. Finalmente, se utiliza la definición de grados de daño de la Intensidad MSK-64 asociada a diversas categorías de estructuras de albañilería para determinar las curvas de fragilidad empíricas asociadas a las diversas clases de albañilería contempladas en la MSK-64. En una segunda parte de este trabajo, se busca establecer un nuevo indicador de daño a partir de la respuesta máxima de desplazamiento de un modelo de un grado de libertad no-lineal. Es decir, se determina un indicador que permita estimar la intensidad MSK-64 a partir de registros sísmicos. Teniendo en cuenta que la respuesta sísmica de un oscilador de un GDL no-lineal depende del registro sísmico, del periodo natural de la estructura, de la razón de amortiguamiento, de la resistencia y su curva histerética. En particular, se fija el periodo natural en 0,18 seg (típico para albañilería), la razón de amortiguamiento se estima como una curva dependiente del PGA del registro (asociado a diversos niveles de disipación del suelo y del movimiento), se utilizan tres resistencias características (40%g, 60%g y 80%g) y se analizan diversas curvas histeréticas (elasto-plástica perfecta, Takeda y modelo Gamma), escogiendo para el post-proceso la curva Gamma que captura en forma simplificada la respuesta de una estructura de albañilería. A partir de los resultados obtenidos con el modelo no-lineal, para tres resistencias características, se determina una correlación entre las respuestas máximas obtenidas para los registros y su respectiva intensidad MSK-64. De esta forma se generan tres indicadores de la intensidad MSK-64 que se detallan como: 1) basados en curvas ajustadas manualmente de los resultados, 2) a partir de un ajuste con algoritmos genéticos (RNA) y 3) a través de un ajuste multinomial. En general, los indicadores permiten una estimación de la intensidad, aún presentando una dispersión significativa. Siendo el indicador a través del ajuste multinomial el que presenta una representación más fiable de la intensidad MSK-64, observándose que sus resultados son un poco mejores que los que se obtienen de la correlación de la intensidad MSK-64 con el PGA (parámetro sísmico que muestra menor dispersión respecto a la IMSK-64).

Ingeniero Civil / La respuesta dinámica no lineal de un conjunto de marcos de acero es estudiada por medio de un modelo simplificado. El ajuste a un modelo parsimónico se realiza mediante un análisis estático no lineal que tome en cuenta efectos de modos superiores (en particular del segundo modo). Esto genera una mejor predicción de la respuesta para el caso de los pisos superiores (donde el efecto del segundo modo es más relevante), manteniendo la calidad para los pisos inferiores con respecto al ajuste considerando únicamente el primer modo. La eficiencia del modelo radica principalmente en su versatilidad para implementar distintas histéresis y el reducido tiempo de cálculo por sismo, siendo en promedio de 0.2 [s] para los casos tri-lineales y 0.06 [s] para la histéresis de BoucWen. Se estudia el efecto de introducir incertidumbres tanto en las excitaciones de la base (lo cual se logra mediante la generación de sismos sintéticos) como en la estructura. En general se observa que los valores medios de la respuesta son poco sensibles a la incerteza del 10% supuesta en las matrices de rigidez y masa, pero la covarianza tiende a aumentar entre un 1% y un 3% siendo más importante el efecto en pisos superiores. La generación de curvas de fragilidad permite estudiar el comportamiento de la estructura frente a un banco de sismos con la variabilidad intrínseca de los registros naturales, para niveles crecientes de demanda. Todos los modelos presentan un buen desempeño sísmico, estando casi todos por debajo del 10% de probabilidad de colapso frente a una demanda de pga de 1[g].

The analysis of the structural seismic response has gained a special importance both for the seismic design of buildings as for predicting the damage caused by earthquakes. In this thesis a complete study about the seismic risk assessment of the two main structuraltypologies of residential buildings of Barcelona, Spain, is presented. These correspond to reinforced concrete buildings with waffle slabs and unreinforced masonry buildings. The main goal of this research is to apply a systematic methodology for the seismic riskassessment, by means of fragility curves, in buildings located in urban zones with moderate seismic hazard.After revising the conceptual aspects involved in the seismic risk assessment and describing the current state of the art, the adopted methodology to evaluate the structuralcapacity, fragility and expected damage analyses is described. To assess the capacity a structural modelling of the buildings and a non-linear static analysis is required. The fragility or vulnerability is evaluated through the capacity spectrum, by means of a simplified procedure. The damage probability matrixes for a given seismic scenario require knowledge of the maximum structural response, which is obtained by using the capacity spectrum method.The methodology has been applied to three reinforced concrete models representative oflow, mid and high rise buildings of the city; this has allowed developing seismic risk scenarios for two earthquakes, which occurrence in Barcelona is reasonably possible. These scenarios take into account the Barcelona seismic zoning.The method has been also applied to characterize the expected seismic behaviour of masonry buildings, modelling three typical buildings of the Eixample District. Two of them present different plane configuration, one more regular than the other. The third isrepresentative of corner buildings, typical of the city's blocks. The better behaviour of the regular buildings compared to corner buildings is confirmed. An aggregate set of buildings, corresponding to a typical line of the district's blocks has been studied. It has been observed that the aggregate behaviour does not improve; instead it inherits the vulnerability of the constituting buildings.A sensitivity analysis of the slight and extensive threshold damage states is carried out; it is observed that little variations in these thresholds significantly influence the expected damage. Consequently, new thresholds for these damage states are proposed based on certain structural characteristics obtained from the non-linear static analysis. The proposed slight damage threshold takes into account the elastic stiffness degradation, while hardening is considered for the extensive damage state. To validate the results obtained with of the employed methodology, a series of non linear dynamic analysis were carried out in two reinforced concrete buildings. The global results were compatible with the ones of the methodology. In general, the results show a good confidence level.Finally, the conclusions drawn the current thesis are summarized and some recommendations for future works are given.