El Centro Histórico de Lima, una ciudad considerada Patrimonio de la Humanidad, debe su supervivencia a los terremotos en gran parte a un sistema de construcción de madera llamado "quincha". El sistema de construcción mixto de adobe y quincha se usó para hacer frente a los frecuentes terremotos destructivos que devastaron la ciudad. El sistema "quincha" consiste en postes de madera, vigas de madera en la parte inferior y superior, una combinación de caña tejida, y barro como relleno. Es ampliamente aceptado que este sistema es resistente a los terremotos a pesar de ser antiguo y tener un mantenimiento deficiente. Se modeló un sistema de dos grados de libertad para representar el sistema estructural y se realizó un análisis de sensibilidad utilizando un análisis espectral modal y un análisis tiempo-historia. La variable empleada en este análisis fue la rigidez relativa entre el primer y segundo piso. Los resultados del análisis de sensibilidad mostraron que cuando la relación de rigideces “k1/k2” se encuentra entre seis y nueve, hay una reducción del 15% en la cortante basal y para relaciones más altas la reducción aumenta asintóticamente al 25%. Luego, se elaboró un análisis comparativo con los datos del ensayo dinámico a dos módulos a escala real de adobe-quincha. Se compararon ambos módulos con la información obtenida del modelo simplificado. Con estructuras que presentan un primer nivel más rígido que el segundo, es aconsejable no endurecer el segundo nivel, ya que aumenta la cortante basal y afecta la mampostería de adobe del primer piso. Por lo tanto, la rigidez relativa es fundamental en el comportamiento dinámico de estas estructuras mixtas. / Tesis

La investigación genera una metodología simple para determinar el riesgo sísmico de viviendas informales de albañilería confinada en la ciudad de Trujillo. Para ello se ha analizado las características técnicas así como los errores arquitectónicos, constructivos y estructurales de viviendas construidas informalmente. La mayoría de las viviendas informales carecen de diseño arquitectónico, estructural y se construyen con materiales de baja calidad. Además estas viviendas son construidas generalmente por los mismos pobladores de la zona, quienes no poseen los conocimientos, ni medios económicos necesarios para una buena práctica constructiva. Para recolectar la información para este trabajo de tesis se encuestaron 30 viviendas en 02 distritos de la ciudad de Trujillo, que se seleccionaron por sus características morfológicas y por la presencia de viviendas informales de albañilería. La información de campo se recolectó en fichas de encuesta, en las que se recopiló datos de ubicación, proceso constructivo, estructuración, y calidad de la construcción. Posteriormente el trabajo de gabinete se procesó la información en fichas de reporte donde se resume las características técnicas, elaborando un análisis sísmico simplificado por medio de la densidad de muros, determinando la vulnerabilidad y peligro y riesgo sísmico de las viviendas encuestadas. Luego con la información obtenida se detalló los principales defectos constructivos encontrados en las viviendas encuestadas. Los resultados obtenidos contribuyeron a la elaboración de una cartilla para la construcción y mantenimiento de las viviendas de albañilería confinada de la costa peruana, zona de alto peligro sísmico. / Tesis

En este trabajo, se presenta el estudio del efecto de los modos altos de vibración de estructuras de concreto armado en la amplificación de los momentos flexionantes en las columnas, durante una respuesta sísmica. Se buscará cuantificar este efecto para estructuras aporticadas mediante análisis dinámico inelástico, y proponer valores para su aplicación en el diseño de pórticos de concreto armado. / Tesis

Ingeniero Civil / El presente trabajo de título tiene como objetivo principal determinar analíticamente el mejor valor para el Factor de Sobrerresistencia (Ωo) a partir de 4 valores de prueba (Ωo=2,3,5 y 10.7). Esto se llevó a cabo mediante la evaluación del desempeño sísmico de una serie de modelos analíticos no lineales que representan a nivel macro los fenómenos ocurridos en edificios de acero con marcos arriostrados concéntricamente. Estos macro-modelos consisten en un sistema de estructura de masa y rigidez concentrada con rótulas plásticas, que permiten introducir la no-linealidad al sistema y modelar la resistencia de las estructuras a partir de la utilización de curvas momento-rotación. Para asegurar la correcta utilización de los macro-modelos, éstos debieron ser calibrados a partir de los modelos realizados para los edificios reales. Se desarrollaron 12 arquetipos con distintas alturas, sobrerresistencias y niveles de ductilidad, siguiendo la metodología de FEMA P695 (llámese Metodología). Cada uno de ellos se sometió a un set de 18 registros sísmicos de alta intensidad ocurridos en Chile utilizando el algoritmo de un Análisis Dinámico Incremental (IDA, por sus iniciales en inglés). Finalmente, se evalúo la aceptabilidad de cada uno de los valores estudiados de Ωo de acuerdo a los requerimientos de la Metodología. Como objetivo secundario se estudió una posible relación entre el factor de sobrerresistencia y la ductilidad del sistema (µT), junto con analizar posibles desventajas al implementar altos factores de sobrerresistencia debido a una potencial reducción de la ductilidad total de la estructura. De los resultados, se recomienda la utilización de Ωo=2.0 para los edificios de acero estudiados con R=5. Además, para los niveles de sobrerresistencia analizados se determinó que, para Ωo>5.0, la potencial reducción de ductilidad podría deteriorar el desempeño sísmico del edificio. Estas conclusiones aplican para edificios dentro del rango de características estudiado, con altura de hasta 21[m].

La determinación de la resistencia al corte de muros de albañilería armada es fundamental para su diseño sísmico, tanto cuando la falla de corte controla el diseño como cuando se desea que esta falla no controle, es por esto que es necesario tener un modelo teórico que permita determinar esta resistencia. La posibilidad de contar con este tipo de modelo representa un importante avance en el diseño al corte de este tipo de muros, considerando que las recomendaciones de diseño de las normas provienen de expresiones empíricas, las cuales poseen limitaciones propias de las características de las probetas ensayadas. En la búsqueda de este objetivo, en este Trabajo de Título se estudia la posibilidad de aplicar un modelo puntal-tensor propuesto por Hwang et. al para determinar la resistencia al corte de muros cortos de hormigón armado a muros de albañilería armada construidos con bloques huecos de hormigón con relleno parcial de huecos y cuantía reducida de armadura con las mismas características geométricas. Para ello se utilizan como antecedente los resultados de los ensayos realizados en el proyecto FDI desarrollado por el Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón (ICH) en los laboratorios del IDIEM y del DICTUC en el año 2002. Luego de incorporar al modelo la verificación de la fluencia de la armadura de borde,de establecer ciertos valores de las deformaciones axiales unitarias en la dirección vertical y horizontal y de agregar modificaciones relacionadas con las propiedades de la albañilería, como son: la resistencia a la compresión axial y la deformación axial asociada a ella, la inclusión de un factor de degradación de la resistencia prismática por el estado biaxial de tensiones presente en los muros, se obtiene un modelo que estima la resistencia al corte de este tipo de muros con una precisión razonable, lo que significa una subestimación de un 6% del resultado experimental con una dispersión de los resultados mucho menor que la obtenida con el modelo original. Además se pudo comprobar que la degradación debido al comportamiento biaxial en los muros construidos con bloques de hormigón es muy similar a la de los muros de hormigón armado. Finalmente, se concluye que es necesario contar con datos experimentales de las deformaciones para los casos en que se supere el límite de fluencia de las armaduras y para los casos en que no se tienen armaduras distribuidas.

Ingeniero Civil / En un país sísmico como Chile, donde se han registrado terremotos muy severos, el diseño de estructuras sismorresistentes es vital para asegurar la durabilidad de ellas. Un caso particular son las estructuras de acero destinadas a instalaciones industriales, cuyo diseño se basa en la norma chilena NCh2369 (INN, 2003), cuya redacción se basó en la experiencia y prácticas de importantes empresas de ingeniería del país debido a la inexistencia de una norma internacional de diseño sísmico que se refiriera a estos casos. Dada la incertidumbre que existe respecto al tema, y con el fin de aportar al entendimiento del comportamiento de este tipo de edificaciones, surge la idea de analizar un modelo estructural basado en un tipo de edificio ya existente, esperando que su comportamiento explique los motivos por los cuales las disposiciones de diseño establecidas en la norma cumplen con requisitos de rendimiento ante situaciones extremas. El objetivo general de este trabajo de título es determinar las razones del buen desempeño observado durante el terremoto del 27 de Febrero de 2010 en estructuras de marcos arriostrados concéntricos de acero, destinadas a la industria, construidas bajo las disposiciones de la norma NCh2369 (INN, 2003). Se realiza una evaluación de algunas disposiciones de diseño de la norma, en particular de parámetros como el factor de reducción R, donde existe mayor incerteza, con la intención de verificar la posible existencia de una sobre resistencia u ocurrencia de deformaciones inelásticas que hayan favorecido el desempeño sísmico de la estructura a estudiar. La respuesta del edificio se obtuvo llevando a cabo un análisis del modelo desarrollado en 2 etapas principales: análisis estático y estudio dinámico. Para el análisis estático se realizaron pruebas pushover sobre la estructura, y el estudio dinámico se hizo utilizando registros obtenidos durante el evento sísmico del 27 de Febrero de 2010, en conjunto con registros de otros sismos de importancia ocurridos en el país. Se encontró que el diseño de la estructura estudiada entregaba una mayor sobrerresistencia a ésta, mientras que la demanda de ductilidad se mantuvo en valores bajos tanto en las direcciones principales como en la estructura general. Incluso se verificó la no ocurrencia de deformaciones inelásticas bajo solicitaciones sísmicas de los registros utilizados. Además, esta alta sobrerresistencia se tradujo en un alto valor del factor R, con lo cual las estructuras diseñadas bajo las mismas especificaciones de diseño resultarían sobredimensionadas.

En este trabajo se presenta el diseño sísmico de un edificio de marcos de acero simétrico de 3 pisos, planta 20x20m con disipadores en la conexión viga-columna y la verificación de su comportamiento bajo la acción de un registro sísmico. Se supone que los marcos de fachada resisten la acción sísmica. El diseño se realizó según la norma sísmica NCh 433 of. 96, usando el método estático. Cada disipador sísmico consiste en barras de una aleación CuAlBe con comportamiento superelástico, las que se dimensionaron para cargas gravitacionales y con propiedades mecánicas obtenidas experimentalmente. El análisis sísmico se realizó con el software DRAIN-2DX, aprovechando condiciones de simetría para usar un modelo plano. En primera instancia, el marco se consideró empotrado en la base, pero las columnas inferiores fallaron al aplicar el registro de Llolleo N10E. Al modificar los apoyos a rotulados, las columnas fueron capaces de resistir el corte basal que se generó en el primer piso, las barras de SMA disiparon casi la totalidad de la energía y la estructura quedó sin deformaciones remanentes al finalizar el sismo. Sin embargo, estas conexiones no fueron efectivas cuando la estructura fue sometida a los registros sísmicos de Northridge y Sylmar. Además, se estudió el efecto de variar la cantidad de barras en la conexión, concluyéndose que el comportamiento se mantiene si el área varía entre 0.5 y 1.15 veces el área original. Igualmente, se analizó la estructura con conexiones flexibles sólo en los vanos extremos produciéndose plastificación en las vigas interiores y deformaciones remanentes al finalizar el sismo.

Actualmente, el diseño sísmico de edificios se basa en aplicar una excitación sísmica a lo largo de uno de los ejes principales de la estructura; pero, distintas investigaciones han demostrado que el ángulo de incidencia y bi-direccionalidad del sismo son parámetros importantes a tomar en cuenta. El objetivo de la presente investigación fue evaluar las reglas de combinación direccional en el cálculo de la respuesta estructural de edificios de concreto armado para distintas irregularidades estructurales. La metodología empleada consistió en realizar distintos análisis tiempo historia lineal bi-direccional en 9 modelos computacionales, utilizando distintos ángulos de incidencia del sismo; con estos resultados se obtuvieron las respuestas críticas de las estructuras evaluadas. Así mismo, se realizó un análisis modal espectral a lo largo de los ejes principales de la estructura, para después aplicar las reglas de combinación direccional evaluadas en el estudio. Para evaluar las reglas, se compararon las respuestas obtenidas de cada regla con las respuestas críticas obtenidas del análisis tiempo historia. Con los resultados obtenidos se concluyó que no existe una regla de combinación direccional que estime mejor las respuestas para determinada irregularidad estructural; más bien, sin importar el tipo de irregularidad, la regla que estimó de mejor manera las respuestas evaluadas fue la regla del escalado a la cortante basal estática, regla presente en la norma peruana y en normas de otros países. Además, se observó que la respuesta estructural obtenida con el análisis modal espectral subestima la respuesta crítica, pues varía entre el 65% y el 87% de la respuesta obtenida con el análisis tiempo historia. Finalmente, se observó que los parámetros más relevantes que afectaron en las respuestas calculadas con las reglas de combinación direccional fueron el periodo fundamental y la excentricidad de la estructura, por lo que, se propuso una nueva regla que depende de estos dos parámetros.

En el Perú existen muchos factores de riesgo a los que las personas están sometidas día a día. Actualmente el riesgo de la crisis sanitaria ocasionada por la pandemia es la mayor de sus preocupaciones. No obstante, un riesgo al cual todos, sin excepción, estamos sometidos es al riesgo sísmico que puede generar un desastre colosal en nuestro país. Gran parte de los peruanos no poseen la certeza de que sus viviendas consigan soportar un sismo de gran magnitud, lo que solo evidencia la situación actual y cultural con respecto a la construcción en nuestro país. En este sentido, el fin de esta investigación busca mejorar la seguridad que debería existir en las futuras edificaciones. Encontrar una mejor metodología de cómo realizar el cálculo de las aceleraciones de los diafragmas la cual se utiliza para el diseño de los elementos no estructurales en las edificaciones. Al utilizar la metodología de la norma ASCE 7-16 adaptándola a nuestra norma E.030 se obtienen resultados mucho más precisos que se asemejan a la realidad. Estos resultados generan mayor confianza en las estimaciones de los posibles sismos que ocurrirían en nuestro país. De la misma manera, se evidencia que la adaptación es completamente factible debido a que la filosofía de diseño que se utiliza en ambas normas es similar. Adicionalmente, al compatibilizar los desempeños de las rótulas plásticas en todos los elementos más críticos, se observa que cumplen sus funciones de manera óptima garantizando el funcionamiento adecuado que proveen las normas nacionales. Después de todo el proceso realizado, es posible sugerir esta adaptación en futuros diseño los cuales generarían mayor seguridad a todos los usuarios.

Los profesionales responsables de redactar, revisar y publicar cada norma, no suelen ser partícipes en la elaboración de otras normas; ya sea porque se trate de un área o especialidad distinta o porque simplemente se eligieron otros expertos en el ámbito. Lo anterior se puede ver reflejado en diferencias o variaciones de algunos términos y consideraciones en las Normas E.030 “Diseño Sismorresistente”, E.050 “Suelos y Cimentaciones” y E.060 “Concreto Armado”, y su aplicación en la construcción de proyectos. Por ejemplo, para la Norma E.060, se puede incrementar en un 30% la presión admisible del suelo; mientras que la Norma E.050 no hace ningún tipo de referencia a un incremento de dicho parámetro. El término de presión admisible de un suelo es de suma importancia puesto que se ve mencionado en tres normas del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Asimismo, es utilizado por diferentes expertos, sean de distintas especialidades o no, pues involucra parte importante del diseño total de una edificación. Por dicho motivo, además de la importancia de conocer las distinciones, surge la necesidad de compatibilizar conceptos referidos a presiones admisibles entre las distintas normas. El objetivo principal de este trabajo de investigación es recopilar términos relacionados a las presiones admisibles para su posterior comparación entre las Normas E.030, E.050 y E.060. Esto se realizará mediante la revisión de las distintas normas anteriormente mencionadas. Asimismo, se revisarán otras normas internacionales como la Norma chilena, Norma mexicana y Norma española con el fin de contrastar la terminología referida a presiones admisibles y, a partir de ello, presentar una propuesta que logre uniformizar conceptos.