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).

En este trabajo se desarrolla el análisis estructural y el diseño en concreto armado de dos edificios, los cuales serán destinados al uso de aulas y talleres dentro de un local universitario de características similares a dos edificios del proyecto de la Facultad de Arte de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Ambos edificios o pabellones tienen las siguientes características: Bloque A: Edificio de la izquierda, consta de un sótano y tres pisos. Bloque B: Edificio de la derecha, consta de un sótano y tres pisos; pero su sótano no está cerrado perimetralmente y tiene un comportamiento estructural diferente. Dichos edificios están interconectados por una escalera metálica, la cual se encuentra unida al bloque B, pero con un apoyo deslizante en el bloque A. Estos edificios se proyectarán sobre un terreno de forma rectangular de 10.10 x 64.60 = 652.50 m2 ubicado en el distrito de San Miguel, en la provincia de Lima. El área techada de cada bloque es de 10.10 x 31.40 = 317 m2 por piso; excepto el 3° piso del bloque B, el cual posee un volado de 1.80 m de longitud, dando de esta manera un área de 10.10 x 33.21 = 335 m2. Así, el área techada total del bloque A es de 1270 m2, incluyendo el sótano; y el área techada total del bloque B es de 1290 m2. El suelo tiene una resistencia de 4 kg/cm2, típica del Fundo Pando. Tanto el sótano del bloque A como el sótano del bloque B, se encuentran a un Nivel de Falso Piso de -4.05m respecto del nivel de la vereda de la parte posterior de los edificios (cota cero). La diferencia entre ambos edificios es que el pabellón A tiene muros perimetrales de concreto armado que permite modelarlo como un sótano con rigidez lateral importante; mientras que en el bloque B posee los mismos muros; pero estos se encuentran aislados de la estructura principal trabajando como muros de contención en voladizo. Por tanto, para fines estructurales este bloque posee cuatro niveles libres, haciéndolo más flexible que el bloque A. Todas las plantas de ambos bloques son típicas, salvo el piso que tiene el volado antes mencionado. Para la ejecución del análisis por sismo y de cargas de gravedad de este proyecto, se empleará el software SAP2000 versión 8.11. El presente trabajo consta de las siguientes partes: 1.- Estructuración 2.- Predimensionamiento 3.- Metrado de cargas de gravedad 4.- Análisis sísmico 5.- Análisis de cargas de vigas 6.- Diseño de losas 7.- Diseño de vigas 8.- Diseño de columnas 9.- Diseño de placas 10.- Diseño de muros de contención 11.- Cimentación 12.- Diseño de escalera metálica. / Tesis

La actual norma peruana de diseño sismo resistente (NPDSR) establece desplazamientos espectrales crecientes con el periodo estructural para estructuras con periodo mayor al de la plataforma. Esto no corresponde a la tendencia natural de los espectros, ya que para periodos largos los desplazamientos deben ser constantes e iguales al desplazamiento máximo del suelo. En la actualidad se están construyendo en nuestro medio, edificios con aislación sísmica cuyos periodos superan los 2.5 segundos y la NPDSR no permite estimar adecuadamente los desplazamientos a los que estarían sometidas. Por esta razón, se hace necesario el ajuste del espectro de la actual norma de diseño sismo resistente. En este trabajo se desarrolló una propuesta para los espectros de diseño en la zona de periodos mayores a 2.5 s. Para construir estos espectros no fue posible emplear el método de Newmark& Hall, ya que actualmente en el país no se cuenta con una estimación apropiada de los valores máximos de aceleración, velocidad y desplazamiento del suelo. El estudio se desarrolló estudiando tendencias y empleando regresiones basadas en promedios espectrales de la zona de periodos largos. Se obtuvieron espectros para los tipos de suelo S1 y S3 de la norma actual, correspondientes a valores medios y promedio más desviación estándar. Del análisis realizado se identificó el periodo a partir de la cual las aceleraciones espectrales se reducen con el cuadrado del periodo. Se espera que con esta propuesta, se logre mejorar la estimación de desplazamientos en las estructuras peruanas de periodos mayores a 2.5 s. Esto contribuirá a mejorar el estudio y diseño de los edificios con aislamiento sísmico en el Perú. / Tesis

En este trabajo se diseñó y evaluó el desempeño de una edificación aporticada de 5 pisos. El diseño se hizo siguiendo el Reglamento Nacional de Construcciones peruano [R.N.C., 1985] y la evaluación del desempeño de acuerdo a las sugerencias del Comité Visión 2000 del SEAOC [SEAOC, 1995] junto a técnicas de análisis inelástico espectral. / Tesis

La infraestructura educativa tiene un papel importante en el desarrollo sostenible del Perú. Sin embargo, el país no cuenta con políticas adecuadas de protección financiera y gestión de riesgos que le permita asegurar los bienes y formular planes para la atención de emergencias, rehabilitación y reconstrucción. Uno de los elementos necesarios para lograr estas medidas es el conocimiento de la relación entre intensidad y daño o función de vulnerabilidad. En la actualidad existe un gran interés por estimar las pérdidas económicas directas debido a los daños por sismos en los edificios que cumplen las normas sísmicas. / Tesis

En el presente trabajo se diseñó y evaluó un edificio aporticado de 6 pisos con planta rectangular de 33x22m, columnas cada 5.5m y ubicado en la zona peruana de mayor sismicidad sobre suelo bueno. Para el diseño se emplearon las normas peruanas. Para la evaluación del desempeño se usó la propuesta del Comité Visión 2000 del SEAOC y para estimar la respuesta, procedimientos de análisis no lineal basados en espectros de demanda y capacidad. / Tesis

En este trabajo se desarrolló el Diseño Estructural del bloque central de la Tribuna Norte del Estadio Campeones del 36 Piura – Sullana. En la tribuna Norte se encuentran ambientes destinados a Salones de eventos múltiples, Tópicos, Áreas de entrenamientos, Servicios higiénicos y almacenes. El proyecto inicial de arquitectura consideraba pórticos de concreto armado espaciados entre 2.05 y 6.80m. Las graderías de los niveles más altos se apoyaban sobre vigas que a su vez se apoyaban sobre un eje de columnas fuera de la fachada. Para el desarrollo de la tesis se emplearon ejes más distanciados con muros, columnas y vigas de mayores secciones transversales. Se suprimieron ejes de columnas en cada dirección. Para representar las graderías se desarrollaron dos modelos. En ambos modelos el paso se representó por una malla de elementos finitos. El contrapaso se representó también por una malla de elementos finitos en uno de los modelos (Losa-losa) y por bielas y viguetas en el segundo modelo (Biela-losa). En la dirección “X” (ver fig.2.1.2 para ubicar la dirección), para el modelo Losa-losa se tienen dos periodos cuyas masas participantes son muy cercanas (36.6 y 36.5%). Los periodos son 0.203 y 0.177s. para el cuarto y quinto modo respectivamente. Esto se puede interpretar como que estos modos trabajan en conjunto haciendo un total de 73.1%. En el modelo Biela-losa, para la misma dirección, se tiene un periodo de 0.197s.con 75.6% de masa participante para el cuarto modo de vibración. Los resultados para la dirección “Y” son muy cercanos. Los periodos son 0.256s con 63.3% de masa participante y 0.257s con 71.6% de masa para los modelos Losa-losa y Biela-losa respectivamente. Estos corresponden al segundo modo de vibración en ambos casos. Las cortantes estáticas en ambos modelos presentan valores muy cercanos. No ocurre lo mismo con las cortantes dinámicas, en este caso los valores no son cercanos debido a la diferencia de porcentajes de masas participantes. Sin embargo, al escalar las cortantes dinámicas al 90% de las estáticas, resultan cortantes de diseño muy similares para ambos modelos. En conclusión, ambos modelos trabajan bastante bien pero el modelo Losa-losa es el que representa mejor el comportamiento del estadio ante sismos y cargas de gravedad. También es este último modelo el que distribuye mejor las cargas hacia las vigas principales por eso se usó para el diseño de columnas, placas y vigas principales. El modelo Biela-losa, solo se usó para el diseño de las viguetas. Los resultados del modelo losa-losa muestran que el estadio tiene derivas de 3.5 0/00 y 2.4 0/00 para las direcciones x e y respectivamente. Por tanto, tendría un buen desempeño ante el sismo de diseño. Los criterios de predimensionamiento empleados para edificios convencionales fueron utilizados en el desarrollo de este trabajo. / Tesis

Nowadays, natural disasters are more frequents and destructives compared to the past, causing many deaths and injuries. Existing hospitals are defined essential structures that have the goal to protect the public health of citizen. They are called to resist not only to the impact of a disaster, but also to be operational in that case. Operational means that all the components of a health facility such as structures, architectural elements, contents, lifelines, key staff and the whole organizational system have to be functional. That objective is a challenge for the existing structures, especially for those built with obsolete seismic codes and in high seismic hazard areas like Lima. Furthermore, in case of an emergency, health facilities are called to response as a network in order to be more efficient and resilient. It implies that hospitals have to be managed not only at small-scale referring to the single hospital, but also at large-scale referring to the whole health system composed by all the health facilities involved in a determined area. Transfer of patients, staffs, water and medicines, can be moved under the coordination of a headquarters in this way. Starting from a developed health sector contingency plan in case of earthquakes for Lima metropolitan area, an assessment of the seismic performance of health facilities at large and small scale was carried out. At large-scale, two exploratory models were developed. The first one adapts to evaluate the basic seismic response capacity of hospitals, while the second one useful to assess the hospital treatment capacity of health facilities in the aftermath of a seismic event. Both models were carried out considering structural and nonstructural building damages using fragility curves provided by international standards, given the lack of Peruvian curves. Both models were proposed for a case study of 41 hospitals in Lima metropolitan. Given the lack of data about Peruvian building fragility curves, for a high rise infilled reinforced concrete hospital building, fragility curves were developed through the capacity spectrum approach including record-to-record variability. The method also allowed to to assess at small-scale the seismic structural performance of the investigate hospital building using the capacity analysis method. / Tesis

En el presente estudio se hace uso de la metodología desarrollada por García-Torres y colegas (2016), para caracterizar y pronosticar las pérdidas materiales producidas por terremotos. Las principales mejoras en la metodología incluyen un análisis más detallado de la estructura y composición material de las edificaciones, lo cual conlleva a la cuantificación del stock de materiales contenido en la ciudad. Se ha elegido como caso de estudio al sector residencial de la ciudad de Chiclayo para aplicar la metodología propuesta. Con el desarrollo de la presente investigación se busca contribuir a una adecuada gestión de los escombros producidos por eventos sísmicos, haciendo uso del análisis del stock y flujo de materiales. Los resultados pueden ser útiles para organizar una eficiente respuesta de emergencia, inmediatamente después de ocurrido el desastre, y el planeamiento para la recuperación de las zonas afectadas, a mediano y largo plazo. / Tesis

Ingeniero Civil / El avance en la investigación y tecnología del equipamiento mecánico ha conducido al desarrollo de equipos más eficientes, pero a su vez de mayor complejidad. En el caso de la ingeniería civil, sus métodos de análisis y modelos permitidos por los softwares, en particular en la ingeniería sísmica de equipos, en la cual se debe cumplir con los límites operacionales que impone el fabricante del equipo, ya sea en su comportamiento dinámico con operación normal, operación de emergencia y operación con sismo. En Chile, estos problemas ocurren en proyectos de gran envergadura como es el caso de las centrales termoeléctricas, en donde las normas de diseño estructural y sísmico no siempre abordan el análisis de interacción de la estructura de soporte y los componentes mecánicos del equipo. Sin embargo se ha desarrollado una actualización de la norma NCh2369, la cual se encuentra en estado de consulta pública por el INN, que exige un nuevo método de análisis mediante el Modelo Integrado de Análisis de Turbo Generador (MIATG). Esta metodología de análisis permitirá obtener resultados más precisos de verificación de los límites operacionales del equipo y considerando la interacción suelo-estructura-equipo. En este trabajo de título se crea un modelo computacional según los requisitos que impone el MIATG en la actualización de la norma, considerando información de condiciones de sitio, estructura y equipo de un proyecto construido, entregado para esta investigación. El modelo considera una mesa de fundación (estructura soportante), el equipo turbo generador, la interacción suelo-estructura a través de resortes y las cargas existentes vivas y muertas. Adicional a lo anterior, se utilizan dos programas de modelamiento estructural para cumplir con los objetivos de la memoria: SAP2000 v.19 y ANSYS apdl. La investigación considera el desarrollo del modelo en dos versiones: la primera considerando propiedades de rigidez y amortiguamiento simétricas en los descansos del rotor del equipo, en tanto la segunda versión considerando las propiedades de rigidez y amortiguamiento asimétricas en los descansos del rotor entregas por el fabricante del equipo. Los modelos se analizan en unos puntos de control en el eje longitudinal del rotor, a través de dos métodos de análisis dinámico: modal espectral y tiempo-historia utilizando registros sísmicos de aceleraciones reales de la zona, de acuerdo a la norma actualizada NCh2369. Los resultados de desplazamiento en los puntos de control del rotor demuestran que la importancia del mallado en un modelo integrado presenta un límite óptimo. También es importante tener presente el rango de diferencia de las respuestas de desplazamiento entre los programas de análisis que se utilizan para comparar resultados con un mismo modelo. Por otra parte, los métodos de análisis dinámicos aplicados en el modelo integrado para la obtención de los desplazamientos en el rotor difieren en sus resultados, dado que el método de análisis modal espectral entrega respuestas mayores al método de análisis tiempo-historia. En cuanto a las propiedades dinámicas de los descansos del rotor, la utilización de las propiedades con una matriz simétrica entrega respuestas de desplazamiento en los puntos de control del rotor menores que las respuestas de desplazamiento utilizando propiedades con una matriz asimétrica.