Ingeniero Civil / Los muros de hormigón armado con discontinuidades a nivel basal son bastante comunes en edificaciones chilenas. Estas discontinuidades afectan directamente en cómo se traspasan los esfuerzos ante eventuales solicitaciones, al no tener una sección transversal regular, la hipótesis de bernoulli de secciones planas no es apropiadas, ya que la discontinuidad genera una variación en el flujo de cargas la cual invalida la hipótesis; es por esto que surge la necesidad de estudiar el comportamiento de este tipo de muros frente a acciones sísmicas con más detalle. La presente memoria tiene por objetivo principal la construcción y ensayo de cuatro probetas de muros a escala de hormigón armado con una abertura en su base, tres de ellos son muros rectangulares y uno tiene además losas en el sector de la abertura, de manera de aumentar la rigidez en esa zona y considerar este efecto en futuros análisis. Adicionalmente se realiza un modelo tipo puntal-tensor de una de las probetas y se realiza una comparación respecto a los resultados que se obtienen experimentalmente del ensayo. El ensayo consiste en inducir sobre cada muro a través de un actuador hidráulico una carga pseudocíclica en su parte superior, así como también una carga axial constante del 10% de la resistencia nominal a compresión del hormigón, y observar cual es su comportamiento en cuanto a deformaciones y esfuerzos resultantes dado el tamaño de la abertura presente en su base. Se compara la respuesta de los muros y sus capacidades de deformación respecto a una probeta base sin discontinuidades. El muro con la abertura más pequeña es la que menor impacto genera en la respuesta de la probeta, así mismo, la abertura más grande es la que mayor impacto genera, disminuyendo considerablemente las capacidades de carga y deformación de la probeta respecto a la probeta base. Además se logra que las tensiones registradas experimentalmente sean consistentes con las teóricas obtenidas con un modelo tipo puntal-tensor.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica. Ingeniero Civil / Este estudio resume los resultados de un estudio analítico de Muros de Hormigón Armado (MHA) chatos y esbeltos, con y sin aberturas. El objetivo principal de este estudio es evaluar el efecto de aberturas y del pandeo de las barras longitudinales en MHA, modelando probetas experimentales disponibles en la literatura, y realizando variaciones paramétricas relevantes. Para lograr este objetivo, el presente estudio mejora la representación uniaxial de la curva tensión-deformación del acero en el elemento de membrana propuesto por Rojas [1], incorporando el modelo del pandeo en barras longitudinales propuesto por Massone y Moroder [2]. La exactitud de la técnica del modelamiento del elemento mejorado es corroborada, comparando simulaciones con datos experimentales de MHA disponibles en la literatura. Finalmente, se incorporan a nivel paramétrico diferentes aspectos como tipo de muro (sólido o con abertura), razón de aspecto, nivel de carga axial, cuantía de borde, deriva inicio de techo, y razón entre longitud libre y diámetro de la barra (relación L/d), de manera de ampliar el espectro de resultados. Resultados indicaron que el elemento mejorado fue capaz de reproducir los resultados y formas de falla experimentales, incluso en los casos con abertura. En general, el efecto del pandeo no causó mayor impacto en la respuesta global de muro para una relación L/d menor a 6, tanto en muros sólidos como en muros con abertura en el borde. Sin embargo, para L/d > 6 el pandeo produjo un impacto significativo en la ductilidad global de muro. Por otra parte, los resultados del modelo mostraron que la abertura, localizada en el borde sobre la base de muro, causó un impacto en la pérdida de capacidad por desplazamiento global de muro. Sin embargo, la pérdida de la capacidad por desplazamiento causada por la abertura está condicionada por dos parámetros: razón altura y largo de muro (hw/lw), y razón largo y espesor de muro (lw/tw). En la medida que la razón hw/lw disminuye, y la razón lw/tw aumenta, la abertura causa un impacto menor en la capacidad por desplazamiento global de muro, ya que el comportamiento inelástico de muros muy chatos (hw/tw < 2) está limitado por poseer una elevada resistencia a la flexión, por lo cual, la ductilidad está restringida; mientras que muros delgados (lw/tw > 12) tienen poca resistencia a las tensiones de corte, por lo cual, la ductilidad también está restringida.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica. Ingeniero Civil / Al someter muros estructurales esbeltos de hormigón armado (HA) a grandes solicitaciones sísmicas, es de esperar que estos incursionen en el rango no lineal debido a la fluencia de las barras de refuerzo longitudinal, lo que produce rótulas plásticas, especialmente en la base. Es común que se alcance la capacidad al momento en la base, lo que afecta principalmente el primer modo de vibrar. Sin embargo, el corte basal puede ser afectado por modos superiores una vez que se alcanza la fluencia flexural en la base, lo que puede derivar en una subestimación del corte basal. Este fenómeno es conocido como la amplificación dinámica del corte, la que no se encuentra incorporada en la actual normativa chilena para el diseño. A fin de investigar la demanda de corte debido a modos superiores, un estudio experimental es realizado en cinco probetas con escala 1:10. El programa considera muros de corte de HA en voladizo con sección rectangular y una masa total de 1 [ton], concentrada en 5 niveles. Los muros consideran discontinuidades comunes en construcciones locales (abertura central, muro bandera), y son materializadas sólo en la base de las probetas, y una de ellas no considera ni armadura de corte ni detallamiento de borde. Éstas son montadas en una mesa vibradora unidireccional para imponer las forzantes. Las probetas son de 2.15 [m] de alto, 15 [cm] de largo y 4 [cm] de espesor. Los ensayos son concebidos para alcanzar el rango no lineal y la excitación de modos superiores, a fin de estudiar la amplificación dinámica no lineal del corte. Adicionalmente, se obtienen mediciones experimentales del fenómeno para muros construidos según la práctica local, y los resultados de un muro base son comparados con los de muros con discontinuidades que presentaron problemas para el terremoto del 2010 en Chile, analizando cómo la amplificación impacta estas estructuras. Los muros son ensayados con una forzante sintética escalada en tiempo, basada en la registrada en Constitución para el sismo del 2010 en Chile, y el registro de Llolleo para el terremoto de 1985 en Chile. Todas las probetas son sometidas a la forzante sintética (Constitución) con una escala en aceleración incremental de 10% a 200%, también se aplica la señal de Llolleo al 100 y 150% de ser posible. El daño se concentra en la base de los muros, principalmente debido a flexión con alguna participación del corte. Para el registro sintético una amplificación promedio de 1.26 es obtenida, y un descenso de la resultante de fuerzas laterales cercana a 0.38hw. El aumento de la intensidad del registro, hace que la amplificación llegue a 1.8. En tanto ésta disminuye notablemente con señal con bajo contenido de frecuencias (Llolleo). No se observan diferencias significativas en la amplificación del corte cuando se incorpora una abertura central en la base, ni para el muro bandera, aun cuando el agrietamiento y modo de falla es diferente en estas probetas. La demanda de ductilidad y el aumento de periodo fundamental no muestran correlación cuando se aplican 2 señales diferentes, en tanto que el contenido de frecuencias y la intensidad de Arias infieren directamente en la amplificación. La amplificación medida es bien correspondida con la estimación por medio de la formulación de Priestley, et al. (2003), y se propone un ajuste del corte amplificado según la Intensidad de Arias efectiva del ensayo / Este trabajo ha sido financiado por Fondecyt.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Geotécnica / Ingeniero Civil / En el marco de la presente investigación, se estudió la respuesta sísmica de diferentes sectores de la cuenca de Santiago, a través del método lineal-equivalente (MLE). La finalidad de este estudio es establecer una caracterización adecuada de ocho sitios correspondientes a estaciones acelerográficas, para luego realizar un estudio de tendencias de la respuesta sísmica e identificar los parámetros más influyentes en ésta, de modo que puedan ser utilizados como indicadores de sitio para fines normativos. Como resultado del proceso de caracterización de sitios, se desarrolló una metodología para la estimación de la velocidad de onda de corte hasta el basamento rocoso, contando como datos de entrada mediciones superficiales (hasta profundidades menores a 40 metros) y el periodo fundamental como parámetro de calibración. La metodología fue validada mediante la comparación de las respuestas reales (medidas en cada sitio) para sismos de variada magnitud (entre 4.6 y 8.8) y las simuladas mediante el MLE utilizando el perfil estimado. Los resultados de este proceso entregaron valores razonables para el ajuste entre la respuesta real y la modelada, teniendo en consideración la variabilidad del fenómeno y la incerteza en torno a los parámetros estimados. Por otro lado, la validación de los perfiles caracterizados, ratifica también la utilización del MLE como una primera aproximación para el análisis de respuesta de sitio, incluso ante sismos fuertes y con suelos de comportamiento marcadamente no-lineal. Los resultados de los análisis de tendencias revelan la fuerte dependencia de la respuesta sísmica (medida a través de su amplitud, intensidad o amplificación) con el período fundamental del sitio, entregando correlaciones por sobre las obtenidas con el mundialmente utilizado Vs30 (velocidad de onda de corte promedio en los primeros 30 metros de suelo). Además se verifica el parámetro Vsz800 (Vs promedio hasta una profundidad donde se alcanzan los 800 m/s) como mejor representante de la rigidez del depósito, alternativamente al Vs30, ya que está correlacionado de mejor forma con la respuesta en superficie del terreno; sin embargo, las mejores correlaciones son obtenidas al utilizar dos parámetros simultáneamente para evaluar la respuesta, en este caso, a través del T0 y Vsz800.

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].

La presente investigación busca realizar un análisis en base a referencias bibliográficas relacionadas a la ductilidad y la implementación de disipadores sísmicos en las edificaciones existentes de concreto armado, tomando como muestra las edificaciones clasificadas como esenciales. La problemática que se busca enfrentar es la falta del diseño sismorresistente con sistemas de amortiguamiento en edificaciones esenciales, ahora ya respaldado por las normas E.030 y E.031. Se realizará una comparativa entre el comportamiento de los disipadores que sean mencionados en las referencias estudiadas. Posteriormente con un procesamiento de datos se buscará presentar conclusiones sobre la necesidad y modalidad de trabajo del sistema de disipación de energía.

En el presente trabajo de investigación se exhibirán los resultados experimentales realizados por SENCICO basado en cargas cíclicas que se aplicaron a 03 muros de ductilidad limitada llevados a la rotura en los ensayos de laboratorio, estos resultados se evaluaron y procesaron con el objeto de analizar su comportamiento frente a condiciones de carga laterales controladas, para obtener sus lazos histeréticos que representan la degradación de su rigidez en 13 fases propuestas, a su vez, se determinó las curvas de capacidad envolventes para cada espécimen con el propósito de obtener una curva representativa para las muestras, después, se validó la curva representativa por medio de una calibración teórica con ayuda del software Etabs añadiendo la no linealidad a los materiales y al modelo matemático, de esta manera se obtuvo una curva de capacidad analítica que se acomoda bastante bien a la experimental, además se planteó una curva trilineal que representa muy bien al comportamiento de muros de ductilidad limitada en sus condiciones de comportamiento, elástico, post agrietamiento y post fluencia con el objeto de sectorizar la curva de capacidad trilineal en sus niveles de desempeño estructural con sus respectivas derivas umbral, guiándose de los lineamientos propuestos por SEAOC VISION 2000, finalmente, se realizó el desempeño estructural de un edificio de 06 niveles de muros de ductilidad limitada para demandas de sismo ocasional y diseño con periodos de retorno de 100 y 475 años respectivamente.

El presente proyecto tiene como finalidad evaluar el desempeño sísmico de un edificio de sala multiusos de una universidad de Lambayeque aplicando los análisis no lineales Pushover y Tiempo historia utilizando el software ETABS como herramienta, esto con el fin de proponer una alternativa de reforzamiento estructural tomando en cuenta los resultados obtenidos. Para ello se tomó en consideración datos actuales sobre la muestra a evaluar. El análisis estático no lineal (AENL) proporcionó dos curvas de capacidad, una en el eje X con una cortante ultima de 1245.696 Tonf y un desplazamiento de 10 cm, y otra en el eje Y con una cortante ultima de 1101.905 Tonf y 8 cm de desplazamiento, la dirección X y Y resultaron tener un desempeño sísmico de “Funcional” y “Seguridad de vida”. Para el análisis dinámico no lineal (ADNL) se empleó un registro sísmico de Arequipa del 2018 y dos registros símicos del amazonas del 2021 y 2022, los cuales fueron tratados y escalados al espectro elástico; las máximas derivas resultantes en el eje X y Y fueron de 0,0068 y 0.0093 respectivamente, lo cual, según la metodología HAZUS, correspondería a un nivel de desempeño extenso en el eje Y; conociendo la diferencia de resultados entre el AENL y el ADNL y la perdida de eficacia del AENL ante estructuras irregulares, se consideraron los resultados del ANDL para el reforzamiento dentro del cual se implementó un encamisado en la dirección más desfavorable para mejorar el desempeño de la estructura.

Se presenta el cálculo del coeficiente de reducción para las fuerzas sísmicas siguiendo los lineamientos del FEMA P695 y el método de igualación de energías, a partir de la calibración de nueve muros de ductilidad limitada (MDL) reforzados con malla de acero dúctil ASTM A615 grado 60. Estos muros fueron subdivididos en función de las solicitaciones a los que fueron sometidos, tres de ellos fueron llevados fueron llevados al límite de reparabilidad, tres de ellos consideraron como solicitación una carga lateral cíclica y los otros tres consideraron la misma carga más una carga vertical de 30tnf. La calibración se realizó en el software Etabs, debido a que este es un software de elementos finitos que permite realizar análisis de cargas cíclicas de una manera más acertada y con un procedimiento intuitivo. Los modelos constitutivos considerados en ese trabajo fueron Carreira – Chu para el concreto y para el acero se utilizó el modelo trilineal, el cual, nos muestra la capacidad que posee el acero de admitir deformaciones una vez alcanzado el esfuerzo máximo, considerando los valores principales de cada curva esfuerzo-deformación. Mediante el método de igualación de energías se obtuvo valor promedio de 3.99 y mediante el FEMA P695 se obtuvo un valor promedio de 4.21. Su comportamiento a nivel de optimización sísmica con respecto a la normativa peruana es similar a los obtenidos en esta investigación.

El pasado terremoto del 27/02/2010 de magnitud Mw 8,8, afectó una extensa zona de Chile central. Dentro de las zonas que presentaron daño, se cuentan las comunas de Buin y Paine de la Región Metropolitana. Tras el sismo se generaron cuantiosos estudios, de diversas disciplinas, orientados a complementar el conocimiento del comportamiento sísmico de los suelos. En el marco anterior, el presente trabajo de título pretende ser uno de los tantos aportes, teniendo como objetivo general definir las unidades geológicas relacionadas con la respuesta sísmica observada en las comunas de Buin y Paine. A través de la clasificación del relleno cuaternario según su respuesta sísmica, se busca proveer de información útil a las autoridades para la planificación territorial de la zona. Para tales efectos, el estudio contempla el análisis geológico del relleno cuaternario y la evaluación de frecuencias fundamentales del suelo, mediante el método Nakamura, sumado a la incorporación de antecedentes de daños a través de la observación en terreno y estudios de intensidades. En el área de estudio se reconocen depósitos aluviales, fluviales y coluviales, constituidos principalmente por intercalaciones de gravas en matriz areno-limo-arcillosa, con variaciones de su granulometría y espesor. En base a la granulometría dominante y a la geomorfología, se definen unidades geológicas. En la definición de estas unidades se considera la información obtenida de pozos y calicatas disponibles. Los daños más severos, producto del terremoto del 2010, ocurrieron principalmente en las localidades de Valdivia de Paine, Rangue, Abrantes, Pintué y Champa. El daño en estas tres últimas localidades, se asocia a procesos de licuefacción. En cuanto a los resultados obtenidos mediante la técnica de Nakamura, se muestran tres dominios con diferentes tipos de señales: (a) señal plana, ausencia de pico; (b) tres picos de amplitud variable, en las frecuencias 0,5, 2,0 y 5,0 Hz y (c) dos picos de amplitud media, entre las frecuencias de 1,0 y 2,0 Hz. Finalmente, con los resultados obtenidos se distinguieron cuatro zonas de diferente respuesta sísmica: (1) Buena respuesta sísmica: asociada a depósitos principalmente compuestos de gravas, con señales correspondientes al dominio (a); (2) Regular respuesta sísmica: asociada a depósitos coluviales y de ceniza, caracterizadas por una señal correspondiente a los dominios (a) y (c); (3) Mala respuesta sísmica: asociada a depósitos fluviales y de remoción en masa, y (4) Mala respuesta sísmica – suelos potencialmente licuables: asociada a depósitos constituidos por arenas y sedimentos finos con nivel freático somero, relacionadas al dominio de señal (b). Esta última presentó fenómeno de licuefacción en ciertas localidades.