[ES] Dentro del campo del Análisis Numérico, la resolución de ecuaciones y sistemas de ecuaciones no lineales es uno de los aspectos más relevantes y estudiados. Esto se debe a que gran cantidad de problemas de Matemática Aplicada, como la resolución de ecuaciones diferenciales, ecuaciones en derivadas parciales o ecuaciones integrales entre muchos otros, pueden reducirse a buscar la solución de un sistema no lineal. Generalmente, es muy difícil obtener la solución analítica de este tipo de problemas y, en muchos casos, aunque es posible llegar a encontrar la solución exacta, es muy complicado trabajar con dicha expresión por su complejidad. Además, con el desarrollo de las nuevas tecnologías, se han hecho grandes avances en el uso de herramientas computacionales, por lo que las dimensiones de algunos de los problemas que se plantean en campos como la Economía, la Ingeniería, la Ciencia de datos, etc. han crecido considerablemente, dando lugar a problemas de grandes dimensiones. Por estos motivos, es de gran utilidad y, en muchos casos, resulta necesario resolver estos problemas no lineales de forma aproximada, por supuesto, con técnicas matemáticamente rigurosas dentro del campo del Análisis Numérico. Por las razones expuestas, los métodos iterativos para aproximar la solución de ecuaciones y sistemas de ecuaciones no lineales han constituido a lo largo de los últimos años un importante campo de investigación. La implementación computacional de estos métodos es una importante herramienta dentro de las Ciencias Aplicadas ya que dan solución a problemas que antiguamente eran difíciles de resolver. La investigación que se lleva a cabo en esta Tesis Doctoral se centra en estudiar, diseñar y aplicar métodos iterativos que mejoren en ciertos aspectos a los esquemas clásicos, como por ejemplo: la velocidad de convergencia, la aplicabilidad a problemas no diferenciales, la accesibilidad o la eficiencia. Buena parte del trabajo desarrollado en esta memoria se centra en el estudio de métodos iterativos para problemas multidimensionales, en especial, nos hemos centrado en el estudio de esquemas libres de derivadas. Además, uno de los ejes centrales de la presente Tesis Doctoral se enfoca en el estudio de la convergencia local y semilocal de métodos ya desarrollados en la literatura reciente o de nuevos métodos iterativos diseñados en este mismo trabajo. Este estudio garantiza para los métodos analizados la existencia de solución dado un punto de partida, el dominio de convergencia de las soluciones del problema y la unicidad de éstas bajo ciertas condiciones. Para complementar el estudio de convergencia de los métodos, en algunos capítulos también se realiza un estudio dinámico de los métodos aplicados a ecuaciones no lineales para, posteriormente, extrapolar los resultados al caso multidimensional. Además, como parte de algunos experimentos numéricos, se ha comparado la accesibilidad de distintos métodos numéricos a través de las cuencas de atracción representadas en diferentes planos dinámicos, tanto para el caso unidimensional como el multidimensional. Finalmente, en la mayor parte de los Capítulos de esta tesis se aplican los métodos iterativos estudiados a la resolución de problemas no lineales de Matemática Aplicada. Estos problemas pueden estar preparados para poner a prueba los algoritmos diseñados o ser problemas reales presentes en algunas Ciencias Aplicadas como la Ingeniería, la Física, la Química, etc. Los resultados anteriormente descritos forman parte de la presente Tesis Doctoral para la obtención del título de Doctora en Matemáticas. / [CA] Dins del camp de l'Anàlisi Numèrica, la resolució d'equacions i sistemes d'equacions no lineals és un dels aspectes més rellevants i estudiats. Això és pel fet de que gran quantitat de problemes de Matemàtica Aplicada, com la resolució d'equacions diferencials, equacions en derivades parcials o equacions integrals entre molts altres, poden reduir-se a buscar la solució d'un sistema no lineal. Generalment, és molt difícil obtindre la solució analítica d'estos problemes i, en molts casos, encara que és possible arribar a trobar la solució exacta, és molt complicat treballar amb aquesta expressió per la seua complexitat. A més, amb el desenvolupament de les tecnologies, s'han fet grans avanços en l'ús d'eines computacionals, per la qual cosa les dimensions d'alguns dels problemes que es plantegen en camps com l'Economia, l'Enginyeria, la Ciència de dades, etc. han crescut considerablement, donant lloc a problemes de grans dimensions. Per aquestos motius, és de gran utilitat i, en molts casos, resulta necessari resoldre estos problemes no lineals de manera aproximada, per descomptat, amb tècniques matemàticament riguroses dins del camp de l'Anàlisi Numèrica. Per les raons exposades, els mètodes iteratius per a aproximar la solució d'equacions i sistemes d'equacions no lineals han constituït al llarg dels últims anys un important camp d'investigació. La implementació computacional d'estos mètodes és una eina important dins de les Ciències Aplicades ja que donen solució a problemes que antigament eren difícils de resoldre. La investigació que es porta a terme en esta Tesi Doctoral es centra en estudiar, dissenyar i aplicar mètodes iteratius que milloren en certs aspectes als esquemes clàssics com són: la velocitat de convergència, l'aplicabilitat a problemes no diferencials, l'accessibilitat o l'eficiència. Bona part del treball desenvolupat en esta memòria es centra en l'estudi de mètodes iteratius per a problemes multidimensionals, especialment, ens hem centrar en l'estudi d'esquemes lliures de derivades. A més, part de la present Tesi Doctoral està centrada en l'estudi de la convergència local i semilocal de mètodes ja desenvolupats en la literatura recent o de nous mètodes iteratius dissenyats en aquest mateix text. Este estudi garanteix per als mètodes l'existència de solució donat un punt de partida, el domini de convergència de les solucions del problema i la unicitat d'estes sota unes certes condicions. Per a complementar l'estudi de convergència dels mètodes, en alguns capítols també es realitza un estudi dinàmic dels mètodes aplicats a equacions no lineals per a, posteriorment, extrapolar els resultats al cas multidimensional. A més, com a part d'alguns experiments numèrics, s'ha comparat l'accessibilitat de diferents mètodes numèrics a través de les conques d'atracció representades en diferents plans dinàmics, tant per al cas unidimensional com el multidimensional. Finalment, en la major part dels Capítols d'esta tesi s'apliquen els mètodes iteratius estudiats a la resolució de problemes no lineals de Matemàtica Aplicada. Estos problemes poden estar preparats per a probar la funcionalitat dels algorismes dissenyats o ser problemes reals presents en algunes Ciències Aplicades com l'Enginyeria, la Física, la Química, etc. Els resultats anteriorment descrits formen part de la present Tesi Doctoral per a l'obtenció del títol de Doctora en Matemàtiques. / [EN] Within the field of Numerical Analysis, the resolution of equations and systems of nonlinear equations is one of the most relevant and studied aspects. This is due to the fact that a large number of problems in Applied Mathematics, such as the solution of differential equations, partial differential equations or integral equations among many others, can be reduced to the solution of a non-linear system. Generally, it is very difficult to obtain the analytical solution of this type of problems and, in many cases, although it is possible to find the exact solution, it is very complicated to work with this expression due to its complexity. Moreover, with the development of technologies, great advances have been made in the use of computational tools, so that the dimensions of some of the problems that arise in fields such as Economics, Engineering, Data Science, etc. have grown considerably, giving rise to problems of large dimensions. For these reasons, it is very useful and, in many cases, necessary to solve these non linear problems in an approximate way, of course, with mathematically rigorous techniques within the field of Numerical Analysis. For these reasons, iterative methods for approximating the solution of nonlinear equations and systems of equations have been an important field of research in recent years. The computational implementation of these methods is an important tool in the Applied Sciences as they provide solutions to problems that were difficult to solve in the past. The research carried out in this Doctoral Thesis focuses on the study, design and application of iterative methods that improve certain aspects of classical schemes such as: speed of convergence, applicability to non differential problems, accessibility or efficiency. A large part of the work developed in this thesis focuses on the study of iterative methods for multidimensional problems, in particular, we have specialised on derivative-free schemes. In addition, part of this Doctoral Thesis is centred on the study of the local and semilocal convergence of methods already developed in the recent literature or of new iterative methods designed in this work. This study guarantees the existence of a solution given a starting point, the convergence domain of the solutions of the problem and their uniqueness under certain conditions. To complement the study of the convergence of the methods, in some chapters a dynamical study of the methods applied to nonlinear equations is also carried out in order to extrapolate the results to the multidimensional case. In addition, as part of some numerical experiments, the accessibility of different numerical methods has been compared across the basins of attraction represented in different dynamical planes, both for the unidimensional and the multidimensional case. Finally, in most of the chapters of this thesis, the iterative methods studied are applied to the resolution of non-linear problems in Applied Mathematics. These problems can be prepared to taste the designed algorithms or be real problems present in some Applied Sciences such as Engineering, Physics, Chemistry, etc. The results described above form part of this Doctoral Thesis to obtain the title of Doctor in Mathematics. / García Villalba, E. (2024). Métodos iterativos libres de derivadas para la resolución de ecuaciones y sistemas de ecuaciones no lineales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/204853

En esta tesis doctoral se han desarrollado nuevas vías de síntesis de clústeres trinucleares cuboidales de molibdeno y wolframio con unidad central [M3S4] coordinados a difosfinas. La reactividad del metal M se ha investigado con vistas a sus aplicaciones potenciales en medicina y se ha realizado un estudio del mecanismo de protonación de los clústeres hidruro de wolframio. La obtención de complejos clúster heterobimetálicos tetranucleares derivados de la unidad [M3M'S4], donde M' puede ser cobre, níquel o paladio, en altos rendimientos ha permitido caracterizar estructuralmente estos compuestos, estudiar su reactividad y evaluar sus propiedades como limitadores ópticos y catalizadores. El estudio de la relación entre la estructura electrónica y molecular, a través de metodologías mecanocuánticas ab initio, combinadas con teorías topológicas del enlace, ha contribuido a determinar la naturaleza del enlace en estos compuestos clúster.

La tesis se centra en el desarrollo de técnicas numéricas específicas para la resolución de problemas de mecánica de sólidos, tomando como referencia aquellos que involucran geomateriales (suelos, rocas, materiales granulares,...). Concretamente, se tratan los siguientes puntos: 1) formulaciones Arbitrariamente Lagrangianas Eulerianas (ALE) para problemas con grandes desplazamientos del contorno; 2) métodos de resolución para problemas no lineales en el campo de la mecánica de sólidos y 3) modelización del comportamiento mecánico de materiales granulares mediante leyes constitutivas elastoplásticas. Las principales aportaciones de la tesis son: el desarrollo de una formulación ALE para modelos hyperelastoplásticos y el cálculo de operadores tangentes para distintas leyes constitutivas y esquemas de integración temporal no triviales (uso de esquemas de derivación numérica, técnicas de subincrementación y modelos elastoplásticos con endurecimiento y/o reblandecimiento dependientes del trabajo plástico o la densidad). Se presentan diversas aplicaciones que muestran las principales características de los desarrollos presentados (análisis del ensayo del molinete para arcillas blandas, del ensayo triaxial para arenas, de la rotura bajo una cimentación, del proceso de estricción de una barra metálica circular y de un proceso de estampación en frío), dedicando una especial atención a los aspectos computacionales de la resolución de dichos problemas. Por último, se dedica un capítulo específico a la modelización y la simulación numérica de procesos de compactación fría de polvos metálicos y cerámicos. / Numerical modelling of problems involving geomaterials (i.e. soils, rocks, concrete and ceramics) has been an area of active research over the past few decades. This fact is probably due to three main causes: the increasing interest of predicting the material behaviour in practical engineering situations, the great change of computer capabilities and resources, and the growing interaction between computational mechanics, applied mathematics and different engineering fields (concrete, soil mechanics...). This thesis fits within this last multidisciplinary approach. Based on constitutive modelling and applied mathematics and using both languages the numerical simulation of some complex geomechanical problems has been studied.The state of the art regarding experiments, constitutive modelling, and numerical simulations involving geomaterials is very extensive. The thesis focuses in three of the most important and actual ongoing research topics within this framework: 1) the treatment of large boundary displacements by means of Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulations; 2) the numerical solution of highly nonlinear systems of equations in solid mechanics; and 3) the constitutive modelling of the nonlinear mechanical behaviour of granular materials. The three topics have been analysed and different contributions for each one of them have been developed. Moreover, some of the new developments have been applied to the numerical modelling of cold compaction processes of powders. The process consists in transforming a loose powder into a compacted sample through a large volume reduction. This problem has been chosen as a reference application of the thesis because it involves large boundary displacements, finite deformations and highly nonlinear material behaviour. Therefore, it is a challenging geomechanical problem from a numerical modelling point of view.The most relevant contributions of the thesis are the following: 1) with respect to the treatment of large boundary displacements: quasistatic and dynamic analyses of the vane test for soft materials using a fluid-based ALE formulation and different non-newtonian constitutive laws, and the development of a solid-based ALE formulation for finite strain hyperelastic-plastic models, with applications to isochoric and non-isochoric cases; 2) referent to the solution of nonlinear systems of equations in solid mechanics: the use of simple and robust numerical differentiation schemes for the computation of tangent operators, including examples with several non-trivial elastoplastic constitutive laws, and the development of consistent tangent operators for different substepping time-integration rules, with the application to an adaptive time-integration scheme; and 3) in the field of constitutive modelling of granular materials: the efficient numerical modelling of different problems involving elastoplastic models, including work hardening-softening models for small strain problems and density-dependent hyperelastic-plastic models in a large strain context, and robust and accurate simulations of several powder compaction processes, with detailed analysis of spatial density distributions and verification of the mass conservation principle.

Le spectre électromagnétique possède une zone étroite, localisée entre les micro-ondes et l'infrarouge, appelée région des ondes térahertz (THz), qui est comprise entre 0.1 et 30 THz. Ces ondes, longtemps inaccessibles car situées à la frontière entre l'électronique et l'optique, connaissent aujourd'hui un intérêt grandissant et possèdent des applications prometteuses dans divers secteurs de la science comme l'imagerie médicale et l'identification des explosifs à distance. Cependant, la production de rayonnement THz intense, d'amplitude proche du GV/m, qui devrait permettre de sonder efficacement des matériaux à distance, reste encore une question en suspens. Cette thèse a précisément pour but d'étudier la génération d'un tel rayonnement THz par couplage de deux impulsions laser ultracourtes -une onde fondamentale et son harmonique deux- capables d'ioniser un gaz (par exemple, l'air ou l'argon). Le plasma ainsi créé joue le rôle de convertisseur nonlinéaire de fréquence, transformant une partie de l'énergie du champ laser dans la bande THz via une gamme riche de mécanismes physiques, notamment l'effet Kerr, la photoionization et les forces pondéromotrices induites dans le plasma. Grâce à un travail de modélisation analytique et numérique de ces principaux mécanismes, nous avons examiné de manière complète la génération d'impulsions THz pour des intensités allant de celles rencontrées en filamentation laser (10¹²-10¹⁴ W cm⁻²) jusqu'aux intensités relativistes (10¹⁵-10¹⁸ W cm⁻²), une fourchette d'intensités peu étudiée jusqu'à présent dans ce domaine. Il est déjà connu qu'à basses intensités la photoionization induite par le champ laser domine l'émission térahertz, laquelle dépend fortement de la configuration des couleurs (ou harmoniques) laser. Nous démontrons ici que, au-delà de la configuration laser ''classique'' à deux couleurs, coupler plusieurs fréquences laser suivant les harmoniques d'une forme d'onde en dents de scie est optimal pour renforcer la production de rayonnement. Les simulations prévoient une efficacité de conversion d'énergie THz de 2% avec quatre couleurs, valeur record inégalée à ce jour. De plus, en nous aidant d'une expérience faite dans l'air, nous identifions la signature de l'effet Kerr dans le spectre THz émis, qui, plus faible, se révèle complémentaire de la signature plasma. Quand l'intensité de l'impulsion laser est augmentée au-delà de 10¹⁵ W cm⁻², nous démontrons que le rayonnement térahertz émis croît de manière non-monotone, dû au fait qu'il existe une valeur d'intensité maximisant l'énergie THz produite par chaque couche électronique. Finalement, nous avons étudié en géométrie 2D l'effet combiné de la photoionization et des forces pondéromotrices plasma à des intensités proches de 10¹⁸ W cm⁻², nous permettant d'obtenir des champs THz excédant le GV/m dans l'argon. Ces dernières forces augmentent avec l'intensité laser et ouvrent des perspectives intéressantes pour la génération de champs térahertz très intenses dans le régime relativiste de l'interaction laser-matière. / The electromagnetic spectrum has a narrow frequency band, lying between microwaves and infrared, known as terahertz (THz) waves and extending from 0.1 to 30 THz. These waves, inaccessible until a recent past because they are situated at the boundary between electronics and optics, are raising interest because of their promising applications in several areas such as medical imaging and remote identification of explosives. However, producing intense THz radiation with amplitude belonging to the GV/m range should allow us to probe efficiently remote materials, which still remains an open issue. The goal of this thesis is precisely to study the generation of such intense THz radiation by coupling two ultrashort laser pulses -the fundamental and its second harmonic- able to ionize a gas target (for example, air or argon). The plasma created by photoionization then acts as a nonlinear frequency converter, transforming part of the laser energy into the THz band via a wide range of physical mechanisms including the Kerr effect, the photoionization and ponderomotive forces induced inside the plasma. By means of an analytical and numerical modeling of these key mechanisms, we have comprehensively examined the generation of THz pulses at laser intensities ranging from characteristic intensities met in laser filamentation (10¹²-10¹⁴ W cm⁻²) to sub-relativistic intensities (10¹⁵-10¹⁸ W cm⁻²), this latter intensity range having been little investigated so far in this domain. It is already known that at low intensities laser-induced photionization dominates in terahertzgeneration, which strongly depends on the configuration of the laser colours (or harmonics). We demonstrate here that, beyond the classical two-colour laser setup, coupling several laser frequencies following the harmonics of a sawtooth waveform is optimal to enhance THz production. Simulations predict a laser-to-THz energy conversion efficiency of 2% with four colours, a record value unequalled so far. Moreover, with an experiment realized in air, we identify the Kerr signature in the emitted THz spectrum, which, even weaker, looks complentary to the plasma signature. When the intensity of the laser pulse is increased beyond 10¹⁵ W cm⁻², we prove that the growth of the emitted terahertz radiation is nonmonotonic, due to the fact that that there exists an optimal intensity value that maximizes the THz energy produced by each electronic shell of the irradiated atom. Finally, we have studied in 2D geometry the combined effect of photoionization and ponderomotive forces at intensities close to 10¹⁸ W cm⁻², allowing us to obtain THz fields exceeding the GV/m threshold in argon. These latter forces increase with the laser intensity and thus open interesting perspectives for the generation of very intense terahertz fields in the relativistic regime of laser-matter interaction. / El espectro electromagnético posee una zona estrecha, localizada entre las microondas y la radiación infrarroja, llamada región de las ondas Terahertz (THz), que está comprendida entre 0.1 et 30 THz. Estas ondas, durante mucho tiempo inaccesibles debido a que se encuentran situadas en la frontera entre la electrónica y la óptica, están despertando un interés creciente por la gran cantidad de aplicaciones prometedoras que poseen en diversos sectores científicos, como la imagen médica y la identificación de explosivos a distancia. No obstante, la producción de radiación THz intensa, de amplitud cercana al GV/m, la cual debería permitir sondar materiales energéticos a distancia, sigue siendo una cuestión abierta. Esta tesis tiene precisamente como objetivo el estudio de la generación de dicha radiación THz intensa acoplando dos pulsos láser —una onda fundamental y su segundo armónico— capaces de ionizar un gas (por ejemplo, aire o argón). El plasma creado de este modo desempeña el papel de convertidor no lineal de frecuencia, transformando una parte de la energía del láser en la banda THz mediante una rica gama de mecanismos físicos, entre los que destacan el efecto Kerr, la fotoionización y las fuerzas ponderomotrices inducidas dentro del plasma. Gracias a un trabajo de modelización tanto numérico como analítico de estos mecanismos clave, hemos examinado de forma integral la generación de pulsos THz a intensidades láser yendo desde las encontradas en la filamentación láser (10¹²-10¹⁴ W cm⁻²) hasta las cercanas al límite relativista (10¹⁵-10¹⁸ W cm⁻²), habiendo sido este último rango de intensidades poco estudiado en este campo hasta el presente. Ya es sabido que a bajas intensidades la fotoionización inducida por el láser domina la emisión Terahertz, la cual depende enormemente de la configuración de los colores (o armónicos) del láser. Demostramos aquí que, más allá de la “clásica” configuración del láser en dos colores, acoplar varias fréquencias láser siguiendo los armónicos de una forma de onda en diente de sierra es óptimo para incrementar la producción THz. Las simulaciones predicen una eficacia de conversión de energía THz de 2% empleando cuatro colores, un valor récord inigualado hasta hoy. Además, ayudándonos de un experimento realizado en aire, identificamos la firma del effecto Kerr en el espectro THz emitido, la cual, pese a ser más débil, resulta complementaria a la firma del plasma. Cuando se aumenta la intensidad del láser más allá de 10¹⁵ W cm⁻², demostramos que la radiación Terahertz emitida crece de manera no monotóna, debido a que existe un valor de intensidad que maximiza la energía THz producida por cada capa electrónica. Finalmente, hemos estudiado en geometría 2D el efecto conjunto de la fotoionización y de las fuerzas ponderomotrices a intensidades próximas a 10¹⁸ W cm⁻², lo que nos permite obtenter campos THz cuyas amplitudes exceden el GV/m en argon. Estas últimas fuerzas aumentan con la intensidad láser y, por tanto, ofrecen perspectivas interesantes para la generación de campos Terahertz muy intensos en un régimen de interacción láser-materia relativista.

En la presente tesis se determina la influencia de las irregularidades de piso blando y torsión mediante el desempeño sísmico de ocho edificios de diez pisos - Sistema Dual, ubicados en la ciudad de Lima (Zona 4). Se plantea cuatro modelos por cada irregularidad de estudio, donde el primer modelo es una estructura regular y los tres modelos restantes presentan irregularidades, esto con la finalidad de determinar la influencia de las irregularidades en el desempeño sísmico frente a diferentes niveles de amenaza sísmica (Sismo frecuente, Ocasional, Raro y Muy raro). Todos los modelos se definieron en función de los parámetros y criterios de la Norma de Diseño Sismo Resistente E.030 (2018). Luego se realiza el Análisis Sísmico Estático y Dinámico, para verificar que los modelos cumplen con el diseño sísmico. Efectuado el Análisis Sísmico se prosigue a diseñar los elementos estructurales, tales como: vigas, columnas y muros de concreto armado, cuyo resultado del diseño se refleja en los planos estructurales. Cabe recalcar que los planos tienen el mismo diseño estructural de acuerdo a la norma E.060. Seguidamente se realiza el Análisis Estático No Lineal (AENL) – Pushover, haciendo uso de las recomendaciones del ASCE/SEI 41-13 con la finalidad de determinar la curva de capacidad de los ocho modelos de estudio y obtener los mecanismos de formación de rótulas plásticas en los elementos estructurales. El punto de desempeño de los ocho modelos de estudio se obtiene mediante el Método del Espectro de Capacidad (ATC-40 y FEMA 440), donde la demanda sísmica se define a través del espectro de diseño de la norma E.030 (2018). Finalmente, se realiza la evaluación de las irregularidades de piso blando y torsión en el desempeño sísmico de acuerdo con los objetivos de desempeño según Comité Visión 2000 y el ATC-40, para el caso de estudio de irregularidad de piso blando, la curva de capacidad tiene una disminución en la cortante basal y un aumento en el desplazamiento a medida que la irregularidad aumenta en ambas direcciones. Mientras que, en el caso de la irregularidad de torsión, la curva de capacidad tiene una reducción de la cortante basal y desplazamiento a medida que la irregularidad aumenta en ambas direcciones. En todos los casos de estudio de los modelos regulares e irregulares, cumple con la evaluación del desempeño sísmico para los distintos niveles de amenaza sísmica. / In this thesis, the influence of soft floor and torsional irregularities is determined through the seismic performance of eight ten-story buildings - Dual System, located in the city of Lima (Zone 4). Four models are proposed for each irregularity under study, where the first model is a regular structure and the remaining three models present irregularities, with the purpose of determining the influence of irregularities on the seismic performance against different levels of seismic hazard (Frequent, Occasional, Rare and Very Rare earthquakes). All models were defined based on the parameters and criteria of the Earthquake Resistant Design Standard E.030 (2018). Then, the Static and Dynamic Seismic Analysis is performed to verify that the models comply with the seismic design. Once the Seismic Analysis is performed, the structural elements are designed, such as: beams, columns and reinforced concrete walls, whose design result is reflected in the structural drawings. It should be noted that the plans have the same structural design according to the E.060 standard. Next, the Non-Linear Static Analysis (NLSA) - Pushover is performed, making use of the recommendations of ASCE/SEI 41-13 in order to determine the capacity curve of the eight study models and to obtain the mechanisms of formation of plastic hinges in the structural elements. The performance point of the eight study models is obtained through the Capacity Spectrum Method (ATC-40 and FEMA 440), where the seismic demand is defined through the design spectrum of the E.030 (2018) standard. Finally, the evaluation of soft-story and torsional irregularities on seismic performance is performed according to the performance objectives according to Vision 2000 Committee and ATC-40, for the soft-story irregularity study case, the capacity curve has a decrease in basal shear and an increase in displacement as the irregularity increases in both directions. While, in the case of torsional irregularity, the capacity curve has a decrease in basal shear and displacement as the irregularity increases in both directions. In all the case studies of the regular and irregular models, it complies with the seismic performance evaluation for the different seismic hazard levels. / Tesis

El trabajo de investigación se ha denominado “Evaluación del desempeño sísmico de una nave industrial de acero para el sector minero utilizando el ATC-40”, tiene como propósito determinar el comportamiento sísmico de la nave industrial de acero para el sector minero mediante el código ATC-40. La aplicación de análisis estático no lineal como Pushover y Pushover Modal al modelo de cálculo de estructuras existentes ayuda a determinar el grado de daño y el desempeño sísmico. De esta manera, se aplicó satisfactoriamente el análisis estático no lineal al modelo de una estructura existente mediante el uso del software SAP2000, y a través de datos y gráficos proporcionados por el programa, se conoció el nivel de daño para la nave industrial de acero sometida a grandes solicitaciones sísmicas. El desarrollo de esta tesis se divide en siete capítulos: El primer capítulo es de introducción e importancia. La segunda comprende de las generalidades, objetivos generales y específicos del proyecto de tesis; en el tercero se desarrolla el marco teórico para el análisis Pushover; en el cuarto se muestra el análisis estático lineal y no lineal; el quinto comprende el diseño por el método LRFD y su validación; el sexto presenta el criterio de desempeño sísmico usando el código ATC-40; en el séptimo se muestra el análisis de resultados; el octavo muestra las conclusiones y recomendaciones. Del análisis presentado, se concluye que mediante el análisis Pushover se pudo determinar el nivel de desempeño deseado asegurando continuidad para la producción del mineral, de lo cual se puede garantizar que la estructura va tener un comportamiento aceptable ante los 3 niveles de peligro sísmico y no se verá afectada su producción de mineral. / The present research project is entitled "Evaluation of the seismic performance of a mining steel building according to ATC-40" and has the purpose of determining the seismic performance of a mining building defined in the technical report ATC-40. The application of a static nonlinear analysis to the computational model of an existing structure can determine the level of damage and the expected seismic performance. Accordingly, the nonlinear static analysis was successfully applied to the model of an existing structure using SAP2000 software, and through data and graphics provided by the program, the level of damage in the industrial building subjected to great seismic actions was determined. This thesis is divided into seven chapters: the first chapter cover the introduction and the importance of the thesis. The second chapter include the generalities, general objectives and specific objectives of the thesis project; the third reviews the Pushover analysis theoretical framework; the fourth shows the linear and nonlinear static analyses; the fifth includes the design by the LRFD method and its validation; the sixth presents the criteria of seismic performance using the ATC-40 method; the seventh shows the analysis of results; the eighth shows the conclusions and recommendations. From the presented analysis, it is concluded that it was possible to achieve the level of performance desired ensuring continuous ore production, and with this, it can be guaranteed that the structure will have an acceptable behavior for the 3 levels of seismic hazard and that the ore production will not be affected. / Tesis

La escasez de registros sísmicos de gran magnitud en algunas regiones del mundo limita la determinación de la respuesta sísmica de una edificación. En este sentido, los acelerogramas artificiales representan una alternativa para definir el evento sísmico porque consideran las condiciones específicas del sitio en estudio. Esta investigación analiza la respuesta sísmica de las estructuras para diversos registros sísmicos artificiales generados de espectros de diseño para distintas condiciones geotécnicas. El procedimiento de análisis empleado será el dinámico tiempo historia no lineal para obtener una mayor precisión en la respuesta sísmica. Los resultados obtenidos muestran que las derivas de entrepiso de las señales artificiales creadas con la función de intensidad de Liu se ajustan mejor a las derivas obtenidas del sismo real escalado. / The lack of large seismic records in some world regions limits the determination of the seismic response of a building. For that reason, artificial accelerograms represent an alternative to define the seismic event because they consider specific conditions of study site. This research analyses the structures seismic response for various artificial seismic records generated from design spectra and different geotechnical conditions. Dynamic nonlinear time history analyzing was used to obtain greater precision in the seismic response. The results obtained show that the mezzanine drifts of the artificial signals created with the Liu intensity function better fit the drifts obtained from the scaled real earthquake. / Trabajo de investigación

En esta investigación, se evalúa el comportamiento elasto- plástico y el desempeño sísmico de estructuras aporticadas aplicando el método Pushover. Esta evaluación se hace sobre diversos casos de edificios reforzados con acero de alta ductilidad (Grado 40), acero convencional (Grado 60) y acero de alta resistencia (Grado 75). Para lo anterior, se realiza la evaluación de la capacidad de deformación de los elementos estructurales a partir de las gráficas de momento-rotación de los elementos estructurales más críticos que causa el colapso de la estructura. También, se utilizó la gráfica de curva de capacidad obtenida a partir del método de coeficientes de desplazamiento para medir la capacidad de la estructura. Teniendo en cuenta los valores resultantes de ductilidad y rigidez de cada caso, se evalúa el desempeño de la estructura para diferentes niveles de diseño sísmico. Los resultados mostraron que reforzar una estructura con un acero de Grado 40 aumenta la capacidad de disipación de energía, y si se refuerza con acero de grado 75 aumenta la capacidad de resistencia en la estructura. Finalmente, se presenta el resultado comparativo de los diversos casos para demostrar la influencia del acero de refuerzo en el comportamiento plástico de las estructuras de concreto armado. / In this investigation, the elasto-plastic behavior and the seismic performance of concrete reinforced frame structures are evaluated by applying the Pushover method. This evaluation is done on several cases: with high ductility steel (Grade 40), conventional steel (Grade 60) and high strength steel (Grade 75). For the above, the capacity curve graph obtained from the displacement coefficient method was used to measure the capacity of the structure. In addition, the performance of the structure for different levels of seismic design are evaluated with the resulting values of ductility and rigidity in each case. The results showed that reinforcing a structure with a Grade 40 reinforcing steel increases the energy dissipation capacity, and if reinforced with a Grade 75 reinforcing steel it increases the strength capacity in the structure. Finally, the comparative result of the various cases is presented to demonstrate the influence of reinforcing steel on the plastic behavior of concrete reinforced frame structures. / Tesis

Este artículo consiste en analizar una nueva alternativa de control antisísmico de alta tecnología para la construcción de hospitales en el Perú, que en su normativa exige el uso de aislamiento de base para edificaciones esenciales. Para ello, se opta por la evaluación estructural de una edificación construida con aisladores sísmicos y la misma con implementación del sistema de disipación de energía SLB (Shear Link Bozzo). Los resultados analizados, para cada técnica estudiada de control antisísmico, son: derivas de entrepiso, aceleraciones de piso, balance energético y análisis de rotulas plásticas, en base a la filosofía de funcionalidad continua. / This article consists of analyzing a new high-tech anti-seismic control alternative for the construction of hospitals in Peru, which in its regulations requires the use of base insulation for essential buildings. For this, the structural evaluation of a building constructed with seismic isolators is chosen and the same with the implementation of the SLB (Shear Link Bozzo) energy dissipation system. The results analyzed for each anti-seismic control technique studied are: mezzanine drifts, floor accelerations, energy balance and analysis of plastic hinges, based on the philosophy of continuous functionality. / Trabajo de investigación

Perú se localiza en una zona de alta sismicidad, debido a que se encuentra encima del área de subducción entre la placa tectónica de Nazca y Sudamericana, perteneciente al cinturón de fuego del Pacífico. Perú es un país en vía de desarrollo, por lo que es de suma importancia estar preparados para auxiliar a los miles de damnificados que pueda haber ante un evento sísmico importante. La evaluación del riesgo sísmico de edificaciones esenciales como colegios y hospitales es necesario para trabajos de reforzamiento estructural en este tipo de infraestructura. En el presente artículo científico, se presenta cuán vulnerables son los colegios públicos del distrito de San Juan de Miraflores en la ciudad de Lima ante un evento sísmico. Para ello, se utilizó la metodología de Inspección Visual Rápida del FEMA P-154. Además, se analizó de forma cuantitativa el pabellón 780 Pre, un módulo educativo estandarizado y construido en los años noventa cuya presencia es frecuente en dicho distrito. Para ello, se realizó un análisis no-lineal estático y no-lineal dinámico. Los resultados de la investigación concluyen que la mayoría de las edificaciones educativas presentan una alta vulnerabilidad sísmica y no cumplen con los requerimientos de uso post-sismo como se exige en la norma sismorresistente; así como también se verificó la deficiencia del módulo 780 Pre frente a un sismo severo cuando este fue sometido a los análisis no-lineales. / Peru is located in a high seismicity zone because it is set above the subduction area between the Nazca and South American tectonic plates, both belonging to the Pacific’s Ring of Fire. Being a developing country, it is of utmost importance to be prepared to help the thousands of victims that may be in the face of a major seismic event. The assessment of the seismic vulnerability of essential buildings —such as schools and hospitals— is necessary for structural reinforcement procedures in this type of infrastructure if needed. In this thesis, it is presented how vulnerable are the public schools of the district of San Juan de Miraflores in the city of Lima to a seismic event. For this, the FEMA P-154 Rapid Visual Screening methodology was used. In addition, the “780 Pre” public school building, a standardized educational building built in the 1990s and whose presence is frequent in that district, was analyzed quantitatively. For this, a static nonlinear and dynamic nonlinear analysis were performed. The results of the investigation show that most of the educational buildings present high seismic vulnerability and do not meet the requirements of post-earthquake use as required by the Peruvian seismic design provisions. Also, the deficiency of the 780 Pre building against a severe earthquake when it was subjected to non-linear analyzes was verified. / Tesis