Ingeniero Civil / El presente trabajo de título busca determinar los efectos de sitio ocurridos en la ciudad de Valdivia producto del terremoto del 22 de mayo de 1960. Los principales objetivos son: 1) recolectar antecedentes históricos de los daños ocurridos en el terremoto, 2) caracterizar geomorfológica y geotécnicamente la ciudad de Valdivia con antecedentes bibliográficos, y 3) estudiar la aplicabilidad del método de las razones espectrales H/V con registros de vibraciones ambientales para reconocer las zonas más dañadas durante el terremoto. El trabajo contempla la elaboración de un mapa geológico y de perfiles transversales dentro de la ciudad, asociándoles un modelo de velocidad de ondas de corte. Además, se elaboró un mapa de daños de la ciudad, relacionados a las diferentes estructuras existentes en esa época, y las causas principales de sus daños. Finalmente, se elaboró un mapa de los periodos obtenidos con la metodología H/V según su lugar de medición. Según lo anterior, los daños ocurridos durante el terremoto están concentrados, principalmente, en las zonas de relleno artificial, siendo los asentamientos excesivos de las fundaciones la principal causa de destrucción de las estructuras presentes. Además, gran parte de los daños menores estuvieron asociados a deficiencias en la estructuración o construcción de las viviendas, tales como materiales defectuosos, fundaciones en mal estado, o la combinación de albañilería no confinada con madera, entre otras cosas. Con respecto a los resultados obtenidos con el método de razones espectrales H/V, existe una variación en los periodos predominantes del suelo, obteniéndose periodos cercanos a 0,7 segundos en sectores donde la roca se encuentra a menor profundidad, y periodos de hasta 1,5 segundos en sectores donde la roca está más profunda. A pesar de esto, no es claro una relación directa entre el daño y los sectores de mayor periodo. Tampoco es evidente si ocurrió efecto de sitio en la zona, ya que, por la poca variedad de estructuras en Valdivia durante el sismo, no se pudo conocer el comportamiento de estructuras de mayores periodos. Se verifica que las estructuras pequeñas de madera y los edificios de hasta siete pisos de hormigón, como el edificio Prales, respondieron bien a las solicitaciones sísmicas.

Para estimar la respuesta sísmica de la Cuenca de Santiago se empleó el método de las razones espectrales en superficie H/V, o método de Nakamura, que utiliza el cociente de los espectros de movimientos horizontales y verticales de vibraciones ambientales medidos en superficie. Dentro de la cuenca, se realizaron más de 250 medidas de 15 minutos de duración en diferentes sitios, y se elaboró una clasificación de los depósitos de suelos basada en las frecuencias fundamentales y en las características de las razones espectrales obtenidas. De acuerdo a estos resultados se identificaron cuatro tipos de razones espectrales cuya distribución depende principalmente de las propiedades geotécnicas de los depósitos de suelos y la profundidad del basamento rocoso. En el caso de sectores compuestos por sedimentos rígidos como gravas, el método presenta limitaciones y no fue posible identificar frecuencias fundamentales. Asimismo, teniendo en cuenta que la respuesta en la superficie de un depósito de suelos depende de la fuente y de la trayectoria de propagación de las ondas sísmicas, se analizaron más de 100 registros de aceleraciones, correspondientes a 43 sismos de magnitud superior a 4.5, de tipo interplaca, intraplaca y superficiales. Estos sismos se midieron en siete estaciones sismológicas ubicadas sobre diferentes depósitos de suelos dentro de la Cuenca de Santiago y se analizaron mediante espectrogramas normalizados con el objetivo de determinar las frecuencias predominantes en los registros de aceleraciones. Los resultados indican que la mayoría de los sismos de tipo interplaca, después del peak de aceleraciones, inducen frecuencias predominantes similares a las frecuencias fundamentales obtenidas mediante el método de Nakamura, no así los sismos intraplaca de profundidad intermedia, que generan movimientos en frecuencias mayores. Se confirma que la respuesta sísmica observada en la cuenca de Santiago depende de las características de cada sitio, como las propiedades geotécnicas de los depósitos de suelos y la profundidad del basamento rocoso. Adicionalmente, a través de este estudio quedó de manifiesto que el tipo de sismo solicitante (interplaca, intraplaca o superficial) es un factor que también controla la respuesta de sitio.

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.

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.

Ingeniero Civil / El objetivo principal de este trabajo de título es realizar un estudio comparativo de parámetros generales de respuesta sísmica y del diseño de elementos estructurales principales, a través de un análisis modal espectral, de 18 edificios en altura de hormigón armado, identificando las diferencias que resultan de aplicar el nuevo código. Los principales requerimientos relevantes establecidos en los decretos supremos 60 y 61 que fueron considerados en este trabajo son el espectro de diseño que depende de una nueva clasificación de suelos, las limitaciones al corte basal, carga axial en muros menor o igual a 0.35*f'c*Ag, y el confinamiento en muro, sumado a los ya establecido en las normas Nch433 of.1996 y Nch430 of.2008, como limitaciones al esfuerzo de corte en muros y a las deformaciones sísmicas. Una vez recopilada la información de interés del diseño original de un edificio, este se modificó incorporando los nuevos requerimientos de los decretos 60 y 61 para generar un nuevo diseño. Estos dos fueron comparados para así obtener la variación de algunos parámetros de respuesta sísmica, de los volúmenes de hormigón y el tonelaje de acero requerido. De acuerdo a los resultados, el requerimiento de confinamiento normativo es responsable de modificaciones en el 100% de los edificios estudiados tanto por el incremento de acero requerido como en el volumen de muros, generando incluso variaciones superiores al 10% en volúmenes de hormigón y/o toneladas de acero. Esto último debido a que en edificios habitacionales, la gran mayoría de los muros tienen espesores menores a los 30 cms, por lo que para realizar el confinamiento fue necesario modificar su sección. Los resultados obtenidos muestran variaciones en cuanto a volúmenes de hormigón de hasta sobre 15%, mientras que la variación de toneladas de acero alcanza en algunos casos cerca del 10% llegando en un caso a superar el 38% de aumento, siendo los edificios ubicados en suelos tipo D, los que muestran mayores diferencias. Los edificios ubicados en suelo tipo A requieren una menor cantidad de acero en muros debido a las menores solicitaciones sísmicas, mientras que los edificio sobre suelo tipo B sufren menores al 5% en cuanto a volúmenes de hormigón en muros y menores al 10% en toneladas de acero. Se observaron cambios en los desplazamientos relativos de los centros de masas y de los puntos de máximo desplazamiento proporcionales al factor S que acompaña al nuevo espectro de diseño. Sin embargo, como se ve en los casos de edificios en tipo de suelo B, la modificación de algunas secciones genera un cambio en la rigidez del edificio en una o ambas direcciones, por lo que los desplazamientos en estos edificios disminuyen. Adicionalmente, se tomaron los edificios que presenta mayores cambios en volúmenes de hormigón y toneladas de acero debido al nuevo código, correspondiente a dos edificios diseñados sobre suelo tipo D, y se realizó el mismo análisis considerando un nuevo diseño sobre suelos tipo B y C, obteniendo como resultados variaciones que muestran importantes reducciones en los materiales necesarios, principalmente en el acero requerido en muros. De la misma manera, se escogió un edificio cuyo suelo de fundación se consideró de tipo B y se realizó el mismo análisis sobre suelos tipo C y D, con lo que se observó una variación de más del 6% en el caso del volumen de hormigón requerido y superior al 40% en el caso del acero necesario en muros.

El presente estudio de investigación evalúa la respuesta sísmica de una clínica con aislamiento símico en Lima bajo la Norma Peruana de Aislamiento Sísmico E.031. Esta será comparada con la norma la Norma Chilena de Diseño Sísmico de Edificios NCh2745 y la Norma Americana ASCE/SEI 7, dichas normas internacionales han sido diseñadas para soportar eventos sísmicos severos, presentando parámetros rigurosos, con los cuales se podrá destacar las fortalezas y debilidades frente a la nueva Norma Peruana. En los capítulos siguientes se da entendimiento a la información que se debe poseer para analizar las tres normas, conceptos básicos de sismología y dinámica estructural, dentro de cada norma se verán los alcances, factores y parámetros que intervienen en la determinación del espectro de diseño, así como el análisis sísmico dinámico que las normas proponen y el modelamiento de la estructura de la clínica en el software ETABS. Luego se comparan los resultados de la respuesta sísmica, desplazamientos laterales, derivas y fuerzas cortantes, en las que se verán las exigencias que cada norma, llegando a saber si nuestra Norma Peruana en su modificación y mejora de su contenido se proyecta a ser una de las mejores normas de diseño sismorresistente, obteniendo así una perspectiva de nuestra Norma Peruana frente a una norma internacional ya consolidada y avalada por los años frente a sismos severos. / This research study evaluates the seismic response of a clinic with simian isolation in Lima under the draft Peruvian Seismic Isolation Standard E.031. This will be compared with the North American standard ASCE SEI 7-16 and the Chilean Seismic Design Standard for Buildings 2745, these international standards have been designed to withstand severe seismic events, presenting rigorous parameters, with which we can highlight the strengths and weaknesses against the new Peruvian Standard. In the following chapters, understanding is given to the information that must be possessed to analyze the three norms, basic concepts of seismology and structural dynamics, within each norm the scope, factors and parameters that are involved in the determination of the design spectrum will be seen, as well as the dynamic seismic analysis that the standards propose and the modeling of the clinical structure in the ETABS software. Then the results of the seismic response, lateral displacements, drifts and shear forces are compared, in which the requirements of each norm will be seen, getting to know if our Peruvian Standard in its modification and improvement of its content is projected to be one of the best seismic resistant design standards, thus obtaining a perspective of our Peruvian Standard against an international standard already consolidated and endorsed by the years against severe earthquakes. / Tesis