El Perú es un país de alta sismicidad debido a su ubicación en el Cinturón de Fuego del Pacífico. El análisis de los registros históricos, así como el estudio del desempeño de los sistemas estructurales, han servido de base para el desarrollo de disposiciones normativas de diseño sísmico. El objetivo principal de estas disposiciones es reducir el riesgo sísmico. El déficit de viviendas en el Perú y el crecimiento de la población son la razón de la demanda permanente. Las viviendas de muros de concreto de ductilidad limitada (VMDL) son preferidas por los promotores inmobiliarios. Esto se debe a que esta tipología estructural resulta muy productiva en términos de tiempo de ejecución, simplificación de los procedimientos de construcción y reducción de los costos de construcción. La ausencia de sismos de gran magnitud durante 271 años en la costa centro del Perú, hacen que las viviendas y edificios de paredes delgadas no hayan sido sometidas a fuertes aceleraciones aún. Por lo tanto, no se cuenta con información de campo sobre su desempeño. Algunas pruebas de laboratorio se han llevado a cabo para evaluar el desempeño de muros individuales a escala natural. En dichas pruebas se han seguido los protocolos y provisiones de FEMA 461. El presente trabajo se centra principalmente en el desarrollo de curvas de fragilidad para viviendas de muros de concreto de ductilidad limitada (VMDL) edificadas sobre un pefil de suelo tipo S2. Estas funciones pueden obtenerse mediante opinión de expertos, pruebas de laboratorio, recopilación de información de campo y técnicas de simulación. En esta investigación, las curvas de fragilidad son generadas por una técnica de simulación de Montecarlo. Se generan curvas de fragilidad para viviendas unifamiliares típicas de 2 y 3 pisos que han sido diseñadas siguiendo los lineamientos de la normativa peruana vigente. El modelo de 2 pisos consiste en 3 viviendas que forman un solo bloque y comparten muros medianeros, en tanto que el modelo de 3 pisos es un bloque independiente. Estos dos modelos son representativos de la oferta actual de vivienda que se viene construyendo desde los años 90. La contribución más importante es el enfoque probabilístico que toma en cuenta la aleatoriedad de las propiedades mecánicas de los materiales involucrados, tales como la resistencia a la compresión del concreto y el límite de fluencia del acero de refuerzo, así como la incertidumbre de la demanda sísmica mediante la generación de señales sintéticas compatibles con el espectro normativo. Los resultados muestran un buen desempeño sismico para ambas tipologías. Para sismo severo (PGA=0.45g) la probabilidad de presentar daño leve es del 1% o menos. / Tesis

El Perú es un país de alta sismicidad debido a su ubicación en el Cinturón de Fuego del Pacífico. El análisis de los registros históricos, así como el estudio del desempeño de los sistemas estructurales, han servido de base para el desarrollo de disposiciones normativas de diseño sísmico. El objetivo principal de estas disposiciones es reducir el riesgo sísmico. El déficit de viviendas en el Perú y el crecimiento de la población son la razón de la demanda permanente. Las viviendas de muros de concreto de ductilidad limitada (VMDL) son preferidas por los promotores inmobiliarios. Esto se debe a que esta tipología estructural resulta muy productiva en términos de tiempo de ejecución, simplificación de los procedimientos de construcción y reducción de los costos de construcción. La ausencia de sismos de gran magnitud durante 271 años en la costa centro del Perú, hacen que las viviendas y edificios de paredes delgadas no hayan sido sometidas a fuertes aceleraciones aún. Por lo tanto, no se cuenta con información de campo sobre su desempeño. Algunas pruebas de laboratorio se han llevado a cabo para evaluar el desempeño de muros individuales a escala natural. En dichas pruebas se han seguido los protocolos y provisiones de FEMA 461. El presente trabajo se centra principalmente en el desarrollo de curvas de fragilidad para viviendas de muros de concreto de ductilidad limitada (VMDL) edificadas sobre un pefil de suelo tipo S2. Estas funciones pueden obtenerse mediante opinión de expertos, pruebas de laboratorio, recopilación de información de campo y técnicas de simulación. En esta investigación, las curvas de fragilidad son generadas por una técnica de simulación de Montecarlo. Se generan curvas de fragilidad para viviendas unifamiliares típicas de 2 y 3 pisos que han sido diseñadas siguiendo los lineamientos de la normativa peruana vigente. El modelo de 2 pisos consiste en 3 viviendas que forman un solo bloque y comparten muros medianeros, en tanto que el modelo de 3 pisos es un bloque independiente. Estos dos modelos son representativos de la oferta actual de vivienda que se viene construyendo desde los años 90. La contribución más importante es el enfoque probabilístico que toma en cuenta la aleatoriedad de las propiedades mecánicas de los materiales involucrados, tales como la resistencia a la compresión del concreto y el límite de fluencia del acero de refuerzo, así como la incertidumbre de la demanda sísmica mediante la generación de señales sintéticas compatibles con el espectro normativo. Los resultados muestran un buen desempeño sismico para ambas tipologías. Para sismo severo (PGA=0.45g) la probabilidad de presentar daño leve es del 1% o menos. / Tesis

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En los últimos años, se ha intensificado la construcción de edificios de muros de ductilidad limitada (EMDL) por poseer un menor costo de construcción con relación a edificios tradicionales, enfocado para sectores emergentes. Sin embargo, aún no se tienen registros de su comportamiento ante eventos sísmicos por ser construcciones nuevas. Las investigaciones que se han realizado evaluaron el desempeño sísmico solamente para el estado límite de colapso [1] o está basado en la opinión de expertos [2]. El objetivo del proyecto es contribuir a mejorar la seguridad de las viviendas peruanas mediante el estudio analítico de la vulnerabilidad sísmica de edificios de muros de ductilidad limitada (EMDL) ante diversas intensidades sísmicas para la costa central del Perú. Para ello, primero se caracterizó la tipología a través de un modelo representativo y se evaluaron las respuestas sísmicas de la estructura mediante un Análisis Dinámico Incremental (IDA, por sus siglas en inglés) [3]. Luego, se obtuvieron curvas de fragilidad para cada demanda sísmica, que mide su probabilidad de excedencia. Finalmente, se obtuvo el desempeño sísmico a través de curvas de vulnerabilidad que estiman el costo de reparación esperado, basado en el reporte FEMA 58 [4]. Los resultados obtenidos permitirán evaluar las pérdidas económicas de la tipología de vivienda EMDL y posibilitarán la elaboración de planes de reparación después de un evento sísmico. / Tesis

El presenta trabajo consistió en la evaluación de los indicadores de comportamiento sísmico: sobre resistencia y ductilidad para edificios aporticados de concreto armado a través del método estático no lineal con un software estructural. Para esto se sometió a evaluación edificios de 3, 6, 9,12 ,15 y 18 pisos. Los resultados de esta investigación mostraron que a medida que el periodo fundamental de una estructura aumenta, la sobre resistencia aumenta también, más no se puede plantear una tendencia clara. En el caso de la ductilidad hay una tendencia polinómica clara para cada eje del edificio: a medida que el periodo fundamental aumenta la ductilidad disminuye. Por otro lado la capacidad real de la estructura es superior al cortante de diseño que se muestra en la norma E-030. The present work consisted of the evaluation of the indicators of seismic behavior: over strength and ductility for reinforced concrete buildings moments frames with the static non - linear method using a structural software. For this, 3, 6, 9, 12, 15 and 18-story buildings have been evaluated. The results of this research showed that as the fundamental period of a structure increases, over strength also increases, but a clear trend can not be given. In the case of ductility there is a clear polynomial tendency for each axis of the building: as the fundamental period increases the ductility decreases. On the other hand, the actual capacity of the structure is superior to the design shear shown in Standars of E-030.

El Perú es un país sísmico debido que se encuentra cerca de una zona de Subducción donde la Placa de Nazca se mueve por debajo de la Placa Continental. En las llamadas zonas de subducción la placa acumula gran cantidad de energía al introducirse debajo de la otra, estas placas avanzan en sentido contrario comprimiéndose hasta llegar a un punto de ruptura de grandes volúmenes de roca generando sismos de gran magnitud. En Lima se han producido fuertes sismos según los registros que se tienen de la época siendo el más fuerte en el año de 1746 donde hubo mucha destrucción y muchas personas murieron. En el Perú se han desarrollado las normas E.060 Concreto armado y la E.030 Diseño Sismorresistente dentro del Reglamento Nacional de Edificaciones, estas normas son muy importantes para el diseño y buen comportamiento de las edificaciones. Las cuales se soportan en la cimentación, siendo ésta la encargada de transmitir las cargas al suelo distribuyéndolas de manera que no supere la presión admisible. El área de estudio que se va a analizar se encuentra ubicado en el distrito de Surquillo de la provincia y departamento de Lima, donde se está ejecutando el edificio multifamiliar “Floresty”, del cual nos interesa su cimentación y los muros para su análisis. El análisis se llevará a cabo con el programa VisualFEA. Este programa nos arrojará diferentes resultados a pesar de haber sido considerado el acero como elemento embebido. La aplicación del programa para obtener diferentes resultados es el fin de la presente tesina. Peru is a seismic country because it is near to a subduction zone where the Nazca Plate moves under the Continental Plate. In the denominated subduction zones, the plate accumulates a great amount of energy in getting into the other plate. These plates move forward to the contrary sense compressing themselves up to come to a break point of large volumes of rock generating earthquakes of great magnitude. In Lima, strong earthquakes have occurred according to records kept until now, and the most significant was that of 1746 where there were a lot of destruction and where many people died. In Peru, Reinforced Concrete E.060 and Earthquake Resistant Design E.030 Standards have developed in the National Construction Regulations. These standards are very important for designing and good building performance, which supports to the foundations, which is in charge of transferring the loads to the ground spreading these one so that it does not exceed allowable pressure. E.060 standard contains minimal values, which shall fulfill for structure performance with ACI momentum coefficient method. However, it is possible design with finite-element method using VisualFEA software and the results are obtained with this software shall fulfill the standard. The study area to analyze is within San Miguel District, Province and Department of Lima, where a multifamily apartment block is constructed, and we are interested in analyzing its foundation because it shows already a design given by projector; this design comes to be a pad foundation or foundation slab. It is from this item where we are going to start to proof it fulfills with ACI momentum coefficient method according to Peruvian Standard and it shapes with finite-element method through VisualFEA software whose results shall also fulfill. In this sense, the main objective would be comparison and demonstration of analysis results of building F’s foundation slab using finite-element method through VisualFEA software; these results shall fulfill the Construction E.60 Peruvian standard with the ACI momentum coefficients method.

Es necesario para evitar el mayor número posible de pérdidas humanas mejorar las estructuras frente a cargas sísmicas. Las estructuras aporticadas de hormigón armado son el sistema estructural más utilizado en nuestra sociedad, especialmente en las tipologías residenciales. Estas estructuras de hormigón armado presentan una ductilidad elevada, pero la rotura siempre es en el nudo, y es necesario analizar un refuerzo capaz de absorber la energía del sismo y evitar la ruina de la estructura. Cuanto mayor es la ductilidad, mayor es la absorción de energía del sismo, mayor es la deformación que puede alcanzar sin el colapso de la estructura y por tanto disminuyen el riesgo de las personas que en dicha estructura habitan. Es por ello que se pretende estudiar de forma experimental las estructuras mixtas frente a esfuerzos sísmicos, con una simulación de un nudo entre una viga y un pilar, analizando la resistencia poscrítica y el aumento de ductilidad en las estructuras de hormigón armado que evitarían la pérdida de muchas vidas humanas en caso de seísmo.

Los muros de ductilidad limitada (MDL) son un sistema estructural frecuentemente utilizado para la construcción de edificios multifamiliares de bajo costo en el Perú. Por tal motivo, es de interés evaluar la factibilidad económica de este sistema frente a otros empleados en el país. En particular, la presente tesis busca determinar si el sistema de MDL resulta ser más económico, en términos de acero y concreto, en el rango límite de 8 niveles que establece la norma para su uso, que un sistema de muros de corte convencionales. Para ello, se desarrolla el análisis y diseño estructural de dos edificios multifamiliares de ocho pisos ubicados en el distrito de Surco, utilizando cada uno de los sistemas mencionados, para su posterior metrado y comparación. Se espera que, debido a la exigencia de la norma en el diseño de un edificio de MDL, los primeros niveles del mismo presenten esfuerzos tales, que la cantidad de acero requerida se incremente hasta superar la utilizada en el edificio de muros de corte convencionales. No obstante, se obtiene como resultado que la cantidad de acero requerida es 12% menor para el sistema de MDL. En consecuencia, se concluye que a pesar del estricto diseño que exige la norma a dicho sistema, este resulta ser la alternativa más económica en cuanto a los materiales utilizados. Cabe señalar que el estudio no contempla aspectos como la constructabilidad o el desempeño en el rango inelástico de las estructuras, y tiene alcance en edificios bajo condiciones similares a las estudiadas en la presente tesis.

En los últimos años, se ha intensificado la construcción de edificios de muros de ductilidad limitada (EMDL) por poseer un menor costo de construcción con relación a edificios tradicionales, enfocado para sectores emergentes. Sin embargo, aún no se tienen registros de su comportamiento ante eventos sísmicos por ser construcciones nuevas. Las investigaciones que se han realizado evaluaron el desempeño sísmico solamente para el estado límite de colapso [1] o está basado en la opinión de expertos [2]. El objetivo del proyecto es contribuir a mejorar la seguridad de las viviendas peruanas mediante el estudio analítico de la vulnerabilidad sísmica de edificios de muros de ductilidad limitada (EMDL) ante diversas intensidades sísmicas para la costa central del Perú. Para ello, primero se caracterizó la tipología a través de un modelo representativo y se evaluaron las respuestas sísmicas de la estructura mediante un Análisis Dinámico Incremental (IDA, por sus siglas en inglés) [3]. Luego, se obtuvieron curvas de fragilidad para cada demanda sísmica, que mide su probabilidad de excedencia. Finalmente, se obtuvo el desempeño sísmico a través de curvas de vulnerabilidad que estiman el costo de reparación esperado, basado en el reporte FEMA 58 [4]. Los resultados obtenidos permitirán evaluar las pérdidas económicas de la tipología de vivienda EMDL y posibilitarán la elaboración de planes de reparación después de un evento sísmico. / Tesis

[EN] Most recent research has revealed that the present methods, in either literature or current standards, for the evaluation of the deformation capacity of reinforced concrete elements in compression and in either monotonic or cyclical flexure, are not valid outside a certain range of some parameters. This is the case of slender supports subject to moderate or high levels of axial loading, where second order effects are not negligible. Furthermore, there is a shortage of experimental information concerning the behaviour of slender supports made with concretes with compressive strength values between 100 and 150 MPa, and the effect of steel fibers can be accounted for to replace transverse reinforcement and to improve the production of supports to be subjected to high levels of axial loading. In consequence, this doctoral thesis addresses the behaviour of supports made with fiber reinforced concrete of compressive strength between 100 and 150 MPa. An ambitious experimental programme has been carried out, comprising the testing of 26 concrete specimens that simulate column-beam unions, to reach the following objectives: to bridge the experimental gap; to identify the most influential parameters on the load-bearing and deformational capacity; and to verify the validity of the simplified methods currently in use for the prediction of the load-bearing capacity and ductility when designing and analysing reinforced concrete supports, consistently with the characteristic of the specimens tested. To this end, an experimental methodology has been calibrated and put into place to study the effect of variables such as shear slenderness, type and volume of steel fibers, spacing of transverse reinforcement, longitudinal reinforcement index, axial load level and the concrete cover. The behaviour of the specimens tested has been analysed in depth. This analysis has included: determination of the load-bearing capacity of the cross-section and of the entire element; assessment of the strains of the materials, the strains profile of the cross-section and the deformation of the whole element at the stages of reinforcement yielding and when the ultimate capacity is reached; the identification of failure modes based on the strength and strains of the materials; the assessment of strain capacity indexes, rotational ductility and displacement, as well as the hinge length. With the resulting infomation and the conclusions obtained, this doctoral thesis aims to be a starting point for future research and a useful instrument for the improvement of structural behaviour prediction models of these specimens. Specifically, it's been noted that the ductility ratio in curvatures and displacements decreases when the volume of steel fibers in the concrete decrease. Ductility ratio also decreases when the axial load level, shear slenderness and transverse reinforcement spacing increase. Moreover, effective flexural stiffness factor of a section increases when axial load level does in higher values than 0.2. It has been tested that calculation methods and simplified models included in either literature and current standards predict experimental results on load bearing capacity and elastic values on deformational capacity adequately. This does not happen for ultimate values, which means that these methods are not suitable for high performance concrete behaviour. / [ES] Investigaciones recientes han puesto de manifiesto que los métodos existentes, en la bibliografía y en las actuales normas, para evaluar la capacidad de deformación de los elementos de hormigón armado sometidos a compresión y flexión cíclica o monotónica, no son válidos para cierto rango de parámetros, como son los soportes esbeltos, con moderados y altos niveles de carga axil, en los cuales los efectos de segundo orden no pueden ser despreciados. A ello hay que añadir que se carece de información experimental sobre el comportamiento de soportes esbeltos fabricados con hormigones de resistencias a compresión en el rango de 100-150 MPa, y que las fibras de acero pueden servir para sustituir la armadura transversal y mejorar la fabricación de soportes sometidos a niveles altos de axil. En consecuencia, esta tesis doctoral estudia el comportamiento de soportes de hormigón armado con fibras de acero y resistencias a compresión entre 100 y 150 MPa, planteando para ello una amplia campaña experimental compuesta por 26 elementos que simulan uniones soporte-viga, con los siguientes propósitos: cubrir el vacío experimental existente; identificar los parámetros que más influyen en la capacidad resistente y deformacional; y verificar el alcance y validez de los métodos simplificados existentes para predecir la capacidad de deformación y ductilidad en el diseño y análisis de soportes de hormigón armado, teniendo en cuenta las características que presentan los elementos ensayados. Para ello se ha puesto a punto un modelo de ensayo experimental que ha permitido estudiar la influencia de variables como la esbeltez a cortante, el tipo y volumen de fibras de acero, la separación de la armadura transversal, la cuantía de la armadura longitudinal, el nivel de la carga axil, y el recubrimiento relativo del hormigón. El comportamiento de los distintos elementos ensayados se ha analizado de un modo exhaustivo incluyendo: determinación de la capacidad resistente a nivel sección y a nivel elemento; obtención de la deformación de los materiales, de la sección y del elemento en las situaciones de inicio de la plastificación y rotura; identificación de los tipos de fallo, basados en la resistencia y deformación de los materiales; evaluación de los índices de capacidad de deformación, la ductilidad en curvatura y desplazamiento, y la longitud de la rótula plástica. Con la información recopilada y las conclusiones obtenidas, esta tesis doctoral pretende ser un punto de partida para futuras investigaciones y ser de utilidad para la mejora de los modelos de predicción del comportamiento estructural de estos elementos. En particular, se ha constatado que el índice de la ductilidad tanto en curvaturas como en desplazamientos disminuye con el volumen de fibras de acero en el hormigón y cuando aumenta el axil reducido, la esbeltez del soporte y la separación de la armadura transversal; que el factor de rigidez elástica efectiva de la sección aumenta cuando aumenta el axil reducido, y que el factor de rigidez elástica efectiva del elemento aumenta cuando aumenta cuando el axil reducido una vez se supera el umbral de 0.2. Se ha corroborado que los métodos de cálculo y modelos simplificados recogidos en las normativas y en la bibliografía predicen de forma aceptable los resultados experimentales a nivel resistente y los valores elásticos a nivel deformacional, en tanto que no los valores últimos, lo que es indicativo de la no adecuación de estos métodos al comportamiento de hormigones de altas prestaciones. / [CAT] Les investigacions més recents han posat de manifest que els mètodes existents, a la bibliografia i a les normes actuals, per avaluar la capacitat de deformació dels elements de formigó armat sotmesos a compressió i flexió cíclica o monotònica, no són vàlids per a un determinat marge de paràmetres, com són els suports esvelts, amb nivells moderats i alts de càrrega axial, en què els efectes de segon ordre no són negligibles. A això cal afegir la manca d'informació experimental sobre el comportament de suports esvelts fabricats amb formigons amb resistència a compressió entre 100 i 150 MPa, i que les fibres d'acer poden servir per substituir l'armat transversal i millorar la fabricació de suports sotmesos a nivells alts de càrrega axial. En conseqüència, aquesta tesi doctoral estudia el comportament de suports de formigó armat amb fibres d'acer i resistències de compressió entre 100 i 150 MPa, plantejant amb aquest objectiu una àmplia campanya experimental consistent en 26 elements que simulen unions suport-biga amb els següents propòsits: cobrir l'actual buit experimental; identificar els paràmetres més influents sobre la capacitat resistent i deformacional; i verificar l'abast i la validesa dels mètodes simplificats existents per a la predicció de la capacitat de deformació i la ductilitat en el disseny i anàlisi de suports de formigó armat, tenint en compte les característiques dels elements assajats. Per tal d'aconseguir-ho, s'ha posat a punt un model d'assaig que ha permés estudiar la influència de variables com l'esveltesa a tallant, el tipus i volum de fibres d'acer, l'espaiament de l'armat transversal, la dotació d'armat longitudinal, el nivell de càrrega axial i el recobriment relatiu del formigó. El comportament dels diferents elements assajats s'ha analitzat de manera exhaustiva, incloent: determinació de la capacitat resistent a nivell secció i a nivell element; obtenció de la deformació dels materials, de la secció i de l'element en les situacions d'inici de la plastificació i trencament; identificació dels modes d'esgotament, basats en la resistència i la deformació dels materials; avaluació dels índexos de capacitat de deformació, la ductilitat en corbatura i desplaçament, i la longitud de la ròtula plàstica. Amb la informació recopilada i les conclusions obtingudes, aquesta tesi doctoral pretén ser un punt de partida per a futures investigacions i ser d'utilitat per a la millora dels models de predicció del comportament estructural d'aquests elements. En particular, s'ha constatat que l'índex de la ductilitat tant en curvatures com en desplaçaments disminueix amb el volum de fibres d'acer en el formigó i quan augmenta l'esforç axial reduït, l'esveltesa del suport i l'espaiament de l'armat transversal; que el factor de rigidesa elàstica efectiva de la secció augmenta quan s'incrementa el nivell de càrrega axial, i que el factor de rigidesa elàstica efectiva de l'element augmenta quan amplifica el nivell el nivell de càrrega axial una vegada se supera el llindar de 0.2. Així mateix s'ha corroborat que els mètodes de càlcul i models simplificats recollits en les normatives i en la bibliografia prediuen de forma acceptable els resultats experimentals a nivell resistent i els valors elàstics a nivell deformacional, la qual cosa no succeeix amb els valors últims i és indicatiu de la no adequació d'aquests mètodes al comportament de formigons d'altes prestacions. / Castro Bugallo, MC. (2016). ANÁLISIS EXPERIMENTAL DE SOPORTES DE HORMIGÓN DE ALTAS PRESTACIONES SOMETIDOS A COMPRESIÓN Y CARGA LATERAL CÍCLICA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63225 / TESIS