Tesis para optar al título profesional de Arquitecto / La presente tesis estudia cómo los terremotos -uno de los fenómenos naturales más frecuentes en el territorio chileno- han condicionado el desarrollo de la arquitectura residencial de Santiago. Para ello se aborda en la primera parte de la tesis, de manera general y valiéndose de fuentes históricas, el desarrollo arquitectónico, constructivo y estructural de la vivienda entre los siglos XVI y XX, es decir, en el periodo que se considera de experimentación constructiva impulsada por la destrucción causada por los terremotos, entre la fundación de la ciudad de Santiago en 1541 y el arribo masivo de los sistemas constructivos industrializados al país, los cuales empiezan a valerse del cálculo numérico para enfrentar los sismos. Posteriormente, en la segunda parte de desarrollo de la tesis, el estudio se centra específicamente en las últimas décadas del siglo XIX y principios del XX por considerarse a ese periodo como la fase cúlmine de siglos de experimentación y a la vez la antesala de la promulgación de la primera Ordenanza General de Construcciones y Urbanización (1930). Para profundizar en dicho periodo de transición, se aborda el estudio a través del análisis directo de la tipología “Cité”, por constituir ésta una arquitectura emergida en las décadas en estudio y por existir aún muchos casos en uso que permiten ser abordados como fuentes de información primaria. Si bien el cité ha sido muy estudiado desde la perspectiva urbana-arquitectónica, su dimensión constructiva-estructural no ha sido abordada, considerando además que éste nació y aún se conserva en un contexto altamente sísmico como lo es Chile; así la tesis analiza uno de los últimos ejemplos de arquitectura residencial espontánea previa a la normalización de la arquitectura residencial.

Ingeniero Civil / Dadas las condiciones de localización de las centrales termoeléctricas a carbón, y la sismicidad de la costa de Chile, así como la creciente demanda eléctrica, principalmente de la minería, se propone evaluar el diseño de stoppers sísmicos exteriores de calderas del tipo carbón pulverizado (PC), cuyo desempeño sísmico permita disminuir el tiempo de parada operacional de las centrales con tal de abastecer de energía eléctrica en el menor tiempo posible y evitar dañar a la población, para el caso de la caldera generadora de vapor, equipo principal de las centrales, sometida a un evento sísmico severo. El análisis se realizará mediante un modelo integrado, que considera la interacción suelo estructura, la estructura de soporte del equipo, los componentes mecánicos de la caldera colgante, el sistema de stoppers sísmicos que transfieren carga sísmica entre la estructura de soporte y la caldera colgante. Este tipo de modelación es requisito para el diseño sísmico de calderas en la norma NCh2369 actualizada, con lo cual se obtiene una respuesta más real de la estructura y equipo. El diseño del sistema de stoppers sísmicos exteriores que se propone, tiene un comportamiento plástico con el sismo de diseño, con lo cual se protege al equipo colgante, limitando las cargas sísmicas que se transfieren a la caldera colgante. Luego del sismo de diseño, los stoppers sísmicos deben permitir su inspección y reemplazo para la pronta puesta en servicio de la central. Se propone un diseño de stoppers sísmicos de estructura de acero, que cumpla con los requisitos de análisis y diseño de la norma NCh2369 actualizada. Se verificó mediante el modelo integrado su comportamiento plástico y se realizó una estimación de las deformaciones plásticas máximas. Se concluye en este trabajo de título que se puede proveer stoppers sísmicos solo en base a estructuras de acero, con capacidad de disipación de energía con el trabajo plástico para el sismo de diseño, cumpliendo los requisitos del capítulo 14 de norma NCh2369 actualizada y los estándares de criterios de diseño sísmico de las empresas generadoras, para el suministro de calderas en Chile.

Estructuras con comportamiento sísmico inadecuado son la principal causa de pérdidas humanas y económicas ante eventos sísmicos importantes. Para estimar la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones, sobre todo de aquellas que sirvan de refugio ante terremotos, se desarrolló una metodología probabilística que predice las pérdidas por sismo en edificaciones universitarias peruanas. Las edificaciones universitarias son estructuras consideradas como esenciales por la normativa peruana sismorresistente E.030 (2014), por ello, el presente trabajo de investigación pretende ser un aporte a la mitigación de desastres sísmicos. Se generan curvas de fragilidad analíticas mediante simulación considerando la aleatoriedad en demanda sísmica y en propiedades mecánicas de la estructura. Dichas curvas son funciones que representan la vulnerabilidad de una estructura ante la acción de distintos niveles de intensidad sísmica. Estas funciones de vulnerabilidad permitirán estimar porcentajes de daño con respecto al costo total de reparación de la estructura y evaluar el desempeño de distintos sistemas de reforzamiento. Se generó una cantidad importante de modelos estructurales sometidos a una cantidad significativa de acelerogramas sintéticos a través de un análisis dinámico no lineal. Las señales sintéticas son generadas en base a un Parámetro indicador de la Intensidad Sísmica (PIS). Los resultados del análisis brindan la deriva máxima de entrepiso δmáx definida como el Parámetro Identificador de Daño (PID). El PID permitirá generar las curvas de fragilidad a través de un procedimiento estadístico. Los porcentajes de daño con respecto al costo total de reposición de las estructuras están relacionados a determinados escenarios de intensidad sísmica y puede ser estimados a través de un método sencillo, el cual considera estados discretos de daño (leve, moderado, severo y colapso) en base al δmáx de las estructuras. Las edificaciones analizadas son dos edificios universitarios ubicados en la ciudad de Cusco. Estos están conformados por pórticos de concreto armado en sus direcciones longitudinal y transversal (X y Y). Los resultados demuestran que las curvas de fragilidad representan razonablemente la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones universitarias. Ambos edificios universitarios presentan un comportamiento similar ante un evento sísmico con aceleración máxima en la roca (PGA - Peek Ground Acceleration) de 0.22g obtenida del estudio de peligro sísmico probabilístico (PSHA – Probabilistic Seismic Hazard Analysis) en la ciudad del Cusco. Usando este PGA y las curvas de fragilidad, podrán estimarse los porcentajes de daño aproximados a través de una metodología sencilla propuesta por Hwang y Lin (2002) que define un factor medio de daño (FDM). Los valores FDM hallados para los edificios universitarios de Enfermería y Electrónica son 82.55% y 60.25% respectivamente. Estos resultados indican que ambas edificaciones presentan distintos comportamientos y grandes porcentajes de daños ante un evento sísmico cuya probabilidad de excedencia es de 10% en 50 años (periodo de retorno de 475 años) definida en E.030. Los resultados demuestran que existirá un daño promedio mayor al 50% del costo total de un edificio nuevo. Ello evidencia que no será razonable afrontar el costo de las reparaciones y será mejor asumir el costo de un nuevo edificio. / Tesis

Versão final / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica (Automação). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Ingeniero Civil / El objetivo de este trabajo es reunir los antecedentes de los efectos del terremoto más grande registrado en la historia, ocurrido en las cercanías de la ciudad de Valdivia el día 22 de mayo de 1960 (Mw = 9.5), y del mayor de sus precursores, ocurrido el día 21 de mayo en la zona de la bahía de Arauco al sur de la ciudad de Concepción. Con los antecedentes reunidos, se estimaron las intensidades macrosísmicas a partir de los daños informados principalmente por la prensa de la época e informes técnicos en 109 localidades ubicadas dentro del área de daños de ambos terremotos. Con este propósito se utilizó el método propuesto por la escala MSK de intensidades adaptado a las características de las construcciones chilenas. De las intensidades obtenidas se concluye que en ambos eventos se produjeron intensidades máximas cercanas a un grado IMSK=VIII si se descartan las localidades donde se presentan efectos de condiciones locales desfavorables. La diferencia entre ambos terremotos se observa más bien en la gran extensión de la zona donde los daños permiten estimar una intensidad macrosísmica de grado VII-VIII para el terremoto del día 22 de mayo. Teniendo en cuenta estos valores de la intensidad macrosísmica, se confirma que el daño estructural en las construcciones con diseño sísmico existentes en la zona de daños, fue moderado como lo destacan los informes de los ingenieros que visitaron la zona afectada por el terremoto. Además se pudo comprobar que las intensidades macrosísmicas del terremoto del día 21 se atenúan con la distancia medida desde la localidad de interés hasta el trazo de la línea de falla, ubicada a la misma profundidad que el foco del sismo, según una ley representada por la fórmula siguiente: . No ocurre lo mismo con el gran terremoto del día 22 de mayo, en el cual la atenuación queda mejor representada al usar la distancia entre la localidad y la aspereza más cercana, obteniéndose una ley de atenuación de intensidades del tipo exponencial: . En este caso, “Dh” es la mínima distancia entre la localidad de interés hasta una de las cuatro asperezas dominantes de este evento.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / Ingeniero Civil / El monitoreo de la salud estructural o SHM, por su sigla en inglés, es el área de la ingeniería dedicada a la creación e implementación de estrategias y tecnologías que permitan determinar la existencia, ubicación y gravedad del daño presente en una estructura. En los últimos años, parte importante de la investigación se ha centrado en el desarrollo de las denominadas técnicas de monitoreo global en base a vibraciones. Esta clasificación encierra a todas aquellas metodologías capaces de emitir un diagnóstico estructural a partir de las mediciones registradas por un conjunto limitado de sensores instalados sobre la estructura; evitando, así, inspecciones visuales o el uso de cualquier otra herramienta local que requiera un conocimiento a-priori de las regiones dañadas; locaciones que además deben ser accesibles. Este trabajo presenta contribuciones analítico-teóricas hacia la construcción de un sistema automático de detección de daños en base a vibraciones. En primer lugar, se introduce el algoritmo SSI-COV como solución al problema de la identificación robusta de sistemas de propiedades lineales e invariantes en el tiempo, excitados por cargas de naturaleza estocástica. Se estudian sus fundamentos y propiedades, y se discute su aplicación al análisis modal. En particular, se demuestra que, bajo ciertas condiciones, los estimadores generados por el método SSI-COV son asintóticamente consistentes y gaussianos. Se derivan, además, fórmulas analíticas para las covarianzas asintóticas de las frecuencias y amortiguamientos modales. Registros sintéticos de aceleración de la estructura de pruebas IASC-ASCE son utilizados para validar el algoritmo de identificación. En segundo lugar, se describen los aspectos teóricos y numéricos detrás del método (semi) paramétrico de detección de daños en base a residuales del subespacio. La premisa tras este enfoque recae en la sinonimia entre las perturbaciones de los parámetros modales de una estructura, y la existencia de daño en al menos uno de sus elementos. En este contexto, se demuestra que, bajo el enfoque local y asumiendo invariantes las propiedades estadísticas del input que actúa sobre el sistema, detectar alteraciones estructurales equivale a identificar cambios en el valor promedio de un vector aleatorio gaussiano; resultado que introduce un test chi-cuadrado para la detección de daños. La eficacia del método propuesto es demostrada a través de dos ejemplos numéricos: un edificio de corte clásico, bidimensional, de 10 pisos; y la estructura de pruebas IASC-ASCE. En ambos casos, se analiza la sensibilidad del test chi-cuadrado respecto a la posición de los sensores instalados sobre la estructura.

Ingeniera Civil / En Chile, un país con alta actividad tectónica, el diseño sísmico de edificios y obras industriales cobra gran relevancia, y está normado. Sin embargo, algunas estructuras portuarias, tales como rompeolas, generalmente no se verifican sísmicamente, al no considerar las cargas sísmicas como dominantes. No obstante, la literatura entrega registros de evidencia de rompeolas con daño debido a eventos sísmicos, mencionando desmoronamiento de la coraza, asentamientos; y principalmente, falla de talud y deslizamientos superficiales. Lo anterior, sumado a que se prevé un crecimiento de infraestructura portuaria sostenido en nuestro país, motiva la propuesta de una metodología de análisis sísmico para rompeolas. Específicamente de talud tipo escollera, el más utilizado tanto en Chile como en el extranjero. La propuesta metodológica consiste en un análisis sísmico pseudo-estático, en que se considera la interacción entre estructura, suelo y agua. Esto se traduce en una serie de esfuerzos actuando de manera conjunta. Dos modos de falla son abordados, el desplazamiento horizontal del rompeolas y el deslizamiento superficial de talud. Se define un criterio de estabilidad para ambos; un factor de seguridad de 1,1[-]. De no ser cumplido, el rompeolas es inestable sísmicamente. La inestabilidad, sin embargo, no implica necesariamente un daño significativo, por lo que la propuesta continúa con un análisis de desplazamientos para los casos no satisfactorios. Esto según el Método de Newmark, utilizando registros sísmicos reales. El criterio de aceptación es alcanzar deformaciones menores a 100[cm] para desplazamiento horizontal, y 0,5D y 0,75D para deslizamientos de talud (D: diámetro característico elemento de coraza). La propuesta metodológica es aplicada en rompeolas de talud tipo escollera construidos en Chile. Incluye el análisis a un rompeolas extenso, con las características que se esperan para los futuros proyectos portuarios. Se analiza y discute tanto la propuesta como los resultados obtenidos en los ejemplos. Para esta primera aproximación, los resultados obtenidos son satisfactorios, invitando a continuar con la investigación sobre comportamiento sísmico de rompeolas.

El objeto de este trabajo es el estudio de las demandas de rigidez establecidas en algunos de los principales códigos de diseño sismorresistente del mundo, desde el punto de vista del control de la deriva. / Tesis

En la presente tesis se aplica el sistema de Gestión de Riesgos de Desastres Sísmicos (GRDS) enfocándose en las edificaciones de albañilería confinada del distrito de Huancayo. El distrito no está exento de sismos, catalogado en zona sísmica tres según la norma E030 (Diseño Sismorresistente), es imperante la necesidad que tiene de contar con un plan de Gestión de Riesgo de Desastres, enfocado a los sismos, pues en todo el distrito las condiciones de precariedad generan un contexto ideal para la ocurrencia de una catástrofe, sobre todo en las edificaciones de albañilería confinada. Este sistema estructural es representativo, siendo un 63.20% del total, cifra obtenida de los resultados de esta investigación, donde se analizó una muestra representativa de 375 edificaciones de ladrillo o bloque de cemento, basado en el censo de población y vivienda del INEI 2007 – a nivel distrital.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La zona Central de Chile se ha caracterizado por una persistente presencia de enjambres sísmicos. Existe enjambres sísmicos precursores de grandes terremotos, como por ejemplo el enjambre sísmico previo al terremoto de Valparaíso 1985 (Mw 8.0). Y también existe la presencia de enjambres no precursores, como los enjambres sísmicos ocurridos en Copiapó en 1973 y 2006. De éstos últimos se ha observado una persistencia en el tiempo de enjambres sísmicos distribuidos en una misma zona, característica que ha sido preponderante para la motivación de este estudio. En este trabajo se caracteriza la distribución espacio-temporal de enjambres sísmicos identificados en la zona Central de Chile, situados entre los 30°S y 36°S y los 71°W y 74°W, entre los años 2000 y 2015, a partir de localizaciones del catálogo del Centro Sismológico Nacional (CSN). La distribución espacial de la sismicidad en la zona de estudio presenta rasgos que perduran en el tiempo. Se observa que existen zonas con mayor y menor actividad sísmica, y zonas con altas tasas de actividad sísmica caracterizadas por clusters que se generan persistentemente en la misma zona. Estas zonas con mayor tasa de sismicidad perduran en el tiempo independiente de la eventualidad de un gran terremoto. En este estudio se caracteriza particularmente la distribución espacio-temporal de enjambres sísmicos identificados en la zona de Navidad, situados aproximadamente en los 34°S y los 72.3°W, utilizando los datos entre los años 2000 y 2015. Se localizan y se realiza una inversión de tensor de momento sísmico de cada sismo perteneciente a los enjambres sísmicos identificados. La actividad de enjambre sísmico en la zona de Navidad tiene una periodicidad de aproximadamente 2.7 ± 0,7 años. Estos enjambres ocurren en una zona de bajo acoplamiento en relación a la zona Central de Chile. la distribución espacial de los enjambres siguen una distribución preferentemente Este-Oeste, esta característica se podría correlacionar con las estructuras observadas hoy en la placa de Nazca. Se propone que existe una alta presencia de zonas de fallas en la placa oceánica que generan alta presión de poros.Las regiones ricas en fluido con bajo acoplamiento actúan como barreras para grandes eventos. Los enjambres se relacionan a características de sismicidad con extensiones de fluidos y regiones geológicas complejas,es probable que sea impulsado por eventos de deslizamiento lento. A pesar de que se necesitan más estudios, se postula que en esta zona ha ocurrido, en la última década, un movimiento lento caracterizado por estos enjambres con sismicidad tipo tremor y que los enjambres se encuentran en la frontera de una gran aspereza o zona de falla.