Identifica las características del territorio y de los indicadores que influyen en la vulnerabilidad estructural de las viviendas ante el riesgo símico. En la metodología se aplicó el diseño no experimental transeccional, usando como instrumento un cuestionario para la aplicación de encuestas a la muestra de 343 viviendas; para determinar el nivel de vulnerabilidad de las viviendas se utilizó el Proceso de Análisis Jerárquico (PAJ). Los hallazgos evidencian que el territorio de la subcuenca Chucchun, por las características de la litología, pendiente y susceptibilidad o exposición presenta condiciones de vulnerabilidad alta y muy alta; los resultados de las encuestas evidencian que las viviendas presentan condiciones de vulnerabilidad y ante la ocurrencia del riesgo sísmico, las viviendas son altamente vulnerables. / Tesis

Ingeniero Civil / Esta memoria consiste en la modelación en un software comercial estándar, de una estructuración típica chilena, para un edificio habitacional real basado en muros de corte, ubicado en Iquique, del que se tienen registros instrumentales de réplicas del terremoto M8.2 de 2014. Se generaron modelos computacionales elásticos e inelásticos en CSI ETABS y CSI Perform3D, verificados con parámetros modales y registros recogidos, que permiten estudiar el comportamiento de la red tridimensional de muros de hormigón armado y el efecto de la losa sobre ellos. En Perform3D, se generan modelos lineales, modelos con rótulas plásticas en los refuerzos de losa de acople, y modelos que suman fibras en la base de todos los muros. Analizando ciertos muros escogidos por sus formas características, comúnes en edificios chilenos, se observa que los desplazamientos laterales, rotaciones fuera del plano en losa, y los esfuerzos internos ante un registro sísmico amplificado, se reducen a un 20-50% en el modelo de fibras, con respecto al modelo elástico. La razón entre momento flector y corte en la base de los muros, disminuye desde dos tercios de la altura total del muro para los modelos aislados lineales, a un tercio para los modelos acoplados no lineales. Es decir, hay una considerable baja en la resultante de distribución debido a dos factores en diferentes porcentajes: la incursión en el rango no lineal y el acoplamiento a través de la losa, que genera desplazamientos asociados a formas modales secundarias y reordenamiento de esfuerzos. Se comprueba que el sistema acoplado mantiene las deformaciones inelásticas en la base de los muros, y que genera la primera fluencia de forma temprana en los más largos, con bajas curvaturas y bajos desplazamientos laterales debidos a corte. Luego eso acelera la fluencia en muros más cortos, aumentando sus deformaciones inelásticas; aún cuando los muros no compartan un eje. Se proponen posibles modificaciones a las fórmulas de curvatura y desplazamiento elásticos.

La mayoría de las viviendas construidas en el Perú son a base de muros de albañilería confinada. Sin embargo, la construcción de este tipo de estructuras no se realiza con la unidad adecuada. Una de las razones principales para utilizar este ladrillo, conocido como King Kong 18 huecos, es el bajo costo que presenta en las fábricas industriales de producción de unidades de arcilla con respecto a la unidad adecuada, el cual es el ladrillo INFES. Cabe agregar, que la Norma E.070 establece que las construcciones de albañilería confinada deben construirse con ladrillos INFES, ya que estos presentan un porcentaje de vacíos menor al 30% de su área. Debido a que el ladrillo King Kong 18 huecos posee un porcentaje de vacíos mucho mayor al 30% de su área (aproximadamente 45%), es necesario conocer su comportamiento ante sismos. Por ello, en este trabajo, el objetivo principal es conocer el comportamiento sísmico de los muros de albañilería confinada construido con ladrillos King Kong 18 huecos. Para ello, se construyeron tres muros a escala natural, los cuales fueron sometidos a ensayos de carga lateral cíclica de desplazamiento controlado mediante el protocolo de ensayo del FEMA 461. Asimismo, se realizaron pruebas a la unidad utilizada para conocer sus características y se realizaron ensayos a pilas y muretes construidos con este tipo de ladrillo para determinar sus propiedades mecánicas. La importancia de este trabajo es conocer si los muros de ladrillo King Kong 18 huecos poseen un comportamiento estructural adecuado ante sismos. Además, determinar si los muros construidos representan a las viviendas de albañilería confinada construidas en Lima. Los ensayos realizados brindaron como resultados la curva de capacidad de los muros. Esta se representó en una curva trilineal para la determinación de los puntos de fluencia, resistencia máxima y última. De esta manera, se obtuvo la ductilidad del muro, la cual fue mucho mayor a la esperada. Se puede concluir que los muros desarrollaron una gran ductilidad ante las cargas cíclicas. Asimismo, la descripción de los daños del muro para los límites establecidos brindó información de los niveles de desempeño de este tipo de albañilería ante cargas cíclicas.

Existe necesidad de conocer el comportamiento sísmico de estructuras históricas que alberguen personas y sean atractivos turísticos, con la finalidad de preservar vidas y conservar el patrimonio cultural. Tal es el caso de la catedral de Lima, que hasta la actualidad sigue en funcionamiento y afora gran cantidad de personas. Por otro lado, en Perú no existe una guía o lista de criterios que ayuden a realizar un correcto análisis y diseñar intervenciones que mejoren la respuesta estructural de construcciones históricas; por esto, es necesario iniciar una investigación que sirva como base para futuros estudios. En primer lugar, el documento propone una discusión sobre los principales retos que representa el analizar estructuras históricas; así como las condiciones deseables que los enfoques orientados al modelado y análisis de este tipo de estructuras deben lograr. En segundo lugar, se hace una revisión de métodos disponibles que se utilizan para analizar las estructuras históricas de mampostería sin refuerzo y finalmente se aplica uno de estos a la fachada de la catedral de Lima. Para el análisis de la seguridad sísmica de las fachadas de la catedral se decidió usar el método propuesto en el código italiano, Norma Técnica de Construcción 2008, debido a su simplicidad y buena aproximación, según estudios antecedentes como el de Criber y Brando (2015). Esta norma italiana propone distintas formas de analizar una construcción histórica, de acuerdo a los resultados que queremos obtener. En primer lugar se realizó una evaluación cualitativa de la catedral de Lima, analizando la vulnerabilidad de sus macro elementos o elementos independientes; luego se identificó los mecanismos de colapso que tienen mayor probabilidad de activarse en un sismo y se realizó un análisis cinemático. La metodología sugiere hacer una verificación lineal y no lineal para analizar la seguridad sísmica de las edificaciones históricas. Estas verificaciones comparan el espectro de capacidad del macro elemento examinado, con el espectro de demanda propuesto en la norma peruana; para esto, se usaron las fórmulas propuestas en el código italiano con los parámetros sísmicos propuestos en la Norma Sismo Resistente E030 de Perú. Los resultados de estas verificaciones nos darán una idea de cómo será la respuesta estructural de las fachadas de la Catedral ante un sismo de gran magnitud. La fachada Principal, que da hacia la Plaza de Armas de Lima, resultó ser la más vulnerable, teniendo como mecanismo de colapso más probable a ocurrir, el volteo simple de muro tipo doble cortina. Se puso en evidencia que las fachadas tendrán una mejor respuesta estructural ante sismos, si es que se garantiza un comportamiento monolítico de los muros de mampostería.

La costa central del Perú se encuentra en silencio sísmico desde hace muchos años por lo que es de gran importancia estudiar el comportamiento que sufrirán las estructuras peruanas ante eventos sísmicos de diversas intensidades y estimar sus consecuencias económicas y sociales con la finalidad de planificar acciones de prevención y reconstrucción. En el caso de las edificaciones de muros de ductilidad limitada no se cuenta con la experiencia de campo sobre su comportamiento estructural respecto a eventos sísmicos debido a que son construcciones relativamente nuevas y no son tradicionales. Las investigaciones respecto al desempeño sísmico de estructuras con muros de ductilidad limitada en nuestro país principalmente se centran en el estudio de las edificaciones de departamentos mayores a 5 pisos y no a viviendas unifamiliares de 2 o 3 pisos. En los estudios previos se han obtenido curvas de fragilidad, que analizan el comportamiento sísmico y los daños sufridos en las estructuras, y curvas de vulnerabilidad, que estiman los costos de los daños generados y sus costos de reparación, para edificaciones mayores a 5 pisos: mientras que solo curvas de fragilidad para viviendas de 2 o 3 pisos. Esta tesis tiene como finalidad ampliar el espectro de análisis del estudio del desempeño sísmico de esta tipología a través del estudio de la vulnerabilidad sísmica de viviendas sociales de 2 niveles.

Este trabajo explora la normativa internacional referida a la instrumentación sísmica de edificios y la aplicación de un sistema de procesamiento de señales sísmicas registradas en edificios instrumentados bajo la normativa de instrumentación sísmica peruana. Las normativas revisadas pertenecen a Colombia, Venezuela, Chile, Costa Rica, Turquía, Estados Unidos y Filipinas. Esta recopilación se presenta en cuadros informativos con las principales disposiciones de cada capítulo de instrumentación. Asimismo, se incluye una comparación entre las estipulaciones de una de las normativas estudiadas versus las disposiciones sugeridas por las principales guías internacionales de monitoreo sísmico de edificaciones. Finalmente, se sugieren aspectos normativos a incluir en el capítulo de instrumentación sísmica peruana propuestos en base a la información estudiada. Por otra parte, se revisan los conceptos básicos de señales sísmicas y su procesamiento. Luego, se presentan los conceptos y especificaciones técnicas de estaciones sísmicas y acelerómetros. Después, se realiza el estudio de los métodos numéricos usados para el cálculo de la respuesta dinámica de modelos de un grado de libertad y la construcción de espectros de respuesta de desplazamiento, velocidad y aceleración. Finalmente, se desarrolla un programa en LabVIEW para la construcción de espectros de respuesta y la creación de reportes automáticos con la información obtenida del evento sísmico registrado en una edificación instrumentada.

En la actualidad, para la previsión de desplazamientos inducidos por eventos sísmicos en estructuras geotécnicas se dispone de diversos procedimientos simplificados, los cuales se presentan como una alternativa rápida y de fácil acceso en la evaluación del comportamiento sísmico en estructuras tales como presas de tierra, pilas de lixiviación, depósitos de desmonte, entre otros. En la presente tesis se expone la comparación de los resultados de deformaciones permanentes inducidas por un sismo en un depósito de desmonte minero, ubicado en la sierra del departamento de La Libertad. Estos resultados se obtienen a partir de la revisión de los métodos propuestos por los siguientes autores: Newmark (1965), Makdisi-Seed (1978), Bray-Travasarou (2007) y Macedo-Bray- Travasarou (2017). La metodología de la tesis se basa en un análisis cuantitativo, que consta de la recolección de datos de entrada para el caso de estudio y el procesamiento de estos. A partir del expediente de una desmontera minera, se obtiene los parámetros geotécnicos y sísmicos tales como: aceleración de diseño, periodo de vibración, entre otros. Una vez definidos dichos parámetros se procede con la estimación de los desplazamientos permanentes para una sección critica utilizando los diferentes métodos. Finalmente, se realiza una comparación gráfica entre los resultados obtenidos y se verifica que el método de Macedo, Bray y Travasarou (2017) otorga los resultados más confiables ya que considera la respuesta dinámica del suelo y representa mejor las características sísmicas del caso de estudio ubicado en América del Sur, donde predominan los terremotos de subducción.

El Perú es considerado un país altamente sísmico puesto que se localiza cerca de la superficie de fricción de las placas de Nazca y Sudamericana. Por este motivo, y sumado a la aparición de nuevas tecnologías y herramientas disponibles, los análisis dinámicos han venido cobrando un valor significativo en lo que compete a la ingeniería geotécnica-sísmica. La presente investigación busca evaluar dinámicamente la estabilidad de un depósito de relaves a través del método de elementos finitos, con el fin de determinar la magnitud del riesgo que representaría la potencial falla del dique que contiene los relaves. Dicho ejercicio se realizó mediante la modelación y análisis de la sección crítica de la estructura, haciendo uso del software geotécnico GeoStudio 2018® (específicamente, sus módulos SEEP/W, SIGMA/W, QUAKE/W y SLOPE/W.), y sometiéndola a solicitaciones dinámicas provocadas por eventos sísmicos, en forma de registros de aceleraciones. Después de ejecutado esto, se prosiguió con la determinación de las resistencias post-sísmicas, factores de seguridad y las deformaciones y desplazamientos permanentes de la estructura, obteniendo como resultado que la presa desarrolla una potencial movilidad cíclica a causa de los desplazamientos que experimenta, mas no significa un riesgo de falla total. Luego, se realizó una evaluación e interpretación de los resultados obtenidos, con el objetivo de adquirir un mayor entendimiento del comportamiento de la presa post-sismo y determinar su condición final de estabilidad. Finalmente, se propone una solución para poder estabilizar el sistema, la cual consta de perfilar la cimentación ubicada aguas abajo de la presa, consiguiéndose factores de seguridad que cumplen con los mínimos valores recomendados y asegurando la estabilidad de la presa a corto y largo plazo. Nota: Por temas de confidencialidad sobre la información proporcionada por la empresa minera para el desarrollo del trabajo, se denominará con otros nombres a la empresa dueña del proyecto y a las consultoras que realizaron los estudios para este.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el empleo del análisis no lineal estático y dinámico. Para ello, se siguieron los lineamientos desarrollados en el documento del comité VISION2000 y en el código ASCE41 versión 2013 para evaluar el desempeño de estructuras. Para el análisis no lineal estático, los niveles de amenaza sísmica se modelaron según los parámetros de la norma E.030 en sus versiones 2003 y 2016, verificándose que se cumplan con los objetivos desempeño para ambos casos. En el análisis no lineal dinámico se emplearon diez registros sísmicos, característicos del país, para obtener las curvas IDA y con ellas sacar una curva representativa para evaluar si se cumplen con los objetivos de desempeño. El trabajo se dividió en siete capítulos, ordenados de la siguiente manera: En el capítulo I, se hizo una revisión de los antecedentes de la destrucción de hospitales a lo largo de los años a causa de los terremotos, la evolución de los códigos de evaluación de estructura, la amenaza sísmica local, la situación actual de los hospitales en el Perú, justificación y objetivos del trabajo. En el capítulo II, se realizó un detallado marco teórico sobre los métodos de análisis sísmicos existentes, haciéndose énfasis en los análisis no lineales. Además se hace una comparación entre el análisis no lineal estático y dinámico, mostrando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. También se presentan los métodos empleados por el ATC40, FEMA356 y FEMA440 para obtener el punto de desempeño ante un nivel de amenaza sísmica. En el capítulo III, se desarrollan los conceptos referentes a la evaluación del desempeño sísmico de estructuras. Se brinda un repaso de los lineamientos especificados por el comité VISION200 y el ASCE41-13 como: niveles de desempeño, niveles de amenaza sísmica y objetivos de desempeño según el tipo de edificación. Además se hizo una lista con los principales documentos que evalúan la vulnerabilidad en un hospital. En el capítulo IV, se presentan las principales consideraciones y requerimientos que se deben tomar para desarrollar un análisis no lineal. Los temas que abarca este capítulo son: modelos del comportamiento de los materiales, rigideces efectivas, diagramas momento vs curvatura y modelos de plasticidad de secciones y elementos. En el capítulo V, se brindan las consideraciones generales que se tomaron para modelar los elementos estructurales en el programa de cómputo. Además se definen los niveles de amenaza sísmica para el análisis no lineal estático y los factores de escala de los registros para el análisis no lineal dinámico. En el capítulo VI, se muestra la evaluación realizada con el FEMA577, los resultados obtenidos en cada dirección según las matrices de desempeño de los códigos empleados para los niveles de amenaza modelos con la norma E.030 (versión 2003 y 2016). También se muestran las curvas IDA obtenidas en cada dirección de los registros sísmicos, además de la curva representativa. En el capítulo VII, se brindan los comentarios, conclusiones y recomendaciones sobre el trabajo realizado. Se presentan anexos con las tablas empleadas de los códigos y ejemplos detallados del modelamiento de los elementos estructurales en el programa Peform3D.

Actualmente el Perú es uno de los países que busca planificar y mitigar los desastres que puedan ocurrir debido a los fenómenos sísmicos ocasionados por la alta sismicidad de la zona en donde se encuentra. Por consiguiente, se elaboran normas de diseño sismo resistente en donde se detallan las cargas sísmicas a usar en los diseños de edificios; si bien en la norma se detalla para edificaciones comunes, cuando se trata de estructuras esenciales como presas, túneles o centrales nucleares, estas no están especificadas. Por esta razón se realizan estudios de peligro sísmico que permitan obtener valores de demanda sísmica que puedan ser usados en el diseño de este tipo de infraestructuras. En esta tesis se busca determinar los valores de la demanda sísmica mediante un análisis probabilístico de peligro sísmico para una presa de enrocado ubicada en la provincia de Tayacaja, Huancavelica. El desarrollo del análisis probabilístico se realizó con la metodología de Cornell 1968 teniendo como herramienta el programa CRISIS 2015, la elaboración del espectro de diseño bajo la metodología FEMA 356, el cálculo de los valores de los coeficientes de diseño sísmico bajo el enfoque de los artículos RUIZ et al 2011 y MARTINEZ et al 2011 y, por último, los acelerogramas sintéticos se generaron con la herramienta SEISMOSOFT. Los resultados obtenidos demostraron que el análisis probabilístico de peligro sísmico se pudo realizar de manera satisfactoria a pesar que la presa se ubicaba en un sitio distante a una falla sísmica importante y además de carecer de registros sísmicos relevantes; permitiendo obtener demandas sísmicas para la presa de enrocado en forma de espectros de diseño, coeficientes sísmicos y acelerogramas artificiales para tiempos de retorno de 475 y 2475 años muy similares.