Academic literature on the topic 'Análisis sísmico de edificios'

Se analiza la conveniencia, en cuanto a costos iniciales y a respuestas estructural, de construir edificios bajo con aislamiento sísmico ubicados en dos sitios con propiedades dinámicas diferente: uno con periodos de vibración dominantes intermedios, y otro con periodos dominantes cortos. Se estudian edificios de cinco niveles con características dinámicas y de estructuración similares a las de una escuela cosntruida sobre aisladores sísmicos en la Ciudad de México. Se realizan pruebas de vibración ambiental en dicha construcción. Los edificios que se analizan se representan tanto mediante modelos "de cortante" como " de marcos planos". En estos últimos se subraya la influencia de los efectos P-Δ en el desplazamiento relativo entre la base de la superestructura y del aislador sísmico.Los edificios se diseño bajo dos suposiciones: a) con estructuración convencional, que obedecen a los respectivos reglamentos de diseño sísmico de cada sitio (Acapulco, Gro. y México D.F.); y b) con estructuración que incluye un sistema aislador-disipador sísmico. Los resultados indican que, cuando en la estructura se incluye dicho sistema, las fuerzas cortantes se reducen aproximadamente la mitad, y los costos de construcción se incrementan alrededor de un 6% con respecto a los correspondientes a un diseño convencional.

Mediante simulación Monte Carlo y el programa de análisis Canny-E, se analizan dinámicamente ocho modelos estructurales elásticos representativos de edificios de marcos de concreto reforzado de 4, 7 y 10 niveles, con el objetivo de establecer un procedimiento simplificado para tomar en cuenta los efectos de la torsión accidental en el diseño sísmico de edificios. Los resultados muestran que es factible diseñar por torsión sísmica un edificio a base de marcos, representativo de edificios de oficinas, empleando una relación simple que amplifica la respuesta del correspondiente modelo torsionalmente balanceado para estimar los elementos mecánicos y cinemáticos de diseño.

Las políticas recientes de fomento a la vivienda en México han buscado optimizar los cada vez más escasos espacios disponibles en las grandes ciudades. Dentro de este contexto, empieza a considerarse cada vez más la construcción de edificios altos. En un edificio alto de mampostería, es muy posible que existan muros con relación de aspecto elevada. Un aumento en la relación de aspecto de un muro resulta en un cambio en su comportamiento ante cargas laterales, lo que lo lleva de una respuesta lateral dominada por corte a una dominada por flexión. Este artículo tiene como objetivo aportar elementos cualitativos y cuantitativos que permiten discutir la posibilidad de construir edificios altos de mampostería confinada en zonas sísmicas. Para ello se diseñó un edificio de 10 pisos ubicado en la Zona de Transición del Distrito Federal, y se llevó a cabo una serie de análisis estáticos no lineales para establecer las propiedades estructurales globales del edificio, y otra de análisis dinámicos no lineales para definir su desempeño sísmico. A partir de los resultados presentados se concluye que es posible construir edificios altos de mampostería en zonas sísmicas, y se identifican algunas de las acciones que deben emprenderse a corto plazo para hacer esto posible.

En este artículo se presenta un método aproximado de evaluación del comportamiento sísmico de edificios asimétricos. El método se basa en un análisis no-lineal de empujón, en la reducción de la curva de capacidad a una de comportamiento de un sistema equivalente de un grado de libertad, enel cálculo de su respuesta máxima ante una demanda sísmica considerada y en la transformación de ésta a la correspondiente de la estructura original. En la aplicación del análisis del empujón, la estructura se empuja en dos direcciones ortogonales con fuerzas laterales de distribuciones y proporciones como lo recomienda el reglamento vigente. El potencial del método propuesto paraestimar el desempeño sísmico de edificios asimétricos se demuestra al comparar los resultados de dos ejemplos ilustrativos, con los correspondientes a los de análisis dinámicos no lineales paso a paso.

Una revisión del conocimiento actual del comportamiento sísmico de un edficio muestra que existen incertidumbres para lograr una representación matemática congruente con la respuesta estructural. Esto se evidenció durante los sismos de septiembre de 1985 que afectaron principalmente a la ciudad de México. Para comprender el comportamiento sísmico de las estructuras de la ciudad de México se ha considerado necesario instrumentar algunos edificios con aparatos de registro sísmico, además de realizar campañas de mediciones de vibración ambiental y de vibración forzada, para evaluar los criterios de análisis sísmicos.

Se han analizado las exigencias normativas de diferentes países de Europa, EEUU, CEI, Canadá, en cuanto a los códigos que garantizan la seguridad de edificios y estructuras ante terremotos. Se propone una metodología basada en la respuesta espectral no elástica de edificios, que permite considerar el comportamiento no lineal de las estructuras, en la elaboración de los requerimientos de Eurocode 8. Se presenta un informe de los cálculos de desplazamiento de edificios de hormigón entramados y no entramados, realizados aplicando esta metodología.

Este artículo forma parte de un plan de investigación que busca proporcionar a la industria ecuatoriana de la construcción en acero alternativas de sistemas estructurales para edificios altos y de mediana altura, diferentes a los de acero y hormigón armado convencionales usados actualmente en Guayaquil. Los Pórticos Resistentes a Momento Compuestos (PRMC) con columnas CFT (CFT, Concrete-Filled Steel Tube Column, por su nombre en inglés) y los Pórticos con Arriostramientos de Pandeo Restringido (PAPR) son los sistemas estructurales que se presentan en este estudio. Se realiza primero una revisión de los aspectos más importantes relacionados al análisis y diseño de un edificio prototipo de 24 pisos de altura en el que los sistemas PRMC y PAPR constituyen el Sistema Resistente a Cargas Sísmicas. Este diseño fue realizado en base a las disposiciones de diseño sísmico de códigos Norteamericanos y recomendaciones de investigaciones previas relacionadas a estos sistemas. Luego se, describe el desarrollo del modelo no-lineal de los PRMC y PAPR y la calibración realizada para cada uno de los componentes estructurales (vigas, columnas CFT, conexiones viga- columna y arriostramientos de pandeo restringido) de estos sistemas. Finalmente, se presentan los resultados de los análisis estático (pushover) y dinámico no lineales correspondientes al edificio prototipo. Los cuales indican que ambos sistemas tienen un adecuado desempeño sísmico y consecuentemente constituyen alternativas interesantes para la construcción de edificios altos y de mediana altura en nuestro país.

Se describen las etapas del proceso del diseño estructural en zonas sísmicas, señalando las diferencias con el diseño convencional. Se enfatiza la importancia de la coloboración entre todos los que intervienen en él. Se comentan los métodos con los que se cuentan para el análisis y diseño sísmico, y se señalan sus limitaciones. Se utiliza el temblor de Northridge para señalar las incertidumbres de los métodos de análisis y diseño, Finallmente, se presentan recomendaciones para mejorar el diseño y construcción de edificios en zonas sísmicas.

La evaluación de la vulnerabilidad sísmica del inventario de edificaciones de una región es de vital importancia para poder estimar el riesgo sísmico del lugar. Las escuelas constituyen una importante clase estructural porel alto número de personas que albergan, su rol social y la posibilidad de ser usadas como centros de atención en eventuales emergencias. En este artículo se presenta el análisis de las características de 77 edificios pertenecientes a 28 escuelas de los municipios de Medellín, Itagüí y Sabaneta(Colombia). Cada edificio es una estructura de pórticos de hormigón reforzado con muros de mampostería no reforzada. Dentro de los parámetros analizados se encuentra el número de pisos, altura de la edificación, área en planta, irregularidades en planta y en altura, presencia de columnas cortas, materiales de muros, dimensiones de columnas y muros, tipo desuelo, carga lateral de diseño, nivel de mantenimiento, año de construcción y existencia de daños o intervenciones de repotenciación. El análisis presentado constituye información valiosa que puede usarse para fines de estimación de la vulnerabilidad de este grupo estructural y, por lo tanto,de su riesgo sísmico.

En Colombia no existe una normativa propia para el diseño de edificaciones con aislamiento sísmico de base; el limitado número de edificios aislados existentes en el país han sido diseñados según alguno de los documentos americanos que recomienda el reglamento NSR-10.Sin embargo, el uso de una normativa extranjera sin un análisis detallado de su aplicabilidad puede implicar serias inconsistenciastécnicas y sobrecostos que impidan la expansión del aislamiento sísmico, a pesar de sus importantes ventajas. En este trabajo se estudianlas versiones más recientes de la normativa americana ASCE 7 (2010 y 2016), se identifican las incoherencias entre estos documentos y elreglamento NSR-10, y se proponen criterios para análisis y diseño de edificios con aislamiento sísmico en Colombia.

The main objective of this thesis is the probabilistic assessment of the expected seismic damage in steel buildings located in Mexico City. Although a deterministic analysis is performed both, seismic actions and buildings, are considered in a probabilistic way. A broad acceleration database, with 7132 records (3 components) of the 180 stations in the city, 1363 with peak ground acceleration (PGA) above 0.01 g, is analyzed; this analysis, allows having data representative for each one of the 6 seismic zones of the city; the seismic action in each zone is defined by means of 20 accelerograms compatible and with controlled error, in the sense that the mean value and standard deviation of the 20 spectra match well the design spectrum and a predefined error function, respectively. Concerning structures, the study is based on low- (3 stories), mid- (7 stories) and high-rise (13 stories) buildings and on 3 structural configurations: i) Special Moment Frames (SMF) ii) Special Concentrically Braced Frames (SCBF) and (iii) Buckling Restrained Braced Frames (BRBF). The mechanical properties are considered in a probabilistic way by means of appropriate probability distributions; Monte Carlo simulation and Latin hypercube based sampling techniques are used. The deterministic analysis is performed by using mean values of buildings and accelerograms. 2D models, Nonlinear Static Analysis (NLSA), Non Linear Dynamic Analysis (NLDA) and Incremental Dynamic Analysis (IDA) are used. NLSA allows obtaining capacity spectra, fragility curves, mean damage state curves and relations between PGA and the displacement of the performance point. IDA allows obtaining relations among PGA, maximum roof displacement and Park and Ang damage index. The results show that buildings perform properly. However, BRBF show the best performance; SMF the worst. The highest expected damage is obtained for high-rise buildings and, particularly, for SMF buildings; this result is attributed to soft-soil¿s amplification effects, affecting more to high buildings. Uncertainties in the response increase with the severity of the earthquake and they are dominated by uncertainties in the seismic action; however, the influence of uncertainties of the mechanical properties of buildings, although minor, is also significant. Static analysis provides good results, when compared with the ones of the dynamic analysis; but, this consistency is lower for high-rise buildings. The deterministic analysis shows a good consistency with the median values of the probabilistic analysis, although the probabilistic approach allows analyzing uncertainties and, in this sense, it should be preferred. In this thesis, innovative methods for the analysis of the seismic action and for damage assessment have been implemented. Concerning to seismic action, a comprehensive study of directionality effects in Mexico City has been performed; also, the design spectra have been compared with the ones of the recorded accelerograms. Concerning to damage analysis the performance point is obtained by using an energy-balance based method. The parametric model for capacity curves has been applied; this model completely defines capacity curves/spectra with 5 independent parameters. In addition, two damage indices that are compatible with the Park and Ang index have been obtained; these two damage indices are calculated from the capacity curve, in a straightforward way. In addition, a probabilistic assessment of the collapse damage state, is performed. Finally, as a practical and useful contribution, several developments of this thesis, are implemented in an interactive software; it is intended that the computer program, "Probabilistic Seismic Risk" (PSRv1.0), be an easy and efficient tool allowing a fast assessment of the seismic risk.
El principal objetivo de esta tesis es la evaluación probabilista del daño esperado en edificios de acero sometidos a las acciones sísmicas de diseño en la Ciudad de México. Aunque se efectúa un análisis determinista, la acción sísmica y los edificios se consideran de forma probabilista. Se analiza una extensa base de datos de aceleración, con 7132 registros (3 componentes) de las 180 estaciones de la ciudad, de los cuales 1363, con aceleraciones pico (PGA) mayor de 0.01 g; este análisis, permite disponer de datos representativos para cada una de las 6 zonas sísmicas de la ciudad. Así, la acción sísmica en cada zona, se define mediante 20 acelerogramas compatibles y con error controlado, de forma que el valor medio y la desviación estándar de los 20 espectros correspondientes, coinciden con el espectro de diseño de cada zona y con una función de error predefinida, respectivamente. Por otra parte, se consideran edificios porticados de 3, 7 y 13 pisos y 3 configuraciones estructurales: i) pórticos especiales resistentes a momento (SMF) ii) pórticos con riostras concéntricas (SCBF) y iii) pórticos con riostras de pandeo restringido (BRBF). Las propiedades mecánicas de las secciones estructurales se consideran de forma probabilista y se usa el método de Monte Carlo y la técnica de muestreo del hipercubo latino. El análisis determinista se efectúa usando valores medios de edificios y acelerogramas. Se usan modelos 2D y análisis no lineal estático (NLSA) y dinámico (NLDA) incremental (IDA). El NLSA, permite obtener espectros de capacidad, curvas de fragilidad, curvas de daño medio y relaciones entre PGA y el desplazamiento del punto de capacidad por demanda, que son fundamentales para comparar los resultados de los NLSA y NLDA. El IDA permite obtener relaciones de PGA con el desplazamiento máximo en el techo y con el índice de daño de Park y Ang (IPA). Los resultados muestran un comportamiento adecuado de los edificios; los BRBF son los que tienen un mejor rendimiento y los SMF los que peor. El mayor daño esperado se obtiene para los edificios altos y, en particular, para los no arriostrados (SMF); este resultado se atribuye a la amplificación de la acción sísmica, por efecto de suelos blandos de grandes espesores, afectando más a los edificios altos. La incertidumbre en la respuesta crece con la severidad del terremoto y está dominada por la incertidumbre en la acción sísmica; la influencia de las incertidumbres de las propiedades mecánicas de los edificios, aunque menor, es también significativa. Para los edificios estudiados, en general, el NLSA proporciona buenos resultados comparados con los del NLDA. El análisis determinista muestra una buena consistencia con los valores medianos del probabilista, aunque el análisis probabilista es preferible, ya que permite analizar las incertidumbres. En esta tesis se han desarrollado, implementado y aplicado métodos novedosos para el análisis de la acción sísmica y del daño. En referencia a la acción sísmica, se ha hecho un estudio completo del efecto de direccionalidad en la Ciudad de México. En cuanto al análisis de daño, el cruce entre los espectros de capacidad y de demanda se efectúa usando un método de balance de energías; se ha aplicado el modelo paramétrico de capacidad, que parametriza los espectros de capacidad mediante 5 parámetros independientes y se han obtenido dos índices de daño que son compatibles con el IPA, pero que se evalúan, de forma directa y sencilla, a partir de las curvas de capacidad; además se efectúa una evaluación probabilista del colapso, que permite obtener la frecuencia o tasa anual de colapso. Finalmente, parte de los desarrollos de esta tesis se implementan en un programa interactivo que constituye una contribución práctica y útil de esta tesis; así, el programa "Probabilistic Seismic Risk" (PSRv1.0), pretende ser una herramienta para una evaluación rápida del riesgo sísmico, en térmicos de tasas anuales de excedencia del daño esperado

Los daños por terremotos en edificios y sistemas esenciales han motivado la definición de estándares de comportamiento de estas instalaciones, buscando reducir las pérdidas económicas y la pérdida de funcionalidad. Varias iniciativas nacionales y regionales han sugerido procedimientos para la evaluación del comportamiento y fragilidad de los edificios. Estos avances han dado soporte para la gestión de programas nacionales y regionales para la reducción de la vulnerabilidad de instalaciones esenciales, en los cuales se debe decidir entre ejecutar obras de reforzamiento o bien, renovar la infraestructura. En este trabajo se adoptan y presentan metodologías para evaluar la seguridad y riesgo sísmico, así como la factibilidad de las actividades de reducción de pérdidas, con el fin de priorizar el análisis detallado y orientar programas de reducción de la vulnerabilidad sísmica de edificios y sistemas esenciales. Estos procedimientos se aplican en diferentes casos de estudio, a escala local, regional, nacional y supranacional, realizando evaluaciones sobre centros educativos y centros de salud, entre otros edificios de importancia especial. Respecto a la evaluación de la seguridad sísmica de los edificios esenciales, se adopta un método simplificado basado en espectros de capacidad, propuesto en el proyecto RISK UE para evaluar su comportamiento y calificar su seguridad de acuerdo a los estándares sugeridos por el Comité VISION 2000. Para este análisis, los edificios se clasifican en tipologías estructurales para las cuales se conocen espectros de capacidad. Para estimar la acción sísmica (en roca firme), se adaptan espectros de amenaza uniforme a las formas espectrales del Eurocódigo 8. Para evaluar la acción sísmica en superficie, se emplean espectros de respuesta para diferentes tipos de suelo, de acuerdo a los resultados de estudios de mesozonación sísmica. A partir de la evaluación del comportamiento y daño esperado de los edificios, se presentan alternativas para evaluar las pérdidas económicas, índices de funcionalidad, así como estimaciones del tiempo de recuperación, que permiten identificar las instalaciones más críticas. Estos procedimientos se aplican a edificios esenciales de Cataluña (España), considerando periodos de retorno de 475 y 975 años. A escala local, esta metodología se aplica a los edificios esenciales ubicados en la Comarca de Val d’Arán. Este análisis permite evaluar su seguridad y priorizarlos según los daños esperados. De estos resultados se encuentra que cerca del 70% de los edificios son operacionales para periodos de retorno de 475 años. Para periodos de retorno de 975 años, son menos del 10% los edificios no cumplen con el nivel de comportamiento de seguridad de la vida. En cuanto a los daños esperados, el promedio de las instalaciones, para un periodo de retorno de 475 años, tienen un índice de pérdida económica del 25%. En cuanto a su funcionalidad, se observa que cerca del 50% tienen un índice de funcionalidad menor a 0.5. A escala regional, el mismo procedimiento se aplica para evaluar la seguridad de un conjunto de centros educativos de Cataluña, compuesto por instalaciones ubicadas en la Comarca de Val d’Aran, en la Provincia de Girona, así como edificios construidos con sistemas industrializados, la mayoría situados en la Provincia de Barcelona. Del total de centros analizados, para un periodo de retorno de 475 años, son menos del 5% las instalaciones que no cumplen con el nivel de comportamiento operacional. Para un periodo de retorno de 975 años, todos los centros educativos cumplen con el requisito de seguridad de la vida. El promedio de la pérdida económica de los centros de Girona se encuentra entre el 15% y el 20%. El promedio de la pérdida económica del conjunto de edificios industrializados es inferior al 5%. Para los centros educativos de de Val d’Aran, el promedio de la pérdida económica es del 25%. En forma similar, se desarrolla una evaluación de la seguridad de un conjunto de hospitales públicos de Cataluña. Para eventos de periodo de retorno de 475 años, cerca del 16% no cumplen el nivel de comportamiento operacional. Para eventos de periodo de retorno de 975 años, todos los hospitales cumplen con el requisito de seguridad de la vida. Además de la evaluación del comportamiento, se estiman índices de pérdida económica, de funcionalidad y se propone un Índice de Vulnerabilidad de Hospitales que incluye aspectos estructurales, no estructurales y de capacidad de respuesta a emergencias. Como complemento a la verificación de estándares de seguridad, en este trabajo se adoptan metodologías para la estimación de pérdidas esperadas ante un conjunto de eventos potencialmente dañinos, descritos por su magnitud y tasa de recurrencia. Dichos eventos se generan de acuerdo a la sismicidad de la zona de estudio. Para cada evento se evalúan las aceleraciones espectrales correspondientes al lugar donde se hallan las instalaciones empleando leyes de atenuación. Los edificios se clasifican en tipologías estructurales para las cuales se desarrollan curvas de vulnerabilidad. Dichas curvas relacionan la pérdida esperada y su desviación estándar con la aceleración espectral. Bajo este análisis es posible estimar la pérdida máxima probable para eventos de diferentes periodos de retorno, así como la pérdida anual esperada. Esta metodología se aplica a escala supranacional para evaluar relaciones de beneficio-costo de la reducción del riesgo sísmico en el área construida de centros educativos públicos de países de América Latina. Este análisis se centra en las pérdidas económicas y permite identificar los países en los cuales resulta viable la intervención estructural. Estos resultados se comparan con índices de progreso del sector educativo y de inversión pública en educación, con el fin de identificar los países en los cuales, los daños en la infraestructura escolar representan altos costos de oportunidad y pueden afectar el cumplimiento de los objetivos y metas en educación. Para la gestión de la seguridad de los edificios y sistemas esenciales, además de la estimación de las pérdidas económicas, es de interés evaluar las pérdidas asociadas a la interrupción del servicio durante terremotos, así como los impactos del desastre. Para el primer caso, se desarrolla un modelo para evaluar la respuesta de los hospitales durante eventos sísmicos. En este modelo se estiman el número de pacientes ingresados, en espera y no tratados oportunamente en un conjunto de hospitales. Este análisis se desarrolla para el conjunto de hospitales públicos de Cataluña para periodos de retorno de 475 y 975 años, así como para un conjunto de eventos generados de acuerdo a la peligrosidad sísmica de la región de estudio. De este análisis se encuentra que los hospitales con comportamiento crítico son aquellos ubicados en las zonas de mayor densidad de población y de mayor peligrosidad sísmica, en las cuales se espera que ocurran más heridos y que los hospitales puedan tener mayores daños. Para periodos de retorno de 475 años, el porcentaje de heridos no tratados oportunamente en el sistema puede llegar a ser del 8% y del 25% para periodos de retorno de 975 años. Para evaluar el impacto socioeconómico de los daños por terremotos en edificios esenciales, en este trabajo se adoptan metodologías para estimar los efectos sobre la población asociados a la reducción del funcionamiento de las instalaciones luego de eventos sísmicos. Estos procedimientos se aplican a un conjunto de hospitales públicos de Cataluña, con el fin de evaluar la reducción en la producción de salud, teniendo en cuenta diferentes escenarios de daños. La producción de salud se considera como el resultado de los servicios médicos ofrecidos con la infraestructura y recursos hospitalarios disponibles, los cuales influyen en la salud de la población. La producción de salud se mide en términos de la tasa de mortalidad (número de personas fallecidas anualmente por cada mil habitantes). De esta manera, una reducción en la producción de salud está relacionada con aumentos en la tasa de mortalidad. En el modelo adoptado, la producción de salud se relaciona con indicadores de los recursos sanitarios como el número de camas, personal médico y el diagnóstico de pacientes empleando nuevas tecnologías. De los resultados de este análisis se encuentra que, para escenarios de periodo de retorno de 475, la reducción en la producción de salud está relacionada con incrementos en la tasa de mortalidad de 0.84 muertos por cada mil habitantes. Dicho incremento es de de 1.14 para periodos de retorno de 975 años. Las metodologías propuestas y los resultados obtenidos son útiles para evaluar la importancia de la seguridad sísmica de los edificios y sistemas esenciales. Además de la verificación de los estándares de seguridad, los índices de pérdida económica, de funcionalidad, el análisis de respuesta ante emergencias y los impactos luego del desastre permiten identificar los beneficios de la reducción de la fragilidad de las instalaciones, dando soporte a programas de mitigación del riesgo.
In this thesis, several methods to evaluate the seismic safety and seismic risk of essential and special buildings and systems are developed and applied. Those procedures are applied to case studies. Concerning the safety analysis, the seismic action is defined by means of response spectra which are defined according to the spectral shapes proposed In Euro-code EC 08. The soils effects are taken into account using the results of a seismic mesozonation study; buildings are defined by means of their bilinear capacity spectra but they are grouped ac-cording to simplified structural typologies. The expected damage is then estimated by means of a capacity spec-trum based method. Finally, the buildings safety is evaluated comparing the expected damage grades and the levels of seismic performance proposed by the Vision 2000 Committee. In the proposed method expected economic losses, residual functionality and recovery time periods also can be estimated. The obtained results allow identifying the buildings with worse seismic performance and can be useful for prioritizing vulnerability and risk reduction measures. The seismic safety study has been applied at local and regional scales. At local scale the buildings of special importance in the municipalities of Val d¿Aran (Spain) has been analyzed; at regional scale the methods are applied to a set of schools and public hospitals of Catalonia (Spain). Moreover well-known methods for seismic risk assessment were used to estimate expected losses in essential facilities when they are exposed to a set of potential harmful seismic events, which are defined by their magnitudes and recurrence rates. Then stochastic techniques are used to generate a family of such events according to the seismicity of the region of interest. For each event and for each building, the spectral accelerations at the site of the building are estimated by using seismological models linking magnitudes and spectral amplitudes and attenuation laws. Then, for each building typology, curves relating the expected economic losses and the spectral acceleration are developed. The method also allows estimating the corresponding standard deviations. The method can be applied before and after of hypothetical measures for reducing the vulnerability and seismic risk. Therefore, on this basis it is possible to estimate annual average losses according to the seismic hazard of the studied region. This procedure has been applied, at national and supranational scale, to obtain appraisals of the benefit-cost ratios of seismic risk reduction actions in schools in countries of Latin America. An added value of this thesis comes from the methods for assessing also the expected indirect losses associated to the disruption of essential and special facilities during earthquakes, as well as those related to the socioeconomic impacts of the disaster. In this context, a model was developed that allows evaluating the whole performance of a hospital network during seismic events. The method is based on the assessment, for each event, of the numbers of inpatients, injured people in waiting list and injured people not receiving treatment opportunely. The method also allows obtaining quantitative estimates of the expected reduction in the assistance of the health of the population. The methods and techniques proposed and used in this thesis, as well as the results obtained in specific case stud-ies, are useful for evaluating the actual seismic safety of essential facilities. Besides, the verification of the levels of performance, the assessment of indices of economic losses and of residual functionality, the analysis of the response, capacity and resilience to face emergencies and the detailed study of the impacts of the disasters, allow identifying the benefits of activities oriented to the reduction of the seismic vulnerability and risk, even in low to moderate seismic hazard areas.

The analysis of the structural seismic response has gained a special importance both for the seismic design of buildings as for predicting the damage caused by earthquakes. In this thesis a complete study about the seismic risk assessment of the two main structural
typologies of residential buildings of Barcelona, Spain, is presented. These correspond to reinforced concrete buildings with waffle slabs and unreinforced masonry buildings. The main goal of this research is to apply a systematic methodology for the seismic risk
assessment, by means of fragility curves, in buildings located in urban zones with moderate seismic hazard.

After revising the conceptual aspects involved in the seismic risk assessment and describing the current state of the art, the adopted methodology to evaluate the structural
capacity, fragility and expected damage analyses is described. To assess the capacity a structural modelling of the buildings and a non-linear static analysis is required. The fragility or vulnerability is evaluated through the capacity spectrum, by means of a simplified procedure. The damage probability matrixes for a given seismic scenario require knowledge of the maximum structural response, which is obtained by using the capacity spectrum method.

The methodology has been applied to three reinforced concrete models representative of
low, mid and high rise buildings of the city; this has allowed developing seismic risk scenarios for two earthquakes, which occurrence in Barcelona is reasonably possible. These scenarios take into account the Barcelona seismic zoning.
The method has been also applied to characterize the expected seismic behaviour of masonry buildings, modelling three typical buildings of the Eixample District. Two of them present different plane configuration, one more regular than the other. The third is
representative of corner buildings, typical of the city's blocks. The better behaviour of the regular buildings compared to corner buildings is confirmed. An aggregate set of buildings, corresponding to a typical line of the district's blocks has been studied. It has been observed that the aggregate behaviour does not improve; instead it inherits the vulnerability of the constituting buildings.

A sensitivity analysis of the slight and extensive threshold damage states is carried out; it is observed that little variations in these thresholds significantly influence the expected damage. Consequently, new thresholds for these damage states are proposed based on certain structural characteristics obtained from the non-linear static analysis. The proposed slight damage threshold takes into account the elastic stiffness degradation, while hardening is considered for the extensive damage state. To validate the results obtained with of the employed methodology, a series of non linear dynamic analysis were carried out in two reinforced concrete buildings.
The global results were compatible with the ones of the methodology. In general, the results show a good confidence level.
Finally, the conclusions drawn the current thesis are summarized and some recommendations for future works are given.

Se realiza una serie de análisis comparativos en un edificio ideal aporticado de 5 pisos de concreto armado con disipadores de fluido viscoso incorporados en ambas direcciones. Se estudian tres configuraciones de arreglos de disipadores: en diagonal, doble diagonal y chevron. Asimismo, se examinan las respuestas de la estructura empleando disipadores lineales con exponente α = 1 y disipadores no lineales con exponente α = 0.25. La edificación sin disipadores no cumple la deriva permisible de la norma peruana sismorresistente NTE E.030. Se revisan los procedimientos de análisis dinámico para estructuras con disipadores, tanto análisis de respuesta espectral como de historia de la respuesta en el tiempo. En base a conceptos de energía se presentan las expresiones para calcular el amortiguamiento efectivo necesario de una edificación con disipadores incorporados al sistema estructural a fin de obtener una deriva objetivo establecida a priori. Los disipadores con las tres configuraciones de arreglos fueron predimensionados a fin de satisfacer las derivas máximas de entrepiso de la norma NTE E.030 para un mismo valor del amortiguamiento efectivo en cada dirección de análisis. Debido a la mayor eficiencia de la configuración chevron, se obtuvieron para este arreglo disipadores con menores valores de la constante de amortiguamiento. Se obtuvieron reducciones promedio en la dirección corta del edificio de 35% para los desplazamientos espectrales máximos y de 31% para las fuerzas espectrales en la base de la estructura. Los disipadores no lineales con α = 0.25 tienen la ventaja de producir fuerzas menores que los disipadores lineales con α = 1 aportando el mismo amortiguamiento efectivo al sistema estructural. Los análisis tiempo-historia realizados en este trabajo muestran que estas menores fuerzas de amortiguamiento desarrolladas por los disipadores no lineales con un valor bajo del exponente α se corresponden con fuerzas sísmicas basales mayores que las desarrolladas por los disipadores lineales. La edificación ideal de este trabajo pudo ser protegida adecuadamente con los dispositivos de disipación de energía.
Tesis

Estudios anteriores sobre el desempeño de edificios aporticados sugieren que los límites de deriva impuestos por la norma peruana conducirían a estructuras aporticadas muy rígidas y con un buen desempeño ante sismos severos. El objetivo de este trabajo fue el diseño y evaluación de un edificio aporticado de concreto armado con columnas cuadradas, con la condición de que el peralte de las vigas sea igual al lado de las columnas del primer nivel. Para el diseño se emplearon las normas peruanas vigentes. La evaluación se hizo considerando tres niveles de peligro sísmico correspondientes a periodos de retorno de 43, 75 y 475 años. Para estimar la respuesta se utilizarían técnicas espectrales inelásticas (espectros de demanda y capacidad), y para la evaluación del desempeño se usó la propuesta del comité VISION 2000 del SEAOC. El diseño condujo a un edificio muy rígido, con columnas de 55 x 55cm de lado para los tres primeros pisos y 50 x 50cm para los pisos restantes, y vigas de 30x55cm. Con estas dimensiones de los elementos, la deriva lateral máxima fue de 0.69%, para las solicitaciones de la norma peruana. Los resultados indican que la estructura tendría una ductilidad de desplazamiento de 11 respecto a la fluencia efectiva, y una sobrerresistencia respecto a la demanda del código de 1.3 para la formación de la primera rótula y 2.5 para el colapso. Para los tres niveles de peligro sísmico el desempeño de la estructura se mantuvo dentro de la categoría de Funcional. Según la propuesta del SEAOC el edificio tendría un buen comportamiento ante un sismo raro de 475 años de periodo de retorno. En un evento frecuente de 75 años de periodo de retorno el desempeño podría considerarse aceptable. Los resultados indican que el limite de deriva lateral impuesto por la norma peruana podría ser conservador; cabe resaltar que este estudio fue desarrollado considerando valores medios para las características estructurales y la demanda.
Tesis

Ingeniero Civil
Un marco autocentrante de acero consiste básicamente en una unión viga columna que tiene la particularidad de no quedar con deformaciones remanentes significativas cuando es sometida a cargas laterales. Dicho sistema consiste, a grandes rasgos, en involucrar un cable pretensado a lo largo del sistema resistente del edificio. Este sistema de unión fue ideado y diseñado en la universidad de Lehigh, Pennsylvania, Estados Unidos; y aunque no se han probado modelos a escala real, se han ensayado especímenes a menor escala junto con modelos analíticos, mostrando en base a estos resultados las bondades de dicha estructuración. Este trabajo consiste en el estudio del comportamiento sísmico de edificios estructurados a partir de marcos autocentrantes de acero. Los objetivos del trabajo son la obtención de los parámetros de diseño sísmico (en base a análisis no lineales) y la propuesta de las respectivas recomendaciones de diseño. Primero, se revisó antecedentes generales acerca del predimensionamiento de los edificios utilizados, involucrando la metodología a utilizar en su dimensionamiento, así como las consideraciones de diseño (ubicación, importancia, entre otros). Posteriormente, se procedió a realizar el diseño de tres edificios prototipo (de 3, 10 y 20 pisos), revisando el cumplimiento de las normas vigentes. Luego, se realizó los análisis no lineales de cada estructura, estudiando los edificios diseñados a partir del análisis de modelos planos de los ejes resistentes, utilizando no linealidades debido a cargas (estáticas y dinámicas) y materiales. Esto involucra la determinación de la capacidad y la demanda sísmica de la estructura. Para el caso de la capacidad, se tiene dos alternativas de evaluación: Análisis no lineal estático (Pushover) y análisis no lineal dinámico (time-history), mediante el uso de registros escalados del terremoto del 27 de Febrero de 2010. Con esto, se procedió a determinar el factor de modificación de la respuesta estructural para este tipo de edificio, así como también el factor de sobreresistencia Ω_0 y el factor de amplificación de la deflexión, C_d. Finalmente, se realizó un análisis de sensibilidad respecto al uso del corte mínimo estipulado en la norma de diseño correspondiente, estudio que proporciona recomendaciones de diseño importantes en cuanto a comportamiento y optimización de elementos estructurales. El resultado de los análisis arroja que de acuerdo a las consideraciones bibliográficas es correcto diseñar edificios prototipo considerándolos como marcos especiales. Sin embargo, para edificios altos no es necesario considerar la restricción de corte mínimo, lo cual posibilita tener diseños menos pesados y con mejores comportamientos. Se encontró que los diseños poseen una alta sobrerresistencia y una nula reducción por ductilidad, teniéndose en consecuencia, para este tipo de estructuración, un valor de R_0 = 4. Esto se debe al aumento de resistencia que poseen los marcos al estar integrados con cables lo que conlleva al poco daño ocasionado por los registros usados. La evaluación de la respuesta de estos sistemas, frente al conjunto de acelerogramas chilenos, indica desplazamientos máximos de piso iguales o inferiores al 0.2% de la altura de éstos. La comparación entre la respuesta lineal-elástica y la respuesta no lineal de los modelos sugiere que los edificios diseñados no incursionaron en el rango inelástico. Finalmente, se obtuvo la comparación entre marcos convencionales y marcos autocentrantes, teniéndose la nula presencia de desplazamientos laterales para los últimos.

En un sismo severo las ondas sísmicas someten a las edificaciones a grandes deformaciones y aceleraciones que generan incursiones inelásticas, y daño en la estructura y el contenido. Para controlar o evitar las incursiones inelásticas surge la alternativa de la aislación basal que consiste en la separación del movimiento del suelo mediante un sistema de elementos flexibles. El sistema de aislamiento sísmico se ha venido empleando en el mundo desde el año 1969 mientras que en el Perú recién desde el año 2011 se está empezando a usar estos sistemas. Debido a que en el país no existe una norma para el análisis de las edificaciones aisladas, se han venido empleando normas internacionales junto a normas locales y una interpretación ingenieril de la sismicidad peruana. La dinámica de un edificio aislado logra un nuevo sistema flexible que origina que el periodo fundamental de la estructura incremente, de tal manera que la estructura se encuentre en una zona de menor demanda sísmica. Además, la dinámica logra un aumento de amortiguamiento mayor al 5% únicamente en los modos que originan deformaciones predominantes del sistema de aislamiento. La curva fuerza desplazamiento de un aislador elastomérico puede ser idealizada por un modelo bilineal que permite caracterizar el comportamiento no lineal de los aisladores. También, el comportamiento del dispositivo se puede representar mediante un modelo lineal con una rigidez equivalente junto a un amortiguamiento equivalente de fluido viscoso que disipe la misma cantidad de energía que el modelo bilineal. En este trabajo se propone un procedimiento general de diseño de un edificio aislado en base a los requerimientos de diseño propuestos por los códigos internacionales y locales. Se usó como ejemplo un edificio hospitalario representativo de la práctica en Perú. Se realizó el predimensionamiento inicial del sistema de aislamiento empleando el modelo de un grado de libertad. Luego, se hizo un diseño preliminar usando un proceso iterativo de análisis lineal espectral con propiedades nominales que consiste en modificar las propiedades de la estructura y del sistema de aislamiento hasta que se cumpla con los objetivos de diseño propuestos. Se sugirió para el análisis espectral reducir los límites máximos permitidos por las normas en un 30%; de este modo se deja una holgura para el análisis posterior que debe incluir la variabilidad de los dispositivos. En el diseño definitivo de la estructura aislada se siguió otro proceso iterativo usando análisis tiempo historia no lineal y considerando la variabilidad de las propiedades nominales de los dispositivos. Finalmente, se realizó el diseño de un elemento no estructural (tabique) usando espectros de piso que muestran la tendencia de los armónicos predominantes que reciben los elementos no estructurales en su base.
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La infraestructura educativa tiene un papel importante en el desarrollo sostenible del Perú. Sin embargo, el país no cuenta con políticas adecuadas de protección financiera y gestión de riesgos que le permita asegurar los bienes y formular planes para la atención de emergencias, rehabilitación y reconstrucción. Uno de los elementos necesarios para lograr estas medidas es el conocimiento de la relación entre intensidad y daño o función de vulnerabilidad. En la actualidad existe un gran interés por estimar las pérdidas económicas directas debido a los daños por sismos en los edificios que cumplen las normas sísmicas.
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La mayoría de los edificios que se encuentran en Guayaquil no cumplen con las normas vigentes por el Código Ecuatoriano de la Construcción (NEC 2015). Por esa razón, este libro profundiza en el estudio del comportamiento del bloque (B) del Colegio Vicente Rocafuerte ante la aplicación de cargas horizontales, lo que determina la capacidad de la estructura como está. Posteriormente, se expone un análisis no lineal de la estructura, que tiene como fin determinar con certeza los daños que sufriría al ser sometida a los sismos esperados en la ciudad de Guayaquil. Este estudio permite establecer cuál es la mejor propuesta de reforzamiento para que la estructura tenga una sólida resistencia ante sismos esperados.

El acervo cultural del Perú contempla un variado registro de bienes inmuebles acumulado en las distintas etapas de desarrollo del país. Un amplio grupo de estos exponentes, denominado patrimonio industrial, se halla en un franco estado de deterioro debido al desconocimiento de su relevancia. Algunos edificios representativos de este conjunto son las estaciones del Ferrocarril Central del Perú, todavía vigentes en uso e integridad. El estudio se articula alrededor de la evaluación del estado actual de estos edificios en su dimensión arquitectónica y, complementariamente, en la revisión de las relaciones con su contexto urbano inmediato. Se han seleccionado las estaciones del Callao, Vitarte y Monserrate, por su envergadura arquitectónica e importancia para la ciudad. El análisis de estos inmuebles se lleva a cabo a través de la revisión de documentos técnicos actuales, la comparación histórica y el estudio de la realidad física de cada edificio.

Los modelos y representaciones de construcciones han tenido un uso bastante extendido en distintos ámbitos humanos y disciplinas técnicas, especialmente útiles y populares en estos como instrumentos de trabajo para el análisis y representación de proyectos de edificación. Esta situación ha evolucionado recientemente con la incorporación de otros medios y recursos informáticos que permiten resultados visuales similares, llegando recientemente a la realidad virtual o la confección directa de esas maquetas mediante impresoras tridimensionales. El objeto de esta comunicación es presentar las recientes experiencias desarrolladas en la asignatura de Introducción a la Construcción de la E.T.S. de Arquitectura de Valencia, aportando aquellos aspectos más significativos para la reflexión sobre estas cuestiones en el ámbito docente. La metodología utilizada ha sido la utilización de los medios tradicionales para elaborar maquetas aplicando un enfoque particular y complementándolos con los nuevos medios o recursos disponibles, verificando las ventajas e inconvenientes y el progreso de los estudiantes. Los resultados obtenidos permiten reconocer unos criterios generales sobre el uso más adecuado de estos recursos en el ámbito de la enseñanza de la arquitectura en etapas iniciales, en particular para el aprendizaje básico de los aspectos constructivos.

El crecimiento poblacional y el consumo de energías no renovables, afectan los recursos ambientales de los que dependen los habitantes urbanos. La temática ha sido trabajada en numerosas investigaciones y muchos países han implementado estrategias de eficiencia energética a través de los códigos de edificación logrando acciones exitosas. El trabajo analiza la normativa urbano-edilicia en el Área Metropolitana de Mendoza (AMM), conformada por 6 municipios. Metodológicamente se realizó un relevamiento de datos, análisis, actualización de información y elaboración de cartografía GIS para el municipio de Godoy Cruz y posteriormente se realizó un análisis comparativo preliminar de zonificación, indicadores y estrategias urbanas sostenibles en los códigos vigentes para los restantes municipios. La investigación permitió cartografiar y cuantificar unificadamente las distintas normativas intervinientes, evidenciando diferencias en las variables analizadas en el AMM y escasez de indicadores energéticos en la mayoría de los municipios. Los resultados del análisis muestran que Guaymallén, Ciudad de Mendoza y Godoy Cruz, son los municipios con mayor cantidad de indicadores urbano-edilicios, seguidos de Maipú y Luján de Cuyo. En Godoy Cruz la normativa permite predominantemente de bajas a medias densidades residenciales, donde los indicadores urbano-edilicios son más favorables para densificar zonas comerciales y administrativas, quedando pendiente el análisis para los demás municipios. Godoy Cruz y Ciudad de Mendoza han desarrollado las primeras acciones tendientes a regular la eficiencia energética en edificios. El objetivo futuro consiste en proponer estrategias y lineamientos a fin de conformar un Código de Eficiencia Energética para el AMM.

El crecimiento poblacional y el consumo de energías no renovables, afectan los recursos ambientales de los que dependen los habitantes urbanos. La temática ha sido trabajada en numerosas investigaciones y muchos países han implementado estrategias de eficiencia energética a través de los códigos de edificación logrando acciones exitosas. El trabajo analiza la normativa urbano-edilicia en el Área Metropolitana de Mendoza (AMM), conformada por 6 municipios. Metodológicamente se realizó un relevamiento de datos, análisis, actualización de información y elaboración de cartografía GIS para el municipio de Godoy Cruz y posteriormente se realizó un análisis comparativo preliminar de zonificación, indicadores y estrategias urbanas sostenibles en los códigos vigentes para los restantes municipios. La investigación permitió cartografiar y cuantificar unificadamente las distintas normativas intervinientes, evidenciando diferencias en las variables analizadas en el AMM y escasez de indicadores energéticos en la mayoría de los municipios. Los resultados del análisis muestran que Guaymallén, Ciudad de Mendoza y Godoy Cruz, son los municipios con mayor cantidad de indicadores urbano-edilicios, seguidos de Maipú y Luján de Cuyo. En Godoy Cruz la normativa permite predominantemente de bajas a medias densidades residenciales, donde los indicadores urbano-edilicios son más favorables para densificar zonas comerciales y administrativas, quedando pendiente el análisis para los demás municipios. Godoy Cruz y Ciudad de Mendoza han desarrollado las primeras acciones tendientes a regular la eficiencia energética en edificios. El objetivo futuro consiste en proponer estrategias y lineamientos a fin de conformar un Código de Eficiencia Energética para el AMM.

El valor y la conveniencia de un espacio urbano está determinado en gran medida por su carácter, y las calles juegan un papel clave en la determinación de cómo las personas experimentan e interactúan con su entorno. La vida urbana tiene que ver con las personas. Su presencia a lo largo de las calles y otros espacios públicos es el principal indicador de un entorno urbano vibrante. La forma en la que está dispuesto el espacio y cómo se relaciona con los usos del suelo establecidos en él, tiene una incidencia significativa en el comportamiento peatonal. La planificación del movimiento de las personas es un factor clave en el éxito del diseño de un espacio urbano, ya sea al aire libre o de un edificio. Es esencial comprender la dinámica de flujos, analizar los requisitos de capacidad para la circulación y acumulación de espacios y encontrar una lógica del comportamiento peatonal ante las alteraciones de su entorno espacial, ya sean grandes o pequeñas. La simulación peatonal, a través de programas especializados, demuestra ser una herramienta práctica que aporta valiosa información para la planificación y proceso de diseño de nuevos espacios peatonales urbanos o la mejora de los existentes. La capacidad de simulación creciente reduce el tiempo de análisis, y la creciente simplicidad de uso amplía el alcance de proyectos más allá de costosos análisis de evacuaciones de edificios altos, estaciones, estadios, etc.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/CIT2016.2016.2415

Resumen: La obra de Le Corbusier es una amplia exploración de soluciones urbanas y arquitectónicas que plantean relaciones de continuidad entre edificio y ciudad, arquitectura y entorno, espacio interior y espacio exterior: rampas, cuerpos bajos, entrantes y salientes, plantas libres y fachadas con espesor, son algunos de los elementos de integración y/o de mediación utilizados por el maestro suizo. El Millowners Association Building de 1954 ubicado en la ciudad de Almedabad en la India, y el Carpenter Center for Visual Arts de la Graduate School of Design of Harvard de 1961-1964 en la ciudad de Cambridge, en Estados Unidos, son dos edificios que presentan rasgos característicos en común: una volumetría básica, uso del hormigón armado visto, uso de similares elementos de fachada y una rampa que sobresale del edificio y que confiere a ambos un carácter reconocible y peculiar. Los dos edificios ya han sido puestos en relación por diferentes críticos como Giedion 1967, o Frampton 1975, e incluso se ha considerado uno como antecedente del otro. Sin embargo, un análisis comparativo permite verificar que aunque la rampa es el elemento común más evidente, éste juega un papel muy diferente en la definición de las relaciones urbanas de cada uno de los edificios con su entorno inmediato y con la ciudad. Y además que también, en la relación del edificio con la ciudad entran en juego otros elementos y soluciones arquitectónicas, que de manera solidaria, son determinantes definidores de su relación con el entorno y su carácter urbano. Abstract: The work of Le Corbusier is a comprehensive exploration of urban and architectural solutions which show continuity relationships between city and building, architecture and environment, interior and exterior space throughout elements of integration and / or mediation used by the Swiss master like ramps, lower volumes, incoming and outgoing, open floor plans and thick facades. The Association Millowners Building (1954) located in the city of Almedabad in India, and the Carpenter Center for Visual Arts at the Graduate School of Design of Harvard (1961 to 1964) located in the city of Cambridge, in the United States, are two buildings that have some characteristics in common, like a basic volume, use of reinforced concrete, using similar facade elements and a projected ramp gives a recognizable and distinctive character of both buildings. Different authors compared the two buildings as Giedion 1967 or 1975 Frampton, and have stated that one has been based on the other. However, a comparative analysis verifies that although the ramp is the most obvious common element, it plays a very different role in the definition of urban relationships of each of the buildings with their immediate environment and the city. Moreover other elements configure crucial aspects in the relationship between the buildings and the urban space creating architectural solutions and interesting relations that are crucial for the definition of the relationship with the environment and the urban character of every building. Palabras clave: Le Corbusier, Millowners Association Building, Carpenter Center for Visual Arts, Urban Architecture. Keywords: Le Corbusier, Millowners Association Building, Carpenter Center for Visual Arts, Arquitectura Urbana. DOI: http://dx.doi.org/10.4995/LC2015.2015.972