Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Metadata only Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de iglesias andinas coloniales típicas a partir de análisis límite cinemático y el método N2(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-21) Noel Tapia, María Fernanda; Aguilar Vélez, RafaelEl Perú cuenta con un vasto legado de construcciones patrimoniales de adobe, siendo una de las tipologías más representativas las iglesias andinas coloniales. Estas construcciones religiosas forman parte de la historia y cultura del país, y representan una fuente económica significativa para las comunidades gracias al turismo. A pesar de la importancia de estos templos, muchos de ellos se encuentran en estado de abandono o no están siendo conservados con las técnicas adecuadas. La falta de mantenimiento sumada al alto peligro sísmico de la zona y las bajas propiedades mecánicas del material de construcción, ponen en riesgo significativo a este importante patrimonio arquitectónico peruano. Debido a ello son necesarios métodos modernos de evaluación y conservación que sean aplicables a este tipo de estructuras. Bajo este contexto, el presente estudio busca evaluar la aplicación del método N2 y el análisis límite cinemático en la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de iglesias andinas coloniales. Para este fin, se han tomado como casos de estudio el templo de San Juan Bautista de Huaro y la iglesia San Pedro Apóstol de Andahuaylillas, ambas edificaciones ubicadas en Cusco, Perú. La evaluación se realizó considerando cuatro escenarios sísmicos, con períodos de retorno de 43, 72, 475 y 970 años, que corresponden a terremotos frecuentes, ocasionales, raros y muy raros, respectivamente. Los resultados obtenidos en la presente investigación, evidencian que el uso combinado de análisis límite cinemático y el método N2 permiten evaluar eficientemente la seguridad sísmica de este tipo de estructuras en términos de capacidad y ductilidad. En el caso de la iglesia de Huaro se demostró que los primeros mecanismos de colapso en activarse en la estructura serían el volteo de la fachada principal y el colapso parcial del tímpano. Para la iglesia de Andahuaylillas los resultados evidenciaron que los mecanismos más inseguros son el volteo fuera del plano de la fachada posterior y el colapso del muro lateral. Asimismo, se identificó que la iglesia que requiere una intervención estructural más urgente es el templo San Pedro Apóstol de Andahuaylillas ya que es vulnerable antes sismos ocasionales de 72 años de periodo de retorno, mientras que la iglesia de Huaro es insegura a partir de sismos raros de 475 años.Item Metadata only Reforzamiento estructural para muros construidos con bloques estabilizados de tierra comprimida: metodología para análisis experimental(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-23) Zavaleta de la Cruz, Diana Carolina; Aguilar Vélez, RafaelLa construcción de sistemas estructurales con tierra es una técnica muy utilizada alrededor del mundo por la accesibilidad del recurso y simplicidad de producción. En el campo de la construcción con tierra, existe una serie de sistemas alternativos, entre ellos el más reciente los bloques de tierra comprimida (BTC). Estos incluyen en su proceso de fabricación estabilizantes que permiten mejorar las propiedades físicas y mecánicas de la tierra. Los bloques estabilizados de tierra comprimida (BTC-E) se presentan como una mejora de los adobes, siendo la principal ventaja el incremento de la resistencia mecánica y durabilidad aportada por el agente estabilizante. No obstante, las construcciones con BTC-E siguen siendo vulnerables ante sismos, por tanto, la presente tesis busca mejorar la capacidad sismoresistente de este tipo de albañilería con la implementación de un sistema superficial de reforzamiento sísmico. En este contexto, se propone una propuesta metodológica para la caracterización mecánica de sistemas de reforzamiento, la cual se desglosa en cuatro etapas. La primera analiza la materia prima, suelo y el refuerzo polimérico. La siguiente desarrolla un mortero estabilizados y evalúa la resistencia al agua de los morteros mediante ensayos que simulan condiciones climáticas que puedan presentarse en el país. Las últimas etapas estudian a la matriz (mortero + geomalla) de reforzamiento estructural por medio de la caracterización mecánica y la interacción entre el sistema de reforzamiento y de albañilería de BTC-E. Cada ensayo presentado es respaldado por las normativas nacionales e internacionales, como también por investigaciones previas que aseguran el propósito de ejecución. Al final de la investigación, se lleva a cabo una campaña experimental para validar las dos primeras etapas de la metodología descrita. Los resultados demostraron la adecuada selección de los ensayos y orden de ejecución para la selección de los materiales, y el desarrollo de morteros durables y compatibles con el sistema de BTC-E.Item Metadata only Aplicación de termografía infrarroja para el diagnóstico estructural de edificaciones históricas de adobe y quincha(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-07-23) Siva Mondragón, Guido Leonardo; Aguilar Vélez, RafaelLas propuestas de intervención y restauración que garanticen la conservación de una edificación histórica deben estar orientadas a solucionar los problemas detectados en un diagnóstico estructural previo. El uso de métodos no destructivos durante la ejecución del diagnóstico estructural es recomendable debido a su carácter no invasivo. Dentro de este tipo de métodos se encuentra la termografía infrarroja que tiene la ventaja de proporcionar información en tiempo real y no requerir un contacto directo con la superficie estudiada. El objetivo de la presente tesis es explorar una herramienta de diagnóstico estructural no destructiva mediante el uso de termografía infrarroja pasiva y activa desde un enfoque cualitativo. Para alcanzar este fin se realizó una revisión bibliográfica de la aplicación de termografía infrarroja en ingeniería civil. Además, se realizaron ensayos de termografía infrarroja pasiva y activa en dos casos de estudio en laboratorio para evaluar las ventajas que proporcionan ambos métodos en la visualización de inserciones y anomalías estructurales. Luego, se formularon protocolos de ensayos de termografía infrarroja pasiva y activa, recolección de datos y post-procesamiento de datos (integración de la termografía infrarroja con fotogrametría). Por último, los protocolos propuestos fueron validados mediante su uso en el diagnóstico estructural de una casona de adobe y quincha del siglo XX ubicada en Lima y la fachada de un módulo de adobe. Los resultados obtenidos muestran que la termografía infrarroja se presenta como una útil herramienta de diagnóstico estructural para estudiar anomalías superficiales y sub-superficiales, visualizar sistemas estructurales como la quincha y detectar cambios de material. Por otro lado, la integración de termografía infrarroja con fotogrametría demostró ser capaz de proveer información espacial de las anomalías detectadas en los termogramas y posibilita diferenciarlas de irregularidades geométricas. Finalmente, los protocolos propuestos demostraron ser herramientas que facilitan la ejecución de ensayos de termografía infrarroja y que podrían ser empleados por profesionales involucrados en el ámbito del estudio y conservación de patrimonio cultural.Item Metadata only Evaluación estructural de construcciones históricas en la costa peruana utilizando tecnologías modernas: el caso del hotel "El Comercio" en Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-10-14) Chácara Espinoza, César Javier; Aguilar Vélez, RafaelLa conservación de construcciones históricas es de gran importancia no solo por aspectos culturales sino también económicos. Este tipo de construcciones forman parte del patrimonio cultural del mundo y a la vez son una fuente de ingreso debido a la actividad turística que generan. Las culturas que se desarrollaron siglos atrás en el Perú dejaron como legado una gran cantidad de construcciones históricas. La falta de mantenimiento y monitoreo permanente en este tipo de construcciones, acompañada con la ocurrencia de movimientos sísmicos y otros fenómenos naturales como lluvias e inundaciones, ponen en riesgo su estabilidad y podrían ocasionar su desaparición. En esta tesis se presenta una herramienta para la evaluación estructural de construcciones existentes que son los ensayos experimentales de identificación modal. Estos ensayos tienen como finalidad la de estimar el comportamiento real de las estructuras mediante la identificación de sus propiedades dinámicas (frecuencias, amortiguamiento y modos de vibración). Estos ensayos son de gran utilidad para el estudio de construcciones históricas porque se alinean con las filosofías modernas de conservación ya que son experimentos no destructivos en los cuales se usa solo el ruido ambiental como fuente de excitación de la estructura. En la costa del Perú, la construcción en la época del virreinato (siglo XVI – XIX) consistió básicamente de muros de adobe y quincha. Inicialmente, con la llegada de los españoles (siglo XVI), se decidió reconstruir la ciudad empleando principalmente adobe como material de construcción. Sin embargo, después del terremoto de 1746, la tendencia del uso de adobe cambió debido a los efectos devastadores y pérdida de vidas que se produjeron en este tipo de construcciones. A partir del siglo XVIII, se empezó a utilizar un sistema de construcción mixto en base a madera, caña y barro el cual se conoce como quincha. A partir del mismo siglo, se decidió limitar el uso de adobe solo para el primer nivel y se utilizó quincha para los niveles superiores de las construcciones. El caso de estudio de esta tesis es el hotel “El Comercio”, una construcción de tres pisos del siglo XIX de adobe y quincha la cual está ubicada frente al Palacio de Gobierno y a una cuadra de la Plaza de Armas de Lima. Los ensayos de identificación modal permitieron estimar experimentalmente nueve modos de vibración, con sus respectivas frecuencias y amortiguamientos. A partir de los resultados experimentales se pudo apreciar que una de las fachadas del edificio tiene un comportamiento diferente al resto de la estructura lo cual es un indicador de daño. Para complementar la evaluación estructural del hotel, se construyó un modelo numérico en elementos finitos en el cual se modelaron los muros y el sistema de entrepiso de la estructura. A partir de los resultados experimentales y el modelo numérico, se realizó un proceso de calibración preliminar para completar la evaluación estructural. Los resultados muestran la dificultad de realizar modelos numéricos precisos en construcciones que presentan daño extenso con condiciones de frontera y características mecánicas de los materiales inciertas. Se muestra que también la utilidad de los estudios experimentales ya que con ellos se consiguió caracterizar apropiadamente la respuesta real de la edificación.