Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Efecto del ángulo de incidencia sísmica en la respuesta no-lineal de edificaciones de concreto armado con sistema dual(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-06-19) López Saucedo, Anthony Alexis; Fernández-Dávila Gonzales, Victor IvánEl efecto del ángulo de incidencia del sismo no es un problema trivial para países de alta sismicidad. Muchos códigos internacionales recomiendan a los diseñadores excitar sus edificios en los ejes principales usando sismos bidireccionales y métodos de combinatoria para estimar la respuesta total. Sin embargo, algunos autores han concluido que las respuestas de edificios solicitados en las direcciones principales pueden no ser las máximas. En consecuencia, esta investigación busca evaluar el efecto del ángulo de incidencia de sismos bidireccionales en la respuesta sísmica de edificaciones de concreto armado con sistema dual (pórticos y muros de corte). Este efecto será medido comparando las respuestas sísmicas de edificios bajo condiciones de ángulo crítico de incidencia y máxima amplificación. Los edificios a estudiarse serán generados a partir de un modelo paramétrico, el cual será evaluado mediante análisis no lineal tiempo historia. Las estructuras serán solicitadas usando 7 registros de aceleraciones sísmicas reales, variando el ángulo de incidencia. Se ha tomado como referencia para este estudio los edificios de 5 niveles. Los resultados muestran que, en algunos casos, las respuestas no lineales máximas para un determinado ángulo pueden ser hasta 50% mayores a las obtenidas usando metodologías establecidas por códigos nacionales e internacionales (E030, ACI, Eurocódigo). Además, la metodología RotD50 se muestra como alternativa a la incertidumbre causada por la ubicación del ángulo de incidencia crítico, según los resultados de este estudio.Ítem Texto completo enlazado Respuesta sísmica de tanques de concreto armado para almacenamiento de agua apoyados sobre un sistema de aislación del tipo péndulo friccional(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017) Mamani Yana, Elvis Jony; Fernández-Dávila Gonzales, Victor IvánLos tanques para almacenamiento de agua son estructuras esenciales y por esta razón es de vital importancia conocer su comportamiento estructural cuando son sometidos a eventos sísmicos severos. Este trabajo muestra las respuestas sísmicas de tanques cilíndricos circulares de Concreto Armado (CA) para almacenamiento de agua apoyados sobre un sistema de aislación del tipo péndulo friccional (FPS, friction pendulum system) bajo solicitación sísmica uni- y bidireccional. Para el análisis sísmico se consideró que el tanque posee comportamiento elástico lineal, además se empleó un modelo mecánico equivalente para representar la interacción tanque-agua, y se utilizó un modelo histerético del tipo bi-axial para representar el comportamiento inelástico no lineal del sistema de aislación. Los parámetros para representar el modelo de análisis son: (H/R) la razón altura del agua-radio interior del tanque, (e/R) la razón espesor de la pared del tanque-radio interior del tanque, (Tb) el período objetivo de vibración del sistema de aislación, y (μb) el coeficiente de fricción del sistema de aislación. Se utilizaron 21 pares de registros del movimiento sísmico del suelo los cuales fueron previamente seleccionados y escaldos. Finalmente, se procedió con el análisis de la respuesta sísmica en el tiempo para estudiar el efecto del movimiento bi-direccional, y los efectos de los parámetros de estudio sobre la respuesta sísmica de tanques de CA para almacenamiento de agua de base aislada. Las respuestas sísmicas del sistema tanque-agua de base aislada muestran una efectividad en la reducción de los valores de la fuerza cortante basal en comparación con su equivalente de base fija del orden de hasta 73% para H/R = 0.5; 83% para H/R = 1.0; y 91% para H/R = 2.0.Ítem Texto completo enlazado Generación de espectros de energía a partir de un conjunto de registros sísmicos medidos en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-09) Avendaño Alegre, Jenny; Fernández-Dávila Gonzales, Victor IvánEl contenido del presente trabajo se puede sintetizar en dos partes: i) Generación de espectros elásticos normalizados de energía de entrada basados en la ecuación del balance de energía, a partir de un conjunto de registros de aceleración medidos durante la ocurrencia de eventos sísmicos en diversos lugares del Perú y debidamente filtrados (en cantidad 39 de 107). Mediante el empleo de fórmulas empíricas [11] y [12] se obtuvieron espectros de energía histerética para determinados valores de ductilidad, periodo de vibración, y amortiguamiento viscoso, entre otros parámetros. Para estimar la energía histerética demandada, se calculó primero la energía de entrada, y se multiplicó por el factor resultante de aplicar la relación empírica (Ec 2.14) [12] (que depende de la variable de la ductilidad global), con el fin de hallar la parte de la energía de entrada que se disipa como energía histerética. ii) Aplicación de los espectros de energía en el diseño estructural, consistente en la verificación, de que la energía disipada por una estructura es mayor que la energía de demanda ante un evento sísmico. Para esto, se diseñó un edificio de concreto armado de tres niveles y se calculó la curva de capacidad y la ductilidad disponible (aplicando el análisis pushover). Finalmente, al determinarse que la energía disipada mediante deformación plástica fue mayor que la energía histerética demandada, se verificó el diseño, acorde con la norma vigente E030, las condiciones geotectónicas, y un nivel de daños aceptable. En general se concluye, que los valores de los espectros de energía normalizados y bilinealizados, presentan valores de energía de entrada que a pesar de ser conservadores, han servido para verificar el diseño de acuerdo a la normativa sismoresistente vigente, y por tanto, la metodología de diseño en base al balance de energía, para este caso específico, sirvió como una herramienta de verificación y control para el diseño estructural.Ítem Texto completo enlazado Diseño de disipadores de energía metálicos para una edificación de baja altura de concreto armado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-20) Segovia David, Juan Carlos; Fernández-Dávila Gonzales, Victor IvánLa filosofía de la mayoría de normas de diseño sismorresistente señala que frente a un sismo severo la edificación no colapse y frente a sismos moderados sufran daños reparables. Pero se ha evidenciado que muchas edificaciones sufren daños irreparables frente a sismos moderados y colapso total frente a sismos severos. Los sistemas de protección sísmica resultan una buena alternativa para reducir los daños estructurales empleando diversos mecanismos, uno de estos son los disipadores de energía metálicos. En esta tesis se muestra el reforzamiento con disipadores de energía metálicos tipo ADAS en un edificio de cinco niveles de concreto armado en Lima. Se revisaron las principales propiedades y principios del disipador, posteriormente se modelaron las vigas, columnas y muros de concreto armado con propiedades no lineales basadas en la metodología FEMA 356 y ASCE 41-06. Se utilizó el programa Perform 3D para realizar análisis dinámico no lineal tiempo historia empleando registros de aceleraciones de Lima y escalados a un valor de PGA igual a 0.5g. Los resultados mostraron que la estructura reforzada con disipadores tiene una reducción variable de los desplazamientos laterales llegando a ser un 53% (ultimo nivel) como máximo en el centro de masas (C.M.). En los muros de concreto se consiguió reducir la deformación inelástica del acero de refuerzo, llegando hasta un 70% como máximo y tener un comportamiento lineal por corte. También se observó un cambio en la energía distribución y en los periodos de la edificación, Se demostró que los disipadores ADAS producen una disminución de deformaciones en la estructura reduciendo los daños estructurales.Ítem Texto completo enlazado Bases para la implementación de la norma peruana de análisis y diseño de edificios con aislación sísmica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-05-03) Mendo Rodríguez, Arnold Ramsey; Fernández-Dávila Gonzales, Victor IvánEn este trabajo se proponen los requisitos de análisis y diseño de sistemas de aislación sísmica tomando como referencia las normas americanas NEHRP Recommended Seismic Provisions FEMA P-750 (2009) y ASCE/SEI 7-10 (2010), la norma chilena NCh2745-2003 y su actualización del 2013. Esto surge como una necesidad debido al incremento de construcciones con sistemas de aislación sísmica en el Perú, sumado al requisito establecido en la actualización del proyecto de norma E.030 del 2015, para el uso de sistemas de aislación sísmica en la base en establecimientos de salud del Sector Salud del segundo y tercer nivel. Entre las propuestas desarrolladas se encuentran las aceleraciones para el sismo de diseño y sismo máximo probable que permiten construir el espectro de diseño considerando un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años, los factores de modificación por incorporación de amortiguamiento (Bd), los factores de amplificación de suelo para periodos estructurales mayores a 1,0 seg y los límites de desplazamiento para las estructuras sobre el sistema de aislación. Además, se propone adoptar la forma del espectro de diseño establecido en las normas americanas NEHRP 2009 ó ACE/SEI 7-10, el cual se construye con aceleraciones para periodos de 0,2 seg y 1,0 seg. Las aceleraciones para estas ordenadas espectrales se obtuvieron del estudio de peligro sísmico de 11 ciudades del Perú agrupadas en 4 zonas según el proyecto de norma E.030 del 2015, amplificadas para considerar de una manera simple y práctica el efecto de la máxima dirección, mediante un factor calculado como la relación entre la ordenada espectral máxima de las dos componentes registradas en un señal sísmica y la aceleración correspondiente a la media geométrica o geoman (√S1.S2). El factor de amplificación que define el sismo máximo probable, fue calculado mediante la relación entre las aceleraciones para un objetivo de riesgo uniforme de 1% en 50 años (convolución de las curvas de peligro sísmico y las curvas de fragilidad) y las aceleraciones para el sismo de diseño (geoman) de las 11 ciudades consideradas en este trabajo, amplificadas para considerar el efecto de máxima dirección. Los factores de modificación amortiguamiento (Bd) fueron calculados en base a la respuesta de desplazamientos de 14 señales sísmicas (dos componentes por señal) ajustando el promedio de la combinación SRSS de las dos componentes al espectro de diseño propuesto, usando el método denominado Mean Spectrum Matching. Los factores de amplificación de sitio se ajustaron a las funciones de amplificación propuestas por Roger D. Borcherdt para el territorio de Estados Unidos. Finalmente, se desarrolla un ejemplo de cálculo de un edificio con aislamiento sísmico comparando su respuesta estructural considerando los requisitos propuestos en este trabajo y los requisitos establecidos en la norma NCh2745-2003 y el ASCE SEI7-10Ítem Texto completo enlazado Respuesta no-lineal de estructuras de concreto armado de un piso sometidas a solicitaciones sísmicas bi-direccionales con ángulos de incidencia variables(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-03-04) Florez Ttito, Alexander Rubenil; Fernández-Dávila Gonzales, Victor IvánEl Perú se encuentra en una zona de alta sismicidad y los sismos muestran lo vulnerables que son las edificaciones. La norma de diseño sismorresistente de estructuras E.030, no toma en cuenta la bi-direccionalidad del sismo. La norma asume que las acciones sísmicas actúan independientemente en cada una de las dos direcciones principales ortogonales o aproximadamente ortogonales del edificio. La acción sísmica separada es válida si la dirección predominante es coincidente con una de las direcciones principales. Si el sismo tiene dos componentes horizontales de acciones simultáneas importantes, además el agravante que el movimiento sísmico experimenta cambios en la dirección de incidencia y magnitud durante la ocurrencia del evento. Se puede suponer entonces que las respuestas calculadas por el análisis que indican las normas que no consideran la direccionalidad del sismo, no sean las verdaderas respuestas que se generan en las estructuras.