Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Estimación de la confiabilidad de edificaciones escolares típicas con reforzamiento incremental considerando daño sísmico acumulado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-15) Gresia Munayco, Juana Eva; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEl reforzamiento incremental consiste en dos o más etapas de reforzamiento programado durante la vida útil de la edificación con la finalidad de disminuir los costos iniciales y evitar la interrupción prolongada de las actividades. El objetivo de este trabajo es evaluar la confiabilidad de las edificaciones con reforzamiento incremental en zonas sísmicas considerando los daños acumulados con un método probabilístico simplificado. Así mismo, se considera que el daño estructural se acumula en una serie de movimientos sísmicos hasta que se alcanza o supera un nivel de daño. El método propuesto consta de ocho pasos: (1) Definición de los estados de daño global (GDS) que resultan de la sectorización de la curva de capacidad de la edificación en un estado sin daños, obtenida a través de un análisis estático no lineal (Análisis Pushover) según Vision2000 (SEAOC, 1995). (2) Estimación de las curvas de momento-rotación modificadas de cada elemento dañado de la edificación asociada a cada GDS definido con un enfoque aproximado. Este método se basa en la evaluación de la rotación de las rótulas plásticas mediante la estimación de la curva de momento-rotación para cada elemento estructural. (3) Estimación de la curva de capacidad de la edificación para cada GDS considerando los elementos de daño a través de sus curvas de momento-rotaciónmodificadas. (4) Elaboración de las curvas de fragilidad sísmica para cada GDS con el método de evaluación del espectro de capacidad utilizando el software FRACAS (Rossetto et al., 2016), que utiliza espectros de respuesta inelástica derivados de acelerogramas de movimiento sísmicos para construir las curvas de fragilidad. (5) Determinación de las matrices de probabilidad de transición de daño para diferentes intensidades sísmicas utilizando los valores obtenidos en el paso anterior. (6) Implementación de un modelo de Cadenas de Markov para obtener la función de distribución de probabilidad de cada GDS después de un número determinado de sismos. (7) Estimación de la confiabilidad teniendo en cuenta el proceso de acumulación de daños debido a futuros sismos probables asumiendo un proceso de Poisson. (8) Estimación de la confiabilidad considerando el reforzamiento incremental en dos etapas. Esta metodología se aplica para determinar la confiabilidad de una edificación escolar con reforzamiento incremental. Se determina que la primera etapa se realiza a los 5 años y la segunda etapa a los 10 años. Además, para el estado de daño Funcional, se tiene que la confiabilidad de la edificación con reforzamiento incremental es 10% mayor que la edificación con reforzamiento convencional.Ítem Texto completo enlazado Método multicriterio para la selección de técnicas de reforzamiento sísmico mediante el uso de criterios de transparencia y herramientas BIM(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-23) Córdova Arias, Lisselyn Cristina; Santa Cruz Hidalgo, Sandra Cecilia; Brioso Lescano, Xavier MaxMuchos edificios escolares localizados en zonas sísmicas fueron diseñados con criterios sísmicos obsoletos y construidos bajo estándares de calidad inadecuados. Experiencias pasadas han dejado en evidencia la alta vulnerabilidad sísmica de los edificios escolares debido a fallas estructurales. Ante la necesidad de mitigar consecuencias futuras se han propuesto diversas técnicas de reforzamiento sísmico con el fin de alcanzar niveles de desempeño sísmico requeridos. Sin embargo, la selección de la mejor técnica de reforzamiento entre todas las alternativas disponibles es una tarea compleja debido a la variedad de criterios que influyen en la decisión. Esta tarea resulta aún más difícil cuando la reglamentación sobre reforzamiento sísmico a nivel mundial no propone un método de selección racional. En ese sentido, la investigación tiene como objetivo general mejorar la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico mediante el uso de criterios de transparencia y herramientas BIM. Para afrontar el objetivo planteado, se propone una metodología para la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico con un enfoque de transparencia. La metodología propuesta consta de cinco pasos en los que se apuesta por la innovación a través de la incorporación de tecnologías de información y comunicación en la construcción, como BIM, desde el inicio. El uso de BIM favorece la transparencia de la información y mejora el desempeño de la edificación a lo largo de todo su ciclo de vida. De esta manera, BIM se presenta como una estrategia prometedora para combatir las prácticas corruptas en la construcción, que afectan drásticamente la calidad de los proyectos, por ende, la salud y el bienestar de la población. La metodología propuesta se aplicó al estudio de caso “Reforzamiento Sísmico de Colegios Públicos Sistema Modular 780-PRE de Lima Metropolitana”. Los colegios 780-PRE fueron construidos con criterios de diseño sísmico obsoletos y baja calidad constructiva. Como parte de la metodología se llevó a cabo el taller participativo “Métodos multicriterios para toma de decisiones más transparentes en infraestructura educativa pública mediante el uso de BIM y TICs”, al que asistieron todos los stakeholders con participación en infraestructura educativa. Durante el taller, los stakeholders fueron partícipes de una experiencia de aprendizaje inmersivo a través del recorrido virtual por los modelos 3D y 4D de las alternativas de reforzamiento. Al mismo tiempo, los stakeholders participaron activamente en la coproducción de criterios de decisiones sobre reforzamiento sísmico dentro de entornos de trabajos colaborativos y multidisciplinarios. Finalmente, los stakeholders manifestaron que las actividades desarrolladas en el taller contribuyeron positivamente al incremento de la transparencia en la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico.Ítem Texto completo enlazado Priorización del reforzamiento de colegios públicos de Lima para la mitigación del riesgo sísmico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-06-27) Arana Vasquez, Víctor Ernesto; Palomino Bendezú, Juan Samuel; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEn este trabajo se propone un método para identificar prioridades de intervenciones para la mitigación del riesgo sísmico en el Sistema Educativo Público del Perú. El método se basa en identificar cinco niveles de prioridad para la intervención integral de colegios, de acuerdo a las necesidades y urgencias específicas de cada uno. El objetivo de la priorización se basa en dos criterios. 1) Las estructuras no deben causar muertes, y 2) deben aportar a la resiliencia del Sistema Educativo (alumnos, educadores, administrativos, infraestructura y entorno social). Se emplean múltiples Factores de Riesgo, identificados para el caso particular del Sistema Educativo. Los factores son cuantificados por parámetros extraídos a partir de una herramienta GIS y transformados a indicadores adimensionales para el Análisis Multicriterio. Se definen métricas de resiliencia y fragilidad estructural, para establecer niveles cuantitativos de riesgo. La fragilidad estructural ante sismos se mide por el daño probable en términos de pérdidas económicas en dos escenarios particulares y en un análisis probabilístico de riesgo sísmico. La resiliencia es medida con los llamados Indicadores de Contexto que representan directa o indirectamente las capacidades, el potencial y/o las debilidades que tiene cada colegio y su entorno. Estos características colaboran a reducir o incrementar la velocidad de recuperación del sistema ante un desastre (resiliencia) e incluso promueven la inclusión social. Los colegios que tengan algún pabellón que pueda colapsar (causar daños físicos a sus ocupantes) y que aporten a la resiliencia del Sistema, serán de máxima prioridad. Y los siguientes niveles de prioridad serán producto de la combinación de los criterios mencionados. Las intervenciones asignadas para cada colegio son diferenciadas por nivel de prioridad y tipología de pabellones. El objetivo será reducir la brecha hacia un Sistema Educativo físicamente seguro y con un alto grado de resiliencia. Se realiza la validación de la propuesta, mediante la comparación cuantitativa y cualitativa de la propuesta con lo empleado por el MINEDU a través de la PRONIED y la DRELM, y la recomendación propuesta por el Banco Mundial.Ítem Texto completo enlazado Evaluación del desempeño sísmico de tres opciones de reforzamiento incremental en edificaciones educativas típicas construidas antes de 1997(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-05-11) Loa Canales, Gustavo Juan Franklin; Santa Cruz Hidalgo, Sandra Cecilia; Muñoz Peláez, Juan AlejandroLos colegios típicos peruanos fueron construidos con el antiguo código de diseño sismorresistente de 1977, el cual no garantiza la seguridad de la población estudiantil. Los colegios tipo 780 PRE, aproximadamente 12000 edificaciones, son los más representativos construidos siendo casi el 25% del total de colegios del Perú. Estas edificaciones ya que han presentado gran daño en los terremotos pasados teniendo una falla común conocida como columna corta, es decir, columnas esbeltas parcialmente restringidas por paredes de relleno que al ser sometidas al movimiento sísmico sufrieron fallas por corte. MINEDU y el Banco Mundial ya han presentado una propuesta de reforzamiento sísmico incremental de estos colegios con técnicas de bajo costo con el fin de ejecutar fácilmente en todo el país sin tener ninguna interrupción en su funcionamiento. El proyecto presentó tres técnicas de reforzamiento, consistiendo cada una en tres fases. El presente trabajo de investigación consistirá en validar las tres opciones de reforzamiento propuestas mediante métodos de análisis no lineal de la estructura: (a) método de espectro de capacidad; y (b) método IDA. Estos se basan en la Ingeniería basada en desempeño, PBEE. Los resultados de estos análisis confirman que se podría implementar un plan masivo de refuerzo incremental para reducir el riesgo de una gran parte de la población estudiantil del Perú. Con el método IDA se estimará la respuesta estructural tanto global y local de la estructura y se estimaran los estados de daño de la estructura para un sismo ocasional y un sismo raro. Además, se estimará los costos de reparación de la estructura actual y reforzada, validando el beneficio económico del reforzamiento.Ítem Texto completo enlazado Vulnerabilidad sísmica de una edificación escolar típica módulo 780 Pre NDSR-1997 mediante modelos no lineales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-05-11) Quiroz Rojas, Edward Alberto; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa presente tesis denominada “Vulnerabilidad sísmica de una edificación escolar típica módulo 780 Pre NDSR-1997 mediante modelos no lineales” comprende el estudio de dos módulos escolares de dos y tres pisos denominados 780 Pre NDSR-1997 en el departamento de Lima, específicamente en Lima Metropolitana, esta denominación se debe a que fueron construidos bajo los lineamientos normativos antes de la norma de diseño sismorresistente del año 1997. La vulnerabilidad sísmica de los módulos se obtuvo partir de las “funciones de vulnerabilidad” en el que se relacionó la distorsión máxima de la estructura y el daño esperado obtenido a partir de la curva de capacidad bilinealizada relacionando los desplazamientos máximos en el techo con cada nivel de daño dado. Para la determinación de la respuesta de la estructura en términos de distorsión máxima se empleó la metodología propuesta por Miranda con parámetros en el rango elástico y parámetros en el rango inelástico. En el capítulo I se muestra una descripción estadística de la problemática de los colegios existentes, y los lineamientos seguidos por el Gobierno a través del PRONIED a fin de mitigar los daños ocasionados por eventos sísmicos a estas construcciones. Se describen además los objetivos del estudio. En el capítulo II se describen los antecedentes de estudios que preceden a la presente investigación específicamente estudios de desempeño y vulnerabilidad sísmica a colegios pre y post Norma de diseño sismorresistente del año 2007. En el capítulo III se presenta el marco teórico y conceptual de los procedimientos tomados para realizar el presente estudio. Se ven temas como modelos no lineales de los materiales, respuesta no lineal de los elementos y de la estructura, procedimientos y métodos para evaluar el daño de estructura y los niveles de desempeño sísmico de las mismas. En los capítulos IV y V se describen los procedimientos para la evaluación de la vulnerabilidad y los resultados de los análisis realizados.