Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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Análisis de estabilidad sísmica de muros históricos peruanos en base a tierra
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-07-02) Torres Acosta, Arturo Vladimir; Blondet Saavedra, Jorge Marcial
En varios países altamente sísmicos existen muros simplemente apoyados en el terreno que no se han volcado y se encuentran en buenas condiciones después de varios cientos de años. El Perú es un país de gran potencial sísmico (Tavera, 2019), y existen muros prehispánicos que siguen de pie luego de soportar varios terremotos. Las investigaciones de la respuesta en el tiempo de muros mediante el análisis sísmico rotacional de bloques rígidos ha sido un tema interesante de estudio durante décadas (Housner, 1963); (Pitilakis & Tavouktsi, 2010); (Hogan, 1989); (Makris & Zhang, 1999); (Caliò & Marletta, 2003); (Manos, Petalas, & Demosthenous, 2013). En ese sentido, el objetivo de la tesis es estudiar la estabilidad y el riesgo sísimico de volteo de algunos muros precolombinos peruanos ante futuros terremotos. Este estudio resume el análisis dinámico de estabilidad sísmica de monumentos históricos peruanos como: un muro del templo de Huiracocha en Raqchi ubicado en la provincia de Cusco y un tramo de muro del camino Inca que atraviesa el campus de la PUCP. Ambos muros fueron modelados numéricamente como bloques rígidos simplemente apoyados sobre el terreno que ante un sismo podrían tambalear alrededor de las esquinas de su base. Se determinó la estabilidad sísmica de estos monumentos históricos peruanos ante un conjunto de sismos sintéticos consistentes a magnitudes de momentos, condiciones de terreno y sismicidad locales. Luego, se graficó la respuesta de rotación en el tiempo de los muros ante los movimientos sintéticos en su base. Y finalmente, se evaluó el riesgo de volteo de los muros a posibles terremotos futuros. La conclusión principal del estudio es que probablemente el muro del camino inca (del campus PUCP) colapsará durante un sismo futuro de la magnitud 8.5 y periodo de retorno de 1 000 años, mientras que el muro de Huiracocha permanecerá en pie durante muchos siglos más.
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Integración de ingeniería inversa y modelamiento numérico para la evaluación sísmica de construcciones históricas de adobe
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-06-01) Noel Tapia, María Fernanda; Aguilar Vélez, Rafael; Ferreira da Silva Ramos, José Luis
El extenso legado de construcciones históricas de tierra en el Perú se encuentra en constante riesgo debido principalmente a la elevada actividad sísmica que afecta al país y a la fragilidad del adobe como material de construcción. En consecuencia, el valor histórico y cultural de estos monumentos, así como la vida de los visitantes se encuentran bajo peligro inaceptable. Con la finalidad de reducir la vulnerabilidad es necesario desarrollar modelos precisos para el análisis sísmico, capaces de simular el comportamiento no lineal de la albañilería y un desempeño bien definido. Es por ello que la presente investigación pretende establecer una metodología basada en técnicas avanzadas no intrusivas de ingeniería inversa y en métodos no lineales simplificados. Se propone el uso en conjunto de escáner láser terrestre (TLS) y fotogrametría como proceso estratégico para la obtención de modelos 3D precisos, debido a su efectividad en la rápida y confiable adquisición de datos. Asimismo, se implementan técnicas para la construcción de modelos CAD que faciliten el proceso de discretización. Ensayos de identificación modal también son empleados para la obtención de los parámetros dinámicos de la estructura y consecuentemente la calibración del modelo numérico construido. Para la evaluación sísmica se ha adoptado un enfoque basado en el desplazamiento, utilizando la metodología no lineal simplificada N2 (Fajfar, 2000). Además, se propone analizar el desempeño estructural en base al nivel de daño probable desarrollado en la edificación ante diferentes escenarios sísmicos. La investigación también busca evaluar la aplicabilidad de dicho procedimiento, utilizando como caso de estudio la iglesia de San Juan Bautista de Huaro ubicada en Cusco, Perú. Este templo data del siglo XVI y se destaca por sus impresionantes pinturas murales que cubren la totalidad del interior de la iglesia, demostrando la fusión del estilo andino y el arte colonial. Sin embargo, la falta de mantenimiento y ocurrencia de eventos sísmicos ha conllevado a su mal estado de conservación desde un punto de vista estructural. Los resultados de la evaluación sísmica de la iglesia evidenciaron que sufriría daño sustancial a fuerte en el caso de un sismo raro con periodo de retorno de 475 años Según la clasificación de daño de la Escala Macrosísmica Europea (EMS-98) esto significaría el desarrollo de grietas generalizadas en los muros, caídas de piezas considerables de recubrimiento y falla de elementos no estructurales individuales como los tímpanos. Asimismo, en el caso de un sismo muy raro (970 años) la estructura alcanzaría un nivel de daño muy fuerte que conllevaría a la falla parcial estructural de muros y techos. Se ha podido identificar durante el análisis los elementos estructurales críticos que controlan el comportamiento global y el nivel de daño durante un evento sísmico. Uno de ellos es la fachada principal, cuyo desplome es el primer mecanismo de colapso de la estructura. Debido a la vulnerabilidad en la que se encuentra la iglesia es altamente recomendable intervenir la construcción con la finalidad de proteger su valor cultural y arquitectónico.

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