Ingeniería Civil (Mag.)
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Item Propuesta de diseño de modelo de vivienda de adobe de dos pisos a escala reducida reforzada con malla de cuerdas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-05) Pando Casabona, Lourdes Gretel; Blondet Saavedra, Jorge MarcialEl adobe es un material de construcción usado en el Perú desde la época prehispánica. A partir de esta herencia cultural, los peruanos han empleado este material tradicional para construir sus viviendas debido a su accesibilidad y su bajo costo. Sin embargo, el adobe es un material pesado, débil y frágil (Blondet y Villa García, 2004). Muchos pobladores practican la autoconstrucción de sus viviendas y muchos las construyen de dos pisos, sin utilizar ningún tipo de refuerzo. El Perú se ubica en una zona de alta actividad sísmica lo cual implica un riesgo constante para muchas personas, en especial para los pobladores en zonas rurales quienes habitan viviendas de adobe, pues estas construcciones en tierra tienen una alta vulnerabilidad sísmica lo cual ocasiona numerosas pérdidas humanas y daños materiales cada vez que ocurre un terremoto de gran magnitud (Blondet, 2018). Por tal motivo, el estudio sigue la línea de investigación iniciada en el Departamento Académico de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), por un grupo de profesores quienes, desde 1970, estudian refuerzos sísmicos viables y económicos que contribuyan a disminuir la vulnerabilidad sísmica de las viviendas de adobe en el Perú. En una reciente investigación, se comprobó la eficacia del refuerzo de malla de cuerdas en un módulo de adobe de un piso, sometido a cargas sísmicas en la mesa vibratoria de la PUCP, pues el refuerzo evitó el colapso de la estructura. Por tal motivo, en el documento se desarrolla el diseño de modelo de vivienda de adobe de dos pisos a escala reducida, con el propósito de estudiar la efectividad del sistema de refuerzo sísmico de malla de cuerdas en viviendas de adobe de dos pisos mediante ensayos de simulación sísmica.Item Evaluación de malla de cuerdas sintéticas como sistema de refuerzo para viviendas de adobe de dos pisos en el Perú mediante ensayos de simulación sísmica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-13) Yallico Luque, Ramiro Rubén; Blondet Saavedra, Jorge Marcial; Tarque Ruíz, Sabino NicolaLas viviendas de adobe poseen propiedades acústicas y térmicas, que, al considerar su bajo costo, las hacen muy atractivas para las personas de escasos recursos económicos. Sin embargo, estas viviendas son altamente vulnerables a eventos sísmicos debido a su gran masa, deficientes conexiones y falta de continuidad de muros lo que conlleva a un severo agrietamiento, formación de bloques rígidos y, en muchas ocasiones, al colapso total de la vivienda. Aunque la población está optando por construir con material noble (ladrillo de arcilla cocida), todavía se sigue construyendo este tipo de viviendas de adobe. La situación se agrava en caso de viviendas de adobe de dos pisos. La Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) ha venido investigando y desarrollando diversos sistemas de refuerzo para construcciones de tierra pero que solo han sido estudiados en viviendas de adobe de un solo piso. Por ello, este proyecto de investigación pretende contribuir en la mejora de la seguridad sísmica de las viviendas de adobe de dos pisos empleando un sistema de refuerzo de malla de cuerdas sintéticas. Para lo cual se realizaron ensayos de simulación sísmica de cuatro modelos a escala reducida 1:2 de adobe de dos pisos, dos con y sin refuerzo, donde se analizó y comparó los resultados obtenidos de todos los modelos. De esta manera se evaluó la efectividad de la malla de cuerdas sintéticas como sistema de refuerzo en viviendas de adobe de dos pisos. Los resultados mostraron las bondades de la malla de cuerdas sintéticas al mejorar el desempeño de los modelos reforzados en términos desplazamientos, energía disipada, razón de amortiguamiento, degradación de rigidez y sobre todo al evitar el colapso de la estructura.Item Modelo numérico para evaluar el comportamiento sísmico de una vivienda de adobe de dos pisos con refuerzo metálico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-26) Quintanilla Herrera, Elisa Raquel; Blondet Saavedra, Jorge MarcialEl adobe es el material constructivo más usado por personas pobres en el Perú. Durante los últimos cincuenta años se han realizado numerosas investigaciones en la PUCP para conocer, predecir y evaluar el comportamiento de este material así como reducir su vulnerabilidad sísmica reforzándolo con diferentes sistemas y materiales constructivos de bajo costo y fácil instalación. Estos esfuerzos se han registrado en artículos científicos y manuales de construcción de viviendas de adobe que ha publicado la Universidad. El profesor Joseph Adell, plantea el empleo de una adaptación del sistema ALLWALL, consistente en cerchas tridimensionales para reforzar viviendas de adobe, con ello se genera una nueva investigación a través de un Proyecto UPM-PUCP, creándose un primer modelo experimental para una vivienda de dos pisos que se somete a ensayo de simulación sísmica en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad. Durante el ensayo de simulación sísmica, se apreció que la estructura representa de manera realista su respuesta en el rango elástico, los adobes aportan principalmente masa y el Sistema de Albañilería Integral (en adelante SAI) incrementa su ductilidad. El trabajo de investigación presentado a continuación, procesa y determina las características dinámicas del modelo experimental, elabora un modelo analítico que represente su respuesta sísmica en el rango elástico utilizando el método de elementos finitos y compara el comportamiento de ambos, determina la efectividad del sistema de refuerzo y su factibilidad de aplicación. Queda pendiente el desarrollo de un modelo que prediga el comportamiento inelástico de estructuras de adobe, así como la representación precisa de la interacción entre muros de adobe y su refuerzo con el ALLWALL System que podrán ser abarcados como líneas futuras de investigación.Item Evaluación experimental del comportamiento de muros de adobe reforzados con cuerdas sometidos a carga lateral cíclica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-24) Valle Castro, Angely Paola; Blondet Saavedra, Jorge MarcialDurante los últimos 50 años, se ha venido desarrollando técnicas de reforzamiento que eviten el colapso de viviendas de tierra ubicadas en áreas sísmicas. En una investigación reciente, la eficacia del refuerzo con malla de cuerdas en un módulo de adobe de un piso ha sido demostrada al evitarse el colapso del módulo durante ensayos de simulación sísmica severa. Sin embargo, en el Perú existen muchas construcciones de adobe de dos pisos y no se sabe si la técnica de reforzamiento con cuerdas es aplicable en estos casos. El presente trabajo de investigación forma parte de un proyecto experimental realizado con la finalidad de evaluar la técnica de reforzamiento con cuerdas en viviendas de adobe de dos pisos. El programa constituye la primera parte del proyecto e incluye ensayos de cuatro pilas y cuatro muretes de mampostería de adobe, seis ensayos de tracción indirecta en emparedados, tracción del refuerzo y ensayos cíclicos de cuatro muros de adobe. Dos de estos muros se construyeron a escala natural y dos a escala reducida (1:2). Para cada caso: el primero sin refuerzo y el segundo reforzado con malla de cuerdas. Los resultados del programa experimental mostraron la eficacia del refuerzo con malla de cuerdas en muros de adobe en términos de la degradación de rigidez lateral, el factor de amortiguamiento viscoso equivalente, la energía disipada y la ductilidad. Además, se identificó estados límite de daños para los muros de adobe ensayados y se verificó la calidad de la albañilería y del refuerzo mediante la obtención de las características mecánicas de la albañilería de adobe y de las cuerdas. En todos los casos, las propiedades obtenidas fueron superiores a los valores mínimos de resistencia recomendados en la Norma E.080 (2017) Construcción con Tierra Reforzada.Item Análisis sísmico utilizando bloques rígidos de modelos de vivienda de adobe de 2 pisos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-23) Romero Leceta, José Ignacio; Blondet Saavedra, Jorge MarcialLas viviendas de mampostería de adobe son muy usadas alrededor del mundo por ser fáciles de construir y tener un bajo costo. En las últimas décadas los terremotos ocurridos han causado el colapso de este tipo de viviendas y la perdida de muchas vidas. (Dowling, 2006) (USGS, 2006) (Quiun, San Bartolome, & Zegarra, 1996). A pesar de que son vulnerables frente a eventos sísmicos muchas personas utilizan este tipo de viviendas por no contar con el dinero suficiente para adquirir una vivienda de material noble. En el Perú cerca de 2 millones de viviendas están construidas con mampostería de adobe y se encuentran en una zona de alto peligro sísmico. Un terremoto ocurrido en Ica en el año 2007 de magnitud de 8 grados Richter causó el colapso de 50 mil viviendas de adobe y 45 mil quedaron dañadas. La baja calidad de los materiales, los muros delgados y la informalidad en la construcción fueron las causas más importantes en el colapso de estas viviendas (Blondet, Vargas, Tarque, & Iwaki, 2011). Las viviendas de mampostería de adobe pueden ser reforzadas para evitar que colapsen ante un sísmico severo. Estas viviendas son económicas y fáciles de construir por tanto el refuerzo también debe ser económico y sencillo. Un tipo de reforzamiento que cumple con estas condiciones es el reforzamiento con sogas. En el año 2016 el grupo GERDIS de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) estudió el comportamiento bajo simulación sísmica de un modelo de vivienda de adobe de 1 piso reforzado con sogas. Tras realizar el ensayo se observó que no hubo colapso parcial ni total de la estructura (Blondet , y otros, 2016). En el Perú existen también viviendas de mampostería de adobe de 2 pisos. Por esta razón en el año 2017 se realizó 4 ensayos en el Laboratorio de Estructuras Antisísmicas de la PUCP de modelos de vivienda de adobe de 2 pisos a escala reducida, 2 sin ningún tipo de refuerzo y 2 con reforzamiento con sogas. Este proyecto fue financiado por el Servicio Nacional para la Capacitación para la Industria de la Construcción (SENCICO). El objetivo del presente trabajo es estimar los desplazamientos y fuerzas en las sogas en modelos de vivienda de adobe de 2 pisos mediante modelos computacionales. Para validar los resultados de los modelos computacionales se comparó con las respuestas obtenidas de los ensayos de laboratorio realizados en la PUCP. El modelo computacional se realizó en el programa SAP2000 (CSI, 2018). La estructura del modelo de vivienda de 2 pisos se idealizó como un conjunto de bloques rígidos. Se utilizaron dos configuraciones con bloques rígidos. Estas configuraciones están basadas en los patrones de agrietamiento de modelos de vivienda de adobe de 1 piso observados en ensayos de laboratorio realizados en la PUCP en años anteriores. La configuración 1 divide la estructura en 9 bloques rígidos. La configuración 2 divide la estructura en 22 bloques rígidos. Para simular el choque entre bloques rígidos del modelo computacional se colocó elementos lineales disponibles en el programa que solo funcionan a compresión y que cuentan con una gran rigidez. Para incluir en el modelo computacional el efecto del reforzamiento con sogas se adicionó elementos que solo funcionan a tracción y se les coloco con una rigidez equivalente a la de las sogas. El ensayo de laboratorio de simulación sísmica consistió en colocar el modelo de vivienda de 2 pisos de adobe sobre una mesa vibradora que se mueve unidireccionalmente según una señal de desplazamiento. Para el ensayo se utilizó una señal de desplazamiento que difiere en amplitud para cada fase del ensayo. Se extrajo los resultados de las fases con amplitudes máximas de 15mm y 60mm. Estas amplitudes se escogieron sabiendo que con la amplitud de 15mm se obtendría poco daño y con la amplitud de 60mm se obtendría el máximo daño.Item Diseño de equipo para ensayos de pircas ante cargas laterales estáticas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-01) Rivas Sánchez, Gram Ysair; Santa Cruz Hidalgo, Sandra Cecilia; Blondet Saavedra, Jorge MarcialEl término muro de piedra con junta seca o pirca se refiere a aquella albañilería construida apilando piedras y sin usar mortero. Existen pocos estudios que hayan analizado su desempeño estructural ante cargas de sismo perpendiculares a su plano principal; por ello resulta necesario realizar estudios teóricos y experimentales a escala natural que evalúen su comportamiento ante estas cargas. En la presente tesis se diseñan dos equipos de ensayo denominados mesas inclinables para ensayos estáticos, MIEE, para realizar ensayos en especímenes a escala natural ante cargas laterales fuera de su plano. La MIEE gira al muro de tal manera que una componente de su peso propio actúa en dirección perpendicular a su plano principal. En el primer capítulo se presenta el problema, los objetivos, el alcance y la metodología de la tesis. El segundo capítulo trata sobre el estado del arte de pircas y su desempeño ante cargas de servicio y de sismo. Además, se describen los equipos para ensayos de muros utilizados en estudios previos. En el tercer capítulo se realiza la caracterización de las pircas de un sector representativo del distrito de Carabayllo, incluyendo su tipología, proceso constructivo, propiedades mecánicas y geotécnicas, y finalmente se realiza un análisis de estabilidad de las pircas y el talud con el método denominado “equilibrio límite”. En el cuarto capítulo se presentan dos propuestas de diseño de mesa inclinable: (1) MIEE con movimiento monotónico y (2) MIEE con movimiento cíclico. Se definen los siguientes parámetros de diseño: peso máximo, máximo ángulo de inclinación y velocidad de izaje. Se diseñan los componentes: mecánico, civil y sistema de izaje de los equipos propuestos. El sistema de izaje de la mesa monotónica consiste en un conjunto de pistones hidráulicos accionados con un tablero de control; mientras que el sistema izaje de la mesa cíclica consiste en un ensamble de poleas, cables y winches eléctricos. Finalmente, en el quinto capítulo se discuten, comparan los resultados obtenidos de las dos propuestas de mesas inclinables y se escoge la alternativa óptima.Item Desarrollo de la construcción de viviendas de adobe sísmicamente reforzadas en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-06-01) La Torre Esquivel, Darwin; Blondet Saavedra, Jorge Marcial; Tarque Ruiz, Sabino NicolaLa tierra fue uno de los primeros materiales utilizados para la construcción de viviendas y asentamientos. Esto se debe a que la tierra es un material accesible y las construcciones con este material no requieren de técnicas complicadas. La evolución de la construcción con tierra se dio alrededor del mundo y el Perú no es un país ajeno a esta tecnología. Es más en el Perú se tiene una alta tradición con la construcción con tierra. Las técnicas de construcción con tierra más utilizadas en el Perú son la mampostería de adobe y el tapial. Se estima que más del 30% de viviendas en el Perú están construidas con tierra. Las características de estas viviendas están en función a las necesidades de las personas. Sin embargo, las construcciones con adobe no demostraron tener un buen comportamiento estructural ante los sismos. Por lo que se empezaron a realizar ensayos e investigaciones para conocer las propiedades del material tierra, de la mampostería de adobe, y su comportamiento sísmico. A partir de estos conocimientos, se desarrollaron numerosas técnicas de reforzamiento sísmico para las viviendas de adobe. Muchas de estas técnicas están probadas y validadas pero estos esfuerzos son insuficientes si no se realiza la transferencia de estas tecnologías a la sociedad. En el Perú, los principales proyectos de capacitación surgieron a raíz de desastres naturales, como proyectos de reconstrucción después de terremotos e inundaciones. En esta tesis se estudia cada etapa del desarrollo de la construcción de las viviendas de adobe sísmicamente reforzadas en el Perú.Item Análisis experimental de muros de albañilería confinada en viviendas de baja altura en Lima, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-05-23) Pari Quispe, Sonia Esmeralda; Manchego Meza, Juan Alfredo; Tarque Ruíz, Sabino Nicola; Blondet Saavedra, Jorge MarcialEl mayor porcentaje de damnificados y victimas mortales que ocasiona un evento sísmico intenso es debido a la falla y colapso de las edificaciones de albañilería, especialmente aquellas construidas sin ningún criterio técnico. El problema principal de la autoconstrucción de viviendas es que son sísmicamente vulnerables debido a que tienen inadecuada configuración estructural, uso de materiales de baja calidad, mano de obra no calificada, etc. En las últimas décadas, la población de Lima ha mostrado un crecimiento exponencial acompañado de una expansión urbana desorganizada. Lima ha tenido una expansión horizontal con una proliferación de viviendas y edificaciones de pocos pisos hasta 2-3 pisos), construidos en su mayoría con ladrillos de arcilla cocida. Se estima que un 60% de las viviendas peruanas son autoconstruidas. Por lo tanto, es altamente probable que ante un sismo severo, muchas de estas viviendas colapsen. El presente trabajo se enfocó en la construcción de curvas de capacidad e identificar tres estados de daño asociados con el desempeño estructural y metodologías de reparación de los muros de albañilería confinada. Con el propósito de que puedan ser usadas para la construcción de funciones de fragilidad. Estas curvas de fragilidad son muy útiles para evaluar la vulnerabilidad sísmica de las estructuras de albañilería confinada y para estimar las pérdidas económicas inducidas por sismos. Para ello, se desarrolló una campaña experimental que consistió en construir nueve muros a escala natural (de un nivel) que posteriormente fueron ensayadas bajo carga lateral cíclica en su plano. Los ensayos cíclicos fueron realizados en el laboratorio de estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), siguiendo los lineamientos del FEMA 461. Se ensayaron tres (3) muros con carga vertical equivalente a 3 niveles y seis (6) muros sin carga vertical. De estos últimos, tres (3) muros fueron ensayados hasta un límite de reparabilidad con la finalidad de repararlos y ensayarlos nuevamente. Como parte preliminar a los ensayos cíclicos se realizaron pruebas de control en unidades de arcilla y en el mortero. Así mismo, se elaboración de prismas de albañilería que permitieron caracterizar las propiedades mecánicas de la albañilería. Del análisis de resultados, la curva de capacidad fue simplificada con tres puntos notables: (a) Límite elástico, asociado a un drift de 0.12% (muros con y sin carga vertical), (b) Resistencia máxima a carga lateral, para un drift de 0.58% (muros sin carga axial) y 0.47% (muros con carga axial), (c) Estado último, para un drift de 0.87% (muros sin carga axial) y 0.65% (muros con carga axial). También se evaluó la rigidez lateral, la cantidad energía disipada, el amortiguamiento viscoso equivalente y la ductilidad.Item Técnicas de refuerzo sísmico para construcciones de adobe(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-06) Gálvez Arroyo, Mayra Evelyn; Blondet Saavedra, Jorge MarcialLos materiales que utilizó el hombre para la construcción de las primeras ciudades fueron la piedra, la madera y la tierra. La construcción con tierra es tan antigua como la cultura humana, tal es así que en algunos pasajes bíblicos se hace mención a este material constructivo. Los restos arquitectónicos que dejaron nuestros antepasados en todos los continentes del planeta son ejemplo vivo del uso de la tierra cruda. En Grecia, la tierra se usaba como material decorativo y de construcción, por ejemplo, la muralla de la ciudad de Corinto fue hecha de adobe. En Egipto, en la Tumba de Rekmara, en Gourna, se observan dibujos de esclavos moldeando adobes para construir el templo de Ammón en Tebas. En Perú, se encuentra la ciudadela precolombina de Chan Chan que data de los 1,100 A.C. El adobe tiene mucha popularidad y su fama se debe a que requiere poca experiencia en su fabricación, tiene un efectivo aislamiento térmico y posee un bajo costo. Sin embargo, este material es vulnerable a la humedad y posee poca ductilidad por lo que, frente a solicitaciones sísmicas, se agrieta y puede colapsar. Durante mucho tiempo, se ha estado estudiando la posibilidad de reforzar y reparar las construcciones hechas con adobe. El refuerzo sísmico de construcciones nuevas o existentes es primordial para preservar la vida de las personas en caso ocurra un sismo. Se han empleado materiales naturales e industriales con la finalidad de encontrar una técnica óptima que se adapte a cada lugar. Existe mucha información de técnicas de reforzamiento de construcciones hechas de adobe, sin embargo, esta información está dispersa. Se presenta una recopilación de métodos existentes para el reforzamiento y reparación de edificaciones hechas con este material con la finalidad de contribuir con su difusión. Además, se presentan ensayos de unidades de adobe, pilas, muretes, muros y módulos hechos por diversos investigadores con la finalidad de comparar el comportamiento de la mampostería de adobe. Todos los refuerzos presentados, ya sean naturales e industriales, mejoran el comportamiento del adobe. Sin embargo, es la geomalla la que brinda no solo resistencia sino también ductilidad a la estructura lo cual la convierten en un material ideal para reforzar las construcciones de tierra.Item Vulnerabilidad sísmica de las viviendas de albañilería confinada en la ciudad de Cajamarca(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-02) Bazán Arbildo, Joen Eduardo; Blondet Saavedra, Jorge MarcialEl objeto principal de esta investigación es la de conocer y estudiar las características técnicas de las viviendas construidas en la ciudad de Cajamarca; se estimó el comportamiento sísmico de las mismas y su consecuente vulnerabilidad sísmica. Para dicho estudio se eligió toda la ciudad; es decir, la zona urbana y peri-urbana (zonas de expansión urbana que aún no son incluidas en el Plan de Desarrollo Urbano de la ciudad). Se estudiaron 120 viviendas ya construidas, representativas de una determinada manzana y/o zona y distribuidas en las 03 pendientes de terreno que presenta la ciudad. Además como complemento y anexo al presente estudio se realizó seguimientos de obra a 18 viviendas en proceso constructivo. El trabajo de campo se 1nic1a con la aplicación de una Ficha de Encuesta; en la que se recopila los datos referidos al proceso constructivo y a la estructuración de cada una de las viviendas; también se toma en cuenta la ubicación y la calidad de la construcción. Las viviendas encuestadas fueron elegidas como representativas de acuerdo a la distribución cuantitativa del sistema estructural más usado en la ciudad, en este caso el de Albañilería Confinada cuyas unidades de albañilería son ladrillos artesanales de arcilla cocida; para verificar dicha distribución se realizó un conteo minucioso de todas las edificaciones considerando el número de pisos y su respectiva tipología estructural y ubicadas en cada sector, barrio, urbanización, pueblo joven, asociación de vivienda y en zonas periféricas de toda la ciudad de Cajamarca, llegando a la conclusión de que los 03 sistemas estructurales predominantes son: viviendas de albañilería (confinada) de ladrillos de arcilla con 56.4%, viviendas de albañilería de adobe con 23.4% y viviendas de albañilería de tapial con 17.2%. Los demás sistemas estructurales encontrados en la ciudad corresponden sólo al 3%, los cuales abarcan a edificaciones aporticadas (escuelas, colegios, hospitales, edificios comerciales, entidades públicas y hoteles). El consecutivo trabajo de gabinete consistió en procesar la información obtenida en campo para cada vivienda. Para ello se utilizó una Ficha de Reporte, la cual resume las características técnicas de las viviendas, y considera un análisis sísmico simplificado. Todas las viviendas analizadas son de diafragma rígido, se estudia el comportamiento sísmico para los casos de sismo raro y sismo frecuente. Finalmente se determina el diagnóstico sísmico de la vivienda indicando su grado de vulnerabilidad ante dichos eventos sísmicos. De la investigación se concluye que la construcción de las viviendas se realiza sólo con la ayuda de un maestro de obra y pocas veces interviene el Ingeniero Civil, siendo más frecuente su intervención en la etapa de elaboración del proyecto. El escaso conocimiento técnico con que cuentan estos obreros genera condiciones negativas que influyen en la seguridad física de las viviendas. Se encuentran viviendas mal ubicadas, con deficiente cantidad de muros en el sentido paralelo a la calle, muros y tabiques sin confinamientos, muros pésimamente construidos. De las 120 viviendas analizadas ante sismo raro el 65% de viviendas presentan una vulnerabilidad sísmica alta, el 17.5% VS media y el 17.5% VS Baja. Al mismo tiempo este informe nos da una idea clara y general de las condiciones actuales de las viviendas, de cómo se viene construyendo y cual es la tendencia, en la ciudad, en lo que a proceso constructivo de albañilería confinada se refiere. Finalmente, se proponen recomendaciones técnicas preliminares para mejorar el comportamiento sísmico de las viviendas y reducir su vulnerabilidad.