2. Maestría

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Relación entre el factor de reducción de fuerzas sísmicas y la demanda de ductilidad para terremotos peruanos en la zona de periodos cortos
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-11-26) Valdivia Motta, Luis Martin; Muñoz Peláez, Juan Alejandro
La respuesta estructural ante terremotos es compleja debido a las componentes aleatorias y al cambio de propiedades que las estructuras experimentan durante el movimiento. Para simplificar el análisis y el diseño, las normas y códigos de ingeniería tienen métodos para estimar la respuesta inelástica usando procedimientos elásticos. Una de las simplificaciones empleadas en la norma peruana de diseño sismorresistente RNE E.030, es el cálculo de los desplazamientos inelásticos empleando un factor (α R) que multiplica al desplazamiento resultantes de un análisis elástico con solicitaciones sísmicas reducidas (por R). Ambos factores (αR y R) según E030 son independientes del periodo estructural; sin embargo de acuerdo a investigaciones realizadas en otros países esto no es así para la zona de periodos cortos. El objetivo de este trabajo es analizar el comportamiento de las estructuras inelásticas en la zona de periodos cortos con la finalidad de sugerir una relación entre el factor de reducción y el periodo estructural para curvas de ductilidad constante. Se emplearon 10 registros de la región para construir espectros de ductilidad constante (μ= 1.5 a 10). Con cada una de las estructuras correspondientes a estas ductilidades y en un rango de periodos de T=0 a T= 3 s se obtuvieron los factores de reducción de solicitaciones sísmicas. Luego se construyeron superficies de ajuste (μ, R y T). Con la finalidad de contribuir a la norma peruana se han asumido factores de sobrerresistencia (Ω=2.5) siguiendo las recomendaciones del ASCE7-16 y se hacen 2 sugerencias para la variación de R en periodos cortos. La primera considerando que para periodos cortos la aceleración espectral es una plataforma y no tiene caída hacia el PGA (versión actual E.030-2018); y la segunda considerando el cambio del espectro actual de la norma para incluir la caída hacia el PGA. Para estructuras de periodo corto, entre 0 y 0.25 s, los desplazamientos calculados con estructuras inelásticas de 1GLD son de 1.62 a 6.72 veces los estimados con la norma actual para estructuras de periodo corto. Si se actualizara la norma con la rampa creciente estos desplazamientos serían de 2 hasta 8.5 veces. Para estructuras de periodo largo, los desplazamientos calculados con estructuras inelásticas de 1GDL son 1.25 a 1.33 veces mayores a lo estimado con la norma actual. Se presenta como resultado una expresión de ajuste de resultados que permite construir espectros de ductilidad constante, precisando que las fuerzas sísmicas que se empleen en el diseño en ningún caso serían menores a las indicadas en la norma actual. Para mejorar la predicción de resultados de la norma se sugiere seguir estudiando la relación ya que se identificó que el valor α de la norma debería tomar el valor de 1 para estructuras con ductilidad demandada de 2 o menor y el valor de α=0.9 para estructuras con demandas de ductilidad mayor a 2. Los valores elegidos tienen una excedencia de sólo el 5% de los casos. En la zona de periodos cortos se sugiere continuar los estudios a una escala mayor para modificar el factor de reducción de acuerdo con la expresión propuesta en este trabajo y considerando una rampa creciente hasta el PGA. Con ello se podrá construir espectros de ductilidad constante, pero teniendo en consideración que las fuerzas sísmicas para el diseño no serían menores a los de emplear la plataforma horizontal de la norma actual.
Análisis de factibilidad de la aplicación de arriostres de pandeo restringido como sistema de control de respuesta
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-03) Orellana Ayre, Alan Kenji; Zegarra Ciquero, Luis Antonio
El Perú es un país altamente sísmico, en tal sentido nuestras edificaciones tienen la necesidad de la implementación del uso de técnicas de control de respuesta sísmica con las que, sin un alto costo, se aumente la protección de respuesta sísmica en edificaciones. Es por eso que en el Perú ya se tiene conocimiento y aplicación de sistemas de control de respuesta, sin embargo, no es muy común el uso de los disipadores activados por desplazamiento como el arriostre con pandeo restringido, el cual es una alternativa relativamente nueva en nuestro país, a diferencia de otros países donde es una de las más utilizadas. En consecuencia, el objetivo de esta tesis es realizar el rediseño de una edificación de acero estructural utilizando los arriostres de pandeo restringido como sistemas de control de respuesta, como objetivos secundarios se plantea analizar los fundamentos teóricos del diseño para estos elementos, evaluar la configuración más adecuada para el edificio planteado, evaluar mediante análisis no lineales el refuerzo propuesto, y realizar una comparación del dispositivo con y sin BRB. Se utilizaron la norma técnica nacional E030 Diseño sismorresistente, así como normas internacionales como el ASCE 7-16, AISC 341-16 y AISC 360-16, entre otras donde sea conveniente. Primeramente, se realizó una recopilación de información y revisión bibliográfica. Además, se escogió la edificación de acero a rediseñar con el nuevo sistema de control de respuesta. Se investigo las principales configuraciones de BRB para posteriormente elegir la más adecuada según la dirección de análisis. En segundo lugar, se inició de diseño de la edificación a partir de un dimensionamiento de los núcleos de BRB, su verificación con la norma E030 con un análisis lineal dinámico. Posteriormente, se comprobó el diseño con las distribuciones de fuerzas de reajuste del BRB en los otros elementos del pórtico. Por último, mediante un análisis estático no lineal se comparo el desempeño estructural del sistema con BRB con el original SCBF, finalmente se realizó un análisis dinámico no lineal Tiempo – Historia donde se verifico las máximas respuesta del edificio como derivas, desplazamientos, fuerzas y energía disipadas.

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