Estimación de pérdidas por sismos mediante funciones de fragilidad analíticas: caso de dos pabellones universitarios del Cusco
Estructuras con comportamiento sísmico inadecuado son la principal causa de pérdidas humanas y económicas ante eventos sísmicos importantes. Para estimar la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones, sobre todo de aquellas que sirvan de refugio ante terremotos, se desarrolló una metodología pro...
| Autor Principal: | Ruiz Esquivel, José Oscar |
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| Formato: | Tesis de Maestría |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2018
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/12064 |
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| Sumario: |
Estructuras con comportamiento sísmico inadecuado son la principal causa de pérdidas humanas
y económicas ante eventos sísmicos importantes. Para estimar la vulnerabilidad sísmica de las
edificaciones, sobre todo de aquellas que sirvan de refugio ante terremotos, se desarrolló una
metodología probabilística que predice las pérdidas por sismo en edificaciones universitarias
peruanas. Las edificaciones universitarias son estructuras consideradas como esenciales por la
normativa peruana sismorresistente E.030 (2014), por ello, el presente trabajo de investigación
pretende ser un aporte a la mitigación de desastres sísmicos.
Se generan curvas de fragilidad analíticas mediante simulación considerando la aleatoriedad en
demanda sísmica y en propiedades mecánicas de la estructura. Dichas curvas son funciones que
representan la vulnerabilidad de una estructura ante la acción de distintos niveles de intensidad
sísmica. Estas funciones de vulnerabilidad permitirán estimar porcentajes de daño con respecto
al costo total de reparación de la estructura y evaluar el desempeño de distintos sistemas de
reforzamiento.
Se generó una cantidad importante de modelos estructurales sometidos a una cantidad
significativa de acelerogramas sintéticos a través de un análisis dinámico no lineal. Las señales
sintéticas son generadas en base a un Parámetro indicador de la Intensidad Sísmica (PIS). Los
resultados del análisis brindan la deriva máxima de entrepiso δmáx definida como el Parámetro
Identificador de Daño (PID). El PID permitirá generar las curvas de fragilidad a través de un
procedimiento estadístico. Los porcentajes de daño con respecto al costo total de reposición de
las estructuras están relacionados a determinados escenarios de intensidad sísmica y puede ser
estimados a través de un método sencillo, el cual considera estados discretos de daño (leve,
moderado, severo y colapso) en base al δmáx de las estructuras.
Las edificaciones analizadas son dos edificios universitarios ubicados en la ciudad de Cusco.
Estos están conformados por pórticos de concreto armado en sus direcciones longitudinal y
transversal (X y Y).
Los resultados demuestran que las curvas de fragilidad representan razonablemente la
vulnerabilidad sísmica de las edificaciones universitarias. Ambos edificios universitarios
presentan un comportamiento similar ante un evento sísmico con aceleración máxima en la roca
(PGA - Peek Ground Acceleration) de 0.22g obtenida del estudio de peligro sísmico probabilístico
(PSHA – Probabilistic Seismic Hazard Analysis) en la ciudad del Cusco. Usando este PGA y las
curvas de fragilidad, podrán estimarse los porcentajes de daño aproximados a través de una
metodología sencilla propuesta por Hwang y Lin (2002) que define un factor medio de daño
(FDM). Los valores FDM hallados para los edificios universitarios de Enfermería y Electrónica
son 82.55% y 60.25% respectivamente. Estos resultados indican que ambas edificaciones
presentan distintos comportamientos y grandes porcentajes de daños ante un evento sísmico cuya
probabilidad de excedencia es de 10% en 50 años (periodo de retorno de 475 años) definida en
E.030. Los resultados demuestran que existirá un daño promedio mayor al 50% del costo total de
un edificio nuevo. Ello evidencia que no será razonable afrontar el costo de las reparaciones y
será mejor asumir el costo de un nuevo edificio. |
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