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Title: Estudio de la aplicabilidad de un aislador sísmico de bajo costo de tipo cimiento cinemático en viviendas de un nivel con vulnerabilidad sísmica en Arequipa
Advisor(s): Simbort Zeballos, Enrique Gerardo
OCDE field: http://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01
Issue Date: 2024
Institution: Universidad Católica San Pablo
Abstract: El Perú, ubicado en el cinturón de fuego del Pacífico, enfrenta frecuentes y devastadores terremotos. La normativa peruana de diseño sismorresistente E.030 estipula que las estructuras resistan sismos de baja intensidad sin daños estructurales y que, frente a sismos severos o de mayor intensidad, haya resguardo contra el colapso, protegiendo o asegurando el resguardo de vida. Aunque los sistemas de aislamiento sísmico son efectivos, son costosos y económicamente inviables para viviendas de comunidades con recursos limitados, muchas de las cuales recurren a la construcción informal. Este estudio se centra en la aplicabilidad de un dispositivo de aislamiento sísmico de bajo costo de tipo cimiento cinemático en viviendas de un nivel con vulnerabilidad sísmica en Arequipa. El desarrollo de un aislador sísmico asequible podría mejorar significativamente la resiliencia sísmica en el Perú. El estudio busca derivar la ecuación de movimiento del aislador y evaluar su comportamiento dinámico bajo diferentes condiciones, utilizando tanto análisis teóricos como experimentales. La verificación y validación del modelo mediante pruebas en un modelo a escala permitirá optimizar su diseño y aplicación práctica. En el segundo capítulo, se deriva la ecuación de movimiento del cimiento cinemático haciendo uso de las ecuaciones de Lagrange, basadas en las energías cinética y potencial. Se analizan los puntos de equilibrio y estabilidad, y se definen criterios máximos de oscilación. La ecuación se implementa en Matlab utilizando el método de Runge-Kutta de 4to orden para generar un retrato de fase y corroborar los datos analíticos y numéricos. El tercer capítulo evalúa el comportamiento dinámico del sistema bajo oscilaciones libres, con y sin amortiguamiento. Se determinan propiedades dinámicas como el período natural de vibración del sistema y se estudia la influencia de la geometría del aislador. Los parámetros geométricos de los que depende la ecuación de movimiento son la altura, h, y 02 radios superior, r, e inferior, R. El análisis incluye la variación de los radios superior, r, e inferior, R, en función de la altura del sistema, h, y cómo el amortiguamiento afecta su comportamiento. En el cuarto capítulo, se analiza la respuesta del sistema de aislamiento frente a eventos sísmicos de gran magnitud, evaluando su eficiencia en función de la reducción de aceleración comparada con la máxima aceleración de los registros sísmicos (PGA). El último capítulo presenta la validación del sistema de aislamiento mediante la medición de micro vibraciones con sismógrafos de un modelo experimental. Se fijó una geometría base del aislador y se obtiene la respuesta dinámica experimental, comparándola con la respuesta analítica del modelo matemático propuesto para asegurar una validación adecuada de este. La investigación resalta la importancia de seguir explorando innovaciones tecnológicas aplicables para proteger vidas y propiedades en regiones vulnerables a terremotos, tanto en el Perú como en otros países. El desarrollo, verificación y validación de este sistema de aislamiento sísmico propuesto no solo contribuirá a mejorar la resiliencia sísmica en comunidades vulnerables del país, sino que también resalta su potencial para ofrecer una solución accesible y efectiva frente a los desafíos estructurales en zonas sísmicas. Esto facilitaría una recuperación rápida tras sismos de gran magnitud y promovería la investigación y creación de nuevos sistemas constructivos sismorresistentes.
Discipline: Ingeniería Civil
Grade or title grantor: Universidad Católica San Pablo. Departamento de Arquitectura e Ingenierías de la Construcción
Grade or title: Ingeniero Civil
Juror: Rosas Espinoza, Jorge; Ramos Guerra, Carlos Cesar
Register date: 12-Aug-2024



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