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Los sismos se definen como un proceso de liberación súbita de energía mecánica debido a cambios en el estado de esfuerzos y deformaciones en zonas de interacción de placas tectónicas, o dentro de ellas. Su efecto inmediato es la transmisión de esa energía mecánica y su difusión mediante ondas de diversos tipos, a través de la corteza terrestre. Su ocurrencia, dentro marcos de tiempo de vida humana, es poco probable, mientras que sus consecuencias pueden ser devastadoras. El análisis tradicional de amenaza sísmica se realiza de manera probabilista (PSHA por sus siglas en inglés Probabilistic Seismic Hazard Analysis), en el cual se determinan las tasas de excedencia de los parámetros de intensidad de movimiento (e.g. la aceleración máxima del terreno o las aceleraciones espectrales) en cada punto del territorio de análisis. Estas tasas de excedencia dan cuenta del número de veces por año que se espera se iguale o exceda una intensidad de movimiento particular en el sitio de interés. Para realizar un análisis de amenaza probabilista, es fundamental la definición de funciones de atenuación que representen de manera adecuada los procesos de transformación que sufren las ondas sísmicas al transitar por la corteza terrestre. Estos procesos están asociados al gasto de la energía de movimiento principalmente por el avance y expansión del frente de onda y la anelasticidad del medio. Dentro de los avances recientes de la sismología moderna está la solución del espectro de amplitudes de Fourier (EAF) de aceleración en un medio continuo, por efecto de un rompimiento súbito de cortante puro en una dislocación con geometría conocida. Estos modelos están basados en formulaciones sismológicas clásicas, las cuales permiten definir la forma matemática de los desplazamientos de las fuentes cuando ocurre un sismo, así como el contenido de frecuencia que genera dicho movimiento, para diferentes mecanismos de dislocación. Es decir, es posible calcular, suponiendo un medio homogéneo e isot, Postprint (published version)

Nowadays, there are a large number works focused on determining the seismic vulnerability of structures. This feature is not accidental, but rather the product of concern to the scientific, professional and organizations responsible for risk management community to reduce the destructive effects caused by earthquakes in the infrastructure and society. Globally destructive events that have occurred during the previous and present decades have contributed to this initiative; among them, the Sichuan, China (2008), Port au Prince, Haiti (2010), Maule, Chile (2010) or Tohoku, Japan (2011) earthquakes can be mentioned, which had as consequences many dead, injured and homeless people. It is well known that an earthquake can cause humanitarian disasters not only by the number of casualties and injured people but also for the destruction of cities where thousands of families live and work. All the above mentioned reasons reveal the need of revision and improvement of the seismic design codes, construction practices and policies that allow buildings to have a better performance against the strong ground motions. This is the context in which this work was developed. It contains results of a research entitled, Postprint (published version)

This paper presents the theoretical framework for a coupled plastic damage constitutive model valid for materials subjected to cyclic loads that lead to low and ultra-low cycle fatigue. Two numerical examples were presented in order to illustrate the behaviour of the model and its capabilities., Postprint (published version)

Una de las principales preocupaciones de los especialistas relacionados con el medio construido tiene que ver con la capacidad de las estructuras para soportar acciones excepcionales. Entre éstas está el efecto de los fenómenos ambientales y naturales que imponen cargas extraordinarias que, de forma inesperada, pueden afectar a los edificios, provocando una respuesta que puede conducir al daño de componentes estructurales y no estructurales o, incluso, al colapso de la estructura. Entre las acciones extraordinarias que pueden afectar las estructuras dentro de la ventana de vida útil se encuentran las producidas por el viento y los terremotos, entre los más importantes. Tanto el daño parcial como el colapso de los edificios pueden afectar a las personas que habitan o realizan actividades en estas, produciendo heridos o incluso fallecidos y enormes pérdidas económicas. Dentro de este contexto se han venido desarrollando trabajos de investigación que han tenido como objetivo determinar la vulnerabilidad sí­smica de los edificios, con el fin de conocer cuál serÃá su comportamiento frente a la acción hipotética de un sismo determinado., Postprint (published version)

This paper presents a plastic formulation based on the Barcelona plastic damage model capable of predicting the material failure due to Ultra Low Cycle Fatigue. This is achieved taking into account the fracture energy dissipated during the cyclic process. This approach allows the simulation of ULCF in regular cyclic tests, but also in non-regular cases such as seismic loads., Postprint (published version)

A time advance strategy for cyclic loading will be presented, applied to the fatigue formulation first proposed by [1].The coupling of both formulations provides a comprehensive approachto simulate high cycle fatigue problems accurately and with an important computational cost reduction. The capabilities of the proposed procedure are shown in a numerical example, Postprint (published version)

En esta monografía se presenta el análisis de un edificio de 12 niveles de elementos prefabricados en la ciudad de Ensenada donde se determina la respuesta dinámica considerando al edificio apoyado en base rígida y teniendo en cuenta el efecto de interacción suelo-estructura, en el cual se considera a la estructura apoyada en suelo blando. Se lleva a cabo un análisis lineal para evaluar la respuesta dinámica de la estructura bajo condiciones de cargas gravitacionales establecidas en un reglamento mexicano, específicamente, en el Capítulo 5 y 6 de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones del DF (2004). Se realiza la obtención y distribución de las fuerzas sísmicas laterales de la estructura apoyada en base rígida utilizándose los criterios de diseño y análisis estructural del Capítulo 9 de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo del DF (2004), que corresponden al análisis dinámico modal. La respuesta del edificio producida por el efecto de interacción suelo-estructura se determina aplicando el método mencionado en el apéndice A de estas mismas normas. Se evalúa la respuesta de sitio donde se recurre al uso de la vibración ambiental y posteriormente, mediante el método de Nakamura, se obtiene el periodo predominante del suelo necesario para estimar la relevancia del efecto de interacción suelo-estructura. En el transcurso de esta monografía, se presentan estudios de algunos autores sobre la consideración y consecuencias del efecto de interacción suelo-estructura en el análisis sísmico de edificios. Además se muestran los procedimientos a seguir para determinar la respuesta dinámica de la estructura en estudio con base rígida y considerando el efecto de interacción suelo-estructura. También se presentan las distorsiones de entrepiso, que se determinan a partir de los desplazamientos relativos de cada nivel, para la estructura con base rígida y considerando el efecto de interacción s, Postprint (published version)

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Los disipadores de energía son elementos pasivos que se incorporan a edificios y a otras construcciones que, pueden estar sometidas a acciones dinámicas, especialmente movimientos sí­smicos. Su finalidad es absorber la mayor parte de la energía introducida en la estructura por la excitación, protegiendo de esta manera la estructura principal. Estos dispositivos son relativamente ajenos a la estructura, en el sentido que no participan en la resistencia a cargas verticales y, por tanto, son fácilmente reemplazables después de sufrir daños importantes. Se conectan a la estructura a proteger de forma que cuando ésta sufre la acción del terremoto, se generan deformaciones importantes en los disipadores produciéndose de esta manera la absorción de energía., Postprint (published version)

Buckling restrained braces are passive energy dissipators used for seismic protection of building frames; such devices consist of slender steel bars connected usually to the frame to be protected either like conventional (concentric) diagonal braces or like chevron braces. Under horizontal seismic motions, the interstory drifts generate axial strains in the steel bars beyond their yielding points, such tension-compresssion cycles constitute the hysteresis loops. Thebuckling of the steel bars (core) is prevented by embedding them in a stockiest encasing; it consists usually of a steel tube filled with mortar. A crucial issue is to allow sliding between the core and the encasing to prevent relevant shear stress transfer. This work aims to contribute to a better understanding of the behavior of buckling restrained braces, the final objective is to foster its mass use in developing countries (in earthquake prone regions), particulary for reinforced concrete building frames. The research approach consists of designing, producing and testing (in Argentina) five reduced scale dissipators (about 400 mm long) and of taking profit of the gained experience to design, to produce and to test (in Spain) four full size (near 3000 mm long) prototype devices. All these tests are a individual, i.e. no subassemblies (accounting for the building frames) are considered. The main conclusion is that it is possible to obtain a reasonably cheap (about 1000 US$ per unit; this amount corresponds to production in Spain (summer 2006) without optimizing the fabrication process), efficient, robust, low maintenance and durable prototype device requiring only a low-tech production process (suitable for developing countries). Moreover, the results show that the fatigue life of buckling restrained braces, even highly uncertain, can be significantly bigger than expected (according to some previously published results); it might allow extending the life of these devices after a number of strong seismic, Postprint (published version)

This monograph deals with the problem of reliability analysis in the field of Earthquake Engineering. Chapter 1 is devoted to a summary of the most widely used reliability methods, with emphasis on Monte Carlo and solver surrogate techniques used in the subsequent chapters. Chapter 2 presents a discussion of the Monte Carlo from the viewpoint of Information Theory. Then, a discussion is made in Chapter 3 on the selection of random variables in Earthquake Engineering. Next, some practical methods for computing failure probabilities under seismic loads are reported in Chapter 4. Finally, a method for reliability-based design optimization under seismic loads is presented in Chapter 5., Postprint (published version)

En esta monografía de presenta de forma resumida, los conceptos fundamentales relacionados con la acción sísmica, la respuesta estructural de los edificios, la evaluación de la vulnerabilidad, el riesgo y el daño sí­smico. Se presentan también algunos índices de daño propuestos por diferentes investigadores para evaluar el nivel de degradación que sufren los edificios cuando soportan acciones sísmicas. También se describen las formas para definir la acción sísmica que son adecuadas al cálculo estructural., Postprint (published version)

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En este proyecto se obtuvo el factor de reducción de las fuerzas sísmicas, con el cual se pasa del espectro básico al inelástico, en edificios de hormigón armado conformado por vigas y columnas sin muros de corte. Es decir en una sola tipologí­a estructuras pero que en una sola tipologí­a estructural pero que tiene gran demanda. El objetivo principal fue contribuir a una futura Normativa Sismica de Ecuador, contribuir a quienes están estudiando y calculando edificios en Ibero América, para que conozcan la parte cuantitativa del factor de reducción de las fuerzas sísmicas ya que en algunas normativas se presentan los valores R para algunas tipologías estructurales y muy poco o nada se comentan sobre ellas y esto muy crítico ya que se puede estar subestimando la acción sí­smica por una elección inadecuada del factor R., Postprint (published version)

Se presentan dos metodologí­as de cálculo para encontrar la deriva máxima de piso en la que los parámetros que intervienen en su formulación han sido obtenidos en base a registros de Sur América y a sistemas constructivos de Ecuador. La bondad de estas metodologías se ha comprobado, comparando con los resultados que se obtienen del análisis no lineal, paso a paso más de mil resultados, hallando una muy buena correlación en los medios., Postprint (published version)

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Para corregir las causas del riesgo mediante acciones de intervención de la vulnerabilidad y mediante el fortalecimiento de la capacidad de gestión del riesgo en todas sus modalidades y ámbitos, es necesario identificar y reconocer el riesgo existente y las posibilidades de generación de nuevos riesgos desde la perspectiva de los desastres naturales. Esto implica dimensionar o medir el riesgo y monitorearlo con el fin de determinar la efectividad y eficiencia de las medidas de intervención; sean estas tanto correctivas como prospectivas. La evaluación y seguimiento del riesgo es un paso ineludible para su reconocimiento por parte de los diversos actores sociales y los órganos de decisión responsables de la gestión. Es decir, es necesario hacer manifiesto el riesgo, socializarlo e identificar sus causas. En consecuencia, dicha evaluación y seguimiento debe realizarse utilizando herramientas apropiadas e idóneas que faciliten la comprensión del problema y orienten la toma de decisiones. El propósito del sistema de indicadores aquÃí descrito es dimensionar la vulnerabilidad y el riesgo, usando indicadores relativos, para facilitar a los tomadores de decisiones de cada país , región o ciudad tener acceso a información relevante que les permita identificar y proponer acciones efectivas de gestión del riesgo, considerando aspectos económicos, sociales, institucionales y técnicos. Este sistema de indicadores permite representar el riesgo y la gestión del riesgo a escala nacional, subnacional, y urbano, facilitándo la identificación de los aspectos esenciales que lo caracterizan desde una perspectiva económica y social, así como también comparar estos aspectos o el riesgo mismo de los diferentes países o unidades territoriales estudiadas., Postprint (published version)

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Esta monografía presenta los últimos avances y novedades en materia de comportamiento sísmico de puentes de tirantes de gran luz., Postprint (published version)

As condições de segurança de grandes estruturas de Engenharia Civil são habitualmente analisadas, quer nas fases iniciais de projecto e construção, quer em eventuais fases posteriores de esploração, reabilitação ou reforço, com base no desenvolvimento de modelaçoes numéricas de análise estática e dinamicas assentes em formulações de elementos finitos. Existe, toavia, sempre um conjunto maior ou menor de incertezas associadas á definição das características geométricas e mecânicas da estrutura, bem como às respectivas condições de apoio, que originam erros de análise que importa minimizar. Este problema é particularmente pertinente na caracterização de estruturas com um elevado tempo de vida, cujas características mecânicas são defíceis de avaliar., Postprint (published version)

Currently, numerous existing bridges can suffer damage of different considerations when subjected to seismic actions of certain magnitude. The failure of these systems can be the origin of enormous economical losses(direct and indirect) that can collapse economic activities.Therefore, simplified and reliable evaluation tools of the current state of these structures are necessary for the subsequent decision making on rehabilitation and damage mitigation plans. Studies on the seismic vulnerability of bridges are still far from the standard reached for buildings, and more research in this field is necessary. The future researches shuld include standard procedures, easy to be applied, close to the reality, and thus, more rigorous. In subsequent researches, the attention should be directed especially to damage detection and evaluation techniques, Postprint (published version)

Los daños que producen los sismos en los sistemas de transporte, suelen tener un impacto significativo en el total de las pérdidas económicas producidas por estos eventos, tanto por los gastos que provienen directamente de la rehabilitación y sustitución de las estructuras dañadas, como por los costos indirectos debidos al cierre temporal de las ví­as de comunicación, que afectan los tiempos de desplazamiento en las rutas comerciales durante periodos que puedan prolongarse durante varios meses. En algunos casos, la pérdida de vidas humanas se ha incrementado de forma importante como consecuencia directa del derrumbe de algunos puentes; además, debe considerarse que la interrupcion del tránsito, puede obstaculizar las labores de rescate, así como el transporte de víveres, medicinas y materiales, a las zona afectadas. La actividad sí­smica de las últimas décadas ha puesto de manifiesto la vulnerabilidad de los puentes ante este fenómeno, y ha dejado constancia de los grandes costos derivados de los fallos que se producen en los mismos. Sismos como el de San Fernando (1971), Tangshan (1976), Loma Prieta (1989), Northridge (1994), Kobe (1995) y Taiwan (1999), entre otros, han provocado fallos de importancia en los sistemas de transporte , y han incrementado las pérdidas económicas de forma notable. En la siguiente sección , presentamos un panorama general de la magnitud del problema, mediante una breve descripción de las consecuencias derivadas de los daños provocados en los puentes, por algunos de los sismos más importantes ocurridos en el mundo en los últimos años., Postprint (published version)

Desde que el hombre apareciÃó en la tierra-cazador y recolector-hasta nuestros tiempos, ha estado en busca de un refugio y de la naturaleza se lo ha proporcionado, pero a la vez y de forma aleatoria, se lo ha arrebatado. AsÃí, en cada generación de su evolución ha aprendido a construirlos. De ese aprendizaje, que aún no acaba, surge la creación que lo lleva a edificar modernos refugios proyectado hacia el sol. La vivienda es una necesidad básica del hombre. Sudamárica (y en especial Colombia), presenta un alto déficit habitacional en la mayor parte de su territorio. Además no abundan los estudios e investigaciones para buscar soluciones idóneas, con materiales autóctonos, con tecnologías apropiadas y buen desempeño estructural. Colombia está localizada a lo largo del borde de la placa tectónica Sur América, que está siendo subcionada por la placa Nazca. Estos movimientos tectónicos generan una importante actividad volcánica y una variada actividad sÃísmica que hace que el paí­s tenga zonas de amenaza sísmica alta, intermedia y baja. El ferrocemento fue patentado por Joseph Louis Lambot, en 1852. Desde entonces, se ha utilizado de forma empÃírica en muchos pai­ses del tercer mundo, especialmente en Asia. Sólo en la segunda mitad del siglo XX, a partir de la década de los 60, se desarrolla interés en la comunidad científica por estudiar su comportamiento. En la actualidad se considera un material alternativo en muchas sociedades . El comité ACI-549 está dedicado a su estudio. Es un material de bajo costo, que requiere mano de obra intensiva, pero no calificada, lo que lo hace un material ideal para un medio ávido de vivienda y empleo., Postprint (published version)

La búsqueda de medios para proporcionar suficiente resistencia a una estructura y asegurar un comportamiento satisfactorio para diferentes niveles de intensidad sísmica, ha proporcionado un desarrollo notable en los últimos veinte años del uso de los sistemas de control de vibraciones. El concepto general en el que se basan estos dispositivos consiste en el aumento de la capacidad del sistema para disipar energía, mediante la aplicación de fuerzas pasivas o activas, contrarias a las generadas por la acción externa. También se reconoce la importancia de controlar el periodo de la estructura para evitar que coincida con las frecuencias en las que se concentra la mayor parte de la energÃía del sismo. A la fecha los sistemas de control pasivo son los que han sido empleados con mayor frecuencia, y entre ellos, el aislamiento de base el más utilizado. Las razones por las que se ha preferido estos sistemas son de carácter econÃómico, de fiabilidad, de mantenimiento y a su mayor desarrollo teórico y tecnológico. Los apoyos de neopreno y los apoyos deslizantes que se utilizan en el diseño de puentes para permitir los movimientos horizontales del tablero producidos por la temperatura y la reología, son un antecedente que facilita la adaptación tecnológica de los dispositivos de aislamiento de base y disipación de energía pasiva. Además de la necesidad de mantener en operación los puentes estratégicos después de la ocurrencia de un sismo destructivo, las características estructurales de estos sistemas y su alta vulnerabilidad sísmica, los hacen candidatos idóneos para el uso de dispositivos de control para su protección frente a sismo., Postprint (published version)

El sistema estructural mayormente empleado en la construcción de vivienda en México y en muchas otras partes del mundo sigue siendo a base de muros de mampostería. éste representa en muchos casos , la solución económica más adecuada para construcciones de baja o mediana altura en las que requiere subdividir el área total en espacios pequeños. En este tipo de estructuras los muros constituyen el único elemento vertical resistente, por lo que deben soportar los efectos de las cargas verticales(gravitacionales) y horizontales (sismos), quedando sometidas a fuerzas normales, fuerzas cortantes y momentos flexionantes., Postprint (published version)

Esta monografia se compone de seis capí­tulos. En el Capítulo 1 se introduce el concepto de la energía y se demuestra la dependencia que tiene el input de energí­a total, del periodo fundamental de vvibración y de la masa del edificio. En el capítulo 2 se hace una estimación indirecta de los espectros de input de energí­a implicitos en la normativa sí­smica española vigente (CSE-94), a partir de la hipótesis de Housner y de las relaciones conocidas entre la pseudo-velocidad máxima relativa y la aceleración máxima absoluta de respuesta en sistemas dinámicos de un grado de libertad. En el Capítulo 3 se determinan mediante cálculos dinámicos directos, los espectros de input de energí­a de más de 100 acelerogramas correspondientes a terremotos históricos registrados en España. El CapÃítulo 4 se dedica a la evolución del input de energí­a que contribuye a daños estructurales, a partir del input de energía total y se expone nuevas fórmulas propuestas recientemente en la literatura. Finalmente, los Capítulos 5 y 6 se ocupan de comparar los espectros de input de energí­a de proyecto propuestos en diversas áreas geográficas de diferente sismicidad. Estos espectros de proyecto se contrastan también con los correspondientes a los recientes de Turquía, Taiwan y Mula de 1999., Postprint (published version)

Esta monografía se ocupa de la evaluación de la capacidad límite última de disipación de energía de las estructuras sometidas a terremotos. En ella se expone, a través de su aplicación a varias estructuras tipo, unas de las metodologí­as posibles para llevar a cabo., Postprint (published version)

Las normas que están vigentes en la mayoría de los códigos y normativas sísmicas, tienen un objetivo principal, cual es que la estructura tenga un buen comportamiento inelástico ante un sismo severo, el mismo que se define mediante estudios de peligrosidad sísmica, considerando una vida útil de la estructura de 50 años y con un 10% de probabilidad de excedencia. Este sismo tiene un perí­odo de retorno que está alrededor de los 475 años. Para este evento, que tiene muy poca probabilidad de registrarse durante la vida útil de la estructura, se desea que la edificación disipe la mayor cantidad de energía y no colapse. De tal forma que el objetivo principal de la mayor parte de los códigos es salvar vidas para el sismo severo., Postprint (published version)

El principal objetivo de este trabajo es mostrar una revisión completa del estado del arte de la vulnerabilidad sísmica de puentes de autopista., Postprint (published version)

El presente trabajo está concebido solamente como una introducción al tema, que no obstante reúne de manera directa y suficiente los conocimientos requeridos en la práctica usual del diseño de edificaciones, en especial para el caso sísmico. En el texto se han incluido varios programas de cálculo escritos en lenguaje MATLAB, los cuales son utilizados para la solución de ejemplo, Postprint (published version)

Se muestran las normativas vigentes en Venezuela, Colombia, Ecuador y Perú, en lo referente a las acciones sísmicas de diseño., Postprint (published version)

En este trabajo se presentan las bases teóricas de los conjuntos difusos necesarias para desarrollar un modelo de vulnerabilidad sísmica basado en opinión de expertos. Para ello, en una primera parte, se estudian los conceptos fundamentales como la definición de conjunto difuso, el concepto de función de pertenencia, el concepto de variable lingüística y las operaciones aritméticas. En la segunda parte, se presentan ejemplos de modelos de vulnerabilidad sísmica desarrollados en base a opinión de expertos, siendo el primero de ellos un claro ejemplo de la utilización de la teoría difusa para el tratamiento de las opciones., Postprint (published version)