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Aceleración de piso en edificios de hormigón armado estructurados en base a muros sometidos a excitaciones sísmicas
(2011) Steib Pinto, Francisco Javier; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El objetivo de este estudio consiste en caracterizar la demanda sísmica en elementos no estructurales ubicados en edificios de varios pisos. Se consideraron edificios de hormigón armado estructurados en base a muros, y se obtuvo, mediante análisis tiempo-historia, la respuesta lineal y no lineal a excitaciones sísmicas tanto de Fuente Lejana como de Fuente Cercana o Impulsivas. Con los resultados obtenidos de las simulaciones numéricas se analizó la relación entre las aceleraciones de piso (aceleraciones máximas de piso y espectros de piso) y distintos parámetros relevantes tales como los períodos modales del edificio, el tipo de excitación sísmica, la magnitud de las deformaciones plásticas, etc. Las aceleraciones de piso obtenidas de las simulaciones numéricas se compararon con las aceleraciones de piso de diseño indicadas en normas de diseño sísmico chilenas y norteamericanas.
Aceleraciones de piso en estructuras con sistemas de aislamiento de base sujetas a terremotos
(2010) Sánchez Sarmiento, Lucio Fernando; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El objetivo de este trabajo consiste en investigar las características de las aceleraciones de piso (aceleraciones máximas de piso y espectros de piso) en edificios equipados con aislación sísmica de base sometidos a la acción de terremotos Las aceleraciones máximas de piso son necesarias para el análisis de la demanda sísmica en elementos noestructurales "rígidos" y los espectros de piso son necesarios para el análisis de la demanda sísmica en elementos no-estructurales "flexibles". Se consideran 3 modelos 2D de edificios de distintos números de pisos configurados en base a marcos de hormigón, y en cada uno de ellos se consideró: (a) un sistema de aislación sísmica compuesto por aisladores tipo péndulo de fricción (FPS); y (b) un sistema "ideal" de aislación sísmica. Las excitaciones sísmicas fueron modeladas como procesos aleatorios no-estacionarios, y se consideraron excitaciones sísmicas tanto de fuente lejana como impulsivas.
Análisis sísmico lineal y simulación numérica del daño sísmico acumulado de una estructura patrimonial de albañilería simple : el caso del Palacio Pereira
(2016) Valledor Barrientos, Roberto Ignacio; Sandoval Mandujano, Cristián; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El propósito de esta investigación es el estudio de una estructura patrimonial de albañilería simple en base a las disposiciones de la normativa chilena de diseño sísmico de edificios y la simulación numérica del daño actual del Palacio Pereira mediante técnicas de análisis no lineales. El Palacio Pereira, ubicado en Santiago y seriamente daño por los terremotos de 1985 y 2010, fue escogido como caso de estudio. Tres análisis estáticos en base a la norma chilena de diseño sísmico de edificios fueron realizados en conjunto con análisis modal espectral (AMEs) y análisis tiempo-historia (TH) basados en el espectro de aceleración de la norma sísmica. Con el objetivo de considerar de manera más realista la demanda sísmica sobre la estructura se realizaron también AMEs y TH basado en el espectro de aceleración de movimientos sísmicos registrados durante el terremoto de febrero de 2010 en lugares cercanos al lugar de emplazamiento del Palacio Pereira. Las tensiones máximas de corte obtenidas en los análisis fueron comparadas con el valor experimental in-situ de la resistencia al corte de la albañilería. Estos resultados proveen una primera aproximación al diagnóstico de la estructura y también dejan de manifiesto las limitantes de la normativa chilena actual para el análisis de estructuras patrimoniales. La simulación numérica del daño en el edificio se realiza mediante análisis no lineal en base a las solicitaciones de los registros de 1985 y 2010. Se consideraron las componentes longitudinales y transversales de los registrados cerca del edificio para ambos terremotos antes mencionados. Este análisis fue llevado a cabo en dos fases utilizando un modelo de Elementos Finitos previamente calibrado. La implementación del análisis estructural se realiza con el software de Elementos Finitos DIANA.
Bidirectional pushover analysis of irregular structures
(2014) Cimellaro, G. P.; Giovine, T.; López-García González, Diego
Characterization and design of tuned liquid dampers with floating roof considering arbitrary tank cross-sections
(2016) Ruiz, R.; Taflanidis, A.; López-García González, Diego
Collapse risk assessment of a Chilean dual wall-frame reinforced concrete office building.
(2019) Araya Letelier, Gerardo Andrés; López-García González, Diego; García, Andrés; Parra, Pablo Fernando; Candía, G.; Lagos, René
Comparative seismic collapse assessment of Chilean code-conforming RC dual wall-frame buildings
(Earthquake Engineering Research Institute, 2022) Gallegos, Marco; Araya Letelier, Gerardo Andres; López-García González, Diego; Parra Torres, Pablo Fernando
Although the satisfactory performance of Chilean buildings in terms of collapse prevention is widely recognized, there is a need to quantify the actual collapse probability and level of protection provided by current seismic codes. In this study, the collapse potential of code-conforming reinforced concrete dual wall-frame buildings subjected to subduction earthquakes was assessed. A suite of four 16-story archetypes, located at two different seismic zones and on two different soil types, was evaluated considering the latest developments in performance-based earthquake engineering through incremental dynamic analyses of 3D nonlinear models. It was found that the probability of collapse in 50 years is in all cases less than the 1% ASCE 7 target probability, which is consistent with the adequate collapse performance of reinforced concrete buildings that has been observed in recent strong earthquakes (Mw ≥ 8.0) in Chile. It was also observed, however, that the collapse probability is not uniform but strongly influenced by the soil type. This observation suggests that the design response spectra indicated by the Chilean seismic design code for buildings might not correctly account for the influence of the soil type.
Design of floor isolation systems through multi-objective criteria for the seismic-risk performance
(2015) Gidaris, Ioannis; Taflanidis, Alexandros A.; López-García González, Diego; Mavroeidis , George P.
This paper discusses a probabilistic framework for performance assessment and optimal design of floor isolation systems for the protection of acceleration sensitive contents. A multi-objective formulation is considered for the optimization problem with the two competing objectives corresponding to (i) maximization of the level of protection offered to the sensitive content (acceleration reduction) and (ii) minimization of the demand for appropriate clearance to avoid collision to surrounding objects (floor displacement reduction). Uncertainties are addressed by characterizing these objectives in terms of the associated seismic risk, whereas a surrogate modeling approach is developed to evaluate this risk and support the design optimization. As an illustrative example, the design of a polynomial friction pendulum isolator system is presented. The formulation is demonstrated to efficiently provide design solutions with different performance levels across the considered competing objectives, offering a range of options for selecting the final protection system.
Effect of Material Epistemic Uncertainty on the Seismic Response of RC Moment-Resisting Frame Buildings and Their Nonstructural Components
(2025) Novoa, Daniela; Arroyo, Orlando; Obando, Juan C.; López-García González, Diego; Carrillo, Julian
Reinforced Concrete Moment Resisting Frames (RCMRFs) are widely used in seismic hazard regions, but recent events have highlighted the significant impact of Nonstructural Components (NSCs) on repair costs. NSC behavior has become an active area of research, yet epistemic uncertainty stemming from material variability is often overlooked. This study explores the effects of epistemic uncertainty on RCMRFs and NSCs using Monte Carlo simulations in OpenSeesPy. Results show that concrete strength affects slight-moderate damage probabilities, while steel yielding stress impacts severe-collapse probabilities. Epistemic uncertainty introduces multi-modal behavior in the distribution of maximum acceleration of NSC, highlighting its relevance for performance assessment.
Estudio paramétrico del modelo de Mavroeidis y Papageorgiou para la simulación de registros sísmicos impulsivos.
(2016) Sánchez Stuardo, Felipe Alonso; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El objetivo fundamental del presente trabajo consiste en el análisis aleatorio de los parámetros de Mavroeidis y Papageorgiou, con el fin de determinar la influencia que estos valores tienen en la generación de sismos impulsivos sintéticos y como estos afectan en mayor o menor medida la respuesta del sistema. Para el análisis paramétrico es necesario la definición de aleatoriedad alta y leve lo que se representa por las distribuciones uniforme y normal respectivamente, definido lo anterior se procede a la obtención de espectro de aceleración y gráficos del factor de desplazamiento inelástico (Cd v/s Tn) para cada variable en análisis y por cada tipo de aleatoriedad asignada, determinando así que parámetros son mayormente determinantes a la hora de generar un sismo impulsivo utilizando el procedimiento descrito en el documento “Mathematical Representation of Near-Fault Ground Motion” de Mavroeidis y Papageorgiou, en donde se postula que los registros sísmicos sintéticos son producto de la superposición de una componente coherente (utilizando los parámetros en estudio) y una componente incoherente (modelada en este trabajo mediante el modelo de Kanai-Tajimi modificado), dando origen a un sismo de fuente cercana (sismo impulsivo) que puede ser de gran utilidad para evaluar la respuesta estructural de edificaciones ubicadas en zonas sísmicas propensas a eventos impulsivos.La gran cantidad de iteraciones tiene como objetivo generar muestras representativas del comportamiento del parámetro en análisis, es por ello que además de las curvas medias, se incluye el análisis de los valores extremos (máximos, mínimos y desviaciones estándar) con el fin de analizar cada variación que los parámetros de la componente coherente genera en la respuesta final del sistema. Del análisis se obtendrá que parámetros como; Tp y el factor de modificación de la respuesta (R) son preponderantes y muy influyentes en la forma del registro obtenido y en la respuesta tanto elástica como inelástica del sistema en estudio.
Evaluación de la probabilidad de colapso de un edificio de oficinas chileno de hormigón armado debido a actividad sísmica
(2019) Araya Letelier, Gerardo Andrés; López-García González, Diego; García, Andrés; Parra, Pablo Fernando
Evaluación del desempeño sísmico de hospitales aislados y convencionales a través de un análisis de fragilidad
(2016) Ferj Vargas, Mauricio Sebastián; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La protección de los elementos estructurales y no estructurales de los hospitales frente a sismos severos es fundamental para preservar la seguridad de las personas, minimizar los costos de reparación y permitir la continuidad operacional. Para lograr estos objetivos, las autoridades en Chile han requerido la implementación de sistemas de aislación sísmica basal en las licitaciones de estos establecimientos. En este contexto, esta investigación consiste en un análisis comparativo del desempeño sísmico de hospitales de pórticos aislados y sus alternativas sustitutas convencionales de muros. El objetivo general es cuantificar sus diferencias y así evaluar las ventajas y desventajas asociadas a cada opción. Para hacerlo, se definen casos de estudio aislados y tradicionales representativos de la realidad chilena. A continuación, se diseñan sus estructuras según la normativa vigente en Chile. Luego, se desarrollan modelos computacionales no lineales tridimensionales y se someten a análisis dinámicos incrementales con registros sísmicos chilenos.Finalmente, se calculan curvas de fragilidad de los sistemas de aislación, elementos estructurales y no estructurales de los hospitales. De la etapa de diseño se infiere que las vigas y columnas de los hospitales aislados resultan con mayores dimensiones que las estructuras convencionales. En tanto, de los análisis dinámicos incrementales se deduce que las deformaciones relativas y aceleraciones de piso son sustancialmente menores en las configuraciones aisladas que en las tradicionales. Las reducciones asociadas fluctúan en torno al 60 %. Estas derivan en probabilidades de alcanzar estados límite significativamente inferiores en los hospitales aislados. En consecuencia, se concluye que la implementación de la configuración aislada permite reducir la fragilidad de elementos estructurales y no estructurales. La cuantificación realizada en esta investigación posibilitará la evaluación de la vulnerabilidad sísmica y los costos de ciclo de vida de hospitales chilenos.
Fragility-based analysis of the influence of effective stiffness of reinforced concrete members in shear wall buildings
(2020) Ugalde Bedoya, David Guillermo; López-García González, Diego; Parra, P. F.
Inelastic Displacement Ratios for Nonstructural Components Subjected to Floor Accelerations
(2018) Obando, J.C.; López-García González, Diego
Influence of the mechanical properties of friction dampers on the seismic response of steel frame structures.
(2014) Gelb Acevedo, Mathias Nicolás; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El objetivo de esta tesis consiste en identificar y cuantificar la influencia de las propiedades mecánicas de disipadores de fricción sobre la respuesta sísmica de marcos de acero. Un disipador de fricción puede ser modelado como una arriostra, caracterizada por su rigidez elástica, en serie con un dispositivo de fricción de Coulomb, caracterizado por su fuerza de activación. Se consideraron tres marcos realistas de acero de 3, 6 y 9 pisos. Se analizó la respuesta sísmica de estas estructuras equipadas con arriostras de distintas rigideces y con dispositivos de fricción de distintas fuerzas de activación. La respuesta sísmica fue obtenida mediante análisis tiempo-historia no-lineal utilizando como excitación sísmica registros reales. También se analizó la posible influencia del número de pisos, de la distribución en altura de las propiedades mencionadas, y de las características de los registros sísmicos. Los resultados obtenidos indican que la reducción de la respuesta de desplazamiento de entrepiso del marco de 3 pisos es principalmente controlada por la rigidez de las arriostras, mientras que la reducción de la misma respuesta en los marcos de 6 y 9 pisos es controlada tanto por la rigidez de las arriostras como por los dispositivos de fricción. También se encontró que una distribución en altura uniforme de la fuerza de activación de los dispositivos de fricción resulta en menores fuerzas axiales en las columnas y en menores aceleraciones de piso que aquellas que resultan cuando la distribución en altura es variable. Finalmente, el estudio también indica que la distribución en altura de la rigidez de las arriostras y las características de la fuente sismogénica de los registros sísmicos no son de mayor relevancia.
Multi-objective risk-informed design of floor isolation systems
(2016) Gidaris, I.; Taflanidis, A.; López-García González, Diego; Mavroeidis, G.
Multihazard-resistant highway bridge bent
(American Society of Civil Engineers, 2006) Bruneau, Michel; López-García González, Diego; Fujikura, Suichi
There are some similarities between seismic and blast effects on bridge structures: both major earthquakes and terrorist attacks/accidental explosions are rare events that can induce large inelastic deformations in the key structural components of bridges. Since many bridges are (or will be) located in areas of moderate or high seismic activity, and because many bridges are potential terrorist targets, there is a need to develop structural systems capable of performing equally well under both events. The objective of this research project is to develop a multi-hazard bridge pier concept capable of providing an adequate level of protection against collapse under both seismic and blast loading, and whose members' dimensions are not very different from those currently found in typical highway bridges.
Optimization of height-wise damper distributions considering practical design issues
(2018) Saitua, Felipe; López-García González, Diego; Taflanidis, Alexandros A.
Propuesta de formas espectrales para las normas chilenas de diseño sísmico
(2018) Guerrero Loredo, Adad Abimael; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En los códigos de diseño sísmico más importantes del mundo, tales como ASCE-7 en EE.UU. y Eurocode 8 en la Unión Europea, los espectros de diseño son válidos para todo tipo de estructuras. Sin embargo, en Chile las distintas normas de diseño sísmico para distintos tipos de estructuras indican distintos espectros de diseño sísmico, contradiciendo una realidad física fundamental: la amenaza sísmica depende únicamente de la ubicación geográfica del sitio y de sus características geotécnicas y no de las características de la estructura ubicada en tal sitio. Con el fin de contribuir a la unificación de los espectros de diseño sísmico en Chile, en este trabajo se proponen formas espectrales de diseño de tipo Newmark-Hall, que es la forma espectral adoptada en prácticamente todos los países del mundo, siendo Chile probablemente la única excepción. Se estudian formas espectrales considerando la clasificación sísmica de suelos actualmente vigente en Chile para el diseño sísmico de edificios habitacionales y de oficinas (la indicada en el DS 61/2011) y la clasificación propuesta en 2017 por la SOCHIGE. Se analizan las relaciones que existen entre los parámetros espectrales de Newmark-Hall y los parámetros de caracterización del suelo (i.e. velocidad de onda de corte y periodo predominante). Los parámetros espectrales son determinados a través del análisis estadístico de los espectros de respuesta de registros sísmicos obtenidos en Chile. La aplicación de la metodología incorpora datos actualizados y conceptos más afines al estado del arte actual. La clasificación SOCHIGE resultó en un solo cambio significativo respecto de la Clasificación Actual: Suelo Tipo C, zona de periodos cortos. Las formas espectrales obtenidas para Suelos Tipo A y B resultan similares a las establecidas en el DS 61/2011. Sin embargo, tal similitud no se mantiene para suelos Tipo C, D y E. Estas nuevas formas espectrales podrían ser utilizadas en los códigos de diseño sísmico junto con la nueva Clasificación SOCHIGE.
Respuesta sísmica de aceleración máxima de piso y espectros de pseudo - aceleraciones de piso en edificios estructurados con marcos de acero
(2010) Pino Guzmán, César Cristóbal; López-García González, Diego; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El objetivo de este trabajo consiste en caracterizar la respuesta de aceleración absoluta de edificios estructurados con marcos de acero sujetos a terremotos intensos. La respuesta de aceleración absoluta es relevante debido a que se trata de la excitación sísmica en los elementos no estructurales (NSCs), razón por la cual si se conoce la respuesta de aceleración absoluta de un edificio es posible entonces determinar las fuerzas sísmicas que actúan sobre NSCs contenidos en el edificio. Se consideraron las estructuras de 3, 9 y 20 pisos diseñadas para el SAC Steel Project teniendo en cuenta la sismicidad correspondiente a Los Angeles (EE.UU.). Se analizó la respuesta lineal y no-lineal de las estructuras, se consideraron distintos tipos de excitaciones sísmicas (fuente lejana e impulsivas), y la respuesta de las estructuras fue obtenida mediante simulación Monte Carlo.

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