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A regularized fiber element model for reinforced concrete shear walls
(2016) Vásquez P., Jorge; Llera Martin, Juan Carlos de la; Hube Ginestar, Matías Andrés
Reinforced concrete shear walls are used because they provide high lateral stiffness and resistance to extreme seismic loads. However, with the increase in building height, these walls have become slenderer and hence responsible of carrying larger axial and shear loads. Because 2D/3D finite element inelastic models for walls are still complex and computationally demanding, simplified but accurate and efficient fiber element models are necessary to quickly assess the expected seismic performance of these buildings. A classic fiber element model is modified herein to produce objective results under particular loading conditions of the walls, that is, high axial loads, low axial loads, and nearly constant bending moment. To make it more widely applicable, a shear model based on the modified compression field theory was added to this fiber element. Consequently, this paper shows the formulation of the proposed element and its validation with different experimental results of cyclic tests reported in the literature. It was found that in order to get objective responses in the element, the regularization techniques based on fracture energy had to be modified, and nonlinearities because of buckling and fracture of steel bars, concrete crushing, and strain penetration effects were needed to replicate the experimental cyclic behavior. Thus, even under the assumption of plane sections, which makes the element simple and computationally efficient, the proposed element was able to reproduce the experimental data, and therefore, it can be used to estimate the seismic performance of walls in reinforced concrete buildings
A statistical analysis of reinforced concrete wall buildings damaged during the 2010, Chile earthquake
(2015) Junemann, Rosita; Llera Martin, Juan Carlos de la; Hube Ginestar, Matías Andrés; Cifuentes Lira, Luis Abdón; Kausel, Edgar E.; Pontificia Universidad Católica de Chile. National Research Center for Integrated Natural Disaster Management; Pontificia Universidad Católica de Chile. Department of Industrial and Systems Engineering
Análisis experimental de muros delgados de hormigón armado para viviendas de baja altura
(2015) Almeida Navarrete, Francisco Javier; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
La estructuración convencional de muros de hormigón armado para viviendas de hasta 2 pisos en Chile es similar a la utilizada en edificios de mayor altura. Los muros, se detallan con una doble malla de refuerzo horizontal y vertical, y en general, las cuantías de acero que el uso de doble malla de refuerzo implican, son largamente superiores a las requeridas por diseño en viviendas de baja altura. El objetivo de esta tesis es evaluar experimentalmente el desempeño sísmico de muros de hormigón armado delgados con una malla de refuerzo central única, que pueda ser utilizado en viviendas de baja altura. El programa experimental del proyecto Fondef HEAT consideró el ensayo de 9 muros en escala 1:1, y en esta tesis se analizan los resultados de los primeros 6 muros. Todos los muros, tienen un largo de 1600 mm (lw), una altura de 1600 mm (hw), y un espesor de 100 mm (tw) del M1 al M6 y de 80 mm (tw) del M7 al M9, todas las probetas fueron construidas con una viga superior para la aplicación de la carga horizontal y con una base inferior para anclar el muro al suelo.
Análisis no lineal de edificios de muros de hormigón armado mediante beam-truss model
(2018) Vargas Malebrán, Álvaro Ignacio; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El Diseño Sísmico Basado en Desempeño (DSBD) se hizo presente de forma concreta en el diseño estructural chileno mediante un documento con recomendaciones publicado por ACHISINA en 2017. El DSBD requiere modelos no lineales para evaluar el desempeño sísmico de un edificio. Un nuevo enfoque de modelación no lineal de muros de hormigón armado llamado Beam-Truss Model (BTM) ha sido desarrollado en la última década y ha mostrado un buen ajuste en la simulación de ensayos experimentales. El objetivo principal de este estudio es evaluar la factibilidad del uso del BTM para la aplicación del DSBD. El segundo objetivo es comparar la respuesta sísmica de un edificio estructurado con muros T con la respuesta sísmica de un edificio con muros rectangulares. La hipótesis principal es que el uso del BTM permitirá realizar análisis no lineales de edificios de hormigón armado, con dificultad moderada y tiempo acotado para evaluar desempeño sísmico. El enfoque BTM se validó mediante la simulación de ensayos experimentales de un muro T y un muro rectangular. La evaluación de la factibilidad del BTM se realizó considerando un modelo numérico no lineal tridimensional de ambos edificios de estudio. Estos edificios se diseñaron usando la normativa chilena vigente y se sometieron a análisis estáticos no lineales utilizando el programa computacional Opensees. Se concluye que el BTM es un enfoque que tiene dificultades de convergencia, lo que complica su aplicación práctica. Para el modelo 3D del muro WSH6 y el muro TW2 se obtuvo convergencia en solo 17% y 6% de los análisis, respectivamente. De los resultados del análisis estático no lineal se concluye que la distribución del esfuerzo de corte entre los muros, la variación de la carga axial y el modo de falla es diferente para el edificio estructurado con muros T y el estructurado con muros rectangulares.
Analytical fragility curves for non-skewed highway bridges in Chile
(2017) Martinez, A.; Hube Ginestar, Matías Andrés; Rollins, K. M.
Analytical methods to assess the collapse and damage of reinforced concrete walls
(National Information Centre of Earthquake Engineering, 2017) Jünemann Ureta, Rosita; Llera Martin, Juan Carlos de la; Hube Ginestar, Matías Andrés
During the great 2010, Chile earthquake, reinforced concrete (RC) buildings showed adequate performance. However, in some of them a particular damage pattern involving brittle failure of RC walls was observed in the lower stories, usually associated with high axial loads and vertical irregularities. The brittle nature of the failure led to a sudden degradation of the bending capacity and lateral stiffness of the walls. Significant research including experimental campaigns and numerical models has been conducted in order to describe the observed damage in RC walls and identify the possible causes of this behavior. This research studies the collapse and damage of shear wall buildings during the Maule earthquake using state-of-the-art analytical models. The proposed analytical research lies within the family of micro models, and uses finite element models with 4-node shell elements to represent the physical interactions that occur in the wall section at finite element level. Inelastic finite element models were developed in DIANA, and the concrete was modeled following the total strain rotating crack approach. First, different stress-strain constitutive relationships for concrete in compression were evaluated and validated with experimental data. The stress-strain constitutive laws were regularized by preserving the compressive fracture energy, for both, unconfined and confined concrete. Once the constitutive models were validated, a real RC resisting plane damaged during the 2010, Chile earthquake was studied in detail, and the observed damage pattern reproduced by means of two-dimensional inelastic pushover analysis. It can be shown that the damage geometry of the shear wall cannot be correctly represented by conventional inelastic models that ignore the true deformation kinematics with lateral and axial interaction. Indeed, the failure mechanism of resisting planes shows strong coupling between lateral and vertical deformations in the plane. Finally, results of a threedimensional inelastic dynamic analysis of the entire building are presented, which show to be consistent with the observed damage after the earthquake and with the 2D model results.
Capacidad sísmica de muros de hormigón armado dañados y rehabilitados
(2022) Moscoso Fernández Salvador, Jorge Fernando; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Después del terremoto de 2010 en Chile y los terremotos de Canterbury de 2010/2011 en Nueva Zelanda, se demolió o rehabilitó un número significativo de edificios de muros de hormigón armado (HA) con diferentes niveles de daño. La toma de decisiones acerca de demoler o rehabilitar edificaciones después de un sismo dependen de los niveles de daño observados en los componentes estructurales. Las rehabilitaciones en componentes estructurales están delimitadas por técnicas que no cuentan con suficiente evidencia experimental. Los objetivos principales de esta tesis son: (1) Determinar la capacidad sísmica residual en muros de HA con daño sísmico inicial y (2) Determinar la capacidad sísmica en muros de HA rehabilitados. Para cumplir el primer objetivo se evaluó experimentalmente la capacidad sísmica residual de seis muros de HA con bordes no confinados. Tres muros se ensayaron bajo un protocolo de carga lateral cíclica, y los otros tres muros se ensayaron bajo dos protocolos de carga lateral cíclica para inducir daño inicial. Las variables de los ensayos fueron la relación de los muros y la relación de deriva objetivo de los protocolos de carga. Los resultados de los ensayos indican que los seis muros mostraron un comportamiento dominado por flexión. Los anchos de grietas residuales medidos en los tres muros ensayados con daño inicial fueron solo el 6 % del ancho de grieta sugerido por FEMA 306 para los niveles de daño identificados. Los resultados experimentales mostraron que la rigidez efectiva de los muros disminuyó significativamente debido al daño previo. Sin embargo, la resistencia máxima de los muros no se vio afectada considerablemente y la capacidad de deriva lateral no se redujo por los daños previos. Por lo tanto, se concluye que muros de HA similares a los de este estudio que se someten a derivas previas de entre 1.5% y 2.0% no requieren ser rehabilitados para recuperar resistencia ni capacidad de deformación. Estos muros podrían ser rehabilitados con el objetivo de recuperar su rigidez solo si se estima necesario este objetivo. Para cumplir el segundo objetivo se evaluó experimentalmente la capacidad sísmica de los seis muros de HA ensayados en la primera parte de este estudio, rehabilitados con dos técnicas diferentes. Cuatro muros se rehabilitaron con adición de elementos de borde y dos muros se rehabilitaron con un aumento en el espesor del muro. Estas rehabilitaciones fueron observadas en edificios chilenos luego del terremoto del Maule de 2010. El objetivo de las rehabilitaciones fueron incrementar la resistencia y la capacidad de deformación de los muros. Los muros rehabilitados se ensayaron bajo un protocolo de carga lateral cíclica hasta la falla. Los resultados de los ensayos mostraron que las técnicas de rehabilitación utilizadas cambiaron el modo de falla de los seis muros y que el objetivo de incrementar la resistencia lateral máxima se alcanzó satisfactoriamente en los seis muros rehabilitados. Sin embargo, el objetivo de incrementar la capacidad de deformación y la ductilidad no se alcanzó satisfactoriamente en los seis muros rehabilitados. Por lo tanto, se concluye que muros de HA rehabilitados con técnicas similares a las de este estudio, pueden generar modos de fallo distintos y no incrementan la capacidad de deformación, lo cual puede derivar en fallas en otras zonas de los edificios. Adicionalmente, es posible que edificios rehabilitados con estas técnicas puedan mostrar modos de falla similares a los observados en esta investigación frente a solicitaciones sísmicas futuras. Los resultados de este estudio se espera que sirvan como evidencia experimental de la capacidad sísmica residual en muros de HA y de la capacidad sísmica en muros de HA rehabilitados. Finalmente, los resultados obtenidos es este estudio se espera que sirvan para calibrar modelos analíticos de muros de HA con daño previo y de muros de HA rehabilitados.
Comportamiento sísmico de muros esbeltos de hormigón armado
(2014) Marihuén Fuentealba, Andrés Nicolás; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El comportamiento de los edificios habitacionales Chilenos de hormigón armado durante el terremoto del Maule 2010 (Mw=8.8) fue bastante bueno, sin embargo, se observaron daños frágiles. Los daños más comunes observados en los muros fue el aplastamiento del hormigón en compresión, el pandeo y fractura de la armadura vertical y la apertura de la armadura horizontal. El primer objetivo de esta tesis es reproducir los daños observados en los muros dañados durante el terremoto de 2010. El segundo objetivo de esta tesis es identificar cómo cambia el desempeño sísmico de muros esbeltos sometidos a flexocompresión. Con el fin de cumplir estos objetivos en este trabajo se ensayaron seis muros esbeltos de hormigón armado en escala 1:2. Los muros fueron ensayados con una carga axial constante de 0.15f′ cAg y sometidos a una carga lateral cíclica de desplazamiento controlado. Los muros ensayados en esta tesis corresponden a un muro delgado, un muro corto, un muro con armadura distribuida, un muro con detallamiento en el doblez de la armadura horizontal, un muro con armadura de confinamiento y un muro confinado con trabas. Además el comportamiento de estos muros son comparados con los resultados de un muro referencial ensayado por C. Alarcón. Los muros fallaron en flexo-compresión y el daño fue similar al observado en los muros dañados durante el terremoto del Maule. Se concluye que un doblez en 135◦ de la armadura horizontal no mejora el desempeño sísmico de los muros. Una reducción de 25% del espesor reduce la ductilidad y la energía disipada del muro. El confinamiento de borde con estribos entre el nivel de la armadura horizontal es altamente recomendable para prevenir un pandeo de la armadura vertical, degradación de rigidez y falla frágil. La rigidez efectiva de los muros para el primer ciclo de carga se puede estimar con un valor entre 0.26 − 0.39EcIg.
Data collection after the 2010 Maule earthquake in Chile.
(2017) Llera Martin, Juan Carlos de la; Santa María Oyanedel, Hernán; Rivera, Felipe; Mitrani-Reiser, Judith; Jünemann Ureta, Rosita; Fortuno, Catalina; Ríos, Miguel; Hube Ginestar, Matías Andrés; Cienfuegos Carrasco, Rodrigo Alberto
This article presents an overview of the different processes of data recollection and the analysis that took place during and after the emergency caused by the Mw 8.8 2010 Maule earthquake in central-south Chile. The article is not an exhaustive recollection of all of the processes and methodologies used; it rather points out some of the critical processes that took place with special emphasis in the earthquake characterization and building data. Although there are strong similarities in all of the different data recollection processes after the earthquake, the evidence shows that a rather disaggregate approach was used by the different stakeholders. Moreover, no common standards were implemented or used, and the resulting granularity and accuracy of the data was not comparable even for similar structures, which sometimes led to inadequate decisions. More centralized efforts were observed in resolving the emergency situations and getting the country back to normal operation, but the reconstruction process took different independent routes depending on several external factors and attitudes of individuals and communities. Several conclusions are presented that are lessons derived from this experience in dealing with a large amount of earthquake data. The most important being the true and immediate necessity of making all critical earthquake information available to anyone who seeks to study such data for a better understanding of the earthquake and its consequences. By looking at the information provided by all these data, we aim to finally improve seismic codes and engineering practice, which are important social goods.
Development of a Fragility Model for the Residential Building Stock in South America.
(2017) Villar-Vega, Mabé; Hube Ginestar, Matías Andrés; Santa María Oyanedel, Hernán; Silva, Vitor.; Crowley, Helen; Yepes-Estrada, Catalina.; Tarque, Nicola.; Acevedo, Ana Beatriz.; Gustavo, Coronel D.
Development of national and local exposure models of residential structures in Chile.
(2017) Santa María Oyanedel, Hernán; Hube Ginestar, Matías Andrés; Rivera, Felipe.; Yepes-Estrada, Catalina.; Valcárcel, Jairo A.
Dynamic characteristics of a longitudinally asymmetrical multi-span suspension bridge : the Chacao bridge
(2015) Pizarro Pohl, Diego Martín; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El objetivo de esta investigación es estudiar las características dinámicas de un puente colgante longitudinalmente asimétrico de múltiples vanos. El diseño actual del Puente Chacao (hasta Marzo de 2015) se utilizará como caso de estudio. Con un largo total de 2.75 km y dos vanos principales de 1,1155 m y 1.055 m, el Puente Chacao será la estructura con el vano más grande de Latino América y el puente colgante de múltiples vanos más largo del mundo. Como el puente estará localizado en una zona altamente sísmica, el principal objetivo de esta tesis es determinar los modos relevantes que afectan al corte basal de las pilas. Para alcanzar este objetivo, se realizó un modelo tridimensional de elementos finitos, desarrollado en ANSYS. Antes de realizar el análisis modal, se debe correr un análisis estático para establecer la condición de equilibrio del puente bajo cargas muertas. Los resultados muestran que la primera frecuencia transversal del puente es 0.0625 Hz, y la primera vertical es 0.1115 Hz. Las frecuencias y formas modales estimadas se comparan con las de un puente colgante de múltiples vanos simétrico de características similares. La contribución modal al corte basal de las tres pilas, y para el desplazamiento longitudinal de la punta de la pila central se obtuvieron utilizando un espectro de diseño. Finalmente, se realizó un análisis paramétrico para analizar la influencia de agregar abrazaderas centrales y de modificar la rigidez de la pila central en la respuesta sísmica del puente.
Efecto de la fricción entre el tablero y los estribos en la rotación sísmica del tablero de puentes rectos
(2018) Cortés Rivas, Arturo de Jesús; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Durante los terremotos del Maule 2010 e Illapel 2015, la infraestructura vial sufrió daños importantes. Dentro de estos daños destacan fallas inusuales como la rotación sísmica del tablero de puentes rectos. La hipótesis de este estudio es que la fricción entre el tablero y los estribos genera fuerzas tangenciales durante el impacto, que inducen rotaciones sísmicas del tablero. El objetivo principal de este estudio es analizar el efecto de la fricción entre estos elementos en la rotación sísmica del tablero. El segundo objetivo es analizar el efecto de los topes laterales en el comportamiento sísmico de puentes. La influencia de la fricción en la rotación sísmica del tablero se evalúa mediante un modelo numérico tridimensional de un puente en el programa computacional Opensees. El puente recto de estudio corresponde al Paso Inferior Chada, que evidenció rotación del tablero tras el terremoto del Maule. La metodología del estudio contempla en primer lugar la validación de un modelo de impacto con fricción. En segundo lugar, la implementación del elemento de impacto con fricción en un modelo tridimensional y su validación mediante un análisis dinámico. En tercer lugar, la generación de un análisis dinámico incremental considerando diferentes coeficientes de fricción entre el tablero y los estribos del puente, con presencia y ausencia de topes laterales. En cuarto lugar, la construcción de curvas de fragilidad para evaluar el comportamiento de los apoyos elastoméricos y el impacto entre el tablero y los estribos. Los resultados muestran que la fricción entre el tablero y los estribos induce rotaciones del tablero, y que a mayor coeficiente de fricción se predice mayor rotación. Adicionalmente, los resultados muestran que la rotación del tablero se acentúa con la ausencia de topes laterales, pero la máxima rotación residual simulada corresponde solo a un 22.4% de la observada.
Efecto de la rigidez de las losas en el diseño sísmico de edificios de hormigón armado
(2024) Eissmann Peña, Javier; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
En Chile, al momento de modelar edificios de hormigón armado cuya estructuración se basa en muros y losas de hormigón armado, una práctica común es considerar una rigidez a flexión reducida en las losas. Sin embargo, esta práctica no está normada, y el supuesto respecto a la rigidez a flexión de las losas de edificios de hormigón armado queda a criterio de cada ingeniero. Estudios recientes han demostrado que los supuestos de rigidez de las losas generan cambios relevantes en los esfuerzos sísmicos obtenidos en los muros. El objetivo general de esta investigación es evaluar el efecto del supuesto de rigidez de las losas en el diseño sisimico de edificios de muros de hormigón armado. Para esto se estudian tres edificios con la misma planta de 10, 16 y 22 pisos. En primer lugar, se realizan modelos de elementos finitos de los edificios considerando un 100%, 25% y 10%de la rigidez flexural en las losas. En segundo lugar, se comparan las propiedades dinámicas y la respuesta sísmica de los edificios bajo las diferentes consideraciones de modelación de las losas. En tercer lugar, se diseñan los muros según la norma propuesta prNCh430 y se compara la armadura utilizada en los muros. Finalmente, se evalúa el desempeño sísmico de los edificios diseñados a través de un análisis estático no lineal utilizando los modelos con las distintas rigideces consideradas en las losas. Los resultados de esta tesis demuestran que el supuesto de rigidez en las losas tiene efectos en el diseño y desempeño sísmico de edificios de hormigón armado. En el caso de los edificios de 10 pisos, los resultados no muestran una relación directa entre el supuesto de rigidez considerado para las losas y el diseño y desempeño sísmico del edificio. En los casos de 16 y 22 pisos, la disminución de la rigidez considerada en las losas en los modelos implica la necesidad de mayor confinamiento y en algunos casos de mayor armadura longitudinal. Al requerir mayor confinamiento, las estructuras presentan un mejor desempeño sísmico.
Efecto de la rigidez en el desempeño sísmico de edificios estructurados con muros de hormigón armado
(2020) Cando Loachamin, Manuel Antonio; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Los edificios de muros estructurales de hormigón armado (HA) han sido construidos ampliamente en regiones sísmicas sobre todo el mundo. Observaciones en pasados sismos han mostrado que los edificios de muros de HA generalmente se desempeñan bien en términos de seguridad estructural. Por ejemplo, durante el sismo de Maule de 2010 en Chile, ocho personas murieron en edificios modernos, solo un edificio con muros estructurales colapsó, mientras que pocos fueron severamente dañados. La evidencia empírica parece indicar que el uso de una gran densidad de muros, y por lo tanto de una gran rigidez lateral, ha contribuido al buen desempeño reportado posterior a terremotos de gran magnitud. Sin embargo, no se han identificado estudios analíticos que cuantifiquen el efecto de la rigidez en el desempeño sísmico de estos edificios, en términos de la seguridad de colapso y las pérdidas monetarias. El objetivo de esta investigación es evaluar el efecto de la rigidez en el desempeño sísmico de edificios residenciales con muros de hormigón armado diseñados según las regulaciones Chilenas actuales, incluyendo el DS60 y DS61. Específicamente, la tesis se focaliza en evaluar el efecto de la rigidez en la sobrerresistencia, ductilidad de desplazamiento, fragilidad para los estados límites de seguridad de la vida (LS) y colapso, probabilidad de alcanzar estos dos estados límites en 50 años. Adicionalmente, se estima la pérdida anual espera (EAL) y el valor presente (PV) de la pérdida en 50 años. El desempeño sísmico es evaluado para un grupo de cuatro arquetipos de edificios residenciales de 20 pisos con muros estructurales localizados en Santiago. Los muros fueron modelados usando el modelo de elemento de varias líneas verticales (MVLEM) con materiales histeréticos inelásticos para los elementos verticales, y un comportamiento a corte elástico y lineal. Análisis estáticos no lineales fueron considerados para estimar la sobrerresistencia de los edificios y la ductilidad de desplazamiento. Adicionalmente, análisis dinámicos incrementales (IDAs) fueron ejecutados para estimar las curvas de fragilidad, las probabilidades de excedencia de los estados límites de LS y colapso dada cierta medida de intensidad, y los coeficientes de margen de LS y colapso. Un análisis probabilístico de la amenaza sísmica (PSHA), el cual consideró la sismicidad de la zona central de Chile, fue utilizado para estimar la probabilidad de alcanzar los dos estados límites en 50 años. En este estudio, la EAL y el PV asociados a los costos de reparación y reemplazo de los edificios se usaron como medidas de pérdida económica. Para el cálculo de la EAL se usó la metodología desarrollada por el Pacific Earthquake Engineering Center (PEER), la cual integra cuatro análisis: análisis de amenaza, análisis estructural, análisis de daño, y análisis de pérdida. En el análisis de amenaza, la probabilidad que ocurra una cierta medida de intensidad de movimiento del terreno se determinó usando los resultados del PSHA. En el análisis estructural, las distribuciones de probabilidad de los parámetros de demanda ingenieril de los edificios de estudio se obtuvieron desde los IDAs. En el análisis de daño, la probabilidad que un componente esté en cierto estado de daño se calculó usando funciones de fragilidad existentes. Por último, en el análisis de pérdida, la pérdida ocasionada en cada componente se describió probabilísticamente mediante funciones de pérdida. Estas funciones se desarrollaron estimando el costo de reparación de los componentes susceptibles a daño. Los resultados de esta investigación muestran que cuando la rigidez se incrementa la probabilidad de alcanzar el estado límite LS en 50 años disminuye. Contra intuitivamente, la probabilidad de colapso en 50 años aumenta cuando la rigidez se incrementa, debido a la amenaza sísmica considerada y a los requerimientos de diseño. El análisis probabilístico de pérdida económica muestra que cuando la rigidez del edificio aumenta la EAL también aumenta. Esto implica que desde el punto de vista económico, los edificios más rígidos son más vulnerables que los edificios más flexibles. Este encuentro igualmente contra intuitivo es el resultado de la mayor amenaza sísmica de los edificios más rígidos y del esfuerzo de corte mínimo requerido por el DS61. Adicionalmente, se encontró que los valores de EAL y PV en 50 años para los cuatro edificios de estudio, no superan el 0.31% y 8.07% del costo total de construcción de los edificios. Estas pérdidas monetarias son relativamente bajas, lo que es consistente con el buen desempeño sísmico mostrado por los edificios de muros de hormigón armado.
Efecto de las barras sísmicas en el comportamiento sísmico transversal de puentes de hormigón armado
(2015) Martínez Grosser, Antonio Benjamín; Hube Ginestar, Matías Andrés; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
El terremoto del Maule 2010 (Mw = 8.8) impactó la zona central de Chile y parte de la red de infraestructura vial resultó dañada. El daño más común en puentes, que incluso generó colapso, se presentó en la conexión entre la subestructura y la superestructura, causado por desplazamientos excesivos debidos mayoritariamente a la rotación del tablero. El objetivo principal de esta tesis es cuantificar el efecto que tienen las barras sísmicas en el comportamiento transversal de la superestructura de puentes. El segundo objetivo es proponer una relación constitutiva para las barras sísmicas en base a ensayos experimentales y el tercer objetivo es desarrollar un modelo no lineal de pasos inferiores para predecir su comportamiento sísmico. Con el fin de cumplir los objetivos, se ensayaron seis especímenes de barras sísmicas: tres con diafragma transversal y tres sin diafragma transversal. Adicionalmente, la relación constitutiva propuesta para las barras sísmicas se incorporó a un modelo analítico que permite representar el comportamiento sísmico de un puente chileno característico. Utilizando este modelo analítico, se realizó un análisis dinámico incremental de un puente con registros sísmicos del terremoto del Maule 2010, y se construyeron curvas de fragilidad del puente. Finalmente, se realizó un análisis paramétrico con el fin de cuantificar el aporte de las barras sísmicas, de los topes laterales, y de la longitud de la mesa de apoyo, en el comportamiento sísmico de puentes. Se concluye que la presencia de barras sísmicas es poco significativa en la restricción del desplazamiento lateral de puentes de mediana longitud cuando éstos poseen topes laterales. Por otra parte, el disminuir la longitud de la mesa de apoyo aumenta considerablemente la probabilidad de colapso de un puente.
Effect of axial loads in the seismic behavior of reinforced concrete walls with unconfined wall boundaries
(Elsevier Sci Ltd, 2014) Alarcón Olivari, Cristóbal Nicolás; Hube Ginestar, Matías Andrés; Llera Martin, Juan Carlos de la; Pontificia Universidad Católica de Chile. Department of Structural and Geotechnical Engineering; Pontificia Universidad Católica de Chile. National Research Center for Integrated Natural Disaster Management
About 2% of Reinforced Concrete (RC) buildings taller than nine stories suffered serious damage in structural walls during the 2010 Chile earthquake. The observed damage involved mostly crushing of concrete, buckling of vertical reinforcement, and opening of the horizontal reinforcement. This damage is attributed to poor concrete confinement in the web and boundaries, inadequate horizontal reinforcement detailing, and high axial loads. This research aims to reproduce the observed damage and evaluate the influence of axial loads in the seismic behavior of RC walls with unconfined boundaries. To achieve these objectives, three identical wall specimens were tested. The wall specimens were designed with characteristic wall detailing obtained from data of five damaged buildings. These wall specimens were tested under equal lateral displacement cycles and subjected to different axial load ratios. The flexural-compressive failure mode exhibited by damaged walls during the earthquake was reproduced in these tests. Experimental results indicate that high axial load has a significant effect on the seismic performance and failure mode of RC walls. Indeed, it triggers a dangerous brittle concrete crushing failure which occurs immediately after spalling of the concrete cover. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Effect of stiffness on the seismic performance of code -conforming reinforced concrete shear wall buildings
(2020) Cando Loachamin, Manuel Antonio; Hube Ginestar, Matías Andrés; Parra, P. F.; Arteta, C. A.
Empirical fragility curves of RC buildings in Chile using a cumulative link model
(National Information Centre of Earthquake Engineering, 2017) Favier, Philomène; Quintana Quintana, Fernando; Magna Verdugo, Carolina Elena; Santa María Oyanedel, Hernán; Hube Ginestar, Matías Andrés; Llera Martin, Juan Carlos de la
Chile is known as one of the most seismic countries in the world showing approximately one event above magnitude 8 every ten years. Unexpected damage occurred in reinforced concrete (RC) buildings during the 2010 Mw 8.8 Maule earthquake. Calculating the risk for RC buildings to exceed a given damage state during potential future seismic events is thus of paramount importance. It is assumed that the risk can be calculated from a combination of an exposure model, an intensity hazard distribution, and the vulnerability definition of RC buildings. Construction of fragility curves is part of the process for vulnerability definition. We propose here in an innovative methodology to build empirical fragility curves with the collected data of Chilean RC buildings. After the 2010 Maule earthquake, a database of the damage states of Chilean RC buildings was built by the assessment of structural engineers from companies or municipalities. Damage was classified in five states: no damage, slight, moderate, severe and complete damage states. The database is composed of observations made in six Chilean cities exposed to different seismic intensity. An interpolation of a 2010 shakemap provides the intensity measure occurring at the location of each building. Different generalized linear models were tested and it was shown that the cumulative logit link model provides the best fit of fragility curves. Cumulative link models for ordinal data ensure that fragility curves do not cross. The number of buildings floors and the year of construction are considered as covariates of our model. A Bayesian approach is adopted to obtain estimates and distribution of the parameters describing the statistical model. The resulting fragility curves for RC buildings are compared with results available in the literature. The provided fragility curves for Chilean RC buildings is the major contribution of this study. Finally, the usability of the curves is investigated from a risk perspective, and the need of more information to improve the fitting procedure is discussed.
Epistemic uncertainty in the seismic response of RC free-plan buildings
(2017) Chacón, Matías F.; Llera Martin, Juan Carlos de la; Hube Ginestar, Matías Andrés; Marques, J.; Lemnitzer, A.
Complex building models consider multiple degrees of freedom and modeling assumptions that influence the accuracy of the predicted seismic response. This study evaluates the epistemic uncertainty inherent to modeling assumptions by evaluating the seismic response behavior of six instrumented reinforced concrete free-plan structures in Santiago, Chile. The free-plan structural concept is frequently used in office buildings and consists of a core of shear walls, a perimeter frame, and a flat slab connecting both lateral force resisting systems. Epistemic uncertainties studied in this paper are inherent to the following modeling assumptions: (1) the type of finite elements used in the building models; (2) the in-plane and out-of-plane stiffness of the diaphragms; (3) the interaction between the basement and the surrounding soil; and (4) the decision where to apply base fixity. The response uncertainty was first evaluated by comparing predicted and measured vibration periods using ambient vibrations and aftershock records of the 2010 Maule, Chile earthquake. Additionally predicted global and local seismic response parameters such as story shears, torques, and drifts were compared between a predefined reference model typically used in design and a set of variant models. A statistical evaluation of the modeling uncertainty showed a strong dependency on the response parameter considered. Larger uncertainties were observed for shear force related response parameters, including the influence of soil-structure interaction on base and story shears, while uncertainties for predicting fundamental periods or the depth at which building fixity was assumed had moderate impact on the overall building response. In general, uncertainties identified in core forces were larger than uncertainties in story forces and also larger at the underground stories than in comparison to upper levels.

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