Ingeniería Civil

Boletín de laEscuela Profesional de

Boletín Nº 3Enero 2017

EditorialEstimados amigos, el 2016 ha sido un año de mucha expectativa para nosotros y crecimiento, que nos hace ver el rol protagónico como carrera profesional que debemos asumir en nuestro país, es por ello que nuestro principal objetivo es el de brindar una seria formación profesional para nuestros futuros ingenieros, quienes e s t a r á n d e b i d a m e n t e preparados para enfrentar los retos que nos demanda la sociedad.En búsqueda de estos objetivos se han realizado var ias act iv idades que queremos compartir en este boletín, además de algunas investigaciones y artículos realizados por nuestros docentes. También aprove-chamos en hacer mención de nuestros nuevos labora-torios de Tecnología del Concreto, Mecánica de Suelos e Hidráulica que se suman a los ya existentes Laboratorios de Tecnología d e l o s M a t e r i a l e s , To p o g r a f í a , C ó m p u to ,

Química y Física, poniéndo-los todos estos Laboratorios al servicio de nuestros a lumnos , qu ienes son nuestro recurso más valioso con el que podemos aportar

a nuestra sociedad para enfrentar los retos de creci-miento y desarrollo sosteni-ble de hábitat.

Luis Becerra Stock

INFRAESTRUCTURA EVENTOS CONFERENCIASVISITAS TÉCNICAS OPINIÓN INVESTIGACIÓN

Pag. 02 Pag. 03 Pag. 05Pag. 05 Pag. 07 Pag. 08

INFR

AES

TRU

CTU

RA

La Escuela Profesional de I n g e n i e r í a C i v i l d e l a Universidad Católica San Pablo ha implementado en el campus Salaverry, los Laboratorios de Control de Calidad en Ingeniería Civil. Los laboratorios tienen como objetivos:

Ÿ Brindar una formación de alto nivel académico a nuestros futuros ingenie-ros civiles.

NUESTROS LABORATORIOS

32

Ÿ Permitir el desarrollo de diversas investigaciones en el campo de la Ingeniería Civil.

Ÿ Realizar la prestación de servicios mediante ensayos de laboratorio y de campo a empresas constructoras, consu l to ra s , m ine ras , entidades públicas y públi-co en general otorgando certificación de calidad y con la acreditación corres-

LABORATORIO DE CONCRETO Y ENSAYO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Banco de Tuberías

Área de ensayos especiales.

Área de ensayo de Materiales de Construcción

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS, ROCAS Y PAVIMENTOS

LABORATORIO DE HIDRÁULICA Y MECÁNICA DE FLUIDOS

Canal de pendiente variable de 5 metros de longitud

pondiente en el campo de la industria de la construc-ción y minera, en el marco de las Normas Nacionales (NPT) e Internacionales (ASTM).

Nuestros laboratorios se dividen en tres rubros dentro de la Industria de la Construcción y Minería:

EVEN

TOS

En el 2016, se realizaron dos ceremonias de imposición de cascos a los alumnos de Ingeniería Civil, como acto

CEREMONIA DE IMPOSICIÓN DE CASCOS

que forma parte de las t radic iones de nuestra universidad. Estos eventos fueron realzados por la

presencia de los orgullosos padres de los alumnos que cursan el segundo año.

Área de pruebas de concreto

Área de trabajo

INFR

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La Escuela Profesional de I n g e n i e r í a C i v i l d e l a Universidad Católica San Pablo ha implementado en el campus Salaverry, los Laboratorios de Control de Calidad en Ingeniería Civil. Los laboratorios tienen como objetivos:

Ÿ Brindar una formación de alto nivel académico a nuestros futuros ingenie-ros civiles.

NUESTROS LABORATORIOS

32

Ÿ Permitir el desarrollo de diversas investigaciones en el campo de la Ingeniería Civil.

Ÿ Realizar la prestación de servicios mediante ensayos de laboratorio y de campo a empresas constructoras, consu l to ra s , m ine ras , entidades públicas y públi-co en general otorgando certificación de calidad y con la acreditación corres-

LABORATORIO DE CONCRETO Y ENSAYO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Banco de Tuberías

Área de ensayos especiales.

Área de ensayo de Materiales de Construcción

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS, ROCAS Y PAVIMENTOS

LABORATORIO DE HIDRÁULICA Y MECÁNICA DE FLUIDOS

Canal de pendiente variable de 5 metros de longitud

pondiente en el campo de la industria de la construc-ción y minera, en el marco de las Normas Nacionales (NPT) e Internacionales (ASTM).

Nuestros laboratorios se dividen en tres rubros dentro de la Industria de la Construcción y Minería:

EVEN

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En el 2016, se realizaron dos ceremonias de imposición de cascos a los alumnos de Ingeniería Civil, como acto

CEREMONIA DE IMPOSICIÓN DE CASCOS

que forma parte de las t radic iones de nuestra universidad. Estos eventos fueron realzados por la

presencia de los orgullosos padres de los alumnos que cursan el segundo año.

Área de pruebas de concreto

Área de trabajo

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S T

ÉCN

ICA

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Materiales II, Arquitectura y Urbanismo e Ingeniería Ambiental. Las zonas visita-das fueron Huayco en Tiabaya, Quiscos en Yura, L a d r i l l e r í a s T a u r o ,

Construcción Mall Aventura Plaza Cayma, Ladrilleras el Diamante, Puente Chilina y el Monasterio de Santa Catalina.

Como parte de la formación teórico-práctica, nuestros es tud iantes rea l i za ron visitas técnicas en los cursos de Geología, Tecnología de Materiales, Mecánica de

El III Foro de Investigación de Ingeniería Civil desarrolló temas como el uso de materiales innovadores en aplicaciones tecnológicas y el aislamiento sísmico de

CONCURSOS La Escuela Profesional de Ingeniería Civil, con el fin de crear identidad dentro de la comunidad y afianzar los conoc imientos de sus alumnos, organizó 5 concur-sos:

Puentes de Spaguetti diseñados y elaborados por alumnos

Búsqueda del tesoro - TopografíaConcursos de Ingeniería Civil

Puente de palitos de madera sometido a pruebas de compresión

Ÿ Búsqueda del tesoro – Topografía

Ÿ Diseña la mascota de Ingeniería Civil

Ÿ 1er Concurso Interno de Puentes de Madera

Ÿ 1er Concurso Interno de Puentes de Spaguetti

Ÿ Concurso de Rotura de Probetas.

Como parte de la formación integral de nuestros alum-nos, la Escuela Profesional de Ingeniería Civil participa activamente en las todas las actividades promocionadas

JUEGOS CACHIMBO, MAÑANA DEPORTIVA DE INGENIERÍA Y COMPUTACIÓN Y JUEGOS GENERALES

por la universidad. El año pasado hemos tenido una destacada participación de nuestros alumnos, logrando ser campeones en los Juegos Cachimbo 2016 y obtenien-

do el primer puesto en fulbito y básquet varones en la Mañana Deportiva de la Facultad de Ingeniería y Computación. ¡Felicitamos a nuestros campeones!

estructuras, en el que parti-c i p a r o n r e n o m b r a d o s investigadores como el Dr. Enrique Simbort Zeballos (Rus ia ) , e l D r. Manue l Jiménez Melendo (España),

e l D r. E u g e n i o G a rc í a Granados (España) y el Msc. David Chalco Pari (Perú).E l Dr. Enr ique Simbor t Zeballos se graduó en la Univers idad Estata l de

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Visita a la construcción del Mall Aventura Plaza Cayma

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Materiales II, Arquitectura y Urbanismo e Ingeniería Ambiental. Las zonas visita-das fueron Huayco en Tiabaya, Quiscos en Yura, L a d r i l l e r í a s T a u r o ,

Construcción Mall Aventura Plaza Cayma, Ladrilleras el Diamante, Puente Chilina y el Monasterio de Santa Catalina.

Como parte de la formación teórico-práctica, nuestros es tud iantes rea l i za ron visitas técnicas en los cursos de Geología, Tecnología de Materiales, Mecánica de

El III Foro de Investigación de Ingeniería Civil desarrolló temas como el uso de materiales innovadores en aplicaciones tecnológicas y el aislamiento sísmico de

CONCURSOS La Escuela Profesional de Ingeniería Civil, con el fin de crear identidad dentro de la comunidad y afianzar los conoc imientos de sus alumnos, organizó 5 concur-sos:

Puentes de Spaguetti diseñados y elaborados por alumnos

Búsqueda del tesoro - TopografíaConcursos de Ingeniería Civil

Puente de palitos de madera sometido a pruebas de compresión

Ÿ Búsqueda del tesoro – Topografía

Ÿ Diseña la mascota de Ingeniería Civil

Ÿ 1er Concurso Interno de Puentes de Madera

Ÿ 1er Concurso Interno de Puentes de Spaguetti

Ÿ Concurso de Rotura de Probetas.

Como parte de la formación integral de nuestros alum-nos, la Escuela Profesional de Ingeniería Civil participa activamente en las todas las actividades promocionadas

JUEGOS CACHIMBO, MAÑANA DEPORTIVA DE INGENIERÍA Y COMPUTACIÓN Y JUEGOS GENERALES

por la universidad. El año pasado hemos tenido una destacada participación de nuestros alumnos, logrando ser campeones en los Juegos Cachimbo 2016 y obtenien-

do el primer puesto en fulbito y básquet varones en la Mañana Deportiva de la Facultad de Ingeniería y Computación. ¡Felicitamos a nuestros campeones!

estructuras, en el que parti-c i p a r o n r e n o m b r a d o s investigadores como el Dr. Enrique Simbort Zeballos (Rus ia ) , e l D r. Manue l Jiménez Melendo (España),

e l D r. E u g e n i o G a rc í a Granados (España) y el Msc. David Chalco Pari (Perú).E l Dr. Enr ique Simbor t Zeballos se graduó en la Univers idad Estata l de

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Visita a la construcción del Mall Aventura Plaza Cayma

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I n g e n i e r í a C i v i l y A r q u i t e c t u r a d e S a n Petersburgo – Rusia. Realizó s u e s p e c i a l i z a c i ó n e n Mecánica Estructural y se doctoró en Ingeniería Sismorresistente y Dinámica Estructural por la misma universidad. En la actualidad es docente de la Universidad Católica San Pablo.E l Dr. Manuel J iménez Melendo es Catedrático del Departamento de Física de la Materia Condensada de la F a c u l t a d d e F í s i c a , Universidad de Sevilla. Su investigación se centra principalmente en el estudio

de las propiedades mecáni-cas de los materiales cerámi-cos en distintas configura-ciones. Ha realizado diversas estancias de investigación como profesor invitado, entre ellas en NIMS (Tsukuba, Japón), CNRS (París, Francia) y NCEM (Berkeley, USA).E l D r. E u g e n i o G a rc í a Granados se licenció por la Universidad Complutense de Madrid en Ciencias Físicas especialidad de Ciencia de los Materiales. Es doctor por la Universidad Carlos III de M a d r i d e n C i e n c i a e Ingeniería de Materiales. En la actualidad es Investigador

Contratado en el Instituto de Cerámica y Vidrio del CSIC.El Msc. David Chalco Pari se graduó como Ingeniero Civil por la Universidad Nacional de San Agustín, Arequipa y es Magister en Estructuras y Construcción Civil por la Universidad de Brasilia, Brasilia.T i e n e e x p e r i e n c i a e n Ingeniería Civil con énfasis en la dinámica de estructu-ras, actuando principalmen-te en los siguientes temas: análisis dinámicos no-lineal, disipadores metálicos de energía y el método de los elementos finitos.

Presentación del Dr. Manuel Jiménez MelendoIII Foro de Investigación de Ingeniería Civil

SEMANA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y COMPUTACIÓNComo parte de las activida-d e s re a l i z a d a s p o r l a Semana de la Facultad de Ingeniería y Computación, la Escuela Profesional de Ingeniería Civil organizó tres conferencias internaciona-les: Aislamiento Sísmico, F u n d a m e n t o s d e l A is lamiento S ísmico y Disipación de Energía, y un M a s t e r C l a s s s o b r e Apl icación de técnicas innovadoras en el aislamien-to sísmico de edificaciones, dirigido especialmente a profesionales del rubro. Estas conferencias fueron

6

EL DEPORTEEN LA UNIVERSIDADCristhian Luis Bello Medina18 añosAlumno del 3er semestre de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Católica San Pablo

¿Universidad, deporte o amigos?, una pregunta que conlleva a varias teorías y puntos de vista distintos.A lo largo de nuestra vida universitaria se presentan dificultades, interrogantes, etc. Una situación no ajena a la vida de un universitario es la práctica de algún deporte

o s imp lemente hace r ejercicio, muchas personas no ven necesario el deporte en nuestra vida, cosa que no es cierto, las personas se sienten alegres cuando están bien de salud o reciben una buena noticia o les salen bien las cosas porque es propio del ser humano y esto conlleva a un bien propio y un cuida-do a nuestro cuerpo.El deporte en sí nos ayuda a despejar así como la músi-ca o diversas actividades, cada persona es distinta y tiene su forma de sentirse

bien o relajarse. Lo que expongo es una opción para el cuidado de nuestra salud y compartir con nuestros amigos, dejando a un lado lo tecnológico, redes sociales, etc., que trascienden a diario en nuestra vida cotidiana, generando una conexión con nuestros compañeros y amigos de tal manera que compartamos momentos y experiencias distintas.Competir y sentir la satisfac-ción de haber ganado o de saber que aún nos falta mejorar nos t ransmi te sensaciones únicas. En la

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OPI

NIÓ

N

desarrolladas por el Dr. Sc. Mikayel Melkumyan (Arme-nia), quien como jefe en ingeniería estructural en diversas constructoras ha diseñado 89 edificios para su construcción o reestruc-turamiento en diferentes re g i o n e s d e A rm e n i a , N a g o r n o K a r a b a k h y Rumania. Ha publicado 198 papers, incluyendo 15 libros, 10 documentos normativos, códigos, estándares y 12 patentes; 124 papers fueron p u b l i c a d o s f u e r a d e A r m e n i a e n A u s t r i a , Australia, Canadá, China, Republica Checa, Francia, Alemania, Grecia, Indonesia, Irán, Italia, Japón, Corea, New Zelandia , México, Macedonia, Portugal, Rusia, R o m a n i a , S i n g a p u r ,

Eslovenia, España, Suiza, Turquía, UK, and USA entre los principales países.También contamos con la presencia del Dr. Sc. Genner Villareal (Perú), quien desa-

rrolló la conferencia de Diseño Sísmico Avanzado. El Dr. Villareal es graduado como Ingeniero Civil por la KNUBA – Ucrania y Doctor en ingeniería Sismo resisten-te por la MSCEU, Rusia.

Dr. Sc. Mikayel Melkumyan (Armeni)

Algunas personas quieren que algo ocurra, otras sueñan en que pasará, otras hacen que suceda

“ “

(Michael Jordan)

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I n g e n i e r í a C i v i l y A r q u i t e c t u r a d e S a n Petersburgo – Rusia. Realizó s u e s p e c i a l i z a c i ó n e n Mecánica Estructural y se doctoró en Ingeniería Sismorresistente y Dinámica Estructural por la misma universidad. En la actualidad es docente de la Universidad Católica San Pablo.E l Dr. Manuel J iménez Melendo es Catedrático del Departamento de Física de la Materia Condensada de la F a c u l t a d d e F í s i c a , Universidad de Sevilla. Su investigación se centra principalmente en el estudio

de las propiedades mecáni-cas de los materiales cerámi-cos en distintas configura-ciones. Ha realizado diversas estancias de investigación como profesor invitado, entre ellas en NIMS (Tsukuba, Japón), CNRS (París, Francia) y NCEM (Berkeley, USA).E l D r. E u g e n i o G a rc í a Granados se licenció por la Universidad Complutense de Madrid en Ciencias Físicas especialidad de Ciencia de los Materiales. Es doctor por la Universidad Carlos III de M a d r i d e n C i e n c i a e Ingeniería de Materiales. En la actualidad es Investigador

Contratado en el Instituto de Cerámica y Vidrio del CSIC.El Msc. David Chalco Pari se graduó como Ingeniero Civil por la Universidad Nacional de San Agustín, Arequipa y es Magister en Estructuras y Construcción Civil por la Universidad de Brasilia, Brasilia.T i e n e e x p e r i e n c i a e n Ingeniería Civil con énfasis en la dinámica de estructu-ras, actuando principalmen-te en los siguientes temas: análisis dinámicos no-lineal, disipadores metálicos de energía y el método de los elementos finitos.

Presentación del Dr. Manuel Jiménez MelendoIII Foro de Investigación de Ingeniería Civil

SEMANA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA Y COMPUTACIÓNComo parte de las activida-d e s re a l i z a d a s p o r l a Semana de la Facultad de Ingeniería y Computación, la Escuela Profesional de Ingeniería Civil organizó tres conferencias internaciona-les: Aislamiento Sísmico, F u n d a m e n t o s d e l A is lamiento S ísmico y Disipación de Energía, y un M a s t e r C l a s s s o b r e Apl icación de técnicas innovadoras en el aislamien-to sísmico de edificaciones, dirigido especialmente a profesionales del rubro. Estas conferencias fueron

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EL DEPORTEEN LA UNIVERSIDADCristhian Luis Bello Medina18 añosAlumno del 3er semestre de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Católica San Pablo

¿Universidad, deporte o amigos?, una pregunta que conlleva a varias teorías y puntos de vista distintos.A lo largo de nuestra vida universitaria se presentan dificultades, interrogantes, etc. Una situación no ajena a la vida de un universitario es la práctica de algún deporte

o s imp lemente hace r ejercicio, muchas personas no ven necesario el deporte en nuestra vida, cosa que no es cierto, las personas se sienten alegres cuando están bien de salud o reciben una buena noticia o les salen bien las cosas porque es propio del ser humano y esto conlleva a un bien propio y un cuida-do a nuestro cuerpo.El deporte en sí nos ayuda a despejar así como la músi-ca o diversas actividades, cada persona es distinta y tiene su forma de sentirse

bien o relajarse. Lo que expongo es una opción para el cuidado de nuestra salud y compartir con nuestros amigos, dejando a un lado lo tecnológico, redes sociales, etc., que trascienden a diario en nuestra vida cotidiana, generando una conexión con nuestros compañeros y amigos de tal manera que compartamos momentos y experiencias distintas.Competir y sentir la satisfac-ción de haber ganado o de saber que aún nos falta mejorar nos t ransmi te sensaciones únicas. En la

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desarrolladas por el Dr. Sc. Mikayel Melkumyan (Arme-nia), quien como jefe en ingeniería estructural en diversas constructoras ha diseñado 89 edificios para su construcción o reestruc-turamiento en diferentes re g i o n e s d e A rm e n i a , N a g o r n o K a r a b a k h y Rumania. Ha publicado 198 papers, incluyendo 15 libros, 10 documentos normativos, códigos, estándares y 12 patentes; 124 papers fueron p u b l i c a d o s f u e r a d e A r m e n i a e n A u s t r i a , Australia, Canadá, China, Republica Checa, Francia, Alemania, Grecia, Indonesia, Irán, Italia, Japón, Corea, New Zelandia , México, Macedonia, Portugal, Rusia, R o m a n i a , S i n g a p u r ,

Eslovenia, España, Suiza, Turquía, UK, and USA entre los principales países.También contamos con la presencia del Dr. Sc. Genner Villareal (Perú), quien desa-

rrolló la conferencia de Diseño Sísmico Avanzado. El Dr. Villareal es graduado como Ingeniero Civil por la KNUBA – Ucrania y Doctor en ingeniería Sismo resisten-te por la MSCEU, Rusia.

Dr. Sc. Mikayel Melkumyan (Armeni)

Algunas personas quieren que algo ocurra, otras sueñan en que pasará, otras hacen que suceda

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(Michael Jordan)

Figura 3 – Consideraciones del estadocrítico en el diseño geotécnico de la

tierra armada(modificado - FHWA, 2001).

8 9

universidad sabemos que el tiempo es valioso y no siempre nos es factible realizar otras actividades pero sería grandioso que

compartamos experiencias deportivas como una familia. Tendremos distintos pensa-mientos y gustos pero la carrera, los profesores, los

compañeros y amigos hacen que Ingeniería Civil se vea como una gran familia.

INV

ESTI

GA

CIÓ

N

Los terremotos NO matan a la gente, sin embargo el colapso de las estructuras SÍ (Prof. Mark Klyachko).El sismo del pasado 14 de agosto ocurrido en la provin-cia de Caylloma tuvo una magnitud local 5.3 ML. Después del sismo de Atico del 2001, este sismo es el que ocasionó mayores pérdidas en infraestructura en la población de la provincia de Caylloma-Arequipa.Con el objetivo de analizar la vulnerabilidad estructural y los daños causados por el movimiento sísmico en la zonas afectadas, los profeso-res Galvarino Pinto y Enrique S imbor t efectuaron un reconocimiento el 18 de Agosto de 2016 de los daños estructurales en edificacio-nes en las zonas afectadas: Chivay, Yanque, Ichupampa, Achoma.

EL SISMO DEL 14 DE AGOSTO DE 2016 EN LA PROVINCIA DE CAYLLOMA – AREQUIPA. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE DAÑOS ESTRUCTURALES

Introducción

Resumen de daños estructurales en Centros Religiosos

En términos generales la mayoría de las iglesias

presentan daño, en mucho de los casos este daño es considerable, lo que nueva-mente pone en evidencia lo vulnerables que son este tipo de edificaciones frente a un sismo.La zona donde se concentran los daños en este tipo de edificaciones (iglesias) de manera importante es la zona de campanarios debido que puede ser considerada como otra estructura (apén-dice) la cual tiene un periodo de vibración completamente distinto al de la estructura donde se apoya y recibiendo además una gran fuerza proveniente de la estructura principal debido al cambio brusco de rigideces, es por esto que el interfaz entre la zona de campanario y la estructura principal es una

zona de gran concentración de esfuerzos.La preservación sísmica debe basarse en un buen conocimiento de las carac-terísticas dinámicas de la estructura y una elección adecuada de la intervención, si es necesaria.Hablando de intervencio-nes, vale la pena señalar que las técnicas tradicionales no son adecuadas para la rehabilitación sísmica de los edificios de patrimonio cultural. De hecho, estas se basan en el aumento de la resistencia y ductilidad, consecuentemente a menu-do no son reversibles , haciendo uso de materiales diferentes e incompatibles con los originales, y pueden determinar cambios en la concepción original de la estructura. De esta manera, sometidas a sismos de gran intensidad, las técnicas tradicionales dan garantía sólo contra el colapso, pero no pueden evitar graves daños tanto en los elemen-tos estructurales como en los no estructurales.

Proyecto de investi-gación: Reforzamiento Sísmico de Edificaciones de Patrimonio Cultural en Arequipa aplican-do Aislamiento Sísmico

Durante la última década el concepto de aislamiento sísmico ha comenzado a ser considerado seriamente como una alternativa en el diseño sismo resistente de

estructuras, especialmente en aquellos casos en que se busca un mejor desempeño sísmico para las estructuras y sus contenidos; así como en el reforzamiento sísmico en casos en los que se busca la preservación del patrimonio cultural de las ciudades.El objetivo de estos sistemas es la modificación de la interacción dinámica entre la estructura y el movimiento del suelo debido al sismo, con el fin de minimizar el daño estructural y controlar la respuesta de la estructura. Por lo tanto, este concepto es muy diferente del convencio-

ConclusionesEn base a la inspección realizada se presentan las siguientes conclusiones:· Arequipa se caracteri-za por un riesgo sísmico muy alto. De hecho, la vulnerabili-dad de las construcciones peruanas, en particular las construcciones arequipeñas, es tal que más de la mitad de ellas (incluyendo edificios estratégicos y públicos) son incapaces de soportar las acciones sísmicas a las que puedan ser sometidas. Esta situación se debe a varios factores:· Perú es el hogar de una buena parte del patri-monio cultural del mundo.· Tradicionalmente ha existido cierta falta de conciencia, tanto a nivel institucional e individual, que sismos severos ocurren también en Perú, aunque con menos frecuencia que en otros países como Chile. El

problema de Perú es que terremotos severos no son lo suficientemente frecuentes y que, en cualquier caso, sus períodos de retorno son mucho más largos que la duración de sus gobiernos.· Cuando se produce un sismo severo, el gobierno de turno estrictamente limita su acción a la gestión de emergencias, sin tener que invertir todos los recursos en la prevención de desastres, y así el riesgo sísmico rápida-mente se olvida, incluso en las zonas afectadas.· E l costo tota l de carencia de políticas de prevención puede llegar a ser muchas veces mayor que la cantidad total de dinero que puede ser necesario para adecuadamente modernizar sísmicamente todas las construcciones arequipeñas existentes aparte de las miles de víctimas que se pueden

Fig. 1. Daños estructurales en iglesia del distrito de “Ichupampa”

Fig. 2. Daños en la zona de campanario, iglesia de Chivay

evitar.· El aislamiento sísmico es una solución adecuada para la rehabilitación sísmica de estructuras históricas y esenciales. Su objetivo es proteger la vida humana a través de la reducción de las acciones sísmicas, evitando así un daño significativo de la estructura y sus contenidos, incluso bajo fuertes sismos, y presenta muy baja interferen-cia con la edificación.· E l g r u p o d e Investigación en Ingeniería Sismo Resistente y Mecánica Estructural de la escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Católica San Pablo actualmente realiza el análisis y la evalua-ción científica-técnica para la aplicación de técnicas avan-zadas en el reforzamiento sísmico de edificaciones de patrimonio cultural.

nal, según el cual la estructu-ra no es capaz de comportar-se satisfactoriamente cuando se somete a condiciones de carga diferentes a las que ha sido diseñado.

Dr. Enrique Simbort ZeballosProfesor, Universidad Católica San PabloM.I. Galvarino Pinto RodríguezProfesor, Universidad Católica San Pablo

Figura 3 – Consideraciones del estadocrítico en el diseño geotécnico de la

tierra armada(modificado - FHWA, 2001).

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universidad sabemos que el tiempo es valioso y no siempre nos es factible realizar otras actividades pero sería grandioso que

compartamos experiencias deportivas como una familia. Tendremos distintos pensa-mientos y gustos pero la carrera, los profesores, los

compañeros y amigos hacen que Ingeniería Civil se vea como una gran familia.

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Los terremotos NO matan a la gente, sin embargo el colapso de las estructuras SÍ (Prof. Mark Klyachko).El sismo del pasado 14 de agosto ocurrido en la provin-cia de Caylloma tuvo una magnitud local 5.3 ML. Después del sismo de Atico del 2001, este sismo es el que ocasionó mayores pérdidas en infraestructura en la población de la provincia de Caylloma-Arequipa.Con el objetivo de analizar la vulnerabilidad estructural y los daños causados por el movimiento sísmico en la zonas afectadas, los profeso-res Galvarino Pinto y Enrique S imbor t efectuaron un reconocimiento el 18 de Agosto de 2016 de los daños estructurales en edificacio-nes en las zonas afectadas: Chivay, Yanque, Ichupampa, Achoma.

EL SISMO DEL 14 DE AGOSTO DE 2016 EN LA PROVINCIA DE CAYLLOMA – AREQUIPA. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE DAÑOS ESTRUCTURALES

Introducción

Resumen de daños estructurales en Centros Religiosos

En términos generales la mayoría de las iglesias

presentan daño, en mucho de los casos este daño es considerable, lo que nueva-mente pone en evidencia lo vulnerables que son este tipo de edificaciones frente a un sismo.La zona donde se concentran los daños en este tipo de edificaciones (iglesias) de manera importante es la zona de campanarios debido que puede ser considerada como otra estructura (apén-dice) la cual tiene un periodo de vibración completamente distinto al de la estructura donde se apoya y recibiendo además una gran fuerza proveniente de la estructura principal debido al cambio brusco de rigideces, es por esto que el interfaz entre la zona de campanario y la estructura principal es una

zona de gran concentración de esfuerzos.La preservación sísmica debe basarse en un buen conocimiento de las carac-terísticas dinámicas de la estructura y una elección adecuada de la intervención, si es necesaria.Hablando de intervencio-nes, vale la pena señalar que las técnicas tradicionales no son adecuadas para la rehabilitación sísmica de los edificios de patrimonio cultural. De hecho, estas se basan en el aumento de la resistencia y ductilidad, consecuentemente a menu-do no son reversibles , haciendo uso de materiales diferentes e incompatibles con los originales, y pueden determinar cambios en la concepción original de la estructura. De esta manera, sometidas a sismos de gran intensidad, las técnicas tradicionales dan garantía sólo contra el colapso, pero no pueden evitar graves daños tanto en los elemen-tos estructurales como en los no estructurales.

Proyecto de investi-gación: Reforzamiento Sísmico de Edificaciones de Patrimonio Cultural en Arequipa aplican-do Aislamiento Sísmico

Durante la última década el concepto de aislamiento sísmico ha comenzado a ser considerado seriamente como una alternativa en el diseño sismo resistente de

estructuras, especialmente en aquellos casos en que se busca un mejor desempeño sísmico para las estructuras y sus contenidos; así como en el reforzamiento sísmico en casos en los que se busca la preservación del patrimonio cultural de las ciudades.El objetivo de estos sistemas es la modificación de la interacción dinámica entre la estructura y el movimiento del suelo debido al sismo, con el fin de minimizar el daño estructural y controlar la respuesta de la estructura. Por lo tanto, este concepto es muy diferente del convencio-

ConclusionesEn base a la inspección realizada se presentan las siguientes conclusiones:· Arequipa se caracteri-za por un riesgo sísmico muy alto. De hecho, la vulnerabili-dad de las construcciones peruanas, en particular las construcciones arequipeñas, es tal que más de la mitad de ellas (incluyendo edificios estratégicos y públicos) son incapaces de soportar las acciones sísmicas a las que puedan ser sometidas. Esta situación se debe a varios factores:· Perú es el hogar de una buena parte del patri-monio cultural del mundo.· Tradicionalmente ha existido cierta falta de conciencia, tanto a nivel institucional e individual, que sismos severos ocurren también en Perú, aunque con menos frecuencia que en otros países como Chile. El

problema de Perú es que terremotos severos no son lo suficientemente frecuentes y que, en cualquier caso, sus períodos de retorno son mucho más largos que la duración de sus gobiernos.· Cuando se produce un sismo severo, el gobierno de turno estrictamente limita su acción a la gestión de emergencias, sin tener que invertir todos los recursos en la prevención de desastres, y así el riesgo sísmico rápida-mente se olvida, incluso en las zonas afectadas.· E l costo tota l de carencia de políticas de prevención puede llegar a ser muchas veces mayor que la cantidad total de dinero que puede ser necesario para adecuadamente modernizar sísmicamente todas las construcciones arequipeñas existentes aparte de las miles de víctimas que se pueden

Fig. 1. Daños estructurales en iglesia del distrito de “Ichupampa”

Fig. 2. Daños en la zona de campanario, iglesia de Chivay

evitar.· El aislamiento sísmico es una solución adecuada para la rehabilitación sísmica de estructuras históricas y esenciales. Su objetivo es proteger la vida humana a través de la reducción de las acciones sísmicas, evitando así un daño significativo de la estructura y sus contenidos, incluso bajo fuertes sismos, y presenta muy baja interferen-cia con la edificación.· E l g r u p o d e Investigación en Ingeniería Sismo Resistente y Mecánica Estructural de la escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Católica San Pablo actualmente realiza el análisis y la evalua-ción científica-técnica para la aplicación de técnicas avan-zadas en el reforzamiento sísmico de edificaciones de patrimonio cultural.

nal, según el cual la estructu-ra no es capaz de comportar-se satisfactoriamente cuando se somete a condiciones de carga diferentes a las que ha sido diseñado.

Dr. Enrique Simbort ZeballosProfesor, Universidad Católica San PabloM.I. Galvarino Pinto RodríguezProfesor, Universidad Católica San Pablo

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CAPACIDAD DE DEFORMACIÓN EN PILARES DE PUENTES

M.I. Galvarino Pinto RodríguezProfesor, Universidad Católica San Pablo

Los movimientos sísmicos i n d u c e n f u e r z a s y desp lazamientos a l a s estructuras. En sistemas elásticos, las fuerzas y los desplazamientos están directamente relacionados con la rigidez del sistema; sin embargo, para estructuras e n e l i n t e r v a l o d e comportamiento inelástico, esta relación es compleja, ya que las fuerzas en estas estructuras dependerán de l o s d e s p l a z a m i e n t o s instantáneos y de la historia de desplazamientos (Pinto, 2012). Tradicionalmente, el d i s e ñ o s í s m i c o d e estructuras se ha basado en las acciones de fuerzas estáticas equivalentes. La razón de esto es histórica, ya q u e e s t á a s o c i a d a a metodologías de diseño para otro tipo de acciones, por ejemplo: cargas de viento, cargas de gravedad (carga muerta y carga viva) (Priestley et al., 2007).

Introducción

¿ Por qué el diseño sísmico está basado en fuerzas ?

La razón que el diseño sísmico actualmente este basado en fuerzas y no en desp lazamien tos , e s tá fundamentado largamente e n c o n s i d e r a c i o n e s históricas. En los 1920's y primeros años de 1930's, varios sismos importantes ocurrieron (Japón: 1923

terremoto de Kanto, USA: 1933 terremoto de Long Beach, Nueva Zelanda: 1931 terremoto de Napier). En ellos fue notado que las estructuras que fueron diseñadas para fuerzas l a te ra les de v ien to se comportaron mejor en estos s i s m o s q u e a q u e l l a s estructuras que no fueron diseñadas ante estas fuerzas l a t e r a l e s . C o m o u n a consecuencia, el diseño de c ó d i g o s e m p e z ó pa r a estructuras específicas y que estuvieran en regiones s í s m i c a s d e b e r í a n s e r diseñadas para fuerzas laterales (Priestley et al., 2007).

Capacidad de los Pilares de Puentes

Cuando se tiene que diseñar un puente en el que sus p i l a re s s e e n c u e n t r a n rígidamente unidos con el tablero, su comportamiento frente a sismos depende básicamente de la capacidad de desplazamiento de sus pilares. Si a lo anterior se le suma la posibilidad de tener pilares de diferentes alturas, la capacidad del puente dependerá básicamente del pilar o los pilares más cortos; es por esto que un Diseño por Capacidad (DC) es estrictamente necesario.

Fig. 1. Deformación inelástica de un pilar de puente con unión monolítica Pilar – Tablero.

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Fig. 2. (a) Puente Supervía, México D.F, (b) Detalle de refuerzo en Pilares del Puente Supervía, (c) Diagrama Momento - Curvatura de los pilares del Puente Supervía, Ciudad de México

Tabla 1*: Comparación entre el Método DDBD y Diseño Basado en Fuerzas

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CAPACIDAD DE DEFORMACIÓN EN PILARES DE PUENTES

M.I. Galvarino Pinto RodríguezProfesor, Universidad Católica San Pablo

Los movimientos sísmicos i n d u c e n f u e r z a s y desp lazamientos a l a s estructuras. En sistemas elásticos, las fuerzas y los desplazamientos están directamente relacionados con la rigidez del sistema; sin embargo, para estructuras e n e l i n t e r v a l o d e comportamiento inelástico, esta relación es compleja, ya que las fuerzas en estas estructuras dependerán de l o s d e s p l a z a m i e n t o s instantáneos y de la historia de desplazamientos (Pinto, 2012). Tradicionalmente, el d i s e ñ o s í s m i c o d e estructuras se ha basado en las acciones de fuerzas estáticas equivalentes. La razón de esto es histórica, ya q u e e s t á a s o c i a d a a metodologías de diseño para otro tipo de acciones, por ejemplo: cargas de viento, cargas de gravedad (carga muerta y carga viva) (Priestley et al., 2007).

Introducción

¿ Por qué el diseño sísmico está basado en fuerzas ?

La razón que el diseño sísmico actualmente este basado en fuerzas y no en desp lazamien tos , e s tá fundamentado largamente e n c o n s i d e r a c i o n e s históricas. En los 1920's y primeros años de 1930's, varios sismos importantes ocurrieron (Japón: 1923

terremoto de Kanto, USA: 1933 terremoto de Long Beach, Nueva Zelanda: 1931 terremoto de Napier). En ellos fue notado que las estructuras que fueron diseñadas para fuerzas l a te ra les de v ien to se comportaron mejor en estos s i s m o s q u e a q u e l l a s estructuras que no fueron diseñadas ante estas fuerzas l a t e r a l e s . C o m o u n a consecuencia, el diseño de c ó d i g o s e m p e z ó pa r a estructuras específicas y que estuvieran en regiones s í s m i c a s d e b e r í a n s e r diseñadas para fuerzas laterales (Priestley et al., 2007).

Capacidad de los Pilares de Puentes

Cuando se tiene que diseñar un puente en el que sus p i l a re s s e e n c u e n t r a n rígidamente unidos con el tablero, su comportamiento frente a sismos depende básicamente de la capacidad de desplazamiento de sus pilares. Si a lo anterior se le suma la posibilidad de tener pilares de diferentes alturas, la capacidad del puente dependerá básicamente del pilar o los pilares más cortos; es por esto que un Diseño por Capacidad (DC) es estrictamente necesario.

Fig. 1. Deformación inelástica de un pilar de puente con unión monolítica Pilar – Tablero.

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Fig. 2. (a) Puente Supervía, México D.F, (b) Detalle de refuerzo en Pilares del Puente Supervía, (c) Diagrama Momento - Curvatura de los pilares del Puente Supervía, Ciudad de México

Tabla 1*: Comparación entre el Método DDBD y Diseño Basado en Fuerzas

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[1] Pinto, G., Gómez, R., Escobar J. (2012), “Evaluación de la Respuesta Sísmica de un Puente, Empleando Métodos de Análisis Basados en Desplazamientos”, Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, XVIII Concgreso Nacional de Ingeniería Estructural, Acapulco, Guerrero (México).

[2] Priestley, M.J.N., Calvi G.M., Kowalsky M.J. (2007), “Displacement based seismic design of structures”. IUSS 721 pp.

Bibliografía y Referencias

Fig. 3. (a) Puente Balcones de Chilina, Alto Selva Alegre - Arequipa, (b) Detalle de refuerzo en Pilares del Puente Balcones de Chilina, (c) Diagrama Momento - Curvatura de los pilares del Puente Balcones de Chilina - Alto Selva Alegre, Arequipa

APPLICATION OF SEISMIC ISOLATION IN THE RETROFIT OF HISTORICAL BUILDINGS IN AREQUIPA-PERUEnrique Simbort(1), Galvarino Pinto(2), Luis Becerra(3)(1) Professor, Universidad Católica San Pablo, egsimbort@ucsp.edu.pe(2) Professor, Universidad Católica San Pablo, gpinto@ucsp.edu.pe(3) Professor, Universidad Católica San Pablo, lbecerra@ucsp.edu.pe

Th is paper presents a research on the retrofit by means of seismic isolation of the Virgin of Chapi Chapel (Chapel of Reconciliation), s i t u a t e d i n A re q u i pa , seriously damaged by June 23, 2001 Atico Earthquake (Mw8.4).Based on the obtained results we can conclude the seismic isolation is the most suitable solution for the se ismic retrof i t of the structure, because it allows obtaining a good structural b e h a v i o r w i t h o u t c o m p r o m i s i n g t h e architectural characteristic of the superstructure.A new isolation method is then proposed for the seismic retrofit of historical bui ldings. We need to remark that traditional techniques, based on the increasing of strength and ductility, are not suitable for the seismic rehabilitation of cultural heritage buildings.

Abstract

Besides, historical buildings often present weak points, such as an irregular form both in plan and in elevation and shallow foundations.F u r t h e r m o r e , u n d e r e a r t h q u a k e s o f h i g h i n t e n s i t y , t r a d i t i o n a l structures can just guarantee against the collapse, but c a n n o t a v o i d h e a v y damages both to structural a n d n o n - s t r u c t u r a l elements. As a result, for cultural heritage buildings, a s u i t a b l e e q u i l i b r i u m between the two opposite requirements is usually accepted, i .e . a par t ial seismic improvement is obtained preserving their o r i g i n a l m o n u m e n t a l characteristics, identity and historical value. It is worth noting that, due to the historical importance and to t h e d a i l y p re s e n c e o f t o u r i s t s , t h e s e i s m i c rehabilitation of historical buildings is quite delicate,

aiming at the protection of both human life and cultural heritage.In this way the proposed technique is based on the realization of an isolated platform under the building foundation without any intervention on the building. Moreover, this method can be used for both single b u i l d i n g s a n d s e t o f buildings, typical of Peruvian historical centers.Thereby, base isolation could be a suitable solution for the rehabilitation of historical structures. It aims to reduce seismic actions, thus avoiding significant damages to the structure and its contents even under strong earthquakes, and p r e s e n t s v e r y l o w i n t e r f e r e n c e w i t h t h e structure itself.Keywords: Seismic Isolation; Historical Buildings; Cultural Heritage

Introduction

A l l t h e e x p e r i e n c e accumulated in Peru in r e t r o f i t t i n g e x i s t i n g buildings including those of historical and architectural value has applied only tradit ional techniques , based on the increasing of strength and ductility; these techniques are not suitable for the seismic rehabilitation

o f c u l t u r a l h e r i t a g e b u i l d i n g s . B e s i d e s , historical buildings often present weak points, such as an irregular form both in plan and in elevation, their b e a r i n g w a l l s a r e composed of materials with different mechanical properties; and even have shallow foundations.

F u r t h e r m o r e , u n d e r e a r t h q u a k e s o f h i g h i n t e n s i t y , t r a d i t i o n a l strengthening methods can just guarantee against the collapse, but cannot avoid heavy damages both to structural and non-structural elements.Nowadays, in Peru the concept of base isolation is

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[1] Pinto, G., Gómez, R., Escobar J. (2012), “Evaluación de la Respuesta Sísmica de un Puente, Empleando Métodos de Análisis Basados en Desplazamientos”, Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, XVIII Concgreso Nacional de Ingeniería Estructural, Acapulco, Guerrero (México).

[2] Priestley, M.J.N., Calvi G.M., Kowalsky M.J. (2007), “Displacement based seismic design of structures”. IUSS 721 pp.

Bibliografía y Referencias

Fig. 3. (a) Puente Balcones de Chilina, Alto Selva Alegre - Arequipa, (b) Detalle de refuerzo en Pilares del Puente Balcones de Chilina, (c) Diagrama Momento - Curvatura de los pilares del Puente Balcones de Chilina - Alto Selva Alegre, Arequipa

APPLICATION OF SEISMIC ISOLATION IN THE RETROFIT OF HISTORICAL BUILDINGS IN AREQUIPA-PERUEnrique Simbort(1), Galvarino Pinto(2), Luis Becerra(3)(1) Professor, Universidad Católica San Pablo, egsimbort@ucsp.edu.pe(2) Professor, Universidad Católica San Pablo, gpinto@ucsp.edu.pe(3) Professor, Universidad Católica San Pablo, lbecerra@ucsp.edu.pe

Th is paper presents a research on the retrofit by means of seismic isolation of the Virgin of Chapi Chapel (Chapel of Reconciliation), s i t u a t e d i n A re q u i pa , seriously damaged by June 23, 2001 Atico Earthquake (Mw8.4).Based on the obtained results we can conclude the seismic isolation is the most suitable solution for the se ismic retrof i t of the structure, because it allows obtaining a good structural b e h a v i o r w i t h o u t c o m p r o m i s i n g t h e architectural characteristic of the superstructure.A new isolation method is then proposed for the seismic retrofit of historical bui ldings. We need to remark that traditional techniques, based on the increasing of strength and ductility, are not suitable for the seismic rehabilitation of cultural heritage buildings.

Abstract

Besides, historical buildings often present weak points, such as an irregular form both in plan and in elevation and shallow foundations.F u r t h e r m o r e , u n d e r e a r t h q u a k e s o f h i g h i n t e n s i t y , t r a d i t i o n a l structures can just guarantee against the collapse, but c a n n o t a v o i d h e a v y damages both to structural a n d n o n - s t r u c t u r a l elements. As a result, for cultural heritage buildings, a s u i t a b l e e q u i l i b r i u m between the two opposite requirements is usually accepted, i .e . a par t ial seismic improvement is obtained preserving their o r i g i n a l m o n u m e n t a l characteristics, identity and historical value. It is worth noting that, due to the historical importance and to t h e d a i l y p re s e n c e o f t o u r i s t s , t h e s e i s m i c rehabilitation of historical buildings is quite delicate,

aiming at the protection of both human life and cultural heritage.In this way the proposed technique is based on the realization of an isolated platform under the building foundation without any intervention on the building. Moreover, this method can be used for both single b u i l d i n g s a n d s e t o f buildings, typical of Peruvian historical centers.Thereby, base isolation could be a suitable solution for the rehabilitation of historical structures. It aims to reduce seismic actions, thus avoiding significant damages to the structure and its contents even under strong earthquakes, and p r e s e n t s v e r y l o w i n t e r f e r e n c e w i t h t h e structure itself.Keywords: Seismic Isolation; Historical Buildings; Cultural Heritage

Introduction

A l l t h e e x p e r i e n c e accumulated in Peru in r e t r o f i t t i n g e x i s t i n g buildings including those of historical and architectural value has applied only tradit ional techniques , based on the increasing of strength and ductility; these techniques are not suitable for the seismic rehabilitation

o f c u l t u r a l h e r i t a g e b u i l d i n g s . B e s i d e s , historical buildings often present weak points, such as an irregular form both in plan and in elevation, their b e a r i n g w a l l s a r e composed of materials with different mechanical properties; and even have shallow foundations.

F u r t h e r m o r e , u n d e r e a r t h q u a k e s o f h i g h i n t e n s i t y , t r a d i t i o n a l strengthening methods can just guarantee against the collapse, but cannot avoid heavy damages both to structural and non-structural elements.Nowadays, in Peru the concept of base isolation is

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becoming a construction system extensively used for the seismic protection of many types of structures like hospitals and multistory buildings.E n g i n e e r i n g p r a c t i c e , theoretical studies and l a b o r a to r y t e s t s h a v e demonstrated the excellent p e r f o r m a n c e a n d advantages that can be

a c h i e v e d t h ro u g h t h e seismic isolation application.The effectiveness of seismic isolation concept makes possible its application for the seismic protection of masonry structures [1]. On t h e o t h e r h a n d t h e experience accumulated in Armenia [2] in retrofitting of existing historical buildings shows that the application of

conventional strengthening is more expensive than base isolation.Th i s paper dea l s w i th practical considerations about the application of the Base Isolation approach to safeguard the Peruvian historic heritage, namely the Virgin of Chapi Chapel, situated in Arequipa.

Description and Soil Conditions

The structural system consists of three layer un-reinforced tuff masonry walls with a core of low resistance concrete – “calicanto”; without any horizontal diaphragms. The thicknesses of the interior and exterior layers are 20 cm; the thickness of the core varies between 18 – 20 cm. The masonry bearing walls are erected on a stone founda-tion. The building suffered

repairable damage after the 2001 Atico earthquake.The Chapel of Virgin of Chapi is located in the seismic Zone 4, and based on Peruvian Building Code E.030, the expected peak ground acceleration for that zone is 0.45 g. For the earthquake response analysis the soil in the vicinity of the Chapel of Reconciliation is classified as intermediate with S = 1.05

and Tp = 0.6s [3].The key objective of the given research was the elaboration of structural concept and the design of retrofitting by base isolation of the Virgin of Chapi Chapel, which will ensure cost effectiveness of the construction works, high reliability of the structure and preservation of the historical and architectural value of this building.

Structural Concept of Retrofitting by Base Isolation of the Chapel of Virgin of Chapi

According to the innovative technology described in [2], base isolation method for an existing building with bearing walls involves placing of seismic isolators at the level of basement. However, it is known that the Chapel does not have a basement under its whole area. Consequently, based on the accumulated experience [4, 5, 6] on retrofit-ting of the similar buildings by base isolation, it was proposed to extend the foundation walls in order to create a basement through-out the whole area of the chapel.

This procedure will require excavating the soil from the inside of the chapel, baring this way the existing founda-tion walls. The walls before the implementation of the isolation system interface must be cleaned from the remainders of soil and then properly strengthened. Thereby, in order to strength the foundation walls was applied a reinforced concrete jacket on both sides of stone foundation walls. The thick-ness of concrete utilized for the jacketing of stone walls was 10 cm.Above the seismic isolation

interface a 160 mm thick reinforced concrete slab, which will cover the base-ment, was proposed.This solution significantly increases the reliability of the whole structure, the rigidity of the superstructure and distributes uniformly the seismic forces on isolators.

Results of Earthquake Response Analysis using Seismic Isolation

The Virgin of Chapi Chapel was analyzed under three seismic impacts with PGA equal to 0.45g. According to the Peruvian Code E.030 (that refers to ASCE/SEI 7-10) the demand spectral displacement at the period of vibrations of base isolated building equal to 2.0 sec and the damping ratio of 15% for Chapel is 25.1 cm. Period of v ibrat ions of the base isolated Virgin of Chapi Chapel, is the same in longitudinal (X) and in transverse (Y) directions and is equal to 1.8 sec. This means that the calculated displacement demand will a c t u a l l y b e e q u a l t o 1.8:2x25.1 =22.6 cm.The lack of codes on Seismic Isolation in Peru is forcing the engineers to apply design values that nothing has to do with the real se i smic i ty in Peru . So

engineers tend to over-design isolation system, and this approach may bring to an artificial increase of the cost of retrofitting.D u e t o e x t r e m e l y c o n s e r v a t i s m s e i s m i c isolation in other countries like USA is actually dying [2].E a r t h q u a k e r e s p o n s e analysis of the chapel was carried out by SAP2000 non-linear program. The design model was developed using different types of finite elements for walls and seismic isolators.The non- l inea r i t y was considered only for seismic isolators because for cases like Virgin of Chapi Chapel there is no need to apply n o n - l i n e a r i t y t o superstructure [2].For the linear model the isolators are given the effective stiffness equal to 0.6 kN/mm. For non-linear

model the isolators have initial stiffness equal to 5 kN/mm, post yield stiffness equal to 0.6 kN/mm and yield strength equals to 20 kN.F o r t h e a n a l y s i s t h e acceleration time histories were scaled and matched to the design response spectra of E.030 Peruvian Seismic C o d e . T h e d e s i g n accelerograms might be also compatable with local soil condition in Polobaya, as those conditions have been experienced during the Atico 2001 earthquake.Finally 3 accelerograms were selected and scaled to a c c e l e r a t i o n 0 . 4 5 g : 2 3 . 0 6 . 2 0 0 1 A t i c o Earthquake, with processed characteristics EW direction (Tp = 0.44s, Tm = 0.57s), NS direction (Tp = 0.2s, Tm = 0.53s); 15.08.2007 Chincha and Pisco Earthquake, with

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becoming a construction system extensively used for the seismic protection of many types of structures like hospitals and multistory buildings.E n g i n e e r i n g p r a c t i c e , theoretical studies and l a b o r a to r y t e s t s h a v e demonstrated the excellent p e r f o r m a n c e a n d advantages that can be

a c h i e v e d t h ro u g h t h e seismic isolation application.The effectiveness of seismic isolation concept makes possible its application for the seismic protection of masonry structures [1]. On t h e o t h e r h a n d t h e experience accumulated in Armenia [2] in retrofitting of existing historical buildings shows that the application of

conventional strengthening is more expensive than base isolation.Th i s paper dea l s w i th practical considerations about the application of the Base Isolation approach to safeguard the Peruvian historic heritage, namely the Virgin of Chapi Chapel, situated in Arequipa.

Description and Soil Conditions

The structural system consists of three layer un-reinforced tuff masonry walls with a core of low resistance concrete – “calicanto”; without any horizontal diaphragms. The thicknesses of the interior and exterior layers are 20 cm; the thickness of the core varies between 18 – 20 cm. The masonry bearing walls are erected on a stone founda-tion. The building suffered

repairable damage after the 2001 Atico earthquake.The Chapel of Virgin of Chapi is located in the seismic Zone 4, and based on Peruvian Building Code E.030, the expected peak ground acceleration for that zone is 0.45 g. For the earthquake response analysis the soil in the vicinity of the Chapel of Reconciliation is classified as intermediate with S = 1.05

and Tp = 0.6s [3].The key objective of the given research was the elaboration of structural concept and the design of retrofitting by base isolation of the Virgin of Chapi Chapel, which will ensure cost effectiveness of the construction works, high reliability of the structure and preservation of the historical and architectural value of this building.

Structural Concept of Retrofitting by Base Isolation of the Chapel of Virgin of Chapi

According to the innovative technology described in [2], base isolation method for an existing building with bearing walls involves placing of seismic isolators at the level of basement. However, it is known that the Chapel does not have a basement under its whole area. Consequently, based on the accumulated experience [4, 5, 6] on retrofit-ting of the similar buildings by base isolation, it was proposed to extend the foundation walls in order to create a basement through-out the whole area of the chapel.

This procedure will require excavating the soil from the inside of the chapel, baring this way the existing founda-tion walls. The walls before the implementation of the isolation system interface must be cleaned from the remainders of soil and then properly strengthened. Thereby, in order to strength the foundation walls was applied a reinforced concrete jacket on both sides of stone foundation walls. The thick-ness of concrete utilized for the jacketing of stone walls was 10 cm.Above the seismic isolation

interface a 160 mm thick reinforced concrete slab, which will cover the base-ment, was proposed.This solution significantly increases the reliability of the whole structure, the rigidity of the superstructure and distributes uniformly the seismic forces on isolators.

Results of Earthquake Response Analysis using Seismic Isolation

The Virgin of Chapi Chapel was analyzed under three seismic impacts with PGA equal to 0.45g. According to the Peruvian Code E.030 (that refers to ASCE/SEI 7-10) the demand spectral displacement at the period of vibrations of base isolated building equal to 2.0 sec and the damping ratio of 15% for Chapel is 25.1 cm. Period of v ibrat ions of the base isolated Virgin of Chapi Chapel, is the same in longitudinal (X) and in transverse (Y) directions and is equal to 1.8 sec. This means that the calculated displacement demand will a c t u a l l y b e e q u a l t o 1.8:2x25.1 =22.6 cm.The lack of codes on Seismic Isolation in Peru is forcing the engineers to apply design values that nothing has to do with the real se i smic i ty in Peru . So

engineers tend to over-design isolation system, and this approach may bring to an artificial increase of the cost of retrofitting.D u e t o e x t r e m e l y c o n s e r v a t i s m s e i s m i c isolation in other countries like USA is actually dying [2].E a r t h q u a k e r e s p o n s e analysis of the chapel was carried out by SAP2000 non-linear program. The design model was developed using different types of finite elements for walls and seismic isolators.The non- l inea r i t y was considered only for seismic isolators because for cases like Virgin of Chapi Chapel there is no need to apply n o n - l i n e a r i t y t o superstructure [2].For the linear model the isolators are given the effective stiffness equal to 0.6 kN/mm. For non-linear

model the isolators have initial stiffness equal to 5 kN/mm, post yield stiffness equal to 0.6 kN/mm and yield strength equals to 20 kN.F o r t h e a n a l y s i s t h e acceleration time histories were scaled and matched to the design response spectra of E.030 Peruvian Seismic C o d e . T h e d e s i g n accelerograms might be also compatable with local soil condition in Polobaya, as those conditions have been experienced during the Atico 2001 earthquake.Finally 3 accelerograms were selected and scaled to a c c e l e r a t i o n 0 . 4 5 g : 2 3 . 0 6 . 2 0 0 1 A t i c o Earthquake, with processed characteristics EW direction (Tp = 0.44s, Tm = 0.57s), NS direction (Tp = 0.2s, Tm = 0.53s); 15.08.2007 Chincha and Pisco Earthquake, with

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N processed characteristics EW direction (Tp = 0.44s, Tm = 0.74s), NS direction (Tp = 0.16s, Tm = 0.82s); Artificial e a r t h q u a k e , w i t h characteristics EW direction (Tp = 0.18s, Tm = 0.56s), NS direction (Tp = 0.5s, Tm = 0.72s);The following results of calculations were obtained: periods of vibrations in X and Y directions are equal to each other and equal to 1.8 sec; f loor accelerations a l o n g t h e h e i g h t o f superstructure in both directions are the same and a re equa l to 0 . 28g i n average, which means that thanks to application of base isolation the input PGA of 0.45g decreases by about 1.7 t imes ; i n none of the

isolators the vertical force e x c e e d s 6 0 0 k N ; superstructure is moving in horizontal direction as an a b s o l u te l y r i g i d b o d y without any overturning and this as well as the above results underline the high e f f e c t i v e n e s s o f t h e implemented base isolation system.Structural elements above and below the isolation interface are working only in elastic stage. In comparison with the linear analysis non-linear analysis brings to decrease (30%) the average floor accelerations above it.Other average results of calculations by linear and non-linear versions are given below in the Table 1. Fig. 1-5 illustrate the reduction of

input acceleration in the superstructure of the base i s o l a t e d C h a p e l i n longitudinal direction under the impact of the 23.06.2001 A t i c o E a r t h q u a k e acceleration time history.To d e m o n s t r a t e t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e proposed retrofitting by base isolation the Chapel was also analyzed a fixed base structure using the same selected acceleration time histories. The obtained average results are given also in Table 1.I n the s ame t ime the retrofitting of this building by base isolation excludes t h e n e c e s s i t y o f s t r e n g t h e n i n g o f superstructure.

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ConclusionsThis research serves as an initial proposal to improve the seismic behavior of s t r u c t u re s o f c u l t u r a l heritage. Although it is only a first approximation and it is necessary to optimize the obtained results.At the same t ime the effectiveness of the seismic

i so lat ion approach for retrofitting buildings of cultural heritage is quite clear from the given results.Seismic isolation is now a wor ldw ide recogn i zed method and the Peruvian community of civil engineers has to adopt this kind of technology in order to bring

the quality of our structures t o a h i g h l e v e l o f development and safety.In order to really strongly e n h a n c e t h e s e i s m i c protection of our country we n e e d n e w l e g i s l a t i v e measures and own seismic design codes, according to our reality.

AcknowledgementsThis research was supported by Catholic University of San Pablo (UCSP)-Arequipa. We are thankful to the Archbishopric of Arequipa that provided us with invaluable information about the Chapel of Reconciliation and greatly assisted the research.

[1] Melkumyan M. (2011): Retrofitting by Base Isolation of Existing Buildings in Armenia and in Romania and Comparative Analysis of Innovative vs. Conventional Retrofitting. III ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering. Corfu, Greece, 25–28 May 2011

[2] Parducci A. (2000): Seismic Protection of Italy's Historic Heritage using the Seismic Isolation Approach. 12th World Conference on Earthquake Engineering. New Zealand, 2000.

[3] Peruvian Seismic Code E.030. (Norma Técnica E.030. Diseño Sismorresistente). 2016.[4] Walters M. (1995): Use of Seismic Isolation in New and Retrofit Construction. Proceedings of the Joint

ASME/JSME Pressure Vessels and Piping Conference, Seismic, Shock and Vibration Isolation, Honolulu, HI, Vol. PVP319, 31-38,1995.

[5] Fuller K. (2000): Design and Testing of High Damping Rubber Earthquake Bearings for Retrofit Project in Armenia. Earthquake Hazard and Seismic Risk Reduction. Editors – Serguei Balassanian, Armando Cisternas and Mikayel Melkumyan. Kluwer Academic Publishers. The Netherlands, 379-385, 2000.

Clemente P. (2011): Application of seismic isolation in the retrofit of historical buildings. Earthquake

Resistant Engineering Structures VIII. Vol.1.

References

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N processed characteristics EW direction (Tp = 0.44s, Tm = 0.74s), NS direction (Tp = 0.16s, Tm = 0.82s); Artificial e a r t h q u a k e , w i t h characteristics EW direction (Tp = 0.18s, Tm = 0.56s), NS direction (Tp = 0.5s, Tm = 0.72s);The following results of calculations were obtained: periods of vibrations in X and Y directions are equal to each other and equal to 1.8 sec; f loor accelerations a l o n g t h e h e i g h t o f superstructure in both directions are the same and a re equa l to 0 . 28g i n average, which means that thanks to application of base isolation the input PGA of 0.45g decreases by about 1.7 t imes ; i n none of the

isolators the vertical force e x c e e d s 6 0 0 k N ; superstructure is moving in horizontal direction as an a b s o l u te l y r i g i d b o d y without any overturning and this as well as the above results underline the high e f f e c t i v e n e s s o f t h e implemented base isolation system.Structural elements above and below the isolation interface are working only in elastic stage. In comparison with the linear analysis non-linear analysis brings to decrease (30%) the average floor accelerations above it.Other average results of calculations by linear and non-linear versions are given below in the Table 1. Fig. 1-5 illustrate the reduction of

input acceleration in the superstructure of the base i s o l a t e d C h a p e l i n longitudinal direction under the impact of the 23.06.2001 A t i c o E a r t h q u a k e acceleration time history.To d e m o n s t r a t e t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e proposed retrofitting by base isolation the Chapel was also analyzed a fixed base structure using the same selected acceleration time histories. The obtained average results are given also in Table 1.I n the s ame t ime the retrofitting of this building by base isolation excludes t h e n e c e s s i t y o f s t r e n g t h e n i n g o f superstructure.

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ConclusionsThis research serves as an initial proposal to improve the seismic behavior of s t r u c t u re s o f c u l t u r a l heritage. Although it is only a first approximation and it is necessary to optimize the obtained results.At the same t ime the effectiveness of the seismic

i so lat ion approach for retrofitting buildings of cultural heritage is quite clear from the given results.Seismic isolation is now a wor ldw ide recogn i zed method and the Peruvian community of civil engineers has to adopt this kind of technology in order to bring

the quality of our structures t o a h i g h l e v e l o f development and safety.In order to really strongly e n h a n c e t h e s e i s m i c protection of our country we n e e d n e w l e g i s l a t i v e measures and own seismic design codes, according to our reality.

AcknowledgementsThis research was supported by Catholic University of San Pablo (UCSP)-Arequipa. We are thankful to the Archbishopric of Arequipa that provided us with invaluable information about the Chapel of Reconciliation and greatly assisted the research.

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References

Publicación de la Dirección de Ingeniería Civil

de la Universidad Católica San Pablo

Coordinación del boletín: Tatiana Medina Sánchez

Edición: Tercera

Docentes Colaboradores: Galvarino Pinto Rodríguez,

Enrique Simbort Zeballos y Denis Mayta Ponce.

Director de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil: Luis Becerra Stock

Diseño: Gómez Larico Cinthya

Fotos: Claudia Cappatinta Chino y José Luis Bustamante

Facultad de Ingeniería y Computación

Escuela Profesionalde Ingeniería Civil