EVALUACIN DEL COMPORTAMIENTO SSMICO DE EDIFICIOS ALTOS DIMENSIONADOS MEDIANTE EL MTODO DE DISEO POR DESPLAZAMIENTOS

Vicente Bono Godoy E.T.S.E.C.C.P.B MSTER EN INGENIERA ESTRUCTURAL Y DE LA CONSTRUCCIN 1

1 INTRODUCCIN

1.1 Introduccin. Tradicionalmente el proyecto ssmico de estructuras se ha basado en la obtencin de las fuerzas ssmicas equivalentes y proporcionar la resistencia suficiente para poderlas sostener. Recientemente, se ha observado que esta estrategia no es la que mejor representa el comportamiento ssmico de las estructuras ante un terremoto real en el que la estructura se ve sometida a deformaciones inelsticas mediante las cuales disipa la energa que introduce el terremoto. Este proceso de disipacin reduce el nivel de las fuerzas que deben ser resistidas; en la prctica, el factor de reduccin est predefinido en las normativas en funcin a la tipologa estructural y al cumplimiento de ciertos requisitos respecto a los detalles constructivos. Se reconoce que este procedimiento no da niveles de seguridad uniformes, pudiendo llegar incluso a estar del lado de la inseguridad. Por otro lado, no permite dimensionar estructuras ante eventos ssmicos ms frecuente para los que no solo se requiere que la estructura no colapse, sino que adems se requiere que el dao sufrido sea controlado y/o que pueda mantenerse en servicio despus del evento. El diseo ssmico basado en desplazamientos (DBD) es un mtodo planteado inicialmente a mediados de los aos; que permite afrontar las cuestiones arriba indicadas, motivando numerosos trabajos de investigacin a nivel internacional desde entonces, aunque an no forma parte de las normativas de proyecto sismorresistente. Una caracterstica del mtodo es que la estructura es sustituida mediante un sistema equivalente de un grado de libertad. Esto puede ser un inconveniente a la hora de aplicarlo a estructuras muy flexibles o irregulares, donde normalmente no existe un nico modo de vibracin dominante. Este es el caso de los edificios altos, por ejemplo, y de otras construcciones modernas como los puentes de gran luz, etc. 1.2 Objetivos. El objetivo de esta tesina es evaluar la metodologa de diseo por desplazamientos en un edificio de altura con las irregularidades tpicas de un edificio real. Este se dimensiona ante efectos ssmicos mediante el mtodo tradicional de fuerzas y el mtodo DBD. Se pretende identificar las cuestiones conceptuales que dificultan la aplicacin del nuevo mtodo y, en su caso, se buscar una metodologa de aplicacin a este tipo de estructuras. Por otro lado, se evaluar la respuesta ssmica de ambos diseos mediante anlisis no-lineal para identificar las bondades y deficiencias de ambos mtodos, as como de la metodologa de aplicacin del DBD. 1.3 Metodologa. Se ha escogido un edificio de viviendas de 22 plantas de altura, que hemos situado en una regin ssmica moderada o fuerte como es en el caso de Espaa para la zona sur del pas, en concreto en Granada. Los valores de las cargas permanentes, variables, ssmicas; algunas combinaciones y otros parmetros son tomados de la normas espaolas: CTE y NCSE-02, tambin se emplean las Normas Europeas: el Eurocdigo 2, el Eurocdigo 3 y el Eurocdigo 8.

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El edificio se ha modelizado mediante elementos espaciales tipo "barras" y tipo "shell"y se asign a los elementos las propiedades de los materiales de construccin (hormign y acero). Para todos los clculos y anlisis de la estructura modelizada se utiliz el programa ETABS 8.4.8, otros clculos fueron realizados en hojas de clculo Excel. El primer paso es realizar el anlisis del Mtodo de Diseo ssmico basado en fuerzas mediante la norma europea Eurocdigo 8, esto es el anlisis lineal esttico con mltiples grados de libertad, la accin ssmica se representada mediante unas fuerzas laterales que son un porcentaje de la masa de cada piso. En el anlisis mediante el Mtodo Directo en Desplazamientos de diseo ssmico se realiz segn las recomendaciones y secuencias del mtodo, con los parmetros como desplazamientos de diseo, ductilidad y amortiguamiento equivalente se calcul la el cortante total en la base. Como herramienta de medicin y comprobacin se utiliz el mtodo esttico no lineal (Push-over), mediante el cual se obtuvo la curva de capacidad, se realiz con ETABS 8.4.8 Los resultados obtenidos como: la deformacin de cedencia, la deformacin ltima, derivas, ductilidades, se muestran en tablas, se comparan y analizan para discernir sobre la aplicabilidad de ambos mtodos. Finalmente, se muestran las conclusiones y recomendaciones de cara a mejorar el comportamiento ssmico. Por ltimo, se recomiendan algunas futuras lneas de investigacin.