Análisis de desempeño sísmico de un edificio multifamiliar de 5 niveles de albañilería confinada en suelos blandos en zonas de alta sismicidad

Abstract

Este estudio evalúa el desempeño sísmico de un edificio multifamiliar de cinco niveles construido con albañilería confinada en suelos blandos de alta sismicidad. Su objetivo es comparar la estructura con ladrillos sólidos (King Kong industrial) versus ladrillos huecos (pandereta) mediante el Análisis Inelástico Estático (Pushover), de acuerdo con la normativa vigente. Asimismo, busca determinar la Curva de Capacidad de la estructura con y sin el análisis Pushover en niveles sísmicos moderados y severos, identificando las fuerzas internas para evaluar los esfuerzos y desplazamientos según cada tipo de ladrillo. Utilizando el Método de Coeficientes según ASCE/SEI 41-13, se analizaron tres niveles sísmicos: moderado, severo y muy raro. Los resultados mostraron mayores fuerzas cortantes en el eje global Y en los tres niveles de sismo, atribuido a la configuración estructural y los materiales. Comparativamente, los ladrillos King Kong industrial mostraron una rigidez 30% a 80% superior a los de tipo pandereta debido a sus características mecánicas, lo que se reflejó en la Curva de Capacidad, donde presentaron mayores fuerzas cortantes y menores desplazamientos bajo cargas sísmicas. En conclusión, el Análisis Pushover reveló que la albañilería confinada con ladrillos sólidos King Kong industrial aporta una mayor rigidez y capacidad de carga en comparación con ladrillos huecos, a pesar de experimentar menores desplazamientos. Así, en zonas de alta sismicidad con suelos blandos, el uso de ladrillos sólidos mejora la respuesta estructural frente a sismos severos, aumentando la rigidez y reduciendo desplazamientos en comparación con los ladrillos huecos.

This study analyzes the seismic performance of a five-story multifamily building constructed with confined masonry on soft soils in a high-seismicity zone. The objective is to perform a comparative analysis of the structure using solid bricks (King Kong industrial) versus hollow bricks (pandereta) by applying the Nonlinear Static Analysis (Pushover) in alignment with current standards. Additionally, this study aims to determine the Capacity Curve of the structure with and without the Pushover Analysis under various seismic levels (moderate and severe earthquakes) and to identify the internal forces acting on the structure, assessing stress and displacement responses in each brick configuration. The methodology applied was the Coefficient Method according to ASCE/SEI 41-13, which allowed evaluating the structural performance under three earthquake levels: moderate, severe, and very rare. The results showed that the highest shear forces occurred along the global Y-axis across all seismic levels, a result influenced by the structural configuration and the brick types used. In comparing the two brick types, King Kong industrial bricks exhibited superior stiffness to pandereta bricks, with an approximate difference of 30% to 80%, due to the mechanical properties of each material. This was reflected in the Capacity Curve, where the structure built with King Kong industrial bricks showed higher shear forces and lower displacements under seismic loads. In conclusion, the Pushover Analysis demonstrated that the confined masonry structure with King Kong industrial bricks offers higher stiffness and load-bearing capacity than the one built with hollow bricks, despite experiencing lower displacements. This suggests that in high-seismicity areas with soft soil conditions, using solid bricks provides a structurally favorable response to severe earthquakes, enhancing stiffness and reducing structural displacements compared to hollow bricks.