Estudio comparativo entre el análisis sísmico estático y el dinámico, del nuevo aulario de Ingeniería Civil de la Universidad Científica del Perú-UCP-Tarapoto-2017

Abstract

RESUMEN En este trabajo de investigación, se realizó la comparación entre el análisis sísmico estático y el dinámico, del nuevo aulario de ingeniería civil de la Universidad Científica del Perú - UCP, ubicado en la ciudad de Tarapoto. El análisis se enfocó fundamentalmente en la variación de las respuestas sísmicas más significativas, con el objeto de obtener el modelo analítico más representativo, con un comportamiento sísmico acorde a los principios del diseño sismorresistente. Para el desarrollo del análisis comparativo, se empleó un único modelo dinámico tridimensional, apoyados en el software ETABS, versión 2016, concibiéndose una estructura de concreto armado de cinco niveles, destinado a uso educativo. El sistema estructural que se aplicó al edificio es de tipo “Dual”, donde las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales y la fuerza cortante que toman los muros esta entre 20% y 70% de cortante en la base del edificio. La investigación desarrollada está enmarcada dentro de la interrogativa: ¿Cuál será la variación de las respuestas sísmicas, en un mismo sistema estructural propuesto, al realizar un estudio comparativo entre el análisis sísmico estático y el dinámico, del nuevo aulario de ingeniería civil de la Universidad Científica del Perú - UCP – Tarapoto - 2017?, ya que ello fue la fuente principal por la que se llevó a cabo el análisis comparativo, y fue comprendida como una investigación descriptiva – comparativa, que comprende la descripción, registro, análisis, comparación e interpretación de los resultados. Para ello se llevó acabo dos tipos de métodos de análisis sísmicos con la finalidad de diferenciar sus resultados y definir la transcendencia que tiene cada uno. El primer análisis que se realizó, es el análisis estático o de fuerzas estáticas equivalentes, y el segundo es el análisis dinámico modal espectral o método de la respuesta espectral, el cual fue aplicado haciendo uso del software descrito líneas arriba. Posteriormente se compararon los análisis y se evaluó la variación de los resultados obtenidos a través de estos análisis, resultando valores más conservadores por el análisis estático, que por el análisis dinámico modal espectral; todo esto, debido a que el análisis estático solo usa el modo fundamental; además, el edificio en estudio es una estructura regular, debido a que en su configuración resistente a cargas laterales no presenta irregularidades y cumple las restricciones de la norma técnica E.030 “diseño sismorresistente” del reglamento nacional de edificaciones, aprobada por decreto supremo N°011-2006-VIVIENDA, modificada con decreto supremo N°002-2014-VIVIENDA. En adelante será “Norma técnica E.030 diseño sismorresistente”. Los valores obtenidos por el análisis estático son: Distorsiones máximas obtenidas (X, Y) por piso fueron: (0.000841, 0.000701) Piso 1; (0.001349, 0.001229) Piso 2; (0.001376, 0.001305) Piso 3; (0.001242, 0.001223) Piso 4 y (0.001072, 0.001089) Piso 5, para la dirección paralela y perpendicular a la fachada respectivamente. Desplazamiento máximo lateral, calculado en el Piso 5 fue de 16.216349 mm en la dirección “X” y 15.863548 mm en la dirección “Y“. Fuerza cortante en la base, fue de Vx =292.362 t, Vy =292.362 t. Los valores obtenidos por el análisis dinámico son: Distorsiones máximas obtenidas (X, Y) por piso fueron: (0.000693, 0.000598) Piso 1; (0.001123, 0.001088) Piso 2; (0.001155, 0.001168) Piso 3; (0.001052, 0.001106) Piso 4 y (0.000914, 0.000992) Piso 5, para la dirección paralela y perpendicular a la fachada respectivamente. Desplazamiento máximo lateral, calculado en el Piso 5 fue de 15.797076 mm en la dirección “X” y 15.835839 mm en la dirección “Y“. Fuerza cortante en la base, fue de Vx = 238.05 t, Vy = 234.3 t