Correlación del grado de daño, calculado mediante índice de vulnerabilidad (fema p154 – ATC 21) con el desempeño sísmico (fema 440- ATC 40) de edificaciones residenciales en la ciudad de Cusco.

Abstract

La presente investigación correlaciona los resultados del grado de daño mediante el índice de vulnerabilidad sísmica propuesto por; FEMA P154- ATC 21, con los resultados del grado de daño mediante la evaluación del desempeño sísmico a través de curvas pushover; FEMA 440 -ATC 40, de cinco viviendas residenciales de concreto armado con altura mínima de 11metros en la Ciudad del Cusco. Los datos técnicos fueron extraídos del expediente técnico, así como de visitas a campo donde se inspecciono de manera detenida la configuración estructural y no estructural; el modelado de cada una de las estructuras se realizó en el software ETBAS V.20, respetando las normativas peruanas y extranjeras en los diferentes parámetros de diseño. Para la primera metodología se obtuvo que las edificaciones 1 y 3 presentan daños moderados y daños importantes a graves (G3); la edificación 2 presenta daños despreciables a moderados (G2); y la edificación 4 Y 5 presenta daños despreciables (fisuras en muy pocos muros de tabiquería). Para la segunda metodología se tiene una solicitación sísmica de sismo de diseño, la edificación 1 cuenta con un desplazamiento máximo de 50.34 cm y una fuerza cortante máxima de 949.38 tonf, está se encuentra en el nivel de desempeño de Seguridad de vida, la edificación 2 con desplazamiento de 50.32 cm a 1348.9 tonf se encuentra en Ocupación Inmediata, la edificación 3 con 25.10 cm a 1896.6 tonf está en el nivel de desempeño de ocupación inmediata, la edificación 4 con 17.68 cm y 639.40 tonf en seguridad de vida y la edificación 5 con 28.65 cm de desplazamiento a 2996.2 tonf se encuentra en ocupación inmediata. Estos resultados son en el sentido de análisis “Y” los resultados del sentido “X “son mostrados en el desarrollo de la investigación y se concluye que ninguna de las edificaciones representa un peligro para sus usuarios ya que no llegan al nivel de desempeño de prevención de colapso, para esta solicitación sísmica, en su análisis estático no lineal. Finalmente se tiene que la muestra es de una distribución no normal y no paramétrica; por lo cual el método más adecuado para su evaluación es el coeficiente Tau-b Kendall teniendo en este un (t) de 13.6%; lo cual expresa una correlación baja, que se debe a la cantidad de muestras analizadas, sin embargo también se aplicó el criterio de significancia y la prueba de Mann-Whitney donde se obtuvo un u=0.002; que interpreta desde el punto de vista estadístico la significancia representativa de la comparación de ambos métodos; teniendo que el método 2 posee mejores calificaciones con respecto al método 1; si bien lo ideal es la aplicación conjunta para un análisis integral podemos afirmar que la muestra tiene parámetros de comparación significantes, mas no encuentra una correlación por la baja cantidad de datos muestreados. Concluyendo que, en situaciones especiales, puede usarse la metodología FEMA P154- ATC21, como un indicador inicial que no sustituye ni puede ser validado por un análisis estático no lineal que esencialmente representa un comportamiento real de las estructuras en caso de un evento sísmico.

The present research thesis correlates the results of the degree of damage through the Rapid visual inspection of seismic vulnerability; FEMA P154-ATC 21, with the results of the seismic performance evaluation using pushover curves; FEMA 440 -ATC 40, of five reinforced concrete residential houses with a minimum height of 11m. in the City of Cusco. The technical data were extracted from the technical file, as well as from field visits where the structural and non-structural configuration was carefully inspected; The modeling of each one of the structures was carried out in the ETBAS V.20 software, respecting the Peruvian and foreign regulations in the different design parameters. For the first methodology, it was obtained that buildings 1 and 2 present significant to serious damage such as large and widespread cracks in beams, columns, structural walls, masonry walls and the fall of large coatings, as well as damage to the reinforcement (buckling); buildings 3 and 4 present negligible to moderate damage with cracks in beams and columns of porticos, as well as in masonry walls and cladding; and building 1 presents negligible damage such as cracks in very few partition walls. For the second methodology with the request of an occasional earthquake, building 1 has a maximum displacement of 50.34 cm and a maximum shear force of 949.38 tonf, it is in the level of performance of Life Safety, the building 2 with displacement of 50.32 cm at 1348.9 tonf is in Immediate Occupancy, building 3 with 25.10 cm at 1896.6 tonf is at the performance level of immediate occupancy, building 4 with 17.68 cm and 639.40 tonf in life safety and building 5 with 28.65 cm of displacement at 2996.2 tonf is in immediate occupation. From these results it can be seen that the direction with the greatest resistance of the sample is the direction of analysis “Y“; It is concluded that none of the buildings represents a danger for its users since they do not reach the collapse prevention level for this seismic request. Finally, we have that the sample has a non-normal and non-parametric distribution; Therefore, the most appropriate method for its evaluation is the Tau-b Kendall coefficient, having a (t) of 13.6%; which expresses a null correlation, which is due to the number of samples analyzed, however the significance criterion and the Mann-Whitney test were also applied where u=0.002 was obtained; that interprets from a statistical point of view the representative significance of the comparison of both methods; taking into account that method 2 has better qualifications compared to method 1; Although the ideal is the joint application for a comprehensive analysis, we can affirm that the sample has significant comparison parameters, but does not find a correlation due to the low amount of data sampled. Concluding that in special situations, the FEMA P154-ATC21 methodology can be used as an initial indicator that does not replace nor can be validated by a non-linear static analysis that essentially represents a real behavior of the structures in the event of a seismic event.