Influencia del efecto p-delta y la irregularidad en masa en el comportamiento estructural de una estructura de mediana altura

Abstract

En la presente investigación, se analiza la influencia de la irregularidad de la masa y del efecto PΔ sobre el comportamiento estructural de una edificación de 15 pisos. Se plantea el caso de una edificación regular 15 pisos, 4 casos de edificaciones con presencia de irregularidad de masa en un piso establecido y 4 casos de edificaciones irregulares con efecto PΔ.

Primeramente, mediante el análisis dinámico lineal se determina la respuesta estructural en términos de derivas, fuerza cortante basal y momento. Posteriormente, se realiza el análisis estático no lineal (Push over) y se construye la curva de capacidad de la estructura. A partir de la curva de capacidad se obtienen los desplazamientos ultimo y de fluencia, y se estima la ductilidad global. Luego se procede a determinarse el desempeño sísmico para los diferentes niveles de sismo. Por último, se realiza un análisis comparativo de la respuesta estructural y el desempeño sísmico de los casos. Al analizar los momentos de las estructuras irregulares con efecto PΔ, se obtuvo una variación de hasta 5.60% con respecto a la edificación regular, de modo que se tiene mayor incremento de los momentos cuando en el análisis estructural de una estructura con irregularidad de la masa se considera el efecto PΔ. Se ha generado un incremento de la variación de la rigidez en el caso 1 cuando se considera el efecto PΔ, en la dirección x-x se obtuvo una variación de hasta 73.06 % y 77.76% en la dirección y-y.

In the present investigation, the influence of the irregularity of the mass and the PΔ effect on the structural behavior of a 15-story building is analyzed. The case of a regular 15-story building, 4 cases of buildings with the presence of mass irregularity in an established floor and 4 cases of irregular buildings with PΔ effect is presented.

First, through linear dynamic analysis, the structural response is determined in terms of drifts, basal shear force and moment. Subsequently, the non-linear static analysis (Push over) is performed and the capacity curve of the structure is constructed. The ultimate and creep displacements are obtained from the capacity curve, and the overall ductility is estimated. Then, the seismic performance is determined for the different levels of earthquake. Finally, a comparative analysis of the structural response and the seismic performance of the cases is carried out. When analyzing the moments of the irregular structures with the PΔ effect, a variation of up to 5.60% was obtained with respect to the regular building, so that there is a greater increase in the moments when in the structural analysis of a structure with irregularity of the mass the PΔ effect is considered. An increase in the variation of the stiffness has been generated in case 1 when the PΔ effect is considered, in the x-x direction a variation of up to 73.06% and 77.76% in the y-y direction was obtained.