Influencia de las irregularidades de piso blando y torsión en el desempeño sísmico mediante el Análisis Estático No Lineal de una vivienda multifamiliar de concreto armado ubicado en la ciudad de Lima - sistema dual de 10 pisos diseñado según el Reglamento Nacional de Edificaciones

Abstract

En la presente tesis se determina la influencia de las irregularidades de piso blando y torsión mediante el desempeño sísmico de ocho edificios de diez pisos - Sistema Dual, ubicados en la ciudad de Lima (Zona 4). Se plantea cuatro modelos por cada irregularidad de estudio, donde el primer modelo es una estructura regular y los tres modelos restantes presentan irregularidades, esto con la finalidad de determinar la influencia de las irregularidades en el desempeño sísmico frente a diferentes niveles de amenaza sísmica (Sismo frecuente, Ocasional, Raro y Muy raro).

Todos los modelos se definieron en función de los parámetros y criterios de la Norma de Diseño Sismo Resistente E.030 (2018). Luego se realiza el Análisis Sísmico Estático y Dinámico, para verificar que los modelos cumplen con el diseño sísmico.

Efectuado el Análisis Sísmico se prosigue a diseñar los elementos estructurales, tales como: vigas, columnas y muros de concreto armado, cuyo resultado del diseño se refleja en los planos estructurales. Cabe recalcar que los planos tienen el mismo diseño estructural de acuerdo a la norma E.060.

Seguidamente se realiza el Análisis Estático No Lineal (AENL) – Pushover, haciendo uso de las recomendaciones del ASCE/SEI 41-13 con la finalidad de determinar la curva de capacidad de los ocho modelos de estudio y obtener los mecanismos de formación de rótulas plásticas en los elementos estructurales.

El punto de desempeño de los ocho modelos de estudio se obtiene mediante el Método del Espectro de Capacidad (ATC-40 y FEMA 440), donde la demanda sísmica se define a través del espectro de diseño de la norma E.030 (2018).

Finalmente, se realiza la evaluación de las irregularidades de piso blando y torsión en el desempeño sísmico de acuerdo con los objetivos de desempeño según Comité Visión 2000 y el ATC-40, para el caso de estudio de irregularidad de piso blando, la curva de capacidad tiene una disminución en la cortante basal y un aumento en el desplazamiento a medida que la irregularidad aumenta en ambas direcciones. Mientras que, en el caso de la irregularidad de torsión, la curva de capacidad tiene una reducción de la cortante basal y desplazamiento a medida que la irregularidad aumenta en ambas direcciones. En todos los casos de estudio de los modelos regulares e irregulares, cumple con la evaluación del desempeño sísmico para los distintos niveles de amenaza sísmica.

In this thesis, the influence of soft floor and torsional irregularities is determined through the seismic performance of eight ten-story buildings - Dual System, located in the city of Lima (Zone 4). Four models are proposed for each irregularity under study, where the first model is a regular structure and the remaining three models present irregularities, with the purpose of determining the influence of irregularities on the seismic performance against different levels of seismic hazard (Frequent, Occasional, Rare and Very Rare earthquakes).

All models were defined based on the parameters and criteria of the Earthquake Resistant Design Standard E.030 (2018). Then, the Static and Dynamic Seismic Analysis is performed to verify that the models comply with the seismic design.

Once the Seismic Analysis is performed, the structural elements are designed, such as: beams, columns and reinforced concrete walls, whose design result is reflected in the structural drawings. It should be noted that the plans have the same structural design according to the E.060 standard.

Next, the Non-Linear Static Analysis (NLSA) - Pushover is performed, making use of the recommendations of ASCE/SEI 41-13 in order to determine the capacity curve of the eight study models and to obtain the mechanisms of formation of plastic hinges in the structural elements.

The performance point of the eight study models is obtained through the Capacity Spectrum Method (ATC-40 and FEMA 440), where the seismic demand is defined through the design spectrum of the E.030 (2018) standard.

Finally, the evaluation of soft-story and torsional irregularities on seismic performance is performed according to the performance objectives according to Vision 2000 Committee and ATC-40, for the soft-story irregularity study case, the capacity curve has a decrease in basal shear and an increase in displacement as the irregularity increases in both directions. While, in the case of torsional irregularity, the capacity curve has a decrease in basal shear and displacement as the irregularity increases in both directions. In all the case studies of the regular and irregular models, it complies with the seismic performance evaluation for the different seismic hazard levels.