Desempeño sísmico de un edificio de concreto armado con disipadores de energía viscosos, Trujillo 2019

Abstract

RESUMEN La presente investigación con el fin de evaluar el desempeño sísmico muestra las características de los sistemas de protección sísmica por amortiguamiento, dando mayor énfasis a los de fluido-viscoso. Luego se expone una metodología de diseño para estructuras con sistemas de amortiguamiento enfocada en el desempeño y fundamentada en las disposiciones del ASCE (American Society of Civil Engineers), el FEMA (Federal Emergency Management Agency), el ATC-40 (Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings) y la NTP (Norma Técnica Peruana). Con el propósito de ilustrar la metodología, se seleccionó un edificio de concreto armado de 9 niveles CON SISTEMA CONVENSIONAL (SIN AMORTIGUADORES) con 375.00 m2 de área techada por nivel, cuya deriva inelástica alcanza un valor de (9.11‰) superando al límite máximo permitido por la norma E-030 (7‰) asociado a un daño severo. Para cumplir satisfactoriamente con este límite se incluyó al sistema disipadores de fluido-viscoso. Como objetivo de diseño se fijó la reducción del daño a ocupación inmediata frente a un sismo severo (475 años de retorno). La estrategia se orienta a mantener la deriva por debajo de 4.30 ‰, valor propuesto por el HAZUS (Methodology for Estimating Potential Losses from Disasters). Con la incorporación de los disipadores fluido-viscoso en arreglo Chevron se logró incrementar el amortiguamiento entre un 30% a 40% y para la configuración elegida se logró reducir la deriva a 4.10 ‰ en dirección al eje X y un 3.80 ‰ en la dirección Y. Los dispositivos lograron disipar hasta un 74.45% de la energía producida por el sismo, lo que resulta muy favorable ya que estos disipadores son capaces de disipar hasta un 80%. Como parte del trabajo se diseñó las vigas y columnas con el propósito de realizar el análisis no lineal estático (PUSHOVER), con ello se determinó el punto de desempeño en el cual el edificio con la incorporación de disipadores alcanza un desempeño de ocupación inmediata ante un sismo máximo con un periodo de retorno de 975 años aproximadamente.

ABSTRACT The present investigation in order to evaluate the seismic performance shows the characteristics of the seismic protection systems by damping, giving greater emphasis to those of viscous fluid. Then, a design methodology will be exposed for structures with performance-focused damping systems and based on the provisions of the ASCE (American Society of Civil Engineers), FEMA (Federal Emergency Management Agency), ATC-40 (Evaluation and Seismic Adaptation of Concrete Buildings) and NTP (Peruvian technical standard). In order to illustrate the methodology, a 9-level reinforced concrete building WITH CONVENSIONAL SYSTEM (WITHOUT SHOCK ABSORBERS) with 375.00 m2 of roofed area per level was selected, whose inelastic drift reaches a value of (9.11 ‰) exceeding the maximum allowed limit by the norm E-030 (7 ‰) associated with a severe damage. To successfully meet this limit, system was included, the fluid-viscous heatsinks. As a design objective, damage reduction was fixed immediate occupation in the face of a severe earthquake (475 years of return). The strategy is aimed at keeping the drift below 4.30 ‰, a value proposed by HAZUS (Methodology for Estimating Potential Losses from Disasters). With the incorporation of the fluid-viscous heatsinks in Chevron arrangement, the damping was increased between 30% and 40% and for the chosen configuration the drift was reduced to 4.10 ‰ in the direction of the X axis and 3.80 ‰ in the Y direction. As part of the work, the beams and columns were designed with the purpose of performing the static nonlinear analysis (PUSHOVER), thereby determining the performance point at which the building with the incorporation of heatsinks achieves an immediate occupation performance in the face of a maximum earthquake with a return period of approximately 975 years.