Análisis sísmico comparativo entre un edificio de gran altura con sistema convencional y disipadores de energía

Abstract

El Perú está ubicado en la franja del cinturón de fuego donde han sucedido más del 80% de sismos de gran magnitud. Entre los sismos más relevantes se tuvo en abril del 2016 en Manta Ecuador y el de Concepción Chile en febrero del 2010 donde colapsaron edificaciones de varios niveles ocasionando 602 y 525 muertes respectivamente. Por lo tanto, es de mucha importancia implementar sistemas de protección sísmica a las edificaciones para disipar la energía ante un evento sísmico moderado a severo y salvaguardar la vida de sus ocupantes. Teniendo en cuenta ello en la presente investigación se hace una comparación entre un sistema convencional y otro implementado con disipadores de fluido viscoso Chevron (DFVC) en un edificio de gran altura en la ciudad de Chiclayo. Como primer paso de la metodología se hizo la caracterización del sitio a través del ensayo de penetración estándar (SPT), estudios geofísicos de refracción sísmica (RS) y análisis multicanal de ondas superficiales (MASW). Posteriormente se realizó el modelado y análisis dinámico modal espectral (ADME) según la norma E.030 para la estructura convencional y el análisis tiempo historia no lineal (ATHNL) para la estructura implementada con DFVC con la Norma ASCE7-16. Como resultados se determinó un suelo S₂, los desplazamientos de la estructura con DFVC se redujeron en 66.66 % y 56.46 % estos disipadores absorben un 60.38 % y 61.26 % de la energía del sismo en dirección X-X e Y-Y respectivamente.

Peru is located in the belt of fire where more than 80% of large earthquakes have occurred. Among the most relevant earthquakes were in April 2016 in Manta Ecuador and Concepción Chile in February 2010 where multi-level buildings collapsed, causing 602 and 525 deaths respectively. Therefore, it is very important to implement seismic protection systems in buildings to dissipate energy in the event of a moderate to severe seismic event and save the lives of its occupants. Taking this into account, in the present investigation, a comparison is made between a conventional system and another implementation with Chevron viscous fluid dissipators (DFVC) in a high-rise building in the city of Chiclayo. As the first step of the methodology, the characterization of the site was carried out through the standard (SPT) penetration test, geophysical studies of seismic refraction (RS) and multichannel analysis of surface waves (MASW). Subsequently, spectral modal dynamic modeling and analysis (ADME) was carried out according to the E.030 standard for the conventional structure and the nonlinear time history analysis (ATHNL) for the structure implemented with DFVC with the ASCE7-16 Standard. As a result, a floor S₂ is calculated, the displacements of the structure with DFVC were reduced by 66.66% and 56.46% these dissipators absorbed 60.38% and 61.26% of the earthquake energy in the X-X and Y-Y direction respectively.es el resumen traducido al idioma inglés.