Análisis paramétrico del comportamiento sísmico de domos de concreto armado de gran luz

Abstract

En esta investigación se propone estimar las respuestas sísmicas elásticas de domos de concreto armado de gran luz mediante un modelo de elementos finitos más simple que los usualmente utilizados. Además, se plantea un método simplificado para estimar el período fundamental de vibración, así como tales respuestas sísmicas (desplazamientos, fuerzas cortantes y momentos flectores), el cual consiste en ecuaciones para cada respuesta, dependientes de los parámetros geométricos del domo y de las propiedades mecánicas del concreto. El modelo consiste en representar a la estructura continua tipo domo, como una elemento vertical en voladizo (empotramiento perfecto en la base y libre en el extremo opuesto) de eje recto y de sección variable. Dicho elemento lo conforman un número determinado de elementos discretos tipo viga, los cuales están interconectados en un número finito de nudos. En tales nudos se consideran un total de dos grados de libertad (desplazamiento lateral y rotacional) y para representar las características inerciales del modelo se empleó el criterio de masas consistentes. Como solicitación sísmica, se utilizó el espectro de diseño de pseudo-aceleraciones recomendado por la norma peruana de diseño sismorresistente. Las respuestas modales fueron combinadas tanto con la regla de combinación CQC como con la regla de combinación recomendada por la NTP E.030. El resultado obtenido en este estudio fue aplicado a una familia de 10 domos de concreto armado, que representó la vasta cantidad de ellos. La precisión del modelo fue evaluada mediante la comparación con los resultados obtenidos por modelos de elementos finitos más sofisticados. Analizando los resultados se verificó que las deformaciones por cortante son relevantes en este tipo de estructura; además, el modelo proporciona resultados satisfactorios si se discretiza considerando 20 segmentos.