Metodología para análisis y diseño de pórticos dúctiles de acero resistentes a momento según recomendaciones de FEMA

Abstract

Desde hace algunos años una nueva filosofía de diseño sismo-resistente basado en el desempeño estructural se ha abierto paso por los distintos países que tienen actividad sísmica en su territorio, algunas tesis nos han mostrado en detalle las características de esta nueva filosofía propuesta por el comité VISION 2000 conjuntamente con el SEAOC de California EE.UU., pero esta filosofía se ha enfatizado en predecir el daño, y desde ese punto de vista se ha utilizado para el análisis de vulnerabilidad de estructuras existentes y no para la característica por la que fue planteada, es decir, el diseño de nuevas estructuras. La herramienta fundamental de estos nuevos conceptos es el análisis no lineal estático, este análisis muestra el comportamiento de la estructura dimensionada. Para hacer la comparación con la demanda sísmica, se aplican algunos métodos de análisis, de los cuales los más importantes son dos: el Método del Espectro de Capacidad y el Método de los coeficientes de desplazamiento, el segundo tiene una mayor difusión puesto que es mucho más sencillo y práctico, pero como dije se ha utilizado más para el análisis de la vulnerabilidad de un conjunto de estructuras de un determinado lugar y por ende su facilidad de cálculo es una ventaja en estos casos. Lejos de mencionar los cuestionamientos, muchos por cierto, sobre los métodos de análisis y aún sobre el análisis no lineal estático, lo que pretendo es devolver el enfoque inicial con el que fueron planteados, es decir, permitir el uso de la nueva clasificación estructural en base a la capacidad de la estructura de deformarse inelásticamente y así poder disipar energía, energía que le ha sido entregada por la acción sísmica. Muchos países con actividad sísmica en el mundo, incluidos algunos países sudamericanos, han coincidido y empezado a cambiar sus normas en base a esta característica estructural, y ello ha desencadenado en la creación de los niveles de diseño estructural. Sin embargo, se observa que aún las normas que ya utilizan estos conceptos no le brindan una visión clara al diseñador estructural de utilizar uno u otro nivel para aplicar los requisitos propios de cada uno. Por ello regresando a los métodos mencionados, se eligió el Método del Espectro de Capacidad por ser muy gráfico, claro y sencillo, el cual en su desarrollo nos muestra a qué nivel de diseño pertenece una estructura dimensionada y entonces poder clasificarla, para luego proceder a aplicar los requisitos de detallado, construcción, montaje, fabricación y supervisión característicos de cada nivel de diseño según lo establecen el FEMA, el AISC y algunas normativas importantes de algunos países. Es verdad que nuestra normativa sísmica no está basada en esta nueva clasificación de las estructuras, sin embargo debido a la tendencia actual es muy posible que en algunos años lo esté, por ello, los ingenieros deben desde ya tener una idea clara de estos conceptos para que cuando se revise la norma, la asimilación sea un proceso natural. Este es el fin y la motivación en que se ha basado este trabajo.