Influencia de los detalles de refuerzo en el comportamiento de edificios de concreto armado ante eventos sísmicos

Abstract

El propósito de este trabajo es evaluar la influencia de los detalles de refuerzo en el comportamiento de edificaciones de concreto armado durante un sismo y contrastar la respuesta esperada de estructuras construidas hace algunas décadas con aquella de estructuras diseñadas conforme a la mejor práctica actual. El diseño de las estructuras está fuertemente ligado a los códigos de diseño. Por lo tanto, en el primer capítulo de la tesis se comparan los requisitos de los antiguos códigos de diseño con los de las normas vigentes. Refiriéndose al reglamento ACI 318, los cambios más importantes se dieron en las versiones de 1963, en la que se introdujo el diseño con cargas y resistencias factoradas, y en la de 1971, en que se incluyeron requisitos especiales para el diseño sísmico de edificaciones, como la filosofía de diseño de “columna fuerte - viga débil“. Las modificaciones en los criterios de diseño se sustentan en un gran número resultados experimentales. Por ello, en el segundo capítulo se hace una breve revisión de algunos de esos trabajos. En el capítulo 3 se revisan criterios y métodos para el análisis no lineal de edificaciones, con particular referencia al FEMA 356, ASCE/SEI 41 y ATC 40, en los que se basan los análisis presentados en el capítulo 4. Se estudiaron diversos modelos, teniendo como base la información disponible del edificio B del hospital Edgardo Rebagliati Martins. Se planteó primero un modelo representativo del diseño real, que refleja la mejor práctica de diseño de la época en que fue construido, hacia 1950. Además, se estudiaron dos modelos alternativos, uno con comportamiento más frágil y otro con comportamiento más dúctil. Se hicieron análisis estáticos y dinámicos no lineales, primero con los registros de aceleraciones de Octubre de 1966, Mayo de 1970 y Octubre de 1974 a su nivel real. Luego se escalaron los registros para tener aceleraciones máximas correspondientes a eventos con períodos medios de retorno de 475 ó 970 años. Con los registros de los sismos de 1966, 1970 y 1974 sin escalar, solo se observaron pequeñas diferencias entre los tres modelos comparados. Sin embargo, escalando los registros al nivel del sismo raro, con un período medio de recurrencia de 475 años, el modelo con detalles frágiles falló, mientras que el modelo más representativo del diseño real tuvo un desempeño aceptable. Al considerar eventos con un período medio de recurrencia de 970 años, se requirió más ductilidad y solo el modelo con detalles de acuerdo a los requerimientos de los códigos vigentes tuvo resultados satisfactorios.