Evaluación y comparación del desempeño sísmico de 3 edificaciones duales de concreto armado de diferentes alturas

Abstract

En los últimos años, las edificaciones de mediana y gran altura en el Perú vienen incrementando su demanda en diferentes regiones del país, centrándose especialmente en la ciudad de Lima, debido al boom inmobiliario. Estas edificaciones, en su mayoría de concreto armado y de sistema dual, ante eventos sísmicos pasados han presentado comportamientos y fallas diferentes a las supuestas en la etapa de diseño, esto debido a que la metodología que se ha venido aplicando no contempla el desempeño en un rango no lineal de las estructuras. Es por esto que surge la necesidad de abarcar la no linealidad de las edificaciones para determinar su desempeño, así como también cuantificar el daño en los elementos. En el presente trabajo se evalúan y comparan 3 edificaciones duales de concreto armado de 6, 10 y 15 niveles, presentando similares características y configuraciones geométricas. Se determina el comportamiento de las edificaciones, evaluando el desempeño de estas edificaciones diseñadas siguiendo la metodología de “Diseño por resistencia” aplicando la metodología de “Diseño basado en el desempeño”. Se determina la capacidad más allá del límite elástico haciendo uso del análisis estático no lineal “Pushover”. Se obtiene el espectro elástico de demanda según la norma E.030 y el espectro de demanda reducido según ATC-40. Una vez definidos los espectros de capacidad y demanda, se obtienen los puntos de desempeño, los cuales con base en los objetivos de desempeño según VISION 2000, se obtiene el nivel de desempeño de las edificaciones. Finalmente, el aporte principal recae en la evaluación de las edificaciones ante diferentes solicitaciones sísmicas, concluyéndose que habiendo cumplido con los requerimientos del “Diseño por resistencia”, hay edificaciones que no necesariamente presentan el desempeño esperado ante ciertas solicitaciones sísmicas. Así mismo, se recomienda seguir con la aplicación de la metodología de “Diseño basado en el desempeño” haciendo uso de registros sísmicos mediante un análisis dinámico no lineal.

In recent years, medium and high-rise buildings in Peru have been increasing their demand in different regions of the country, especially in the city of Lima, due to the real estate boom. These buildings, mostly of reinforced concrete and dual system, at past seismic events have presented different behaviors and failures than those assumed in the design stage, this is because the methodology that has been applying does not contemplate the performance in a non-linear range of structures. For this reason, surge the need to cover the non-linearity of buildings to determine their performance and also quantify the damage of the elements. In the present work, 3 dual system buildings of reinforced concrete of 6, 10 and 15 stories are evaluated and compared, these buildings present similar characteristics and geometric configurations. The behavior of the buildings is determined evaluating the performance of these buildings designed following the methodology of “Resistance design“ applying the methodology of “Performance based design“. The capacity beyond the elastic limit is determined using the non-linear static analysis “Pushover“. The elastic demand spectrum is obtained according to the peruvian code E.030 and the reduced demand spectrum according to ATC-40. Once the capacity and demand spectra are defined, the performance points are obtained, and based on the performance objectives according to VISION 2000, is obtained the level of performance of the buildings. Finally, the main contribution falls in the evaluation of the buildings for different seismic requests, concluding that having complied with the requirements of the methodology of “ Resistance design“, there are buildings that do not necessarily present the expected performance for certain seismic requests. In addition, it is recommended to continue with the application of the methodology of “Performance based design“ using seismic records through a nonlinear dynamic analysis.