Comportamiento no lineal inelástico de muros diafragma en zonas de alta sismicidad

Abstract

El motivo de la presente investigación es estudiar el comportamiento no lineal inelástico de los muros diafragma de albañilería y analizar su influencia en la respuesta inelástica de estructuras que son excitadas con demandas sísmicas de intensidad igual o superior a la de diseño. Como caso práctico se evalúan los módulos 780 de colegios peruanos y se verifica si cumplen con el nivel de desempeño de ocupación inmediata establecido en la norma sismorresistente. Para tal fin se proponen modelos analíticos para predecir el comportamiento no lineal inelástico a nivel material, sección, elemento y estructura, los cuales se validan con resultados de ensayos experimentales de tipo cíclico reversible y mesa vibratoria que se han tomado de investigaciones existentes en la bibliografía y que están relacionadas al tema de estudio. Los resultados del análisis muestran que los módulos 780 de colegios peruanos experimentarían daño importante en sus elementos estructurales, especialmente los muros diafragma de albañilería que en algunos casos llegan a colapsar incluso con demandas sísmicas inferiores a la de diseño debido a su comportamiento frágil. Por tal motivo se han propuesto dos alternativas de reforzamiento estructural en base a los niveles de daño estimado para cada tipo de elemento. Los nuevos resultados del análisis muestran que las propuestas de reforzamiento mejoran notablemente el comportamiento no lineal inelástico de los módulos 780, limitan los daños y permiten la ocupación inmediata de estas edificaciones esenciales ante demandas sísmicas similares e incluso superiores a la de diseño.

The reason for the present investigation is to study the non-linear inelastic behavior of masonry diaphragm walls and analyze their influence on the inelastic response of structures that are excited with seismic demands of intensity equal to or greater than design. As a practical case, the 780 modules of Peruvian schools are evaluated and it is verified if they comply with the performance level of immediate occupation established in the seismic resistant norm. To this end, analytical models are proposed to predict non-linear inelastic behavior at the material, section, element and structure level, which are validated with results from experimental tests of reversible cyclic type and vibratory table that have been taken from existing research in the bibliography and that are related to the subject of study. The results of the analysis show that the 780 modules of Peruvian schools would suffer significant damage to their structural elements, especially masonry diaphragm walls that in some cases even collapse with seismic demands lower than the design due to their fragile behavior. For this reason two alternatives for structural reinforcement have been proposed based on the levels of damage estimated for each type of element. The new results of the analysis show that the reinforcement proposals significantly improve the inelastic non-linear behavior of the modules 780, limit the damage and allow the immediate occupation of these buildings essential to similar seismic demands and even higher than the design.