Evaluación comparativa del desempeño sísmico de una vivienda multifamiliar de concreto armado de 5 niveles, con y sin disipadores Shear Link Bozzo mediante análisis estático no lineal y análisis dinámico no lineal en la ciudad de Cusco, Perú 2022

Abstract

Esta investigación abordó el tema de evaluación comparativa del Desempeño Sísmico de una vivienda multifamiliar de concreto armado de 5 niveles, mediante la incorporación de Disipadores SLB y sin el empleo de ellos, haciendo uso del Análisis Estático No Lineal y Análisis Dinámico No Lineal, ambos métodos de análisis abarcaron solo la No Linealidad del Material. El problema por el cual nace la formulación es a partir de la sismicidad activa presente en el país, así mismo se genera sismicidad a nivel local debido a las fallas geológicas corticales en la región del Cusco, es producto de estas últimas que provocan deformaciones importantes y el consiguiente desprendimiento de energía. La inclusión de herramientas tecnologías como el caso de los Dispositivos Shear Link Bozzo pretende la disipación de energía de deformación, es decir, la energía que impone el sismo a la estructura mediante deformación será absorbida en gran medida por estos dispositivos y no los elementos estructurales. Se planteó una metodología con un Enfoque de Tipo Cuantitativo, Nivel Descriptivo y Correlacional, Método Hipotético Deductivo y Diseño Metodológico Cuasi Experimental. De acuerdo con el Análisis Estático No Lineal realizado, se concluye que la estructura sin incorporación de Dispositivos SLB contiene los siguientes Niveles de Desempeño Sísmico: desde Totalmente Funcional para la Dirección X hasta Funcional y Seguridad de Vida para la Dirección Y, ambos evaluados para Sismo de Diseño (DE) y Sismo Máximo Considerado (MCE); mientras que la estructura con incorporación de Dispositivos Shear Link Bozzo contiene un Desempeño Sísmico mayor, siendo estos desde Totalmente Funcional y Funcional para la Dirección X hasta Totalmente Funcional y Funcional para la Dirección Y. Otros resultados obtenidos del Análisis Dinámico No Lineal con un promedio de 11 pares de Acelerogramas para la Dirección X e Y muestran que la Deriva Máxima de Entrepiso de la estructura incorporada con dispositivos con respecto a la sin incorporación tiene una eficiencia de 42.47% y 44.41%. Por otro lado, la Fuerza Cortante Máxima de Entrepiso tiene una eficiencia de 59.73% y 67.69% respectivamente para las Direcciones X e Y. A parte de ello con respecto a las Aceleraciones Máximas Absolutas se tiene un incremento importante de 14.09% en la Dirección X y un 42.04% para la Dirección Y. Los Periodos se vieron reducidos un 48.84%, pero las Frecuencias se vieron aumentadas en un 95.72%. Por último, el costo del Suministro e Instalación del Sistema de Disipadores SLB se encontró dentro del orden del 13.25% del costo total de la edificación.

This research addressed the issue of comparative evaluation of the Seismic Performance of a 5-story reinforced concrete multifamily house, by incorporating SLB Dissipators and without the use of them, using the Nonlinear Static Analysis and Nonlinear Dynamic Analysis, both analysis methods covered only the Nonlinearity of the Material. The problem for which the formulation is born is from the active seismicity present in the country, also seismicity is generated locally due to cortical geological faults in the region of Cusco, it is a product of the latter that cause significant deformations and the consequent release of energy. The inclusion of technological tools such as the Shear Link Bozzo devices aims at dissipating deformation energy, i.e., the energy imposed by the earthquake on the structure through deformation will be absorbed to a large extent by these devices and not by the structural elements. A methodology with a Quantitative Type Approach, Descriptive and Correlational Level, Hypothetical Deductive Method and Quasi Experimental Methodological Design was proposed. According to the Nonlinear Static Analysis performed, it is concluded that the structure without incorporation of SLB Devices contains the following Seismic Performance Levels: From Fully Functional for Direction X to Functional and Life Safety for Direction Y, both evaluated for Design Earthquake (DE) and Maximum Considered Earthquake (MCE); while the structure with incorporation of Shear Link Bozzo Devices contains a higher Seismic Performance, these being from Fully Functional and Functional for Direction X to Fully Functional and Functional for Direction Y. Other results obtained from the Nonlinear Dynamic Analysis with an average of 11 pairs of Accelerograms for the X and Y Directions show that the Maximum Interstory Drift of the structure incorporated with devices with respect to the one without incorporation has an efficiency of 42.47% and 44.41%. On the other hand, the Maximum Interstory Shear Force has an efficiency of 59.73% and 67.69% respectively for the X and Y directions. In addition, with respect to the Maximum Absolute Accelerations, there is an important increase of 14.09% in the X direction and 42.04% for the Y direction. The Periods were reduced by 48.84%, but the Frequencies were increased by 95.72%. Finally, the cost of Supply and Installation of the SLB Heatsink System was found to be in the order of 13.25% of the total building cost.