Evaluación de Parámetros Sísmicos para Edificios de Marcos de Acero

Abstract

Este trabajo consiste en el estudio de un edificio real, estructurado en base a marcos de acero, que resistió el terremoto de 1985, y de tres edificios ficticios de diferentes alturas con el mismo tipo de estructuración.

Primero, se revisan antecedentes generales del edificio real relativos a estructuración y evaluación de daños posteriores al terremoto de 1985. Luego, se analizan aspectos teóricos referentes a los factores de modificación de la respuesta estructural y de la metodología involucrada en su determinación.

Posteriormente, se procede a realizar la modelación computacional del edificio real, revisando el cumplimiento de las normas vigentes, tales como la NCh 433 Of. 96, AISC/2005 “Specification for Structural Steel Buildings” y AISC/2005 “Seismic Provisions”.

Luego, se analiza el comportamiento del modelo frente al registro de aceleraciones del sismo del 3 de marzo de 1985. Después, se procede a determinar el factor de modificación de la respuesta estructural para este edificio. Esto involucra la determinación de la capacidad y la demanda sísmica de la estructura. Para el caso de la capacidad, se tendrán dos alternativas de evaluación: Análisis no lineal estático (Pushover) y análisis no lineal dinámico, mediante el uso de registros escalados. Para evaluar la demanda sísmica se compararán los valores del análisis lineal con registros escalados y los que resultan del análisis con el espectro de aceleraciones de la norma NCh 2745 Of. 2003 “Análisis y diseño de edificios con aislación sísmica”.

Con estos valores establecidos, se procede a determinar el factor de modificación de la respuesta para el edificio real y se compara con el valor expuesto en la NCh 433 “Diseño sísmico de edificios”.

Finalmente, se realiza el diseño de edificios ficticios de distintas alturas, según la normativa vigente, para posteriormente determinar sus factores de modificación de la respuesta, utilizando la metodología del capítulo anterior. Luego, al igual que para el edificio real, se comparan estos valores con los de la NCh 433, considerando todos los aspectos referentes a los códigos de diseño.

Los resultados obtenidos en este trabajo indican que los factores de modificación de la respuesta de la NCh 433 Of. 96 resultan ser conservadores en relación a los valores obtenidos con la metodología aplicada, para el rango de períodos entre 0.89 y 1.25 segundos.

Queda en evidencia que el criterio que controla el diseño en edificios de marcos de acero es el de desplazamientos, lo que se traduce en un sobredimensionamiento de los elementos estructurales.

Estos resultados pueden utilizarse como precedente para futuros estudios de edificios de marcos de acero que puedan realizarse, a medida que existan mayores antecedentes del comportamiento real de este tipo de estructuras ante eventos sísmicos, pudiendo complementarse con estudios realizados para otros tipos de estructuraciones, de tal manera de tener un conocimiento acabado del diseño sísmico en acero.