Modelación de la Falla de Compresión en Muros de Hormigón Armado Observada en el Terremoto de Magnitud MW 8.8 de Chile del 2010

Abstract

El día 27 de Febrero de 2010 ocurrió un terremoto en el país que tuvo una magnitud Mw 8.8 y su epicentro fue cercano a la ciudad de Cobquecura. Este produjo grandes daños en algunas estructuraciones, entre las que cuentan edificios habitacionales de hormigón armado de más 10 pisos. El estado del arte en modelación, tanto para caracterizar la respuesta a flexión de elementos estructurales, como el comportamiento de materiales como el hormigón y el acero, hace posible modelar el tipo de estructuras descrito en este trabajo, cuando son solicitadas ante acciones sísmicas severas. El objetivo de este trabajo de título consistió en modelar computacionalmente una particular tipología estructural, que debido a su diseño y detallamiento se vio fuertemente afectada por el terremoto del 27 de Febrero. La tipología en estudio correspondió a ejes sismoresistentes de muros de hormigón armado de sección T. En cuanto a la metodología, la modelación se realizó a través de modelos de fibra. Se consideró el comportamiento no lineal de los materiales, tanto monotónica como cíclicamente. Se efectuaron análisis tiempo-historia con registros del terremoto. Estos análisis se realizaron en una sola dirección, sin considerar efectos tridimensionales. Se incorporaron a nivel paramétrico diferentes aspectos como detallamientos de armaduras y de confinamiento, cantidad de pisos, nivel de carga axial y la condición de apoyo de los muros en estudio, de manera de ampliar el espectro de resultados. A través de los modelos, se pudo reproducir de manera simplificada el daño observado, tanto en nivel de primer piso como primer subterráneo. Por otro lado, en base a mejoras de diseño en términos de confinamiento, fue posible mejorar la respuesta frente a la acción sísmica, logrando evitar deformaciones excesivas y por ende, daño severo sobre la estructura. También, destacó la relevancia de no sobrepasar el 15 %·f’c·Ag de carga axial sobre la sección más comprimida (la influencia de la cuantía de la armadura vertical del ala de los muros no fue contemplada), pues valores excesivos anulan el efecto positivo del confinamiento. El número de pisos de las estructuras modeladas también jugó un papel importante, al igual que la manera como se modelen las fundaciones, pues los niveles tanto de deformación en compresión como de desplazamiento de techo pueden variar significativamente según cómo éstas se consideren.