Efecto de la sobrerresistencia y el nivel de ductilidad sobre la probabilidad de falla ante la ocurrencia de sismos

Abstract

El presente trabajo de título tiene como objetivo principal determinar analíticamente el mejor valor para el Factor de Sobrerresistencia (Ωo) a partir de 4 valores de prueba (Ωo=2,3,5 y 10.7). Esto se llevó a cabo mediante la evaluación del desempeño sísmico de una serie de modelos analíticos no lineales que representan a nivel macro los fenómenos ocurridos en edificios de acero con marcos arriostrados concéntricamente. Estos macro-modelos consisten en un sistema de estructura de masa y rigidez concentrada con rótulas plásticas, que permiten introducir la no-linealidad al sistema y modelar la resistencia de las estructuras a partir de la utilización de curvas momento-rotación. Para asegurar la correcta utilización de los macro-modelos, éstos debieron ser calibrados a partir de los modelos realizados para los edificios reales. Se desarrollaron 12 arquetipos con distintas alturas, sobrerresistencias y niveles de ductilidad, siguiendo la metodología de FEMA P695 (llámese Metodología). Cada uno de ellos se sometió a un set de 18 registros sísmicos de alta intensidad ocurridos en Chile utilizando el algoritmo de un Análisis Dinámico Incremental (IDA, por sus iniciales en inglés). Finalmente, se evalúo la aceptabilidad de cada uno de los valores estudiados de Ωo de acuerdo a los requerimientos de la Metodología. Como objetivo secundario se estudió una posible relación entre el factor de sobrerresistencia y la ductilidad del sistema (µT), junto con analizar posibles desventajas al implementar altos factores de sobrerresistencia debido a una potencial reducción de la ductilidad total de la estructura. De los resultados, se recomienda la utilización de Ωo=2.0 para los edificios de acero estudiados con R=5. Además, para los niveles de sobrerresistencia analizados se determinó que, para Ωo>5.0, la potencial reducción de ductilidad podría deteriorar el desempeño sísmico del edificio. Estas conclusiones aplican para edificios dentro del rango de características estudiado, con altura de hasta 21[m].