Evaluación del desempeño sísmico de marcos a momento en edificios de baja y mediana altura

Abstract

Los marcos a momento en acero son probablemente uno de los sistemas estructurales más reconocidos en el mundo. En Chile, no obstante, han sido paulatinamente reemplazados por otras soluciones estructurales. Este trabajo versa sobre la evaluación numérica de los pará- metros de diseño sísmico para modelos de marcos a momento en edificios de 4 y 8 pisos destinados para oficinas, diseñados para diferentes tipos de suelo (A, B, C y D) y zona sís- mica (1, 2 y 3) según las normas nacionales y los códigos americanos de diseño en acero (American Institute of Steel Construction, AISC) usados en la práctica. En particular, se es- pera obtener un intervalo de confianza de los valores de sobrerresistencia y ductilidad, y con ellos del factor de modificación de respuesta, para este tipo de marcos. Para ello se realizan análisis no lineales estáticos (pushover) y dinámicos (tiempo-historia) a las estructuras. En el primero se somete a las estructuras a cargas incrementales de forma monotónica hasta alcan- zar un determinado grado de deformación. Para el análisis tiempo-historia no lineal se usan registros sísmicos escalados a un nivel de colapso, que posteriormente se utilizan suponiendo un comportamiento lineal. Al efectuar estos análisis se obtienen valores de sobrerresistencia elevados como resultado directo del cumplimiento de las derivas máximas de piso estipuladas por la norma nacional de diseño sísmico de edificios (NCh433) y de manera complementaria a lo consignado por el código AISC 341 respecto a asegurar un comportamiento de colum- na fuerte - viga débil en marcos especiales a momento (SMF). Por otro lado, la ductilidad resultante muestra valores más bien moderados. Esto se traduce en grandes factores de mo- dificación de la respuesta sísmica (R) atrbuibles principalmente a la gran sobrerresistencia de estas estructuras. Es posible por tanto concluir que los factores de reducción que entrega la NCh433 establecen un umbral conservador respecto a la capacidad de las estructuras de resistir, principalmente a través de la sobrerresistencia, sismos de consideración.