Modelación tridimensional y estudio numérico del comportamiento sísmico de muros de hormigón armado, en un edificio habitacional en Chile

Abstract

Esta memoria consiste en la modelación en un software comercial estándar, de una estructuración típica chilena, para un edificio habitacional real basado en muros de corte, ubicado en Iquique, del que se tienen registros instrumentales de réplicas del terremoto M8.2 de 2014. Se generaron modelos computacionales elásticos e inelásticos en CSI ETABS y CSI Perform3D, verificados con parámetros modales y registros recogidos, que permiten estudiar el comportamiento de la red tridimensional de muros de hormigón armado y el efecto de la losa sobre ellos. En Perform3D, se generan modelos lineales, modelos con rótulas plásticas en los refuerzos de losa de acople, y modelos que suman fibras en la base de todos los muros. Analizando ciertos muros escogidos por sus formas características, comúnes en edificios chilenos, se observa que los desplazamientos laterales, rotaciones fuera del plano en losa, y los esfuerzos internos ante un registro sísmico amplificado, se reducen a un 20-50% en el modelo de fibras, con respecto al modelo elástico. La razón entre momento flector y corte en la base de los muros, disminuye desde dos tercios de la altura total del muro para los modelos aislados lineales, a un tercio para los modelos acoplados no lineales. Es decir, hay una considerable baja en la resultante de distribución debido a dos factores en diferentes porcentajes: la incursión en el rango no lineal y el acoplamiento a través de la losa, que genera desplazamientos asociados a formas modales secundarias y reordenamiento de esfuerzos. Se comprueba que el sistema acoplado mantiene las deformaciones inelásticas en la base de los muros, y que genera la primera fluencia de forma temprana en los más largos, con bajas curvaturas y bajos desplazamientos laterales debidos a corte. Luego eso acelera la fluencia en muros más cortos, aumentando sus deformaciones inelásticas; aún cuando los muros no compartan un eje. Se proponen posibles modificaciones a las fórmulas de curvatura y desplazamiento elásticos.