Comparación del desempeño de edificaciones en concreto reforzado diseñadas con dos diferentes especificaciones de demanda sísmica

Abstract

La evaluación de la amenaza sísmica es un elemento fundamental para la reglamentación sismorresistente, puesto que establece el nivel mínimo de demanda sísmica requerido para garantizar un apropiado nivel de seguridad en el diseño y construcción de las edificaciones. Actualmente, existen dos propuestas de coeficientes sísmicos para el diseño de estructuras, que presentan importantes diferencias respecto a los espectros de diseño, coeficientes de sitio y la zonificación de amenaza sísmica.

En este trabajo se analiza el desempeño de edificaciones con pórticos en concreto reforzado diseñadas siguiendo las especificaciones de demanda sísmica dadas por estas dos propuestas para el territorio colombiano: (i) la planteada por la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS) y (ii) la presentada por el Servicio Geológico Colombiano.

El diseño estructural de las edificaciones estudiadas se hizo a través del análisis dinámico elástico espectral, aplicando las especificaciones dadas por cada propuesta sobre los espectros de diseño y siguiendo la normativa vigente (NSR-10). Esta evaluación se limita a edificaciones en dos ciudades del país (Cúcuta y Medellín), con un suelo de cimentación tipo B, una única configuración en planta y tres niveles de altura (4, 8 y 12 pisos) con uso para oficinas.

Con el fin de evaluar el desempeño estructural de las edificaciones, se analizaron las respuestas de las estructuras a través del procedimiento no lineal estático de plastificación progresiva (Pushover) y del análisis dinámico cronológico no lineal en el que se aplicaron acelerogramas sintéticos determinados de acuerdo con la amenaza sísmica local. Con los resultados obtenidos se comparó el desempeño sísmico de las edificaciones a través del grado de plastificación de los elementos estructurales, los cortantes en la base, los desplazamientos de cubierta, las derivas de entrepiso y las curvas de capacidad, permitiendo analizar la incidencia de los dos modelos de amenaza en el diseño estructural y el desempeño de las edificaciones. (Texto tomado de la fuente)

The seismic hazard assessment is a fundamental element in seismic-resistant regulations, as it establishes the minimum seismic demand required to ensure an appropriate level of safety in building design and construction. Currently, there are two proposals for seismic design coefficients, each offering design spectra, site coefficients and seismic zoning that differ significantly from one another.

This research analyzes the performance of reinforced concrete frame buildings designed according to the seismic demand specifications outlined by two proposals for the Colombian territory: (i) the proposal by the Colombian Association of Seismic Engineering (AIS), and (ii) the proposal by the Colombian Geological Service.

The structural design of the studied buildings was based on elastic spectral dynamic analysis, applying the specifications provided in each proposal on the design spectra and according to current regulations (NSR-10). This evaluation is limited to buildings in two cities within the country (Cúcuta y Medellín), situated on type B foundation soil, with a single floor configuration, and three height levels (4, 8, and 12 floors) designated for office use.

In order to compare the structural performance of the buildings, the nonlinear static procedure of progressive plasticization (Pushover) was conducted, along with nonlinear dynamic time history analysis, in which n Synthetic Accelerograms Suitable for Local Seismic were applied. With the obtain results, the seismic performance of the buildings was compared through the degree of plasticity of the structural elements, the base shear, the roof displacements, the floor drifts and the capacity curves, allowing for an analysis of the impact of the two hazard models on structural design and the performance of the buildings.