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Relación entre la componente sísmica vertical y horizontal y efecto de la componente sísmica vertical en pórticos y sistemas combinados de concreto reforzado

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Lemus Rojano, Jorge Lenin
Abstract (English)
Estudios realizados durante las últimas décadas, y algunos colapsos de edificaciones a causa de eventos sísmicos, han mostrado que los efectos de la componente sísmica vertical (V) no pueden ser despreciados cuando las condiciones de sitio y de la amenaza sísmica lo exigen. Algunas investigaciones muestran que la componente V para movimientos del terreno ha alcanzado a ser el 140% de la componente horizontal (H), y que en el análisis de algunas columnas se han observado incrementos de carga axial de hasta un 60% cuando esta componente es considerada (Perea & Esteva, 2005). Este trabajo de investigación se realizó para continuar contribuyendo al análisis de la relación entre la componente V y H desde dos puntos de vista. El primero con base en las relaciones entre aceleraciones máximas del terreno (PGA), aceleraciones espectrales (Sa) y formas espectrales de los registros de movimientos del terreno; y el segundo, desde el enfoque de cómo varían las solicitaciones de momento, corte y carga axial en algunos elementos de dos edificaciones (baja y mediana altura) cuando la componente V es considerada. Para cumplir ambos propósitos, se tomaron los datos de los registros sísmicos usados en el Modelo Nacional de Amenaza Sísmica 2020 (Servicio Geológico Colombiano & Global Earthquake Model, 2020), información apropiada para el estudio de las condiciones propias de la amenaza sísmica en territorio colombiano; posteriormente, sobre unos arquetipos estructurales de 5 y 15 pisos en pórticos y sistemas combinados de concreto reforzado, se realizaron análisis estructurales incluyendo y excluyendo la componente V para estudiar sus efectos. Los resultados mostraron que, para perfiles de suelo tipo D, E y F en el ambiente Cortical y distancias focales menores a 60 kilómetros, las relación entre formas espectrales V y H para periodos aproximadamente de 0.10 s pueden alcanzar valores de 1.18, valor superior al 2/3 (0.66) recomendado como mínimo en el reglamento NSR-10; en el mismo sentido, para los perfiles de suelo A, B y C y periodos entre 0.06 y 0.10 s, se obtuvieron relaciones espectrales V/H con valores comprendidos entre 0.60 y 0.80, en algunos casos superiores al mínimo recomendado en NSR-10. En cuanto a los análisis estructurales, se evidenció que la carga axial en columnas cuando se incluye la componente V puede incrementarse hasta un 70% para las columnas interiores del edificio de 5 pisos y hasta un 47% para las columnas exteriores del edificio de 15 pisos. Los muros por su parte mostraron incrementos en la carga axial de los primeros pisos de hasta el 20%. En cuanto a las vigas, las variaciones fueron del orden del 2% para flexión y corte en los extremos y tuvieron un valor máximo de incrementos de flexión del 18% en el centro de la luz. Los valores anteriores son los máximos obtenidos, y disminuyen de acuerdo con los escenarios analizados en función de las combinaciones de carga consideradas, lo que además influye en las relaciones V/H para corte y flexión. De acuerdo con los resultados anteriores, se recomienda, que para distancias de ruptura menores a 60 kilómetros de la falla que puede generar el movimiento, se considere en el análisis el efecto de la componente vertical para los diferentes grupos de perfil de suelo. Igualmente, que se revisen las solicitaciones sobre los elementos para verificar que los incrementos que pueda generar la componente V sean asumidos por la estructura sin colocar en riesgo su estabilidad.
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Advisors/Directors

Jerez Barbosa, Sandra Rocio
Extent
277 páginas
URI: https://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/2012
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CF - Trabajos de Grado Maestría en Ingeniería Civil
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