Evaluación de la influencia del grado de disipación de energía escogido en el diseño de pórticos de concreto reforzado en zonas de amenaza sísmica baja e intermedia

Abstract

Generalmente, los diseñadores estructurales escogen el grado mínimo de disipación de energía recomendado para la zona de amenaza sísmica en donde se ubica la estructura que se pretende proyectar, aduciendo a la economía y facilidad en los detalles ejecutados. Sin embargo, cada vez más en la práctica común del diseño estructural se encuentran casos en los que se trabaja con una capacidad mayor de disipación de energía, algunas veces por razones económicas. Por esta razón, se decidió evaluar la influencia del grado de disipación de energía escogido en el diseño en zonas de amenaza sísmica baja e intermedia para estructuras basadas en pórticos de concreto, ya que este sistema es fundamental en las construcciones de nuestro país.

Esta evaluación se hizo con la ayuda del programa comercial CYPECAD, con el que se hicieron modelos estructurales modificando cinco variables de estudio dentro de las que están: La zona de amenaza sísmica (baja e intermedia), la capacidad de disipación de energía (DMI y DMO; DMO y DES), luces de diseño (5,0 y 8,0m), número de pisos (de 2 a 16 pisos) y perfiles de suelo (C y D), con estos, se obtuvieron las cantidades de concreto y acero de los elementos primarios (vigas y columnas), para luego hacer graficas de relaciones, donde se evidenciaron tendencias de comportamiento.

Luego de analizar los resultados obtenidos en las modelaciones, se logró detectar que para la zona de amenaza sísmica baja, las cantidades de acero y concreto son un poco menor al utilizar la capacidad de disipación de energía moderada en vez de la capacidad mínima en el diseño de pórticos de concreto, caso contrario paso en la zona de amenaza sísmica intermedia, en donde las cantidades de concreto y acero se acrecientan al aumentar la capacidad mínima recomendada, es decir, pasar de DMO a DES. Algo que llamo la atención en la zona de amenaza sísmica intermedia, fue que en las cantidades de concreto no hubo variación y que los aumentos en el acero fueron bajos comparándolos con el posible aumento de seguridad estructural obtenido al trabajar con estructuras de ductilidad especial.

Generally, structural designers choose the minimum degree of energy dissipation recommended for the seismic hazard zone where the structure that is intended to be projected is located, citing the economy and ease in the executed details. However, more and more in the common practice of structural design there are cases in which we work with a greater power dissipation capacity, sometimes for economic reasons. For this reason, it was decided to evaluate the influence of the degree of energy dissipation chosen in the design in areas of low and intermediate seismic hazard for structures based on concrete porticos, since this system is fundamental in the constructions of our country.

This evaluation was made with the help of the commercial program CYPECAD, with which the variables are designed, modified, modified, studied, measured, studied, the study variables are measured, the following are established: the seismic threat, the energy dissipation capacity (DMI and DMO, DMO and DES), design lights (5.0 and 8.0m), number of floors (from 2 to 16 floors) and floor profiles (C and D), with these, the quantities of concrete and the primary elements (beams and columns) were obtained, to then make graphs of relationships, where behavioral tendencies were evidenced.

After analyzing the results obtained in the modeling, it was detected that for the zone of low seismic threat, the quantities of steel and concrete are a little lower when using the capacity of dissipation of moderate energy instead of the minimum capacity in the design of concrete gantries, otherwise step in the area of intermediate seismic hazard, where the quantities of concrete and steel are increased by increasing the minimum recommended capacity, that is, moving from DMO to DES. Something that drew attention in the area of intermediate seismic threat, was that in the quantities of concrete there was no variation and that the increases in steel were low compared with the possible increase in structural safety obtained when working with special ductility structures.