escuela politÉcnica nacional...a todos los que me han ayudado a lo largo de mi carrera. andrés...

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

EVALUACIÓN Y COMPARACIÓN DEL REFORZAMIENTO DE LA

PUCE SEDE BAHÍA, MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE

DISIPADORES DE ENERGÍA TIPO SHEAR-LINK RESPECTO A UN

REFORZAMIENTO CON MUROS DE CORTE

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

MENCIÓN ESTRUCTURAS

PAÚL XAVIER TORRES JARAMILLO

[email protected]

ANDRÉS STALIN MATANGO ANGAMARCA

[email protected]

DIRECTOR: ING. MSc EDGAR DAVID MORA MARTÍNEZ

[email protected]

Quito, Octubre 2017

DECLARACIÓN

Nosotros, Paúl Xavier Torres Jaramillo y Andrés Stalin Matango Angamarca,

declaramos que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido

previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y que

hemos consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este

documento.

La Escuela Politécnica Nacional, puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normativa Institucional vigente.

______________________ ______________________

PAÚL XAVIER ANDRÉS STALIN

TORRES JARAMILLO MATANGO ANGAMARCA

II

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Paúl Xavier Torres Jaramillo

y Andrés Stalin Matango Angamarca, bajo mi supervisión.

_____________________________

M.Sc. Ing. EDGAR DAVID MORA MARTÍNEZ

DIRECTOR DE PROYECTO

III

AGRADECIMIENTO

A Dios y a la virgen de Guadalupe por darme salud y perseverancia para culminar

este trabajo con éxito.

A mis padres y hermanos ya que con su ejemplo y enseñanzas he podido mejorar

cada día y sin su apoyo este trabajo no sería posible.

A Andrés por el trabajo en equipo, al Ing. David Mora por el tiempo dedicado a la

revisión de este trabajo y por compartir con nosotros sus conocimientos.

A todos los que mediante un correo o un comentario respondieron mis

inquietudes. A los profesores de la facultad de Ingeniería Civil que a lo largo de la

carrera me han hecho mejorar.

Paul Xavier Torres Jaramillo

IV

AGRADECIMIENTO

A Dios por darme la vida por darme la vida y la salud.

A mis padres, Espirideón y Gloria por su apoyo incondicional y por haberme

inculcado valores de honradez, respeto y responsabilidad.

A mi hijo Dieguito y a mi esposa Johanna por ser mi inspiración para seguir

adelante día a día.

A nuestro director de tesis Ing. M.Sc. David Mora por orientarnos durante este

proceso.

A todos los que me han ayudado a lo largo de mi carrera.

Andrés Stalin Matango Angamarca

V

DEDICATORIA

A mis padres, Lorgio y Georgina, por su ejemplo, amor y paciencia

.

A mis hermanos, Santiago y Katherine, por mostrarme el camino a seguir.

A mis sobrinos, Thomas, Martin y Emma.

Paul Xavier Torres Jaramillo

VI

DEDICATORIA

Este y todos los logros van dedicados para mi hijo Dieguito y para mis padres por

el inmenso amor que me han dado.

Para mis esposa Johanna y para mis hermanas y hermanos por siempre darme

su apoyo.

Andrés Stalin Matango Angamarca

VII

CONTENIDO

DECLARACIÓN ....................................................................................................... I

CERTIFICACIÓN .................................................................................................... II

AGRADECIMIENTO ............................................................................................... III

AGRADECIMIENTO ............................................................................................... IV

DEDICATORIA ........................................................................................................ V

DEDICATORIA ....................................................................................................... VI

CONTENIDO ......................................................................................................... VII

INDICE DE FIGURAS ......................................................................................... XIV

INDICE DE TABLAS ............................................................................................ XX

RESUMEN ............................................................................................................... I

ABSTRACT ............................................................................................................. II

CAPÍTULO 1 ........................................................................................................... 1

1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 1

1.1 OBJETIVOS .............................................................................................. 1

1.1.1 OBJETIVO GENERAL ......................................................................... 1

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................... 1

1.2 JUSTIFICACIÓN ....................................................................................... 2

1.3 ALCANCE ................................................................................................. 3

CAPÍTULO 2 ........................................................................................................... 4

2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ...................................................................... 4

2.1 ANÁLISIS NO LINEAL .............................................................................. 4

2.2 DISEÑO BASADO EN FUERZAS ............................................................. 4

VIII

2.3 DISEÑO BASADO EN DESEMPEÑO ....................................................... 6

2.3.1 NIVELES DE DESEMPEÑO DE LOS COMPONENTES

ESTRUCTURALES .......................................................................................... 8

2.3.2 NIVELES DE DESEMPEÑO DE LOS COMPONENTES NO

ESTRUCTURALES ........................................................................................ 14

2.3.3 NIVELES DE DESEMPEÑO DE UNA EDIFICACIÓN ....................... 16

2.4 GENERALIDADES SOBRE ANÁLISIS PUSHOVER .............................. 17

2.4.1 REQUESITOS PARA REALIZAR LA TÉCNICA DE PUSHOVER ..... 18

2.4.2 OBJETIVOS DE LA TÉCNICA DE PUSHOVER................................ 18

2.4.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TÉCNICA PUSHOVER ......... 19

2.4.3.1 VENTAJAS .................................................................................. 19

2.4.3.2 DESVENTAJAS .......................................................................... 19

2.4.4 CAPACIDAD ...................................................................................... 19

2.4.5 DEMANDA ......................................................................................... 20

2.4.6 DESEMPEÑO .................................................................................... 21

2.4.7 PUNTO DE DESEMPEÑO ................................................................ 23

2.4.7.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE LINEALIZACIÓN

EQUIVALENTE .......................................................................................... 23

CAPÍTULO 3 ......................................................................................................... 30

3 ESTRUCTURA ORIGINAL ............................................................................. 30

3.1 MATERIALES ......................................................................................... 31

3.2 DEFINICIÓN DE ELEMENTOS .............................................................. 32

3.3 DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS .................................................... 34

3.3.1 CARGA MUERTA .............................................................................. 34

3.3.2 SOBRECARGA MUERTA ................................................................. 34

3.3.3 CARGA VIVA ..................................................................................... 36

IX

3.4 ESPECTRO DE RESPUESTA SEGÚN NEC-15 .................................... 37

3.4.1 ESPECTRO DE DISEÑO .................................................................. 39

3.5 DISTRIBUCION DE FUERZAS LATERALES ......................................... 40

3.5.1 MÉTODO ESTÁTICO (NEC) ............................................................. 40

3.5.2 MÉTODO DINÁMICO ........................................................................ 40

3.5.2.1 ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL ESPACIAL .............................. 40

3.5.2.2 MATRIZ DE RIGIDEZ EN COORDENADAS DE PISO ............... 41

3.5.2.3 MATRIZ DE MASAS ................................................................... 43

3.5.2.4 MODOS DE VIBRACIÓN ............................................................ 48

3.6 COMPARACIÓN DE FUERZAS POR NIVEL ......................................... 50

3.7 ANÁLISIS PUSHOVER DE LA ESTRUCTURA ORIGINAL .................... 52

3.7.1 PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACIÓN DEL ANÁLISIS POR

PUSHOVER EN SAP2000 ............................................................................. 54

3.7.2 ANÁLISIS PUSHOVER, 1ER MODO DE VIBRACIÓN (SENTIDO

X)………… ……………………………………………...…………………………..55

3.7.2.1 CURVA DE CAPACIDAD ............................................................ 55

3.7.2.2 PUNTO DE DESEMPEÑO DE LA ESTRUCTURA ORIGINAL .... ..

.. .................................................................................................... 56

3.7.3 ANÁLISIS POR PUSHOVER, 2DO MODO DE VIBRACIÓN

(SENTIDO Y) ................................................................................................. 56


3.7.3.2 PUNTO DE DESEMPEÑO .......................................................... 57

CAPITULO 4 ......................................................................................................... 60

4 REFORZAMIENTO CON MUROS DE CORTE ............................................. 60

4.1 UBICACIÓN DE LOS MUROS DE CORTE ............................................ 60

4.2 ESPECTRO DE RESPUESTA SEGÚN NEC-15 .................................... 61

X

4.2.1 ESPECTRO DE DISEÑO .................................................................. 62

4.3 DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS LATERALES ......................................... 63

4.3.1 MÉTODO ESTÁTICO (NEC) ............................................................. 63

4.3.2 MÉTODO DINÁMICO ........................................................................ 64

4.3.2.1 MATRIZ DE RIGIDEZ EN COORDENADAS DE PISO ............... 64

4.3.2.2 MATRIZ DE MASA ...................................................................... 68

4.3.3 COMPARACIÓN DE FUERZAS POR NIVEL .................................... 73

4.4 ANÁLISIS POR PUSHOVER EN ESTRUCTURA CON MUROS............ 75

4.4.1 ANÁLISIS POR PUSHOVER, 1ER MODO DE VIBRACIÓN

(SENTIDO Y)…….. ........................................................................................ 76

4.4.1.1 PROCEDIMIENTO ...................................................................... 76




(SENTIDO X) ................................................................................................. 81

4.4.2.1 PROCEDIMIENTO ...................................................................... 81



4.5 ESTUDIO ECONÓMICO DEL REFORZAMIENTO CON MUROS DE

CORTE .............................................................................................................. 84

4.5.1 RUBROS ........................................................................................... 84

4.5.2 VOLÚMENES DE OBRA ................................................................... 84

4.5.3 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ............................................... 85

4.5.4 COSTOS INDIRECTOS .................................................................... 86

4.5.5 PRESUPUESTO FINAL .................................................................... 87

CAPITULO 5 ......................................................................................................... 88

XI

5 REFORZAMIENTO CON DISIPADORES DE ENERGÍA TIPO SHEAR LINK

BOZO (SLB) .......................................................................................................... 88

5.1 IMPORTANCIA DE UTILIZAR DISIPADORES DE ENERGÍA ................ 88

5.1.1 DISIPADORES METÁLICOS............................................................. 89

5.1.1.1 DISIPADORES TIPO SHEAR-LINK ............................................ 91

5.2 UBICACIÓN DE LOS DISIPADORES SLB EN LA EDIFICACIÓN ......... 94

5.3 SELECCIÓN DE LOS DISIPADORES SHEAR LINK BOZO SLB ........... 97

5.3.1 ESPECTRO DE RESPUESTA SEGÚN NEC-15 (MÉTODO

ESTÁTICO) .................................................................................................... 97

5.3.1.1 ESPECTRO DE DISEÑO ............................................................ 98

5.3.2 PROCEDIMIENTO PARA LA SELECCIÓN DE LOS DISIPADORES

SHEAR LINK BOZO (SLB) ............................................................................. 99

5.4 MODELACIÓN DE LOS DISIPADORES SHEAR LINK BOZO EN

SAP2000.......................................................................................................... 102

5.5 DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS LATERALES ....................................... 104

5.5.1 MÉTODO ESTÁTICO NEC ............................................................. 104

5.5.2 MÉTODO DINÁMICO ...................................................................... 106

5.5.2.1 MATRIZ DE RIGIDEZ EN COORDENADAS DE PISO ............. 106

5.5.2.2 MATRIZ DE MASA .................................................................... 108

5.5.3 COMPARACIÓN DE FUERZAS POR NIVEL .................................. 110

5.6 ANÁLISIS POR PUSHOVER DE LA ESTRUCTURA CON

DISIPADORES… ............................................................................................. 111

5.6.1 ANÁLISIS POR PUSHOVER, 1ER MODO DE VIBRACIÓN

(SENTIDO Y)………. .................................................................................... 113

5.6.1.1 PROCEDIMIENTO .................................................................... 113

5.6.1.2 CURVA DE CAPACIDAD .......................................................... 113

XII

5.6.1.3 PUNTO DE DESEMPEÑO ........................................................ 114


(SENTIDO X) ............................................................................................... 116

5.6.2.1 PROCEDIMIENTO .................................................................... 116

5.6.2.2 CURVA DE CAPACIDAD .......................................................... 116

5.6.2.3 PUNTO DE DESEMPEÑO ........................................................ 117

5.6.3 VERIFICACIÓN DEL DESPLAZAMIENTO DE LOS DISIPADORES

EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO. .............................................................. 119

5.6.4 VERIFICACIÓN DE LA FUERZA DE CORTE EN LOS

DISIPADORES, EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO ..................................... 120

5.6.5 DIAGONALES COMPONENTES DEL CONTRAVIENTO

CHEVRON…. ............................................................................................... 122

5.7 PLACAS GUSSET ................................................................................ 125

5.7.1 RESISTENCIA A TENSIÓN ............................................................ 126

5.7.2 RESISTENCIA A CORTANTE VERTICAL ...................................... 126

5.7.3 RESISTENCIA POR BLOQUE DE CORTANTE.............................. 127

5.7.4 RESISTENCIA A COMPRESIÓN .................................................... 127

5.7.5 SOLDADURA .................................................................................. 129

5.8 ESTUDIO ECONÓMICO DEL REFORZAMIENTO CON DISIPADORES

DE ENEGÍA SHEAR LINK ............................................................................... 133

5.8.1 RUBROS ......................................................................................... 133

5.8.2 VOLÚMENES DE OBRA ................................................................. 133

5.8.3 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ............................................. 133

5.8.4 PRESUPUESTO FINAL .................................................................. 134

6 COMPARACIÓN DE RESULTADOS ........................................................... 135

6.1 COMPARACIÓN DE CURVAS DE CAPACIDAD ................................. 135

XIII

6.2 COMPARACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS Y DERIVAS INELASTICAS

(SENTIDO X, Y) ............................................................................................... 136

6.3 INFLUENCIA DE LA DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS LATERALES EN EL

PUNTO DE DESEMPEÑO .............................................................................. 140

6.3.1 INFLUENCIA DE LA DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS LATERALES EN

EL ESTADO DE RÓTULAS EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO,

ESTRUCTURA REFORZADA CON MUROS .............................................. 140

6.3.2 INFLUENCIA DE LA DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS LATERALES EN

EL PUNTO DE DESEMPEÑO, ESTRUCTURA REFORZADA CON

DISIPADORES ............................................................................................. 142

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................... 144

7.1 CONCLUSIONES ................................................................................. 144

7.2 RECOMENDACIONES ......................................................................... 146

8 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 147

9 ANEXOS .......................................................................................................... 1

XIV

INDICE DE FIGURAS

FIGURA 2.1 CURVA DE CAPACIDAD Y LOS DISTINTOS NIVELES DE

DESEMPEÑO ......................................................................................................... 7

FIGURA 2.2 ESQUEMA DEL MÉTODO DEL PUSHOVER .................................. 18

FIGURA 2.3 MODELO DE CURVA DE CAPACIDAD DE UNA ESTRUCTURA .......

.............................................................................................................................. 20

FIGURA 2.4 ESPECTRO DE DISEÑO DE LA NORMA NEC15 ........................... 21

FIGURA 2.5 PROCESO PARA DETERMINAR EL PUNTO DE DESEMPEÑO DE

UNA ESTRUCTURA. ............................................................................................ 22

FIGURA 2.6 CURVA TÍPICA DE CAPACIDAD ..................................................... 24

FIGURA 2.7 ESPECTRO DE RESPUESTA EN FORMATO TRADICIONAL Y

ADRS .................................................................................................................... 25

FIGURA 2.8 APROXIMACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS IGUALES .................... 26

FIGURA 2.9 REPRESENTACIÓN BILINEAL DEL ESPECTRO DE CAPACIDAD

……. ...................................................................................................................... 27

FIGURA 2.10 LUGAR GEOMETRICO DE POSIBLE PUNTOS DE DESEMPEÑO

USANDO MADRS ................................................................................................. 29

FIGURA 3.1 GEOMETRÍA GENERAL EN PLANTA ............................................. 30

FIGURA 3.2 GEOMETRÍA GENERAL EN ELEVACIÓN ....................................... 31

FIGURA 3.3 MODIFICACIÓN DE LA RIGIDEZ A FLEXIÓN DE COLUMNAS Y

VIGAS EN EL PROGRAMA SAP2000 .................................................................. 33

FIGURA 3.4 CARGA VIVA ASIGNADA EN EL NIVEL N+10.2 ............................. 37

XV

FIGURA 3.5 ESPECTRO ELÁSTICO E INELÁSTICO PARA EL SISMO DE

DISEÑO …………………………………………………………… ............................. 40

FIGURA 3.6 GRADOS DE LIBERTAD POR PLANTA .......................................... 41

FIGURA 3.7 NUMERACIÓN DE NUDOS Y ELEMENTOS DEL PÓRTICO 7. ...... 43

FIGURA 3.8 CENTRO DE MASA EN EL N + 3.4 .................................................. 45


FIGURA 3.10 CENTRO DE MASA EN EL N + 10.2 .............................................. 46

FIGURA 3.11 CENTRO DE MASA EN EL N + 13.6 .............................................. 47

FIGURA 3.12 COMPARACIÓN FUERZAS POR NIVEL (SENTIDO X E Y) .......... 51

FIGURA 3.13 PRIMER Y SEGUNDO MODO DE VIBRACIÓN DE LA

ESTRUCTURA SIN REFORZAMIENTO ............................................................... 53

FIGURA 3.14 CURVA DE CAPACIDAD SENTIDO X ........................................... 55

FIGURA 3.15 GRAFICO EN FORMATO ADRS (CURVA DE CAPACIDAD EN

VERDE Y CURVA DE DEMANDA EN ROJO) (PUSHOVER SENTIDO X)……….56

FIGURA 3.16 CURVA DE CAPACIDAD DE LA ESTRUCTURA SIN

REFORZAMIENTO, PUSHOVER EN SENTIDO Y ............................................... 57

FIGURA 3.17 CURVA DE CAPACIDAD Y CURVA DE DEMANDA ...................... 58

FIGURA 4.1 UBICACIÓN DE LOS MUROS DE CORTE EN PLANTA ................. 61

FIGURA 4.2 ESPECTRO ELÁSTICO E INELÁSTICO PARA EL SISMO DE

DISEÑO................................................................................................................. 63

FIGURA 4.3 COORDENADAS LOCALES PARA EL ELEMENTO VIGA .............. 66

FIGURA 4.4 COORDENADAS LOCALES PARA EL ELEMENTO COLUMNA ....... ..

.............................................................................................................................. 66

XVI

FIGURA 4.5 NUMERACIÓN DE NUDOS, ELEMENTOS y GRADOS DE

LIBERTAD DEL PÓRTICO 7. ................................................................................ 67


FIGURA 4.7 CENTRO DE MASA EN EL N +6.8 ................................................... 70

FIGURA 4.8 CENTRO DE MASA EN EL N +10.2 ................................................. 70

FIGURA 4.9 CENTRO DE MASA EN EL N +13.6 ................................................. 71

FIGURA 4.10 COMPARACIÓN FUERZAS POR NIVEL EN ESTRUCTURA CON

MUROS (SENTIDO X E Y) .................................................................................... 74


ESTRUCTURA CON MUROS ............................................................................... 75

FIGURA 4.12 ARMADO DE UN ELEMENTO SHELL, COMPONENTE DEL MURO

UBICADO SOBRE EL EJE 7 ................................................................................. 77

FIGURA 4.13 CURVA DE CAPACIDAD DE LA ESTRUCTURA, PUSHOVER EN

SENTIDO Y ........................................................................................................... 78

FIGURA 4.14 PUNTO DE DESEMPEÑO DE LA ESTRUCTURA CON MUROS

(PUSHOVER SENTIDO Y).................................................................................... 79

FIGURA 4.15 ESTADO DE RÓTULAS EN LA ESTRUCTURA REFORZADA CON

MUROS, EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO. ........................................................ 80


SENTIDO X ........................................................................................................... 81

FIGURA 4.17 PUNTO DE DESEMPEÑO DE LA ESTRUCTURA CON MUROS

(PUSHOVER SENTIDO X).................................................................................... 82

FIGURA 4.18 ESTADO DE RÓTULAS EN LA ESTRUCTURA REFORZADA CON

MUROS, EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO. ........................................................ 83

XVII

FIGURA 5.1 IDEALIZACIÓN DE LA RELACIÓN CARGA DESPLAZAMIENTO EN

UN AMORTIGUADOR METÁLICO ....................................................................... 90

FIGURA 5.2 DIMENSIONES DE UN DISIPADOR SL30_2 Y ENSAYO DE UN

MODELO EXPERIMENTAL. ................................................................................. 91

FIGURA 5.3 DISIPADOR DE ENERGÍA SHEAR LINK BOZO (SLB) SOBRE

CONTRAVIENTO CHEVRÓN ............................................................................... 94

FIGURA 5.4 IDENTIFICACIÓN EN PLANTA DE LOS PÓRTICOS EN LOS QUE

SE HA COLOCADO DISIPADORES SHEAR LINK BOZO (SLB) ......................... 95

FIGURA 5.5 UBICACIÓN DEL CONJUNTO DISIPADOR – CONTRAVIENTO

CHEVRON EN LOS DISTINTOS PÓRTICOS ....................................................... 95

FIGURA 5.6 ESPECTRO DE DISEÑO PARA LA ESTRUCTURA REFORZADA

CON DISIPADORES SLB ..................................................................................... 99

FIGURA 5.7 DEFINICIÓN DE DISIPADOR SLB COMO ELEMENTO FRAME .........

............................................................................................................................ 100

FIGURA 5.8 DETALLE MODELACIÓN DEL DISIPADOR SLB ........................... 100

FIGURA 5.9 CORTE 3-3 DEBIDO AL ESPECTRO INELÁSTICO [KN] .............. 101

FIGURA 5.10 COMBINACIÓN DE RESORTES EN SERIE ................................ 104

FIGURA 5.11 RESORTE INCLINADO ................................................................ 105

FIGURA 5.12 NUMERACIÓN DE NUDOS, ELEMENTOS y GRADOS DE

LIBERTAD DEL PÓRTICO 7. .............................................................................. 107

FIGURA 5.13 DIEZ PRIMEROS PERIODOS Y MODOS DE VIBRACIÓN ......... 109

FIGURA 5.14 COMPARACIÓN DE DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS POR NIVEL

EN ESTRUCTURA CON DISIPADORES DE ENERGÍA (SENTIDO X E Y) ....... 110

XVIII


ESTRUCTURA CON DISIPADORES ................................................................. 112


SENTIDO Y ......................................................................................................... 113

FIGURA 5.17 PUNTO DE DESEMPEÑO DE LA ESTRUCTURA CON

DISIPADORES (PUSHOVER SENTIDO Y) ........................................................ 114

FIGURA 5.18 ESTADO DE RÓTULAS, EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO, EN LA

ESTRUCTURA REFORZADA CON DISIPADORES (PUSHOVER SENTIDO Y). ....

............................................................................................................................ 115


SENTIDO X ......................................................................................................... 116

FIGURA 5.20 PUNTO DE DESEMPEÑO DE LA ESTRUCTURA CON

DISIPADORES (PUSHOVER SENTIDO X) ........................................................ 117

FIGURA 5.21 ESTADO DE RÓTULAS, EN LA ESTRUCTURA REFORZADA CON

DISIPADORES, EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO (PUSHOVER SENTIDO

X)……...…………………………………………………………………………………118

FIGURA 5.22 DETALLE DISIPADOR SHEAR LINK Y CONTRAVIENTO

CHEVRÓN .......................................................................................................... 125

FIGURA 5.23 DETALLE PLACA GUSSET INFERIOR ....................................... 125

FIGURA 5.24 DETALLE PLACA GUSSET SUPERIOR ...................................... 126

FIGURA 5.25 TIPOS DE PÓRTICOS PARA INSTALACIÓN DE DISIPADORES .....

............................................................................................................................ 130

FIGURA 6.1 COMPARACIÓN DE CURVAS DE CAPACIDAD (PUSHOVER

SENTIDO X E Y) ................................................................................................. 135

XIX

FIGURA 6.2 DESPLAZAMIENTOS PRESENTES EN EL PUNTO DE

DESEMPEÑO (SENTIDO X E Y) ........................................................................ 137

FIGURA 6.3 COMPARACIÓN DE DERIVAS INELÁSTICAS (SENTIDO X E Y)

…………………………………………………………………………………………...138

FIGURA 6.4 INFLUENCIA DE LA DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS LATERALES

EN EL ESTADO DE RÓTULAS EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO,

ESTRUCTURA REFORZADA CON MUROS, PUSHOVER SENTIDO Y (1ER

MODO). ............................................................................................................... 140



ESTRUCTURA REFORZADA CON MUROS, PUSHOVER SENTIDO X (2DO

MODO). ............................................................................................................... 141



ESTRUCTURA REFORZADA CON DISIPADORES, PUSHOVER SENTIDO Y

(1ER MODO)………………………………………………………………… . ………..142



ESTRUCTURA REFORZADA CON DISIPADORES, PUSHOVER SENTIDO X

(2DO MODO)……….. ... ………………………………………………………………..143

XX

INDICE DE TABLAS

TABLA 2.1 OBJETIVOS DEL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO BASADO EN

FUERZAS............................................................................................................... 5

TABLA 2.2 NIVELES DE RENDIMIENTO ESTRUCTURAL PARA UN SISMO DE

UN PERIODO DE RETORNO DE 475 AÑOS– ELEMENTOS VERTICALES........ 9


UN PERIODO DE RETORNO DE 475 AÑOS – ELEMENTOS HORIZONTALES

............................................................................................................................ .13

TABLA 2.4 NIVELES DE RENDIMIENTO NO ESTRUCTURAL PARA UN SISMO

DE UN PERIODO DE RETORNO DE 475 AÑOS – ELEMENTOS

ARQUITECTÓNICOS .......................................................................................... 15

TABLA 2.5 COMBINACIONES DE NIVELES DE DESEMPEÑO ESTRUCTURAL

Y NO ESTRUCTURAL ......................................................................................... 17

TABLA 3.1 FACTORES PARA TRASFORMAR LOS LÍMITES INFERIORES DE

LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES A RESISTENCIAS ESPERADAS. ..

............................................................................................................................. 32

TABLA 3.2 SOBRECARGA MUERTA EN LOSA DE ENTREPISO Y CUBIERTA 34

TABLA 3.3 SOBRECARGAS MÍNIMAS UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS ..... 36

TABLA 3.4 PARÁMETROS PARA LA OBTENCIÓN DEL ESPECTRO DE

RESPUESTA ........................................................................................................ 38

TABLA 3.5 CÁLCULO DE LA MASA POR CADA NIVEL ..................................... 44

TABLA 3.6 UBICACIÓN DEL CENTRO DE MASA PARA LOS DISTINTOS

NIVELES DE LA ESTRUCTURA ORIGINAL ....................................................... 45

XXI

TABLA 3.7 CÁLCULO DEL MOMENTO DE INERCIA DE LA MASA N+3.4 ........ 45

TABLA 3.8 CÁLCULO DEL MOMENTO DE INERCIA DE LA MASA N+ 6.8 ....... 46

TABLA 3.9 CÁLCULO DEL MOMENTO DE INERCIA DE LA MASA N+ 10.2 ..... 47

TABLA 3.10 CÁLCULO DEL MOMENTO DE INERCIA DE LA MASA N+ 13.6 .......

............................................................................................................................. 47

TABLA 3.11 DIEZ PRIMEROS PERIODOS Y MODOS DE VIBRACIÓN ............ 49

TABLA 3.12 PERIODOS Y PARTICIPACIÓN DE MASA MODAL EFECTIVA DE

LA ESTRUCTURA ORIGINAL ............................................................................. 50

TABLA 3.13 COMPARACIÓN FUERZAS POR NIVEL (SENTIDO X E Y) ........... 50

TABLA 3.14 COMPARACIÓN DE PERIODOS .................................................... 53


RESPUESTA ........................................................................................................ 61

TABLA 4.2 RIGIDEZ EN CADA NIVEL DE LA ESTRUCTURA REFORZADA CON

MUROS ................................................................................................................ 64

TABLA 4.3 CÁLCULO DE LA MASA POR CADA NIVEL ..................................... 68

TABLA 4.4 UBICACIÓN DEL CENTRO DE MASA PARA LOS DISTINTOS

NIVELES DE LA ESTRUCTURA REFORZADA CON MUROS ........................... 69





TABLA 4.9 DIEZ PRIMEROS PERIODOS Y MODOS DE VIBRACIÓN .............. 72

XXII

TABLA 4.10 PERIODOS Y PARTICIPACIÓN DE LA MASA MODAL EFECTIVA

EN LA ESTRUCTURA REFORZADA CON MUROS ........................................... 73



TABLA 4.13 NÚMERO DE RÓTULAS EN EL PTO DE DESEMPEÑO

(ESTRUCTURA REFORZADA CON MUROS – PUSHOVER SENTIDO Y) ........ 80


(ESTRUCTURA REFORZADA CON MUROS – PUSHOVER SENTIDO X) ........ 83

TABLA 4.15 VOLÚMENES DE OBRA ESTRUCTURA REFORZADA CON

MUROS DE CORTE ............................................................................................ 85

TABLA 4.16 PRESUPUESTO ALTERNATIVA REFORZAMIENTO CON MUROS

DE CORTE ........................................................................................................... 87

TABLA 5.1 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA

PASIVOS.............................................................................................................. 90

TABLA 5.2 DISIPADORES SHEAR LINK CON SUS CORRESPONDIENTES

PARÁMETROS DE DISEÑO ................................................................................ 93


RESPUESTA ........................................................................................................ 97

TABLA 5.4 FUERZAS DEBIDO AL ESPECTRO INELÁSTICO EN DISIPADORES

“FRAME” DE PÓRTICOS A Y 7. ........................................................................ 101

TABLA 5.5 RIGIDEZ EN CADA NIVEL DE LA ESTRUCTURA REFORZADA CON

DISIPADORES SLB ........................................................................................... 106

TABLA 5.6 PERIODOS Y PARTICIPACIÓN DE LA MASA MODAL EFECTIVA EN

LA ESTRUCTURA REFORZADA CON DISIPADORES DE ENERGÍA ............. 109


XXIII


TABLA 5.9 NÚMERO DE RÓTULAS EN EL PUNTO DE DESEMPEÑO

(ESTRUCTURA REFORZADA CON DISIPADORES – PUSHOVER SENTIDO Y)

........................................................................................................................... 115


(ESTRUCTURA REFORZADA CON DISIPADORES – PUSHOVER SENTIDO X)

........................................................................................................................... 118

TABLA 5.11 DESPLAZAMIENTO DE LOS DISIPADORES SLB MEDIDO EN EL

PUNTO DE DESEMPEÑO. ................................................................................ 119

TABLA 5.12 FUERZAS EN LOS DISIPADORES SLB MEDIDAS EN EL PUNTO

DE DESEMPEÑO. ............................................................................................. 121

TABLA 5.13 FUERZAS ACTUANTES EN LOS TUBOS ESTRUCTURALES, EN

EL PUNTO DE DESEMPEÑO Y AL PRESENTARSE LA PRIMERA RÓTULA EN

COLAPSO. ......................................................................................................... 123

TABLA 5.14 DATOS PARA E CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE LAS PLACAS

GUSSET 130

TABLA 5.15 DETALLE DE CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE LAS PLACAS

GUSSET............................................................................................................. 131

TABLA 5.16 CAPACIDAD DE LAS PLACAS GUSSET ...................................... 132

TABLA 5.17 VOLÚMENES DE OBRA ESTRUCTURA REFORZADA CON

DISIPADORES SLB ........................................................................................... 133

TABLA 5.18 PRESUPUESTO ALTERNATIVA REFORZAMIENTO CON

DISIPADORES SLB ........................................................................................... 134

TABLA 6.1 PORCENTAJE DE REDUCCIÓN DE DESPLAZAMIENTOS

RESPECTO DE LA ESTRUCTURA ORIGINAL (SENTIDO X E Y). .................. 137

XXIV

TABLA 6.2 PORCENTAJE DE DERIVAS INELÁSTICAS (SENTIDO X E Y) ...........

........................................................................................................................... 138

RESUMEN

En este proyecto se ha realizado una propuesta teórica para el reforzamiento de

una edificación afectada por el sismo del 16 de abril del 2016, mediante el uso de

disipadores de energía tipo Shear Link Bozzo. Esta propuesta ha sido comparada

con un reforzamiento en el que se ha usado muros de corte. Se ha realizado

análisis estático no lineales por el método del espectro de capacidad, tanto en la

estructura original como en la estructura reforzada con muros y disipadores de

energía con el fin de conocer sus curvas de capacidad y sus puntos de

desempeño. La comparación de las curvas de capacidad establece una clara

diferencia entre las estructuras reforzadas y la estructura original, permitiendo

conocer la magnitud en la que se ha logrado incrementar la resistencia de la

estructura. De la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC-15), y las

características del lugar de implantación de la edificación se ha determinado el

espectro de diseño el cual, junto con la curva de capacidad, han permitido

determinar los puntos de desempeño de las estructuras original y reforzadas.

Estos puntos representan el máximo desplazamiento al que la estructura estará

sometida si se presentase el sismo de diseño, razón por la cual se ha realizado

una comparación de la capacidad estructural y derivas en este punto. El análisis

Pushover ha permitido mostrar también la secuencia de formación de rótulas en

vigas y columnas conforme aumenta el corte basal, a partir de lo cual se ha

realizado una comparación del estado estructural en el punto de desempeño,

estableciéndose así un parámetro a partir del cual se ha establecido si los

reforzamientos resultan o no adecuados. El realizar un análisis por Pushover ha

requerido una distribución de fuerzas laterales, mismas que han sido calculadas

mediante los modos de vibración de la estructura a través de un código de Matlab

y mediante métodos simplificados expuestos por la NEC-15. Estas distribuciones

de fuerzas han sido utilizadas con el objetivo de conocer y comparar su influencia

en el punto de desempeño. Los resultados finales de este análisis han sido

comparados en términos de nivel de desempeño, derivas inelásticas y cortantes

que presentan cada modelo de la estructura.

II

ABSTRACT

This project presents a theoretical proposal for a structural retrofitting made with

Shear Link Bozzo energy dissipation devices applied on a building affected by the

earthquake occurred in April 16, 2016 located in Ecuador. This proposal has been

compared with a retrofitted alternative using shear walls. A nonlinear static

analysis Pushover has been conducted in the original structure as well as the

retrofitted ones with walls and energy dissipation devices, in order to obtain its

capacity curves and performance points. The comparison of the capacity curves

will establish a clear difference between retrofitted structures and the original one,

allowing to understand the magnitude increased in the resistance of the structure

for each retrofitting option. The Local Building Code NEC-15, and the

characteristics of the location of the building, guided the definition of the design

response spectrum. Altogether, the design response spectrum and the capacity

curve of the structures, have allowed to obtain the performance points of the

retrofitted structures and the original one. These points represent the maximum

displacement at which each structure will be subjected if there were a strong

earthquake; for this reason, there are comparisons for the structural capacity and

the inelastic drifts at that points. The Pushover analysis has allowed to show the

sequence of the occurrence of inelastic hinges on beams and columns, according

with the base shear increased. From the Pushover analyses we have developed a

comparison of the structural condition in the performance points, thus establishing

a parameter in order to let us know whether the retrofitting is appropriate or not.

Carrying out a pushover analysis requires a distribution of lateral forces, these

forces have been calculated using MATLAB algorithms and simplified methods like

the ones presented by the NEC-15, as well for retrofitted structures as the original

one. These two alternatives of distributions for the lateral forces have been used in

the objective to know and compare their influence on the performance point. The

final results of these analyses have been compared in function of performance

levels, inelastic drifts and total base shear, that are obtained in each structural

model.

1

CAPÍTULO 1

1 INTRODUCCIÓN

La región Latinoamericana al encontrase en una zona geográfica de confluencia

de las placas tectónicas de América del Sur, Nazca, y del Caribe, presenta gran

actividad sísmica y volcánica. A lo largo de la historia se han producido sismos de

gran magnitud en estas zonas y uno de los más recientes es el sismo de

Pedernales (2016), el cual dejó a su paso graves daños estructurales, pérdidas

económicas y pérdidas humanas. Estas pérdidas no se deben directamente al

evento sísmico sino a fallas en las estructuras las cuales son diseñadas para el

bienestar y seguridad de las personas y no cumplen con este propósito de diseño.

Debido a los daños que se han producido en las estructuras durante los sismos,

se ve la necesidad de utilizar nuevas técnicas de diseño para mejorar el

desempeño de las estructuras, dentro de estas tecnologías tenemos los

disipadores de energía. Pero el solo uso de disipadores de energía no es

suficiente, es también necesario realizar un análisis de las edificaciones más real

y para esto tenemos los análisis de estructuras no lineales. En el presente trabajo

utilizaremos el análisis estático no lineal por el método del espectro de capacidad

(Pushover).

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 OBJETIVO GENERAL

Reducir la vulnerabilidad sísmica del edificio de la Pontificia Universidad Católica

Del Ecuador Sede Bahía, mediante la implementación de disipadores de energía

tipo Shear-Link o el reforzamiento con muros de corte.

1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

· Exponer las ventajas y limitaciones del Diseño Basado en Fuerzas.

2

· Poner en evidencia la motivación y necesidad del Diseño Basado en

Desempeño.

· Dar a conocer los límites del análisis estático lineal.

· Determinar el punto de desempeño original de la estructura (previo al

evento sísmico).

· Determinar el punto de desempeño de la estructura una vez colocados los

disipadores tipo Shear-Link.

· Comparar eficiencia y costos del reforzamiento de un edificio con

disipadores de energía tipo Shear-Link respecto de uno con muros de

corte.

1.2 JUSTIFICACIÓN

Durante el sismo del 16 de abril del 2016, en el edificio de la PUCE, sede Bahía,

varias paredes colapsaron, otras se agrietaron sin posibilidad de reparación. Pero

la estructura no colapsó ni tampoco hubo fallecidos, cumpliendo sin duda el

objetivo del diseñador, de garantizar la seguridad de vidas.

El nivel de desempeño que presentó esta estructura, construida hace más de 20

años, parecería adecuado, pero los centros educativos son lugares que con

frecuencia se usan como alberges, y al igual que hospitales, estaciones de

bomberos, estaciones de policía, entre otros, deben presentar una funcionalidad

inmediata luego de un sismo.

En el presente trabajo se intenta lograr la meta antes mencionada, mediante la

disipación de la energía sísmica, que ingresa a la estructura durante un sismo,

utilizando mecanismos de amortiguamiento. Estos dispositivos, también llamados

amortiguadores mecánicos, buscan reducir la respuesta dinámica de la estructura

ante el sismo, activándose mediante el movimiento de la estructura, y debido a su

alta rigidez “atrae” la energía sísmica protegiendo así a la estructura. Posterior al

evento sísmico y a partir de una inspección se decidirá si los dispositivos deben

3

ser reemplazados. Idealmente si toda la energía es absorbida por los dispositivos

mecánicos, la estructura principal no presenta daños1.

1.3 ALCANCE

Se supondrá que la mampostería es un elemento puramente arquitectónico, es

decir que se negarán sus efectos de incrementar la rigidez de la estructura y

aumentar la resistencia inicial del sistema resistente a cargas laterales, esto por la

suposición que el reforzamiento dará a la estructura principal una gran rigidez que

hará que los elementos no estructurales no trabajen, o que si las mamposterías

tendrán un rápido fallo que pueden provocar patologías como pisos blandos, al

ser este un edificio de baja altura no se tendrán momentos de segundo orden

influyentes. Si bien la modelación de la mampostería no se realizará, si se tomará

en cuenta su carga, como se detalla posteriormente.

Para el análisis de la estructura se usará el espectro de aceleraciones calculado

según la norma (NEC, 2015) mas no acelerogramas reales ya que no se tiene

registros de esta zona del sismo ocurrido en abril de 2016, es decir, se realizará

un análisis estático no lineal, mas no un análisis dinámico no lineal. Es conocido

que el procedimiento del análisis estático no lineal solo toma en cuenta el aporte

del primer modo de vibración, esta limitación se salvará mediante la utilización de

un código en Matlab, el cual tomará en cuenta el aporte de todos los modos de

vibración. En ningún caso se modelará o tomará en cuenta la interacción suelo-

estructura [ASCE 41-13].

1 Christopoulos C., Filitrault A., (2006), Principles of Passive Suplemental Damping and Seismic Isolation, Pavia – Italy, Primera Edicion.

4

CAPÍTULO 2

2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

La disipación de la energía que ingresa al sistema, mediante energía histerética

conlleva directamente a daño estructural, el cual se considerará aceptable

mientras la estructura no supere los niveles de desempeño a la que fue diseñada.

[ASCE 41-13, NEC-15].

2.1 ANÁLISIS NO LINEAL

El análisis no lineal de estructuras tiene un mayor grado de dificultad porque este

análisis toma en cuenta la variación de la rigidez de los elementos que conforman

la estructura (vigas, columnas, etc.) durante el proceso de deformación, es por

esto que es necesario un proceso iterativo que modifique la rigidez.

El análisis no lineal estático es una de las opciones para encontrar la respuesta

sísmica estructural y es la que se va a utilizar en el presente trabajo.

2.2 DISEÑO BASADO EN FUERZAS

Este enfoque determina la resistencia lateral que la estructura presenta al realizar

un análisis lineal con una supuesta ductilidad impuesta según códigos ante un

espectro de diseño de aceleraciones. Este proceso se resume en obtener las

fuerzas laterales de diseño de la estructura y dividirlas por el factor de reducción

de resistencia sísmica R, el cual toma en cuenta la sobre resistencia inherente, la

capacidad de ductilidad del sistema resistente a cargas laterales y el

amortiguamiento que la estructura desarrollará.

Los objetivos que se buscan al utilizar este procedimiento de diseño varían de

acuerdo al nivel de amenaza sísmica, así:

5

TABLA 2.1 OBJETIVOS DEL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO BASADO EN

FUERZAS

FUENTE: Christopoulos , 2016 ELABORADO POR: Paúl Torres y Andrés Matango

Donde la ductilidad deseada se logra a través de detallamiento adecuado

especificado en los códigos de diseño.

El procedimiento de diseño, a través del método basado en fuerzas, se lo realiza,

generalmente, usando el análisis lineal estático, donde se calcula el corte basal

que el sistema resistente de cargas laterales debe resistir. Este corte basal

elástico es dividido para el factor de reducción sísmica R, para tomar en cuenta

factores como la ductilidad de la estructura, la redundancia y el amortiguamiento

producido por el daño de elementos.

Entonces el diseño de los elementos se realiza mediante la combinación de las

fuerzas de diseño laterales, distribuidas en la altura de la edificación, y las cargas

de diseño muertas y vivas. Completándose el diseño con el cálculo de la deriva

inelástica, verificándose que en cada nivel no se supere el límite establecido en el

respectivo código local, en este caso la Norma Ecuatoriana de la Construcción

(NEC, 2015).

Sismo Objetivo

Frecuente Brindar una suficiente rigidez lateral para proteger a los elementos

estructurales como no estructurales.

Ocasional Daños importantes en la estructura principal.

Raro Una suficiente ductilidad de la estructura para tener en cuenta grandes

desplazamientos inelásticos pero sin el colapso del sistema de carga vertical.

6

2.3 DISEÑO BASADO EN DESEMPEÑO

Resulta natural el considerar que, de acuerdo a la importancia de la estructura y el

nivel de peligro sísmico, del lugar en el que se construirá, se debería seleccionar

un objetivo de diseño de un conjunto de niveles de desempeño estructural. Este

enfoque se denomina “Diseño Basado en Desempeño” (DBD), el cual provee las

herramientas para que el ingeniero diseñador se asegure que el nivel de

desempeño se logre para cada nivel de acción sísmica al que la estructura podría

estar sometida.

Al usar el Diseño Basado en Fuerzas, se busca un único nivel de desempeño, el

cual consiste en garantizar la seguridad de vida ante el sismo de diseño, objetivo

que se ha logrado ante varios sismos, pero no se ha considerado el costo de

reparación o rehabilitación, pérdida de equipos, horas que las industrias dejan de

producir, los cuales pueden ser muy elevados. Es por esto que se busca niveles

de desempeño que correspondan a diferentes estados límite de daño estructural y

no estructural tolerables. (FEMA 440 ,2005)

Si bien la filosofía del DBD es adecuada para el diseño de una estructura nueva,

también se la puede utilizar para evaluar estructuras existentes, diseñadas con

códigos deficientes, las cuales se espera muestren un comportamiento inelástico

severo, ante sismos severos, esto con el fin de tomar la mejor decisión en cuanto

a su rehabilitación o mejora.

En los códigos convencionales de diseño no se establece un nivel de desempeño

específico, pero si el diseño cumple con el código la estructura no colapsará ante

un sismo fuerte. (Guía Práctica NEC 2015,2016)

Los niveles de desempeño más comunes son:

· Ocupación inmediata (IO: Immediate Occupancy): daño insignificante o

sin ningún daño. Comportamiento estructural prácticamente lineal.

7

· Seguridad de vida (LS: Life Safety): daños ligeros, permite un

considerable Comportamiento inelástico.

· Prevención de colapso (CP: Collapse Prevention): la estructura sufre

graves daños, pero aún no alcanza el colapso, llega a los límites de

capacidad de ductilidad de sus elementos.

FIGURA 2.1 CURVA DE CAPACIDAD Y LOS DISTINTOS NIVELES DE

DESEMPEÑO

FUENTE: Avramidis ,2016

Para mostrar de un modo gráfico los niveles de desempeño se los han

representado en la Figura 2.1, para una construcción de hormigón armado con

paredes de ladrillo, mediante un gráfico de la curva de capacidad.

El desempeño de una edificación es una combinación del desempeño tanto de los

componentes estructurales como de los no estructurales. (FEMA 356, 2000)

8

2.3.1 NIVELES DE DESEMPEÑO DE LOS COMPONENTES

ESTRUCTURALES

En el FEMA 356 y ASCE 41-13 se establecen los distintos niveles de desempeño

de elementos estructurales y sus posibles estados de daño, para un sismo de un

periodo de retorno de 475 años.

· Ocupación inmediata (S-1): estado de daño de la estructura posterior al

terremoto que sigue siendo seguro para ocupar, conserva esencialmente la

fuerza de diseño previo al terremoto y la rigidez de la estructura y cumple

con los criterios de aceptación especificados para este nivel de desempeño

estructural.

· Control de Daño (S-2): punto intermedio entre ocupación inmediata y

seguridad de vida, proporciona una estructura fiable de prevenir el colapso

y presentar daños menores a una estructura diseñada para el nivel de

seguridad de vida.

· Seguridad de vida (S-3): estado de daño posterior al terremoto en el que

se ha producido un daño significativo a la estructura, pero aún queda cierto

margen de resistencia contra el colapso estructural parcial o total. Algunos

elementos estructurales no estructurales están gravemente dañados, pero

esto no ha dado lugar a grandes riesgos de caída de escombros, dentro o

fuera del edificio.

· Seguridad limitada (S-4): se establece como el punto intermedio entre la

seguridad de vida y prevención de colapso.

· Prevención de colapso (S-5): estado de daño posterior al terremoto que

incluye graves daños a componentes estructurales de tal manera que la

estructura continúa soportando cargas gravitacionales, pero no retiene

margen contra cargas sísmicas.

· No considerado (S-6): cuando una rehabilitación del edificio no se refiera

al desempeño.

9


UN PERIODO DE RETORNO DE 475 AÑOS– ELEMENTOS VERTICALES

Prevención de colapso

(S-5)

Seguridad de vida (S-3)

Ocupación inmediata

(S-1)E

lem

ento

s P

rimar

ios Agrietamiento y

formación de rótulas en elementos

ductiles. Fractura limitado y/o falla en

columnas no dúctiles Daño severo en

columnas cortas.

Daño extenso en vigas Pérdida de recubrimiento y

agrietamiento por corte en

columnas dúctiles.

Agrietamiento pequeño.

Fluencia limitada en algunos

lugares.

Ele

men

tos

Sec

unda

rios

Extenso desprendimiento en vigas y columnas.

Daño articular severo. Algunos reforzamientos

pandean.

Gran agrietamiento y formación de

rótulas en elementos dúctiles.

Agrietamiento limitado o fallo de

empalme en algunas

columnas no dúctiles. Daño

severo en columnas cortas.

Poco desprendimiento

en algunos lugares in columnas dúctiles y

vigas.agrietamiento frexural en

vigas y columnas.

Der

iva 4% transitoria o

permanente2% transitoria o 1% permanente

1% transitoria o despreciable permanente

Componentes

Niveles de rendimiento estructural

Niveles de rendimiento estructural y daños. Elementos verticales

Tipo

Mar

cos

de h

orm

igón

10

TABLA 2.2 CONTINUACIÓN

Ele

men

tos

Prim

ario

s Distorsión extensa de vigas y paneles de columnas. Algunas

fracturas en conexiones a

momento pero las conexiones a corte

permanecen intactas.

Formación de rótulas. Pandeo local de algunos elementos viga. Gran distorsión

de la articulación. Fractura en

conexiones de momento

aislada. Las conexiones a

corte permanecen

intactas.

Menor fluencia local en algunos lugares. Pandeo

menor o distorsión

observable de elementos.

Ele

men

tos

Sec

unda

rios

Lo mismo que para elementos primarios

Distorsión extensa de vigas

y paneles de columnas. Algunas

fracturas en conexiones a

momento pero las conexiones a

corte permanecen

intactas.

Lo mismo que para elementos

primarios

Der


permanente2.5% transitoria o 1% permanente

0.7% transitoria o despreciable

permanente

Ele

men

tos

Prim

ario

s y

secu

ndar

ios Gran fluencia y

pandeo de tirantes. Muchos tirantes y sus conexiones pueden fallar.

Algunos tirantes fluyen o pandean

pero no fallan totalmente.

Algunas conexiones

podrían fallar.

Poca fluencia o pandeo de tirantes.

Der


permanente

1.5% transitoria o 0.5%

permanente


permanente

Bas

tidor

es d

e ac

ero

Bas

tidor

es d

e ac

ero

refo

rzad

o

11


Ele

men

tos

Prim

ario

s

Agrietamiento mayor de flexión o corte. Agrietamiento y

pandeo de reforzamiento.

Deslizamiento de juntas. Grave daño en elementos de

borde.

Algunos elementos de

borde se agotan, incluso hay

pandeo limitado de

reforzamiento. Algunas juntas se deslizan.

Daño en aberturas.

Fisuras de corte y flexión en vigas

de acople. El hormigón

generalmente permanece en

su lugar.

Pequeñas fisuras en

paredes y las vigas de acople experimentan agrietamiento.

Ele

men

tos

Sec

unda

rios

Paneles destrozados y prácticamente desintegrados

Agrietamiento mayor de flexión

o corte. Agrietamiento y

pandeo de reforzamiento.

Deslizamiento de juntas. Grave

daño en elementos de

borde.

Pequeñas fisuras en paredes.

Evidencia de deslizamiento en juntas de

construcción.

Der


permanente

1% transitoria o 0.5%

permanente


permanente

Par

edes

de

conc

reto

12


Ele

men

tos

Prim

ario

s

Agrietamiento extenso. Los

enlucidos pueden desprenderse.

Desplazamientos perceptibles en el plano y fuera de el.

Agrietamiento extenso.

Desplazamiento en el plano de la mampostería y menores fuera

del plano.

Agrietamiento en las esquinas. No

se observa desplazamientos

.

Ele

men

tos

Sec

unda

rios

Los paneles no portantes se desprenden.


primarios


primarios

Der


permanente


permanente


permanente

Ele

men

tos

Prim

ario

s

Aplastamiento, agrietamiento

extenso. Daño en aberturas y en las esquinas.algunas unidades caen.

Agrietamiento extenso

distribuido en toda la pared.

Algunos aplastamientos

aislados.

Pequeñas fisuras. No hay

desplazamientos fuera del plano.

Ele

men

tos

Sec

unda

rios

Los paneles no portantes se desprenden.

Aplastamiento, agrietamiento extenso. Daño

en aberturas y en las esquinas.

Algunas unidades caen.


primarios

Der

iva 1.5% transitoria o

permanente


permanente


permanente

Par

edes

de

mam

post

ería

no

ref

orza

daP

ared

es d

e m

ampo

ster

ía

refo

rzad

a

13


FUENTE: FEMA 356, 2000 ELABORADO POR: Paúl Torres y Andrés Matango


UN PERIODO DE RETORNO DE 475 AÑOS – ELEMENTOS HORIZONTALES

Ele

men

tos

Prim

ario

s Algunas conexiones fallan pero no

elementos desalojados.

Aplastamiento local y

desprendimiento de conexiones pero no un fallo

grave de las conexiones.

Menor trabajo en las conexiones y fisuras pequeñas

en las conexiones.

Ele

men

tos

Sec

unda

rios

Lo mismo que para elementos primarios

Algunas conexiones fallan

pero no elementos

desalojados.

Menor aplastamiento y desprendimiento en conexiones.

Cim

enta

ción

es

Gen

eral Asentamientos

principales e inclinación de la

edificación

Asentamiento total y diferencial

Asentamientos pequeños e inclinación

despreciable

NOTA.- Los estados de daño indicados en esta tabla se proporcionan para permitir una comprensión de la gravedad del daño que pueden ser sostenidos por varios

elementos estructurales cuando están presentes en estructuras que cumplen con las definiciones de los Niveles de Desempeño Estructural. Estos estados de daño

no están diseñados para ser usados en la evaluación de daños después del terremoto o para juzgar la seguridad o el nivel requerido de reparación de una

estructura después de un terremoto.

Con

exio

nes

pref

abric

adas

de

hor

mig

ón

Prevención de colapso (S-5)

Seguridad de vida (S-3)

Ocupación inmediata(S-1)

Plataforma de metal

Gran distorsión con pandeo de algunas unidades. Rótura de soldadura y uniones.

Algunas fallas localizadas de

conexiones soldadas de la

placa deck al marco y entre paneles.

Pandeo local de la placa metálica.

Conexiones entre la placa deck y el marco

intactas. Pequeñas distorsiones.

Niveles de rendimiento estructural y daños. Elementos horizontales

ComponentesNiveles de rendimiento estructural

14



2.3.2 NIVELES DE DESEMPEÑO DE LOS COMPONENTES NO

ESTRUCTURALES

Se establecen los distintos niveles de desempeño de elementos no estructurales y

sus posibles estados de daño para un sismo de un periodo de retorno de 475

años. Se definen cuatro estados de daño: operacional, ocupación inmediata,

seguridad de vida y amenaza reducida.

· Operacional (N-A): se define como el estado de daño posterior al

terremoto en el que los componentes no estructurales son capaces de

Diafragmas de concreto

Aplastamiento extensivo y desplazamiento

observable a través de muchas grietas.


Aplastamieto local y desprendimiento

pequeñas fisuras distribuidas

Diafragmas de madera

Distorsión permanente con retirada parcial de clavos y separación de

elementos.

Algunas conexiones se separan. Pérdida

de recubrimiento. Aflojamiento o retirada de los sujetadores.

Fraccionamiento de entramado y

recubrimiento.

No se observa aflojamiento o retirada de los sujetadores. No hay fraccionamiento de

entramado y recubrimiento.

Diafragmas prefabricados

Conexiones entre unidades fallan. Las

unidades cambian entre sí. Aplastamiento y desprendimiento en

juntas.


Aplastamieto y desprendimiento

Algunas pequeñas grietas a lo largo de las

juntas.

NOTA.- Los estados de daño indicados en esta tabla se proporcionan para permitir una comprensión de la gravedad del daño que pueden ser sostenidos por varios elementos estructurales cuando están presentes en estructuras que cumplen con las definiciones de los Niveles de Desempeño Estructural. Estos estados de daño no están diseñados

para ser usados en la evaluación de daños después del terremoto o para juzgar la seguridad o el nivel requerido de reparación de una estructura después de un

terremoto.

15

seguir cumpliendo las funciones que proporcionaron a la edificación antes

del terremoto.

· Ocupación inmediata (N-B): se establece como el estado de daño

posterior al terremoto que incluye daño a componentes no estructurales,

pero los sistemas de acceso y seguridad de vida, incluyendo puertas,

escaleras, ascensores, iluminación de emergencia, generalmente

permanecen operables, siempre y cuando se disponga de energía.

· Seguridad de vida (N-C): Se define como el estado de daño post-

terremoto que incluye el daño a componentes no estructurales, pero el

daño no representa peligro para los ocupantes.

· Amenaza reducida (N-D): representa un estado de daño posterior al

terremoto en el que se ha producido un daño extenso en componentes no

estructurales, pero los elementos grandes o pesados que representan un

alto riesgo de peligro de caída para un gran número de personas como

techos de yeso pesado, o bastidores de almacenamiento, no caen.

TABLA 2.4 NIVELES DE RENDIMIENTO NO ESTRUCTURAL PARA UN SISMO

DE UN PERIODO DE RETORNO DE 475 AÑOS – ELEMENTOS

ARQUITECTÓNICOS

Seguridad de vida(N-C)

Ocupación inmediata (N-B)

Operacional (N-A)

Revestimiento

Distorsión severa en conexiones,

agrietamiento y desprendimiento

de componentes de revestimiento. Los paneles aéreos no

caen.

Las conexiones producen pequeñas

grietas o flexiones en el revestimiento.

Las conexiones producen daños

insignificantes en el revestimiento.

Acristalamiento

Gran cantidad de cristales agrietados y

algunos rotos totalmente.

Algunos paneles agrietados y ninguno

roto.

No hay paneles rotos ni agrietados.

Niveles de rendimiento no estructural y daños. Componentes Arquitectónicos

ComponentesNiveles de rendimiento no estructural

16



2.3.3 NIVELES DE DESEMPEÑO DE UNA EDIFICACIÓN

Los distintos niveles de desempeño de una estructura se los obtiene de la

combinación del nivel de desempeño de elementos estructurales y no

estructurales. (FEMA 356, 2000)

Un Nivel de Desempeño se designará alfanuméricamente, con un número que

represente el Nivel de Desempeño Estructural y una letra que represente el Nivel

de Desempeño No Estructural, por ejemplo: 1-A, 2-B, 4-D, etc.

Escaleras y chimeneas

Algunos estanques y losas

agrietadas. Usable.Pequeños daños.

Daños insignificantes.

Paredes

Daño distribuido, agrietamiento

severo en algunas partes.

Agrietamiento pequeño en las aberturas. Triturado menor y

agrietamiento en las esquinas.

agrietamiento muy pequeño

Techos

Daño extenso, los azulejos del techo se

desprendieron y cayeron, agrietamiento moderado en techos

duros.

Daño menor, algunas tejas de los techos cayeron, pequeño agrietamiento en

techos duros.

Daño insignificante sin impacto en la

reocupación o funcionalidad.

PuertasDaño distribuido, algunas puertas

atascadas y atoradas.

Daño menor, puertas totalmente operables.

Daño insignificante, puertas totalmente

operables.Toldos y

marquezinasDaño moderado Daño menor Daño insignificante

NOTA.- Los estados de daño indicados en esta tabla se proporcionan para permitir una comprensión de la gravedad del daño que pueden producir en varios elementos

no estructurales que cumplen con los Niveles de Desempeño No Estructural definidos en esta norma. Estos estados de daño no están diseñados para ser usados en la

evaluación post-terremoto de daños o para juzgar la seguridad o el nivel de reparación requerido después de un terremoto.

17

A continuación se muestra una tabla con las distintas combinaciones de niveles

de desempeño estructural y no estructural para formar los niveles de desempeño

de una edificación.

TABLA 2.5 COMBINACIONES DE NIVELES DE DESEMPEÑO ESTRUCTURAL

Y NO ESTRUCTURAL


2.4 GENERALIDADES SOBRE ANÁLISIS PUSHOVER

Existen varios métodos de análisis estructural, elásticos (lineales) e inelásticos (no

lineales), para la evaluación de construcciones existentes.

El método de análisis inelástico más básico es el análisis no lineal completo de

historia en el tiempo, el cual es algunas veces considerado complejo e impráctico

para uso general. Un análisis simplificado es el análisis estático no lineal, con el

cual podemos encontrar la curva de capacidad de la estructura y la formación

secuencial de mecanismos y fallas en los elementes estructurales. (ATC-40,

1996)


(S-1)

Control de daño(S-2)

Seguridad de vida

(S-3)

Seguridadlimitada

(S-4)

Prevenciónde colapso

(S-5)

No considerado

(S-6)Operacional

(N-A)operacional

1-A2-A

no recomendado

no recomendado

no recomendado

no recomendado

Ocupación inmediata(N-B)


1-B2-B 3-B

no recomendado

no recomendado

no recomendado

Seguridad de vida(N-C)

1-C 2-CSeguridad

de vida3-C

4-C 5-C 6-C

Amenaza reducida(N-D)

no recomendado

2-D 3-D 4-D 5-D 6-D

No considerado(N-E)

no recomendado

no recomendado

no recomendado

4-EPrevenciónde colapso

5-E

No rehabilitación

Niveles de desempeño

no estructural

Niveles de desempeño estructuralNiveles de desempeño del objetivo

18

FIGURA 2.2 ESQUEMA DEL MÉTODO DEL PUSHOVER

FUENTE: ATC-40, 1996 ELABORADO POR: Paúl Torres y Andrés Matango.

2.4.1 REQUESITOS PARA REALIZAR LA TÉCNICA DE PUSHOVER

Para realizar el procedimiento de Pushover se necesita:

· Conocer las dimensiones y la armadura de todos los elementos.

· Determinar las propiedades no lineales de las distintas secciones.

2.4.2 OBJETIVOS DE LA TÉCNICA DE PUSHOVER

Los objetivos del NSP (Nonlinear Static Pushover) son:

· Determinar la capacidad lateral de la estructura.

· Identificar cuáles son los elementos susceptibles a fallar.

· Determinar la ductilidad global de la estructura.

· Determinar la degradación global de la resistencia.

· Verificar los desplazamientos relativos inelásticos.

· Chequear los criterios de aceptación a nivel local de cada uno de los

elementos.

19

2.4.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TÉCNICA PUSHOVER

2.4.3.1 VENTAJAS

· Se usa un espectro de respuesta antes que un registro de movimientos del

suelo.

· Considera a la estructura como un sistema de un grado de libertad.

· El análisis estático no lineal es más simple que un análisis dinámico no

lineal.

2.4.3.2 DESVENTAJAS

· Es un método aproximado, se usa el análisis estático para representar

cargas dinámicas y deformaciones cíclicas.

· No funciona de manera correcta en estructuras de gran altura e irregulares

en planta o elevación.

2.4.4 CAPACIDAD

La capacidad general de una estructura depende de la resistencia y de la

habilidad de deformación de cada uno de los componentes de la estructura. Para

determinar la capacidad de una estructura más allá de su límite elástico, se

requiere de un análisis no lineal tal como el procedimiento Pushover. Este

procedimiento usa una serie de análisis lineales de manera secuencial y luego

son superpuestos para aproximar un diagrama de fuerza-desplazamiento de toda

la estructura. El modelo matemático de la estructura es modificado en cada paso,

para tomar en cuenta la reducción de rigidez de los componentes que alcanzaron

su fluencia, posteriormente se aplica un incremento en la fuerza externa de

manera que otros componentes también alcancen la fluencia. Este proceso es

20

repetitivo hasta que la estructura se vuelve inestable o hasta que se alcance un

límite pre establecido.2

FIGURA 2.3 MODELO DE CURVA DE CAPACIDAD DE UNA ESTRUCTURA

FUENTE: Maldonado et al. (2010)

2.4.5 DEMANDA

A diferencia de los métodos de análisis lineal que emplean fuerzas laterales para

representar una condición de diseño, los métodos de análisis no lineal emplean

desplazamientos laterales como una condición de diseño, ya que son más

directos y fáciles de usar. Para una estructura y una solicitación sísmica, la

demanda de desplazamiento es una estimación de la respuesta máxima esperada

durante el evento sísmico. 2 De los códigos se obtiene el espectro de diseño, el

cual relaciona la aceleración de respuesta de la estructura con el periodo

fundamental de la misma. A continuación, se muestra el espectro de diseño dado

por la Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC15.

2 ATC 40. (1996). Seismic Evaluation and Concrete Buildings (Vol.1). Applied Technology Council.

Rewood, California.

21

FIGURA 2.4 ESPECTRO DE DISEÑO DE LA NORMA NEC15

FUENTE: NEC, 2015

En la figura se muestra el espectro dado por la norma ecuatoriana de la

construcción NEC-15, donde:

Z es el factor de zona sísmica, n es la razón entre la aceleración espectral Sa (T=

0.1 s) y el PGA para el período de retorno seleccionado, r es el factor de diseño

utilizado en el espectro elástico, y, Fa, Fd, Fs son coeficientes de amplificación del

suelo.

2.4.6 DESEMPEÑO

Una vez que se ha determinado la curva de capacidad y se ha definido el

desplazamiento de demanda, se puede evaluar el desempeño de la estructura. La

revisión del desempeño verifica que los componentes estructurales y no

estructurales no estén dañados más allá de los límites aceptables del desempeño

objetivo. (ASCE 41-13, 2014)

22

FIGURA 2.5 PROCESO PARA DETERMINAR EL PUNTO DE DESEMPEÑO DE

UNA ESTRUCTURA.

FUENTE: Mora, 2015

23

2.4.7 PUNTO DE DESEMPEÑO

El punto de desempeño representa la condición en la cual la capacidad sísmica

de la estructura es igual a la demanda sísmica impuesta a la estructura por un

movimiento sísmico específico.

Para la determinación del punto de desempeño, tanto en la estructura reforzada

con muros como en el reforzamiento con disipadores, se usará el procedimiento

de LINEALIZACIÓN EQUIVALENTE, establecido en el FEMA 440. Si bien el

procedimiento será realizado por el programa SAP2000 (en el reforzamiento con

disipadores) o ETABS (en el reforzamiento con muros) se considera necesario

conocer la secuencia de cálculos que la determinación del punto de desempeño

requiere; secuencia que a continuación se detalla.

2.4.7.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE LINEALIZACIÓN

EQUIVALENTE

1. Curva de Capacidad. - la capacidad de la estructura es representada

mediante una curva Pushover. Esto es mediante una curva fuerza –

desplazamiento formado a partir de los valores de corte en la base y el

desplazamiento de la parte superior de la estructura generados por un

conjunto de fuerzas actuante sobre la estructura.

Este conjunto de fuerzas se determinará mediante un análisis modal

espectral tridimensional, utilizando una rutina de Matlab. El ATC-40 indica

que para estructuras con un periodo fundamental menor a un segundo se

puede utilizar la distribución de fuerzas asociada con el primer modo.

Para la obtención de la curva de capacidad se usará los programas

SAP2000 y ETABS, los cuales se encargarán de determinar cuando la

resistencia de cada elemento ha sido alcanzada, por lo tanto, siendo

incapaz de soportar carga lateral adicional, para luego modificar el modelo

usando cero (o un valor muy pequeño) de rigidez en los elementos que ya

24

han fluido. Este procedimiento se repetirá hasta que la estructura alcance

un límite último.

FIGURA 2.6 CURVA TÍPICA DE CAPACIDAD

FUENTE: ATC-40, 1996

2. Espectro de demanda. - el espectro se lo obtendrá de la NEC-15,

correspondiendo este al sismo de diseño, es decir un evento sísmico con

un periodo de retorno de 475 años (probabilidad anual de excedencia de

0.002).

3. Transformación al formato ADRS (Acceleration – Displacement Response

Espectra).- para poder determinar el punto de desempeño se requiere, que

tanto el espectro de demanda como la curva de capacidad de la estructura

se encuentren graficados en coordenadas de aceleración espectral vs.

desplazamiento espectral.

a. Conversión de la Curva de Capacidad a Espectro de Capacidad. - el

proceso de transformación al formato ADRS requiere de las

ecuaciones que a continuación se presentan y se realizará primero

calculando el factor de participación modal !"# y el coeficiente modal

de masa $# usando las ecuaciones 1-1 y 1-2. Entonces para cada

punto de la curva de capacidad, %, &'((), se calculará sus puntos

asociados *+ (aceleración espectral), *, (desplazamiento espectral)

en el espectro de capacidad usando las ecuaciones 1-3 y 1-4.

Donde ϕ1i es la amplitud del primer modo en el nivel “i”.

25

1-1

1-2

1-3

1-4

b. Conversión del Espectro de Respuesta al formato ADRS.- el

espectro de respuesta que se obtiene de la NEC-15 se encuentra en

coordenadas S- (aceleración) versus T (periodo) y para cualquier

punto en él se puede calcular su correspondiente desplazamiento

espectral S., mediante la siguiente relación: S. = S-T/041/. En la

Figura 2.7 se muestra el mismo espectro en ambos formatos. En el

espectro ADRS las líneas radiales desde el origen tienen periodo

constante.

FIGURA 2.7 ESPECTRO DE RESPUESTA EN FORMATO TRADICIONAL Y

ADRS


26

4. Se superpondrán la curva de capacidad y demanda, ambos en formato

ADRS, y se seleccionará un punto de desempeño inicial (a23, d23), para esto

puede usarse la aproximación de desplazamientos iguales (equal-

displacement approximation). Esta aproximación está basada en el

supuesto que el desplazamiento espectral inelástico es el mismo que aquel

que ocurriría si la estructura permaneciera perfectamente elástica.

FIGURA 2.8 APROXIMACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS IGUALES


5. Para encontrar el punto de desempeño se utilizará el procedimiento de la

linealización equivalente [ATC 40, FEMA 440, ASCE 41-13]. Primero se

debe elaborar una representación bilineal del espectro de capacidad. Esta

bilinealización será tal que a) la pendiente inicial de la curva bilineal sea la

misma que la tangente de la rigidez inicial de la curva de capacidad y b) el

área bajo la curva de capacidad A2 sea igual al área bajo la curva bilineal

A1. Esto definirá el periodo inicial, T5, desplazamiento de fluencia, d6, y la

aceleración de fluencia a6. Estos parámetros variarán dependiendo del

supuesto inicial a23 y d23.

27

FIGURA 2.9 REPRESENTACIÓN BILINEAL DEL ESPECTRO DE CAPACIDAD

FUENTE: FEMA 440 (2005) y ATC-40 (1996)

6. Para la representación bilineal desarrollada en el paso 5 calcular los

valores de la rigidez post-elástica, 7, y la ductilidad, 8, con la ecuaciones 1-

5 y 1-6.

1-5

1-6

7. A partir de los valores de rigidez post-elástica, 7, y ductilidad, 8, del paso 6,

se calcula el amortiguamiento efectivo, 9:;;, y el periodo efectivo, T:;;.

Utilizando las ecuaciones 1-7 a 1-12.

1-7

1-8

1-9

28

1-10

1-11

1-12

8. Usando el amortiguamiento efectivo del paso 7 se ajustará el espectro de

respuesta en formato ADRS. Las ordenadas, correspondientes a la

aceleración espectral, se modificaran con las siguientes ecuaciones.

1-13

1-14

9. Modificación del espectro de respuesta en formato ADRS (Modified ADRS -

MDRS).- las ordenadas del ADRS, obtenido del paso 8, se multiplicaran por

el factor de modificación M, el cual se determinará usando el periodo

efectivo, T:;;.

1-15

10. Un posible punto de desempeño es generado por la intersección del

periodo secante radial,:?, con el MADRS.

29

FIGURA 2.10 LUGAR GEOMETRICO DE POSIBLE PUNTOS DE DESEMPEÑO

USANDO MADRS

FUENTE: FEMA 440, 2005

11. Se incrementará o disminuirá el punto de desempeño asumido y se repetirá

el proceso para generar una serie de posibles puntos de desempeño.

12. El punto de desempeño real estará definido por la intersección del lugar

geométrico de puntos del paso 11 y el espectro de capacidad.

30

CAPÍTULO 3

3 ESTRUCTURA ORIGINAL

La estructura está implantada en un terreno de planta rectangular con una

pendiente positiva de oeste a este. El terreno se encuentra dentro de un complejo

de propiedad de la sede de la PUCE -Bahía. La estructura limita con otras

construcciones de hormigón armado de la misma tipología en el lado oeste. La

estructura consiste en un bloque de aulas y laboratorios, que tiene una planta baja

con un desnivel de 2.20 m, dos plantas altas y una terraza inaccesible.

FIGURA 3.1 GEOMETRÍA GENERAL EN PLANTA

ELABORADO POR: Paúl Torres y Andrés Matango

El área total de construcción es del orden de 3320 m2. El sistema estructural

existente es hormigón armado, consiste en pórticos viga-columna, losas

bidireccionales alivianadas y vigas descolgadas. Las columnas son de sección

31

rectangular con dimensiones de 40x60. Las vigas descolgadas tienen sección

rectangular de 60 cm de altura y 40 cm de ancho. Las losas tienen 30 cm de

espesor, nervios de 10 cm y a

escuela politÉcnica nacional...a todos los que me han ayudado a lo largo de mi carrera. andrés...

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