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Sociedad Mexicana de Ingeniería EstructuralSociedad Mexicana de Ingeniería Estructural

ANÁLISIS DE TRES FORMAS DE REFORZAR EL EDIFICIO SPONDILUS QUE FUE

AFECTADO POR EL SISMO DE BAHÍA DE CARÁQUEZ DE 1998

Roberto Aguiar Falconí1 y Pablo López Paredes

2

RESUMEN

El edificio Spondilus, de nueve pisos fue construido en la ciudad de Bahía de Caráquez en 1993 y su

mampostería fue muy afectada durante el sismo de 1998 por lo que en años posteriores fue reforzado

incrementando las dimensiones de algunas columnas y colocando muros de corte. En este artículo se analizan

tres formas de reforzar el edificio que son: con aisladores de base elastoméricos, con disipadores de energía

visco elásticos de goma y mediante la incorporación de muros de corte; en las dos últimas formas se mantiene

el mismo espacio destinado para el reforzamiento.

ABSTRACT

The ten-storey Spondilus building was built in 1993 in the city of Bahía de Caráquez and its masonry was

affected during the 1998 earthquake. Afterwards the building was reinforced by increasing column size and

introducing shear walls. Three alternatives of building reinforcement are analyzed in this article: base

elastomeric isolators, rubber visco-elastic energy dissipaters, and shear walls; in the last two alternatives the

same areas are employed in building reinforcement.

INTRODUCCIÓN

El Edificio Spondilus, se halla ubicado en la ciudad de Bahía de Caráquez, Ecuador, tiene nueve pisos, es de

hormigón armado y la distribución en planta de las columnas es la indicada en la figura 1. Hay dos tipos de

columnas, la de los ejes A2 y D2 son de 60/80 cm., y todas las demás son de 40/60 cm.; la sección de las

columnas es igual en todos los pisos. La orientación de las columnas es la indicada en la figura 1. (Placencia

2007).

Por otra parte, en los ejes A, D y 1, las vigas son descolgadas y tienen una sección transversal de 40/60 cm.,

las restantes están pérdidas en la losa y son de 110/25. La losa es alivianada de 25 cm., de peralte. Las vigas

descolgadas se han dejado en los pórticos perimetrales.

Existen dos volados en la estructura, uno de 2.0 en la parte que da a la calle y otro de 1.50 m., en la parte

posterior del edificio; la mampostería de la fachada principal y posterior llega al borde del volado de las losas

pero no están confinadas siendo está la causa del daño que presentaron durante el sismo de 1998.

En la figura 2 se presenta parte de la fachada principal. Esta fotografía fue tomada en el 2008 y se ha

mantenido la fachada original del edificio. Si bien es cierto los volados desde el punto de vista arquitectónico

son atractivos, desde el punto de vista estructural se debe tratar de evitarlos ya que le hacen más vulnerable a

la estructura, ya que se está incrementando su período.

1 Director del Centro de Investigaciones Científicas, Escuela Politécnica del Ejército, Av. El Progreso s/n.

Valle de los Chillos, Ecuador. Teléfono, (593-2) 2334097; fax: (593-2) 2334097; [email protected]

2 Estudiante, Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Laica Eloy Alfaro de Manta, Manzana I, y calle J,

Lote N.- 4 Col. Porvenir, Manta, Ecuador.Teléfono: (593-5) 2923007; ingpabloló[email protected]

mailto:ingpabloló[email protected]

XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Veracruz, Ver. 2008.

Figura 1 Distribución en planta del Edificio Spondilus original.

Figura 2 Fachada principal de edificio Spondilus, en el 2008

DAÑO REGISTRADO DURANTE EL SISMO DE 1998

El sismo del 4 de agosto de 1998, tuvo su epicentro en el océano Pacífico, a unos 40 Km., de la ciudad de

Bahía de Caráquez y a una profundidad focal de 24 Km., de tal manera que la distancia del hipocentro a Bahía

de Caráquez fue de 47 Km. La magnitud del sismo fue 1.7SM . (Aguiar et al 1998). A estas distancia

epicentral la aceleración máxima del suelo en roca está alrededor del 20% de la aceleración de la gravedad,

0.2 g., para la magnitud del sismo. (Aguiar 1982).

EL edificio Spondilus se halla ubicado muy cerca de la costa sobre un tipo de suelo que puede ser catalogado

como S3 (Suelo blando). Consecuentemente existió una amplificación de las ondas sísmicas. De acuerdo al

Código Ecuatoriano de la Construcción CEC-2000, el factor de amplificación para este tipo de suelo es 1.5,.

De tal manera que la aceleración del suelo en la base del edificio Spondilus estuvo alrededor de 0.3 g.,

durante el sismo.

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En la figura 3 se aprecia el daño en la fachada lateral del edificio, se observa que el daño fue a nivel de mampostería

debido a que eran paredes sin elementos confinantes. El eje de columnas no se halla en el borde del edificio sino que está

más adentro de tal manera que en la intersección de la pared de la fachada principal con la pared de la fachada lateral no

existe una columneta, esto se aprecia en la figura 4.

Figura 3 Edificio Spondilus luego del sismo de 1998.

En la figura 4 se observa que la mampostería era a base de un ladrillo macizo que es bastante pesado pero mal construido.

Se aprecia la viga descolgada del pórtico D. No se observó daño a nivel de elementos estructurales. (Aguiar et al 1998).

Al resolver el problema de valores y vectores propios se halló que el período fundamental del edificio fue de

2.04 s. El cálculo se realizó sin considerar el aporte de la mampostería a la rigidez lateral de los pórticos

debido a que no estaban en su eje y las paredes no estaban confinadas. Pero si se incluyó el peso de las

mismas en el análisis.

Figura 4 Mampostería sin elementos confinantes.

Los pisos que sufrieron más daño fueron el segundo, tercero y cuarto y los resultados están de acuerdo con las

derivas máximas de piso encontradas en el análisis sísmico que se presenta posteriormente.


DESCRIPCIÓN GENERAL DEL TRABAJO REALIZADO

Se encuentra la respuesta en el tiempo, en desplazamientos, de la Estructura Original que se lo va a

identificar como ESTORI. Luego se plantean tres formas de reforzar el edificio y para cada una de estas

alternativas se halla la respuesta dinámica ante los mismos eventos sísmicos. La primera alternativa es

mediante la colocación de Aisladores de Base elastoméricos sin núcleo de plomo, AISBASE, con esta opción

el período objetivo de la estructura con los aisladores es de 3.0 s. La segunda alternativa es incorporando a la

estructura, Disipadores de Energía visco elásticos de goma DISENER y la tercera en la forma clásica

mediante la colocación de Muros de Corte MURCOR. Para estas dos últimas opciones se destinó el mismo

espacio para la colocación del refuerzo para tener un parámetro de comparación común. Se destaca que el

edificio fue reforzado sísmicamente en la forma clásica sin dispositivos de control pasivo pero no es en la

forma que aquí se presenta por respeto a los proyectistas estructurales.

Se generaron 6 sismos artificiales que generan en forma aproximada el espectro del CEC-2000 para un perfil

de suelo tipo S3 y para una aceleración máxima del suelo en roca del 40% de la aceleración de la gravedad.

La duración de estos registros varió desde 20 s., hasta 45 s. En la figura 5 se muestra a la izquierda el

acelerograma 1S3, que tiene una duración de 20 s., en él se aprecia una fase inicial creciente que dura 5 s., la

fase intensa de 10 s., y la fase final decreciente de 5 s. A la derecha se muestra el respectivo espectro de

respuesta elástico para un factor de amortiguamiento 05.0 .

En la figura 6 se presentan los espectros, que se obtienen a partir de los acelerogramas artificiales y con una

línea más gruesa se indica la curva de espectros promedio. La estructura en estudio tiene un período

fundamental de 2.04 s. Nótese que para este período las ordenadas espectrales son bastante bajas. Si se

relaciona este dato con el daño observado en el edificio Spondilus durante el sismo de 1998, el daño se debió

a que la mampostería no estaba confinada.

Figura 5 Acelerograma artificial 1S3 y espectro elástico.

Figura 6 Espectros obtenidos a partir de acelerogramas artificiales.

Para cada uno de los sismos artificiales se halló la respuesta en el tiempo, en el Centro de Masas CM y se

obtuvo las respuestas máximas en desplazamientos y derivas de piso. Para no alargar la exposición se halló el

promedio de estas respuestas máximas y es lo que se presenta en los apartados posteriores.

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Lo que interesa es conocer cual de las tres alternativas de reforzamiento es la más adecuada para ello se define

que la mejor alternativa es aquella que reporta los menores desplazamientos en el último piso y las menores

derivas de piso máximas, en el piso que se produzcan.

CENTRO DE RIGIDEZ

El Centro de Rigidez CR., fue propuesto por (Lin 1951) en estructuras de un piso y sirvió para definir la

excentricidad estática e definida como la distancia entre el CM y el CR. Si estos dos centros coinciden la

estructura no tiene problemas de torsión en planta caso contrario se tienen serios problemas de torsión.

(Vásquez y Ridell 1984) demostraron que el CR., solo existe en estructuras compensables pero ha habido

otras propuestas para determinar el CR., como la realizada por (Cheung y Tso 1986) que es la que se emplea

en este trabajo para encontrar la excentricidad estática en el edificio Spondilus, sin resultados satisfactorios

como se podrá apreciar a continuación. La propuesta de Cheung y Tso es la siguiente:

XXXXXy QKKQe11

YYYYYx QKKQe11

Donde YXYYXX KKKK ,,, son las submatrices de la matriz de rigidez en coordenadas de piso, para un

modelo de tres grados de libertad por planta, piso rígido. (Aguiar 2007, 2008). YX QQ , es el vector que

contiene las fuerzas estáticas equivalentes, aplicadas en el CM., debido a una acción sísmica determinada,

tanto en sentido X como en sentido Y. ][],[ YX QQ son matrices diagonales con los elementos de YX QQ , ,

respectivamente. YX ee , son las excentricidades en sentido X,Y. De tal forma que la propuesta de Cheung y

Tso depende de la excitación sísmica.

Con cada uno de los seis sismos se encontró la excentricidad estática, actuando estos primero en sentido X

(Pórticos 1, 2 y 3) y después en sentido Y (Pórticos A, B, C y D). Los resultados promedios se indican en la

tabla 1. (López 2008).

Tabla 1 Excentricidad estática encontrada con propuesta de Cheung y Tso (1986).

PISO SISMO EN SENTIDO X SISMO EN SENTIDO Y

Xe

(m) Ye

(m) Xe

(m) Ye

(m)

1 1,4989 1,8959 0,5581 -0,3102

2 0,5081 -2,1736 0,5730 -4,1004

3 0,4593 -1,2548 0,5872 -2,1595

4 0,0517 -1,0465 0,5307 -2,1206

5 0,7536 -0,2450 0,5677 -1,3004

6 0,5074 -0,2871 0,5517 0,8444

7 0,6308 -0,4610 0,5825 1,4162

8 0,6274 -0,4857 0,5669 0,0033

9 -0,4332 -1,7230 0,5238 8,5123

Al observar los valore medios de la excentricidad estática de la tabla 1, se puede ver que la excentricidad

estática no solo depende del sismo sino también de la dirección en que este se aplica. Por otra parte, los

resultados difieren notablemente si el sismo se aplica en sentido X o en sentido Y, para ello basta ver la

excentricidad estática del primer piso que es muy diferente si el sismo se aplica en sentido X o en sentido Y.

Esto hace que la propuesta de Cheung y Tso no sea confiable.

(1)

(2)


La incertidumbre de la propuesta de Cheung y Tso obligó a que se determine el CR y con ello la excentricidad

estática, aplicando las fórmulas de (Wilbur 1948). Los resultados se indican en las figuras 7, 8 y 9. En cada

una de estas gráficas se indica la rigidez de piso que se ha encontrado con las fórmulas de Wilbur. En base a

estas rigideces se halló las coordenadas del CR., por estática.

Figura 7 C.M. y C.R. del primer piso del edificio Spondilus.

Figura 8 CM y CR del segundo piso del edificio Spondilus.

Las luces totales en sentido X, Y, son: .6.13,35.16 mlml YX Se define la excentricidad normalizada:

YYYXXX leelee /ˆ,/ˆ . Con estas definiciones en la tabla 2 se indica la excentricidad estática

normalizada del edificio Spondilus, obtenidas con las fórmulas de Wilbur.

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Tabla 2 Excentricidades estáticas normalizadas del Edificio Spondilus.

PISO Xe

(m) Ye

(m) Xe Ye

1 -0.66 -1.13 -0.04 -0.08

2 -0.66 -0.31 -0.04 -0.02

3 al 9 -0.66 0 -0.04 0

Figura 9 CM y CR del tercero al noveno piso del edificio Spondilus.

ANÁLISIS SÍSMICO DE ESTRUCTURA SIN DISPOSITIVOS DE CONTROL PASIVO

Para encontrar la respuesta en el tiempo del edificio Spondilus, se modeló la estructura como una losa de piso

rígido. Por lo tanto se consideró tres grados de libertad por planta, dos desplazamientos horizontales y una

rotación de piso con respecto a un eje perpendicular a la planta, el cálculo se lo efectuó con el método

denominado: Procedimiento de Espacio de Estado, descrito en (Aguiar 2007).

En la figura 10 se presenta la respuesta en el tiempo de desplazamientos, de los pórticos 1 y 3, gráfica

superior e inferior, respectivamente, ante el sismo 1S3 que tiene una duración de 20 s., si el sismo actúa en

sentido X. El pórtico 1 tiene vigas descolgadas, mientras que el pórtico 3 tiene vigas pérdidas en la losa. En la

figura 10 se aprecia que mientras un pórtico se mueve en un determinado sentido el otro lo hace en sentido

contrario (respuesta dentro del círculo) lo que origina problemas de torsión en la estructura. Ventajosamente

los desplazamientos no son altos debido a que la ordenada espectral es baja para el período fundamental que

tiene la estructura.

Los valores promedios para los desplazamientos máximos y derivas de piso, se indican en la tabla 3 para

cuando el sismo actúa en sentido X, y en sentido Y.

Durante el sismo del 4 de agosto de 1998, el edificio Spondilus tuvo desplazamientos laterales ligeramente

menores a los indicados en la tabla 3, debido a que la aceleración máxima del suelo en roca se estima que

estuvo en el orden de 0.2 g., en cambio los sismos artificiales fueron obtenidos para una aceleración máxima

del suelo en roca de 0.4 g. La estructura del Spondilus no experimentó daño alguno pero si las paredes debido

a que no estaban confinadas lateralmente. Por este motivo se busca una alternativa para que el edificio se

mueva lo mínimo posible con respecto a la base.


Figura 10 Respuesta de los pórticos 1 y 3 en 9no piso ante sismo 1S3.

Tabla 3 Desplazamientos y derivas máximas de edificio sin aisladores de base.

Piso Análisis Sísmico en sentido X Análisis Sísmico en sentido Y q

(m) X

q

(m) Y

1 0,0156 0,0052 0,0130 0,0043

2 0,0398 0,0081 0,0339 0,0070

3 0,0600 0,0067 0,0526 0,0063

4 0,0722 0,0041 0,0684 0,0053

5 0,0774 0,0017 0,0860 0,0059

6 0,0862 0,0029 0,1036 0,0059

7 0,0966 0,0034 0,1202 0,0055

8 0,1125 0,0053 0,1351 0,0050

9 0,1322 0,0066 0,1458 0,0036

El segundo y tercer nivel son los que presentan mayores derivas de piso y esto se encuentra en concordancia

con el daño observado durante el sismo de 1998. Las derivas de piso halladas son bastante altas y no cumplen

con la mayor parte de normativas sísmicas.

ANÁLISIS SÍSMICO CON AISLADORES DE BASE ELASTOMÉRICO Manteniendo las dimensiones de la superestructura, se coloca aisladores de base elastoméricos sin núcleo de

plomo. La estructura con base empotrada tiene un período fundamental de 2.04 s., en sentido X y 1.60 s., en

sentido Y. Ahora con la colocación de los aisladores se desea que el período objetivo sea de 3.0 s. En la figura

11 se muestra el edificio Spondilus con los aisladores de base, a la izquierda y a la derecha las dimensiones

del aislador utilizado.

Se considera un modelo de piso rígido para la superestructura y para el sistema de aislamiento. Por

consiguiente se analiza con tres grados de libertad por planta. Se denomina con la letra q al vector que

contiene los grados de libertad del sistema de aislamiento y con la letra u al vector que contiene los grados

de libertad de la superestructura.

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Figura 11 Edificio Spondilus con aisladores de base.

El sistema de ecuaciones diferenciales, en coordenadas relativas, está definido por las siguientes ecuaciones,

para el sistema de aislamiento y la superestructura, respectivamente. (Nagarajaiah et al 1993).

uMrurMqKqCqMsts

g

btbbt )()()()()()()(

g

bsssssurqrMuKuCuM )()()()()()(

Donde )(tM es la matriz de masa total de la estructura completa como cuerpo rígido;

)(bC es la matriz de

amortiguamiento del sistema de aislamiento; )(bK es la matriz de rigidez del sistema de aislamiento;

)(br es

un vector de colocación de gu en los grados de libertad de la base; gu es la aceleración del suelo, definida

por su acelerograma; )(sM ,

)(sC y

)(sK , son las matrices de masa, amortiguamiento y rigidez de la

superestructura; )(sr es la matriz de colocación de gu en los grados de libertad de la estructura; u es la

aceleración en la superestructura.

Se considera que el período fundamental de la estructura sin aislación (2 s.) está bastante separado del período

fundamental de la estructura con aislación ( 3 s.) De tal manera que se puede considerar que la superestructura

es completamente rígida. (Tena y Escamilla 2006); (Kulkarni y Jangrid 2002). En (Seguín 2007) o en (Aguiar

2008) se presenta la solución numérica del sistema de ecuaciones diferenciales definido en (3) y (4). En la

figura 12 se presenta la geometría de un aislador de base con el cual se obtiene el período objetivo de la

estructura con aisladores de 3 s. El módulo de corte considerado 2/7 cmkgG .

El factor de amortiguamiento del sistema de aislación se consideró igual a 0.10. A manera de ejemplo, en la

figura 12 se muestra la respuesta en el tiempo para el sismo artificial 6S3 que tiene una duración de 50 s.,

(3)

(4)


actuando en sentido Y. Se indica la respuesta del sistema de aislación y en el último piso, respuestas en el

CM.; como era de esperarse el sistema de aislación se desplaza más con respecto a la superestructura.

Figura 12 Respuesta en el tiempo del sistema de aislación y de último piso.

En la figura 12 se aprecia que el sistema de aislamiento tiene un desplazamiento máximo que está alrededor

de los 7 cm., en cambio el último piso del edificio tiene un desplazamiento máximo del orden de los 3.0 cm.

Existe diferencia pero no tanto como suele suceder en estructuras con aisladores de base y esto se explica al

ver las ordenadas espectrales de la figura 6. Para los dos períodos, estructura con base empotrada y estructura

con aisladores, las ordenadas espectrales son muy parecidas.

Tabla 4 Desplazamientos y derivas máximas de edificio con aisladores de base.


(m) X

q

(m) Y

1 0,0049 0,0016 0,0029 0,0010

2 0,0134 0,0028 0,0081 0,0017

3 0,0220 0,0029 0,0132 0,0017

4 0,0295 0,0025 0,0176 0,0015

5 0,0357 0,0021 0,0213 0,0012

6 0,0406 0,0016 0,0243 0,0010

7 0,0442 0,0012 0,0264 0,0007

8 0,0467 0,0008 0,0279 0,0005

9 0,0482 0,0005 0,0288 0,0003

En la tabla 4 se indican los promedios de los valores máximos, en la superestructura. Si bien se redujo

notablemente los desplazamientos laterales, en relación a la estructura original no es menos cierto que las

derivas de piso elásticas, en algunos pisos son mayores al 2 por mil.

ANÁLISIS SÍSMICO CON DISIPADORES VISCO ELÁSTICOS En el CEINCI-ESPE se ha desarrollado un disipador de energía viscoelástico compuesto en su parte central

por un perfil cerrado de lamina delgada, en sus cuatro lados se coloca la goma y en su parte exterior perfiles

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canal. En la figura 13 se muestra la forma de este disipador pero con las dimensiones que se utilizó en el

análisis sísmico del edificio Spondilus que se indica a continuación.

Figura 13 Sección transversal y longitudinal de disipador visco elástico utilizado.

La rigidez equivalente '

eK del disipador se obtiene en función de la rigidez de la goma 'K y de la rigidez de

las diagonales de acero dK con las siguientes ecuaciones.

e

AGK Ca'

2

2

1

1

A

L

A

L

EK d

'

2

2'

2'

1

1

11

KK

K

K

e

ee

d

e

Siendo aG el módulo de corte o también conocido como módulo de almacenamiento de la goma; CA el área

de la goma que trabaja al corte; e es el espesor de la goma. E es el módulo de elasticidad del perfil cajón o

del perfil canal; 21 , LL son las longitudes del perfil cajón y de los perfiles canal; 21 , AA son las áreas

transversales de los perfiles cajón y perfiles canal. ap GG / . Donde pG es el módulo de pérdida de la

goma. (Aguiar 2008).

Por otra parte, el factor de amortiguamiento de la estructura con disipadores de energía se halló el método de

la energía modal de deformación empleando la siguiente ecuación. (Inaudi et al 1993)

(5)

(6)

(7)

(8)


2

2____

12

j

j

j

j

jj

w

w

w

w

Donde es el factor de pérdida de la goma, no es el factor de pérdida equivalente e . jw es la frecuencia

natural de vibración de la estructura, sin disipadores de energía, en el modo j; jw

es la frecuencia natural de

la estructura con disipadores en el modo j. j es el amortiguamiento de la estructura sin disipadores en el

modo j.

En la figura 14 se indica la ubicación de los disipadores de energía viscoelásticos de goma; se ha colocado en

el pórtico 2 y en los pórticos B y C. Para el efecto se debe construir 6 columnas de 20/20 en sus extremos que

vayan desde el nivel de suelo al último piso ya que los disipadores van en todos los pisos como se muestra en

la figura 15. En la figura 13 se indicó la sección transversal y longitudinal del disipador, faltando por indicar

que el perfil cerrado es un cuadrado de 25 cm., de lado y un espesor de 8 mm.; los perfiles tipo U son de 25

cm. por 8 cm., con un espesor de 4 mm. La goma se colocó en un ancho de 20 cm., una longitud de 2.0 m., y

tiene un espesor de 1 cm. Los módulos de corte y de pérdida de la goma son: 2/36.6 cmkgGa y

2/39.1 cmkgGp . Los valores indicados están asociados a un 50% de eficiencia de la goma y fueron

obtenidos experimentalmente en laboratorio. (Jiménez 2007). Se consideró un 90% de eficiencia en el

comportamiento de la goma. El factor de amortiguamiento de la estructura con disipadores de energía está en

el orden del 8%.

Figura 14 Estructura con disipadores de energía viscoelásticos.

En la tabla 5 se presentan las respuestas máximas promedio, para cuando la acción sísmica actúa en sentido X

y en sentido Y. Se ha logrado reducir la respuesta en comparación a la estructura sin disipadores de energía

pero muy poco. El período de vibración de la estructura con los disipadores analizados es de sT 68.1 ., en

la dirección X, y .38.1 sT , en la dirección Y.

(9)

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ANÁLISIS SÍSMICO CON MUROS DE CORTE

En el mismo espacio en que se colocó los disipadores de energía, ahora se va a colocar muros de corte, para

mantener el mismo requerimiento arquitectónico. En la figura 16 se muestra la geometría de los muros que

tienen un ancho de 20 cm. Se consideró un módulo de elasticidad 2/1800000 mTE y la respuesta

sísmica se halló para un 05.0 .

Figura 15 Pórtico 2 y B de estructura con disipadores de energía.

Tabla 5 Desplazamientos y derivas máximas de edificio con disipadores visco elásticos


(m) X

q

(m) Y

1 0,0129 0,0043 0,0117 0,0039

2 0,0336 0,0069 0,0313 0,0065

3 0,0522 0,0062 0,0501 0,0063

4 0,0679 0,0052 0,0674 0,0058

5 0,0823 0,0048 0,0855 0,0060

6 0,0954 0,0044 0,1020 0,0055

7 0,1084 0,0043 0,1175 0,0052

8 0,1198 0,0038 0,1301 0,0042

9 0,1280 0,0027 0,1393 0,0031

El período de vibración de la estructura con muros de corte es de 1.56 s., en la dirección X, y de 1.20 s., en la

dirección Y. Los muros de corte confieren mayor rigidez a la estructura en consecuencia su período

disminuye y las ordenadas espectrales se incrementan por la forma del espectro que se está considerando, con

lo que los desplazamientos y derivas de piso son mayores como se observa en la tabla 6 en que se presentan

los valores máximos promedios para la estructura reforzada con muros de corte.


Para cuando el sismo actúa en sentido Y, los desplazamientos son del orden de los 35 cm., son los valores más

altos obtenidos de los cuatro casos analizados.

Figura 16 Reforzamiento estructural con muros de corte.

Tabla 6 Desplazamientos y derivas máximas de edificio con muros de corte.


(m) X

q

(m) Y

1 0,0061 0,0020 0,0165 0,0055

2 0,0177 0,0039 0,0528 0,0121

3 0,0330 0,0051 0,0995 0,0156

4 0,0496 0,0055 0,1495 0,0167

5 0,0681 0,0062 0,2003 0,0169

6 0,0885 0,0068 0,2478 0,0158

7 0,1093 0,0069 0,2901 0,0141

8 0,1311 0,0072 0,3267 0,0122

9 0,1505 0,0065 0,3582 0,0105

COMPARACIÓN DE RESULTADOS

Con el propósito de conocer cual es la mejor opción para reforzar el edificio Spondilus, en la tabla 7 se

presentan los desplazamientos en el último piso y las derivas de piso máximas, encontradas en las tres

opciones que se han denominado: AISBASE para la estructura con aisladores de base elastoméricos;

DISENER par la estructura con disipadores de energía visco elásticos y MURCOR para cuando se incorporan

muros de corte.

Un parámetro fundamental para entender los resultados es el período de vibración, por esta razón se indica

también el período de vibración en cada dirección de análisis.

En la tabla 7 se aprecia que los menores desplazamientos y derivas de piso se hallan mediante la colocación

de aisladores de base. Por el otro lado, al reforzar la estructura con muros de corte se hace más rígida y por la

forma de los espectros de los sismos seleccionados se incrementan los desplazamientos y derivas de piso.

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Tabla 7 Comparación de respuestas máximas encontradas en el estudio.

Estructura con

Análisis en sentido X Análisis en Sentido Y

XT

(s.)

q

(m.) X YT

(s.)

q

(m.) Y

ESTORI 2.04 0,1322 0,0081 1.60 0,1458 0,0070

AISBASE 3.00 0,0482 0,0029 3.00 0,0288 0,0017

DISENER 1.68 0,1280 0,0069 1.38 0,1393 0,0065

MURCOR 1.56 0,1505 0,0072 1.20 0,3582 0,0169

CONCLUSIONES

Se ha analizado tres formas de reforzar el edificio Spondilus de nueve pisos que se halla ubicado en la ciudad

de Bahía de Caráquez, en Ecuador. La primera mediante la colocación de aisladores de base elastoméricos sin

núcleo de plomo; la segunda incorporando disipadores de energía visco elásticos y la tercera añadiendo muros

de corte. Para cada una de estas opciones se halló la respuesta ante 6 sismos artificiales, compatibles con el

espectro de respuesta elástico para la ciudad de Bahía de Caráquez sobre un perfil de suelo S3.

De estas tres opciones se encontró que la mejor opción para reforzar sísmicamente el edificio Spondilus es

mediante la colocación de aisladores de base. Con esta alternativa se reducen notablemente los

desplazamientos y las derivas de piso.

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