Diseño sísmico directo basado en desplazamientos de un sistema estructural dual
El diseño sísmico tradicional es el diseño basado en fuerzas (DBF), existe otro diseño sísmico basado directo basado en desplazamientos (DDBD) propuesto por su principal impulsor Priestley, M.J.N (2007). El DDBD a diferencia del DBF considera el daño estructural, con la finalidad de lograr un me...
| Autor Principal: | Córdova Shedan, Romel |
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| Formato: | Tesis de Maestría |
| Idioma: | Español |
| Publicado: |
Pontificia Universidad Católica del Perú
2017
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9315 |
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| Sumario: |
El diseño sísmico tradicional es el diseño basado en fuerzas (DBF), existe otro diseño sísmico
basado directo basado en desplazamientos (DDBD) propuesto por su principal impulsor
Priestley, M.J.N (2007).
El DDBD a diferencia del DBF considera el daño estructural, con la finalidad de lograr un
mecanismo de falla de la estructura para evitar el colapso.
Es más fácil cuantificar el daño de una estructura a través de desplazamientos que de fuerzas.
De esta manera una estructura para alcanzar un desplazamiento último de diseño, debe lograr
una adecuada ductilidad, es decir la estructura será dañada incursionando en el rango
inelástico.
En la primera parte de esta tesis se presenta las diferencias que existen entre las metodologías
del DDBD y del DBF resaltando algunas bondades del DDBD.
En la segunda parte se presenta un caso de estudio de un edificio dual de 5 niveles que
presenta regularidad tanto en planta como en elevación y se encuentra ubicada en una zona
altamente sísmica cuya aceleración en suelo firme es el 45% de la aceleración de la gravedad.
Luego se aplica las metodologías del DDBD y DBF al caso de estudio, con la finalidad de
comparar sus respuestas de desplazamiento, derivas, diagramas de fuerza cortante y
momentos.
En la tercera parte, usando el programa ETABS, se realiza el Análisis Dinámico Tiempo Historia
(ADTH) para comparar las respuestas de desplazamiento con las metodologías del DDBD, DBF.
Para ello se sometió el modelo estructural a 3 registros sísmicos, cuyos espectros de respuesta
fueron escalados con el espectro de diseño de la norma E.030. Luego se asignaron rótulas
concentradas en posibles zonas de daño considerando los lineamientos del ASCE 41-13.
En la parte final de la tesis se realiza las comparaciones y conclusiones sobre el caso de
estudio. Es importante indicar que el nivel de desempeño sísmico del edificio para la
metodología del DDBD es mayor que para el DBF. Esto se debe a que las derivas del método
DDBD oscilan en el orden de 2% a 2.5% y las derivas del DBF se limitan a 0.7%. Por lo tanto, si comparamos los desplazamientos de ambas metodologías, una estructura diseñada con el
DDBD logrará desplazarse más y debido a ello sufrirá mayor daño.
Es asi que al comparar las fuerzas cortantes basales de cada metodología para el caso de
estudio, se determinó que las cortantes basales obtenidas con el DDBD fueron mayores a las
obtenidas con el DBF. Éstas resistencias obtenidas por el DDBD a diferencia del DBF,
garantizan que la estructura logre los desplazamientos máximos de diseño, porque fueron
obtenidas por un factor de reducción de espectro de desplazamiento que depende del
amortiguamiento y ductilidad del sistema dual.
Asimismo los desplazamientos para el caso de estudio del DDBD resultaron ser mayores a los
desplazamientos del DBF y del ADTH, desmostrando que el nivel de desempeño de la
metodología del DDBD es más exigente debido a que emplea una deriva del 2.5% comparada
con una menor deriva de 0.7% del código sísmico peruano E.030. |
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