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La selección de un conjunto adecuado de registros de terremotos es de suma importancia en el Análisis Dinámico No Lineal de edificios. El EC8 sugiere considerar un conjunto de al menos tres registros de aceleración. Si la respuesta estructural se evalúa a partir de un conjunto de siete registros, el EC8 permite considerar el promedio de las respuestas obtenidas del análisis. La probabilidad de colapso asociada con este criterio de selección es desconocida, por lo tanto resulta necesario comprobar el nivel de fiabilidad de acuerdo con los requisitos de las normas vigentes.
Esta tesis propone una metodología de evaluación del daño sísmico basada en el método del espectro de capacidad pero con un enfoque probabilista que se apoya en simulaciones Monte Carlo. Así la acción sísmica, la estructura y el daño esperado se consideran y se analizan como variables aleatorias. La metodología, que se valida mediante el análisis dinámico incremental, es una nueva, robusta y potente herramienta de análisis de riesgo tanto a nivel de edificios individuales como a nivel urbano y regional. La validación mediante el análisis dinámico, de hecho, ha supuesto crear también una metodología probabilista basada en el análisis dinámico incremental. El daño esperado puede obtenerse para cualquier intervalo de confianza permitiendo así, a los gestores de la protección civil la elección de los niveles prioritarios o de interés. Como el análisis dinámico incremental requiere acelerogramas, se ha optado por usar registros de terremotos y se ha diseñado una técnica que, para una determinada base de datos, permite optimizar, minimizando la dispersión, el número de acelerogramas compatibles con un determinado espectro de respuesta; de esta forma la incertidumbre en la acción sísmica se considera de una manera adecuada. Aunque a efectos metodológicos, se ha estimado suficiente y adecuado considerar como variables aleatorias gaussianas sólo las propiedades resistentes del hormigón y el acero, con todo se ha introducido también una nueva e interesante forma de incorporar la variabilidad espacial de la resistencia de vigas y columnas. Los desarrollos metodológicos se ilustran con numerosos casos de estudio de edificios existentes y bien documentados. En particular, se han estudiado los edificios de hormigón armado con forjados reticulares, clasificados en altos, de altura mediana y bajos. Este estudio se ha realizado considerando acciones sísmicas compatibles con los espectros previstos en el eurocódigo EC8 para terremotos tipo 1 y tipo 2 y para suelos A, B, C, D y E. La aplicación del método a edificios irregulares ha confirmado la insuficiencia de modelos 2D en estructuras asimétricas. Así, el método probabilista se ha aplicado a dos edificios de especial importancia para escenarios sísmicos de interés. El primero es el hospital de Vielha, para la acción sísmica con un periodo de retorno de 475 años; el segundo es un edificio del Barrio de San Fernando en Lorca, que fue severamente dañado por el terremoto del mes de mayo de 2011. En este segundo caso la acción sísmica se ha definido de forma determinista mediante las dos componentes horizontales de aceleración registradas en la ciudad. En los análisis 3D se ha incorporado el efecto de direccionalidad, concluyendo que edificios del mismo tipo situados en un mismo lugar pueden sufrir daños significativamente distintos dependiendo sólo de su orientación azimutal. Los resultados obtenidos en el caso de Lorca son compatibles con los daños observados lo que contribuye a validar el método probabilista y los desarrollos implementados en esta tesis.
RESUMEN En el proyecto sismorresistente de edificios tal como es aplicado actualmente, se parte de ciertas consideraciones cuya validez no siempre está clara o en algunos casos no permiten al proyectista tomar decisiones que hagan aseguren la integridad del edificio durante su vida útil. Por esta causa, en este trabajo se trata el tema del comportamiento sísmico de los edificios de hormigón armado, estudiando la respuesta no lineal, procurando aclarar algunos criterios adoptados en el proyecto sismorresistente. La respuesta no lineal de los edificios de hormigón armado se estudia mediante el análisis numérico estático y dinámico, en cuya modelización se han incluido características importantes de este material compuesto como son la plasticidad y el daño, así como también las condiciones especiales de confinamiento que proporciona el proyecto sismorresistente. Para evaluar la respuesta no lineal se parte de un estudio de edificios porticados, emplazados en zonas de alta sismicidad y proyectados conforme a dos relevantes normas sismorresistentes: el Eurocódigo-8 y el IBC-2003. Para lograr la caracterización de la respuesta sísmica, se incluyen en este estudio la aplicación de un procedimiento de predimensionamiento sísmico de secciones de los elementos de los edificios proyectados, la propuesta de un procedimiento de análisis estático no lineal con control de fuerzas, la determinación del modo de colapso, el estudio de la influencia de la reserva de resistencia y la redundancia en los factores de reducción de respuesta, el cálculo de la ductilidad máxima de los pórticos, la formulación de un índice de daño sísmico objetivo y la determinación de umbrales objetivos de daño correspondientes a unos Estados Límite específicos. La aplicación de los umbrales de daño permite estimar el desplome para el cual se proyecta el edificio, lo que a su vez permite estimar la ductilidad por prestaciones, lo que permite realizar el proyecto con base en desplazamientos sin necesidad de a.
El Diseño Sísmico Basado en Desempeño (DSBD) se hizo presente de forma concreta en el diseño estructural chileno mediante un documento con recomendaciones publicado por ACHISINA en 2017. El DSBD requiere modelos no lineales para evaluar el desempeño sísmico de un edificio. Un nuevo enfoque de modelación no lineal de muros de hormigón armado llamado Beam-Truss Model (BTM) ha sido desarrollado en la última década y ha mostrado un buen ajuste en la simulación de ensayos experimentales. El objetivo principal de este estudio es evaluar la factibilidad del uso del BTM para la aplicación del DSBD. El segundo objetivo es comparar la respuesta sísmica de un edificio estructurado con muros T con la respuesta sísmica de un edificio con muros rectangulares. La hipótesis principal es que el uso del BTM permitirá realizar análisis no lineales de edificios de hormigón armado, con dificultad moderada y tiempo acotado para evaluar desempeño sísmico. El enfoque BTM se validó mediante la simulación de ensayos experimentales de un muro T y un muro rectangular. La evaluación de la factibilidad del BTM se realizó considerando un modelo numérico no lineal tridimensional de ambos edificios de estudio. Estos edificios se diseñaron usando la normativa chilena vigente y se sometieron a análisis estáticos no lineales utilizando el programa computacional Opensees. Se concluye que el BTM es un enfoque que tiene dificultades de convergencia, lo que complica su aplicación práctica. Para el modelo 3D del muro WSH6 y el muro TW2 se obtuvo convergencia en solo 17% y 6% de los análisis, respectivamente. De los resultados del análisis estático no lineal se concluye que la distribución del esfuerzo de corte entre los muros, la variación de la carga axial y el modo de falla es diferente para el edificio estructurado con muros T y el estructurado con muros rectangulares.
Para evaluar numéricamente el comportamiento sísmico de un edificio debido a la acción de un terremoto existen diferentes herramientas que tienen su base en el cálculo estático incremental, también conocido como push-over, y en el cálculo dinámico no lineal. Para poder estudiar el periodo fundamental de vibración (periodo asociado al primer modo de vibración) de un edificio dañado, el método basado en el push-over ofrece serias limitaciones ya que no calcula los desplazamientos en el techo del edificio debidos a una acción dinámica, por lo que será necesario recurrir al análisis dinámico. Así, el índice de daño es calculado haciendo uso de un análisis dinámico incremental, donde la acción sísmica es escalada para varios valores de un determinado rango de aceleraciones máximas,. Diferentes acciones sísmicas han sido consideras: el terremoto de Lorca (2011), una muestra de terremotos europeos que se ajusten a un determinado espectro del Eurocódigo 8, y una muestra de señales generadas aleatoriamente. El periodo fundamental del edificio es calculado con dos metodologías distintas: a partir del deterioro de la matriz de rigidez de la estructura y a partir del espectro de desplazamientos en el techo. El edificio considerado es representativo para los edificios de viviendas en España. Se relacionaran los periodos calculados con los índices de daño estableciendo dos relaciones distintas con los mismos parámetros. Finalmente se compararan los resultados obtenidos con ambas metodologías. El principal objetivo de este trabajo es ofrecer diferentes metodologías para poder establecer una relación entre el periodo de un edificio y su estado de daño. Los resultados obtenidos muestran cómo ambas metodologías son parecidas hasta un cierto valor de daño y cómo la incertidumbre aumenta cuanto más fuerte es la acción sísmica.
Vacant urban land--the product of land market activity, the actions of private agents, and the policies of public agents--is an important challenge for policy makers. Vacant lots on the urban fringe and in central and interstitial areas have affected growth patterns in Latin America. Contributors to this book analyze the problems and opportunities related to vacant urban land in five cities: Buenos Aires, Argentina; Rio de Janeiro, Brazil; Quito, Ecuador; Lima, Perú; and San Salvador, El Salvador.