Análisis dinámico no lineal del edificio Residencia Vargas del cantón Ambato, sector la Merced, en base a la NEC 2024
Date
2026-01-16
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
Ecuador, being located in an active seismic zone, faces a high risk of seismic events that can
seriously affect the safety of its buildings. Therefore, it is essential to evaluate the structural
performance of buildings to prevent material and human losses in the event of earthquakes.
This experimental work focused on an irregular five-story building, with a mezzanine and
overhangs on the front facades, located in the parish of La Merced, Ambato canton. The
objective was to perform a nonlinear dynamic analysis to study the seismic behavior of the
structure under various seismic conditions.
To establish the essential data of the structure, three test were developed: the sclerometer,
which allowed the concrete resistance to be established, the standard penetration test which
determined the type of soil of the building, and finally, the scanner test, which allowed the
distribution of the reinforcing steel in structural elements such as beams and columns to be
visualized.
The analysis included three complementary methods: a spectral modal analysis, a pushover
analysis, and finally, a time-history analysis. The spectral modal analysis allowed for obtaining
the vibration frequencies of the structure under seismic loads, while the pushover analysis
evaluated the capacity curve. Finally, the time-history analysis simulated the behavior of the
building under a real earthquake, using elastic design spectra and accelerograms to evaluate its
performance under different seismic intensities.
The results showed that the dimensions of the beams and columns of the building do not
meet the requirements established by the Ecuadorian Construction Standard (NEC), which
compromises their capacity for resistance to seismic events of great magnitude. In view of this
situation, it was recommended to increase the size of the sections of the structural elements to
improve the rigidity and seismic resistance of the building, which would allow a greater energy
absorption capacity and reduce the risk of structural failures in a seismic event.
This study highlights the importance of performing advanced seismic analysis to ensure the
structural safety of buildings and protect both people and material assets in areas of high seismic
activity such as Ecuador.
Description
Ecuador, al estar ubicado en una zona sísmica activa, enfrenta un alto riesgo de eventos
sísmicos que pueden afectar gravemente la seguridad de sus edificaciones. Por ello, es
fundamental evaluar el desempeño estructural de los edificios para prevenir las pérdidas
materiales como las humanas en caso de sismos.
Este trabajo experimental se centró en una edificación irregular de cinco pisos de la
residencia Vargas, con mezzanine y voladizos en las fachadas frontales, situada en la parroquia
La Merced, cantón Ambato. El objetivo fue realizar un análisis dinámico no lineal para estudiar
el comportamiento sísmico de la estructura bajo diversas condiciones sísmicas.
Para establecer los datos esenciales de la estructura, se desarrolló tres ensayos: el
esclerómetro, que permitió establecer la resistencia del hormigón, el ensayo de penetración
estándar, que determinó el tipo de suelo de la edificación, y finalmente, el ensayo con escáner,
que permitió visualizar la distribución del acero de refuerzo en elementos estructurales como
vigas y columnas.
El análisis incluyó tres métodos complementarios: un análisis modal espectral, un análisis
pushover y, finalmente, un análisis de tiempo-historia. El análisis modal espectral permitió
obtener las frecuencias de vibración de la estructura bajo cargas sísmicas, mientras que el
análisis pushover evaluó la curva de capacidad. Finalmente, el análisis de tiempo-historia
simuló el comportamiento de la edificación bajo un sismo real, utilizando espectros elásticos
de diseño y acelerogramas para evaluar su desempeño ante diferentes intensidades sísmicas.
Los resultados mostraron que las dimensiones de las vigas y columnas de la edificación no
cumplen con los requisitos establecidos por la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC),
lo que compromete su capacidad de resistencia frente a eventos sísmicos de gran magnitud.
Ante esta situación, se recomendó aumentar el tamaño de las secciones de los elementos
estructurales para mejorar la rigidez y resistencia sísmica de la edificación, lo cual permitiría
una mayor capacidad de absorción de energía y disminuiría el riesgo de fallos estructurales en
un evento sísmico.
Este estudio resalta la importancia de realizar análisis sísmicos avanzados para garantizar la
seguridad estructural de las edificaciones y proteger tanto a las personas como a los bienes
materiales en áreas de alta actividad sísmica como Ecuador.
Keywords
ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL, ANÁLISIS PUSHOVER, ANÁLISIS TIEMPO-HISTORIA
Citation
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil