Análisis comparativo de la respuesta estructural y del nivel de desempeño de una edificación de hormigón armado, considerando dos opciones: base rígida e interacción suelo-estructura
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Date
2022-01
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
The objective of this research work is to make a comparison of the structural response
and the level of performance of a reinforced concrete structure considering two
options: rigid base and soil-structure interaction (ISE).
For the traditional rigid base model, the displacements and turns at the base of the
structure are considered null, while for the soil-structure interaction model, two models
were applied: one proposed by the scientist Barkan; and another proposed by the
scientist Sarsgian.
To evaluate the structure response of the building, a modal linear analysis was carried
out following what is specified by the NEC-15, and it was obtained that when
considering the effect of soil flexibility, an increase in the vibration period of up to
30.3 percent and an increase of up to 39 percent in maximum floor drifts compared to
the rigid base model. In addition, other structural comparison parameters have been
taken, such as the forces that occur in beam and column elements.
The level of structural performance has been obtained by performing a static non-linear
analysis following methodologies described in ATC-40 and FEMA-440, and applying
the structural performance evaluation provided by the Vision 2000 Committee, where
it was found that when considering the ISE The building under study does not have
sufficient capacity to face seismic threats, contrasting what was obtained with the rigid
base model, which does meet the expected structural performance levels.
Description
El presente trabajo tiene como objetivo realizar una comparación de la respuesta
estructural y el nivel de desempeño de una estructura de hormigón armado
considerando dos opciones: base rígida e interacción suelo – estructura (ISE).
Para el modelo tradicional de base rígida se consideran nulos los desplazamientos y
giros en la base de la estructura, mientras que para el modelo de interacción suelo –
estructura se aplicaron dos modelos: uno propuesto por el científico Barkan; y otro
propuesto por el científico Sarsgian.
Para evaluar la respuesta estructura de la edificación se realizó un análisis lineal modal
siguiendo lo especificado por la NEC-15, y se obtuvo que al considerar el efecto de
flexibilidad del suelo se presenta un aumento en el periodo de vibración de hasta 30.3
por ciento y un incremento de hasta un 39 por ciento en derivas máximas de piso
comparado con el modelo de base rígida. Además, se han tomado otros parámetros de
comparación estructural como las fuerzas que se presentan en elementos vigas y
columnas.
El nivel de desempeño estructural se lo ha obtenido al realizar un análisis no lineal
estático siguiendo metodologías descritas en ATC-40 y FEMA-440, y aplicando la
evaluación de desempeño estructural brindada por el Comité Visión 2000, donde se
comprobó que al considerar la ISE la edificación en estudio no tiene la suficiente
capacidad ante las amenazas sísmicas, contrastando lo obtenido con el modelo de base
rígida el cual sí cumplen los niveles de desempeño estructural previstos.
Keywords
EMPOTRAMIENTO, BASE RÍGIDA, FLEXIBILIDAD DEL SUELO, ISE, RESPUESTA ESTRUCTURAL, DESEMPEÑO ESTRUCTURAL