Evaluación de vulnerabilidad sísmica de edificaciones de estructuras metálicas en la parroquia Huachi Loreto, Ambato, Ecuador: Propuesta de reforzamiento estructural de una edificación representativa
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Date
2024-05
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
The city of Ambato is one of the areas with high seismic hazard in Ecuador, this
parameter combined with the vulnerability of the buildings and the level of exposure,
represent the level of seismic risk that could occur in seismic events. The seismic
vulnerability of buildings allows us to quantify structural damage based on their own
characteristics, being the only variable that can be influenced to reduce the level of
risk, since it depends on aspects such as the type of structural system, presence of
irregularities in plan and elevation, level of maintenance of the building, application
of regulations and building codes. For this reason, it was essential to evaluate the
existing metal structure buildings in the parish of Huachi Loreto, to provide an
overview of the degree of vulnerability and seismic risk index that they present, and
thus, apply a detailed vulnerability analysis for one of the most representative
buildings and design a proposal for structural strengthening. To evaluate the seismic
vulnerability, approved methodologies of rapid visual inspection were used through
the forms established in the NEC 15, FEMA P-154 and FUNVISIS, these formats were
adequate to evaluate a wide set of buildings in metal structure and collect general data of the parish Huachi Loreto, which showed that the vulnerability of the buildings is
mostly high. Based on this study, the structure called EM09 corresponding to Plaza
Pachano was selected to perform a more detailed vulnerability analysis using
computational resources to apply the linear static and spectral modal method, with
which the limits of floor drifts, basal shear and deflections were checked. The most
relevant pathologies were the presence of corrosion, non-prequalified connections,
inadequate assembly conditions, local and lateral buckling of the main and secondary
elements. The strengthening strategy included increasing the cross-sections of the
main elements until they were compact and also changing the secondary elements for
more efficient sections. Finally, suggestions were made to maintain the structural
system in favorable conditions for serviceability and seismic conditions.
Description
La ciudad de Ambato es una de las zonas con alta peligrosidad sísmica en el Ecuador,
este parámetro combinado con la vulnerabilidad de las edificaciones y el nivel de
exposición, representan el nivel de riesgo sísmico que podría presentarse frente a
eventos sísmicos. La vulnerabilidad sísmica de las edificaciones nos permite
cuantificar los daños estructurales basado en características propias, siendo la única
variable sobre la cual se puede influir para poder reducir el nivel de riesgo, ya que
depende de aspectos como el tipo de sistema estructural, presencia de irregularidades
en planta y elevación, nivel de mantenimiento de la edificación, aplicación de
normativas y códigos de construcción. Por tal motivo fue fundamental evaluar las
edificaciones de estructura metálica existentes en la parroquia de Huachi Loreto, para
brindar una perspectiva general acerca del grado de vulnerabilidad e índice de riesgo
sísmico que presentan, y así, aplicar un análisis de vulnerabilidad detallado para una
de las edificaciones más representativas y diseñar una propuesta de reforzamiento
estructural. Para evaluar la vulnerabilidad sísmica se emplearon metodologías
aprobadas de inspección visual rápida a través de los formularios establecidos en la NEC 15, FEMA P-154 y FUNVISIS, estos formatos fueron adecuados para evaluar un
conjunto amplio de edificaciones en estructura metálica y recabar datos generales de
la parroquia Huachi Loreto, mismos que arrojaron que la vulnerabilidad de las
edificaciones es en mayor medida alta. A partir de este estudio se seleccionó la
estructura denominada EM09 correspondiente a la Plaza Pachano para realizar un
análisis de vulnerabilidad más detallado empleando recursos computacionales para
aplicar el método estático lineal y modal espectral, con los que se comprobaron los
límites de derivas de piso, cortante basal y deflexiones. Las patologías más relevantes
fueron presencia de corrosión, conexiones no precalificadas, condiciones de
ensamblaje inadecuadas, pandeo local y lateral de los elementos principales y
secundarios. La estrategia de reforzamiento incluyó aumento de secciones en los
elementos principales hasta formarlos compactos y también el cambio de elementos
secundarios por secciones más eficientes. Finalmente se plantearon sugerencias para
mantener el sistema estructural en condiciones favorables frente a las condiciones de
servicio y sísmicas.
Keywords
ESTÁTICO LINEAL, FEMA P-154, FUNVISIS, MODAL ESPECTRAL, NEC 15, REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL, VULNERABILIDAD SISMICA