Evaluación sísmica de edificios de mampostería no reforzada típicos de Barcelona: modelización y revisión de la aplicación del método del espectro de capacidad

• Autores: Juan Jiménez Pacheco
• Directores de la Tesis: Jose Ramón González Drigo (dir. tes.), Luis Gonzaga Pujades Beneit (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Antoni Roca Adrover (presid.), Daniel Di Capua (secret.), Xavier Goula (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Sísmica y Dinámica Estructural por la Universidad Politécnica de Catalunya
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de la construcción
      • Ingeniería civil
      • Ingeniería de estructuras
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  UPCommons  TDX 
• Resumen

  • Actualmente, son muy pocos los programas que se especializan en el análisis sísmico de edificios de mampostería no reforzada. La mayoría de trabajos se han concentrado en el comportamiento sísmico de las paredes o (a nivel 3D) no han integrado la flexibilidad del sistema de piso en el problema. En este contexto, dos fueron los objetivos fundamentales de este trabajo: 1) desarrollar un modelo para análisis estático no lineal de edificios de mampostería no reforzada que considere la flexibilidad del sistema de piso, 2) estudiar la influencia de la rigidización del siste­ ma de piso en el desempeño sísmico global de tales edificios. Como caso-base de estudio se asumió un edificio­ prototipo de seis pisos, representativo de la primera época del Eixample-Barcelona (1860-1880), el cual se generó a partir de la revisión de varias fuentes documentales. En cuanto a la acción sísmica, se asumió una de las formu­ laciones analíticas del proyecto RISK-UE, abarcando tanto un escenario determinista como probabilista. Así pues, a partir de la asunción de un segundo modo de falla global, el modelo propuesto se inscribe en la aproximación de pórtico equivalente. La modelización de las paredes consistió en la ensambladura de macro-elementos verticales y horizontales (pilares y vigas-dintel) mediante vínculos rígidos. El sistema de piso, perteneciente al tipo de pisos unidireccionales, se modelizó como agregación de macro-elementos diafragma con un comportamiento de corte simple. Todos los macro-elementos, tanto los que conforman las paredes como el sistema de piso, se elaboraron con elementos tipo resorte. La construcción del modelo obedeció a una estrategia de modelización-validación por etapas, a partir del modelo 2D de pórtico equivalente hasta el modelo integral 3D del edificio-prototipo. En cuanto al análisis de la influencia de la rigidización del sistema de piso, se basó en métodos convencionales de rigidiza­ ción, a partir de dos variantes básicas del edificio-prototipo establecidas en función de dos sistemas de piso típicos del caso estudiado: a) piso de vigueta metálica y arco de rasilla y b) piso de madera. Sobre la base de un análisis de sensibilidad, el estudio se centró en tres casos por cada variante básica: 1) variante básica original, 2) subvariante rigidizada y 3) piso rígido. El comportamiento sísmico global se evaluó en términos de resultados de análisis de modal, características de las curvas pushover y el daño potencial esperado. En lo referente a la evaluación del daño potencial, se adoptó el método de nivel IIdel proyecto RISK-UE, con una modificación : en la estimación del pun­ to de desempeño se usaron los métodos de espectro de capacidad: ATC 40 y FEMA 440. A partir de los resultados de desempeño obtenidos, se realizó un análisis comparativo, constatándose que el ATC 40 subestima las demandas máximas de desplazamiento en el orden del 10%- 12%. Finalmente, se evaluaron los daños probables esperados. Para las variantes básicas se obtuvo un daño predominante de tipo leve. La rigidización del sistema de piso provo­ có una mejora en el desempeño sísmico, reflejada en la migración a un grado de daño esperado entre nulo y leve. Los resultados y las conclusiones de este trabajo se enmarcan en un contexto de amenaza sísmica de leve a mode­ rada. Una redefínición del escenario sísmico que suponga incremento del nivel de intensidad sísmica conllevaría grados mayores de daño y una mayor subestimación de la demanda de desplazamiento por parte del ATC 40.