Evaluación del desempeño sísmico para edificios de marcos excéntricos de acero

Abstract

El presente estudio tiene por objetivo evaluar el desempeño sísmico de edificios de acero cuyo sistema resistente a cargas laterales consiste en marcos arriostrados excéntricamente (EBF) por medio de la metodología implementada en la normativa FEMA P695 y las disposiciones del documento ATC-40 en la cual se definen los objetivos de desempeño sísmico esperados. Los edificios en base a marcos excéntricos corresponden a estructuras poco desarrolladas e implementadas en Chile como un sistema resistente a cargas sísmicas. Esto sumado a la poca rigurosidad en la obtención del factor de modificación de la respuesta R de la normativa chilena genera una gran incertidumbre en cuanto el desempeño sísmico real que estas estructuras pueden alcanzar ante eventos sísmicos importantes. Por esta razón se hace indispensable la evaluación del desempeño de esta tipología de estructuras permitiendo así una comprensión más acabada del comportamiento real de estas disminuyendo la incertidumbre real existente. La metodología consistió en la aplicación de una serie de análisis no lineales tanto estáticos como dinámicos a un conjunto de arquetipos estructurales los cuales fueron modelados de modo tal de representar de manera precisa el comportamiento real de las estructuras ante eventos sísmicos. Una vez realizados los análisis no lineales, los resultados son utilizados para graficar una serie de curvas de fragilidad las cuales representan la probabilidad de excedencia de un cierto estado de daño límite, para finalmente comparar los resultados obtenidos con los requisitos mínimos exigidos por la norma FEMA P695 en cuanto a desempeño sísmico esperado. El estudio realizado es relevante desde el punto de vista de la verificación de los edificios en base a marcos excéntricos como un sistema resistente a cargas sísmicas capaz de cumplir con los objetivos de desempeño esperados para cualquier sistema sismorresistente. Este estudio podría ser un aporte en la implementación a mayor escala de la construcción y diseño de edificios habitacionales en base a marcos excéntricos en Chile.

En el mundo se han realizado varias investigaciones destinadas a la evaluación del desempeño sísmico de diversas estructuras de acero utilizando diferentes códigos y normativas sísmicas correspondientes al lugar específico donde se han emplazado las estructuras estudiadas, de este modo, el presente trabajo pretende seguir esta misma línea de investigación aportando conocimiento en cuanto al desempeño sísmico de edificios de marcos excéntricos de acero habitacionales en nuestro país y así evaluar la factibilidad de implementar de manera más masiva este tipo de estructuras y obtener edificaciones que pueden brindar un adecuado comportamiento ante eventos sísmicos de gran envergadura