Desempeño sísmico de edificaciones bajo el sismo de nivel ocasional

Abstract

El objetivo de esta tesis es la determinación del sismo de diseño para edificaciones denominado como el sismo ocasional. Para efectuar el diseño mediante la filosofía del diseño sísmico basado en el desempeño se requiere de múltiples niveles de sismos de diseño, niveles de desempeño estructural y objetivos de desempeño. En base a esta filosofía se han obtenido las aceleraciones máximas en suelo firme, el espectro de diseño elástico y el espectro de peligro uniforme mediante el análisis probabilístico del peligro sísmico para un periodo de retorno de 72 años. Por otra parte la aceleración máxima del suelo se ha empleado en el escalamiento de los registros sísmicos más importantes ocurridos en el Perú, y el espectro de peligro uniforme se ha considerado como el espectro de diseño objetivo, de tal manera que los espectros de los registros considerados sean compatibles con el espectro objetivo especificado. Además se presenta un resumen de trabajos experimentales y analíticos sobre el comportamiento de edificaciones de concreto armado y albañilería sometidas a cargas laterales; el nivel de agrietamiento se considera como el nivel de daño en los elementos estructurales y la distorsión como el nivel de daño en el sistema estructural. Se han analizado los aspectos conceptuales y metodológicos relacionados con la evaluación del daño sísmico sobre edificaciones, para este propósito se emplea la metodología del análisis estático incremental no lineal y el análisis elástico tiempo historia. La evaluación del daño sísmico se aplicó a una edificación de muros estructurales de ocho pisos, la misma que se diseña por resistencia, según la norma E-060, con el fin de verificar las máximas demandas en el rango no lineal a través del análisis estático incremental no lineal “Pushover” y el análisis elástico tiempo historia usando parámetros del sismo ocasional.

The purpose of this thesis is to determine the occasional earthquake for the design of buildings. In order to perform seismic design using a performance based design philosophy, multiple design levels earthquakes are required, as well as structural performance levels and performance objectives. Based on this philosophy, maximum firm ground accelerations, elastic design spectrum and uniform hazard spectrum were obtained, using probabilistic seismic hazard analysis considering a 72 year return period. The maximum ground acceleration has been used for scaling the most significant earthquake records in Perú. A uniform hazard spectrum has been considered as the objective design spectrum in such a way the spectra of such records are compatible with the specified objective. Additionally a summary of analytical and experimental work on lateral load response of reinforced concrete and masonry buildings is presented. Cracking is used as damage indicator of structural elements and drift as damage level of the structural system. Conceptual and methodological aspects relating to the evaluation of seismic damage on buildings have been analyzed. For this purpose, incremental nonlinear static analyses and elastic time history analyses have been used. The damage evaluation procedure has been applied to an eight story shear wall building which was designed for strength according to the E-060 Peruvian seismic standard. To determine maximum demands in the inelastic range, an incremental nonlinear static analysis and an elastic time history analyses were performed using parameters of the occasional earthquake.