Respuesta sísmica para un edificio residencial de concreto armado según estándares sudamericanos en la zona del Pacífico

 Respuesta  sísmica  para  un  edificio  residencial  de  concreto  armado  según  estándares  sudamericanos  en  la  zona  del  Pacífico Respuesta  sísmica  para  una  edificación  residencial  de  concreto  armado  acorde  a  las  normas  sudamericanas  de  la  zona  del  Pacífico

En  el  presente  trabajo  se  estimó  la  respuesta  sísmica  de  un  edificio  de  hormigón  armado  representativo  de  residencias  multifamiliares  modernas  de  mediana  altura  en  la  zona  sur  del  Perú.  Se  consideró  esta  región  porque  podemos  encontrar  áreas  urbanas  en  crecimiento  con  variedad  de  altitudes  y  consecuentemente  diferentes  condiciones  sísmicas,  que  se  pueden  encontrar  en  los  tres  países  del  caso  de  estudio,  de  acuerdo  con  los  estándares  sísmicos  del  área  del  Pacífico  correspondientes  a  la  normativa  oficial  vigente.  directivas  de  Perú  (E.030,  2018),  Chile  (NCh433,  2012)  y  Ecuador  (NEC,  2015),  utilizando  análisis  modal  espectral  con  el  propósito  de  resaltar  los  aspectos  más  relevantes  en  las  normas  e  identificar  posibles  parámetros  faltantes  que  influyen  de  manera  destacada  en  la  demanda  estructural.  El  análisis  incluyó  la  estimación  de  fuerzas  de  corte,  aceleración  espectral  y  desplazamiento  relativo  entre  pisos,  incluyendo  variables  como  zonificación  sísmica,  tipología  de  suelo,  categoría  de  uso,  sistema  estructural,  entre  otras;  considerando  el  planteamiento  de  un  esquema  uniforme  para  la  comparación  de  límites  entre  los  desplazamientos  relativos  entre  pisos  establecidos  en  cada  norma.  El  proceso  se  realizó  a  partir  de  modelos  numéricos  de  un  edificio  de  hormigón  armado  de  10  pisos  compuesto  por  pórticos  y  muros  estructurales;  encontrando,  entre  otros,  que  la  mayor  demanda  de  aceleración  a  nivel  de  superficie  en  regiones  costeras  para  un  suelo  rocoso  (Vs  ≥  900  m/s)  corresponde  a  Perú,  seguido  de  Ecuador  y  Chile.  Se  concluye  en  general,  que  las  mayores  exigencias  y  los  límites  más  restrictivos  para  diferentes  zonas  sísmicas  y  diferentes  condiciones  del  suelo  corresponden  a  las  disposiciones  regulatorias  del  Perú. Palabras  clave:  Análisis  sísmico;  corte  basal;  desplazamiento  lateral;  aceleración  espectral;  respuesta  sísmica.

resumen

En  el  presente  trabajo  se  realizó  la  estimación  de  la  respuesta  sísmica  de  una  edificación  de  concreto  armado  representativa  de  residencias  multifamiliares  modernas  de  mediana  altura  de  la  zona  sur  del  Perú,  en  concordancia  con  las  normas  sísmicas  de  la  zona  del  pacífico  correspondientes  a  las  directivas  oficiales  vigentes.  del  Perú  (E.030,2018),  Chile  (NCh433,  2012)  y  Ecuador  (NEC,  2015),  emplearon  para  ello  el  análisis  modal  espectral  con  el  propósito  de  destacar  los  aspectos  más  relevantes  en  las  normas  e  identificar  posibles  parámetros  ausentes  que  influyen  de  forma  destacada  sobre  la  demanda  estructural.  El  análisis  contempló  la  estimación  de  las  fuerzas  cortantes,  la  aceleración  espectral  y  el  desplazamiento  relativo  de  entrepiso  a  incluir  variables  cómo  la  zonificación  sísmica,  tipología  de  suelos,  categoría  de  uso,  sistema  estructural,  entre  otros;  contemplando  el  planteamiento  de  un  esquema  uniforme  para  la  comparación  de  límites  entre  los  desplazamientos  relativos  de  entrepiso  establecidos  en  cada  norma.  El  proceso  se  realizó  a  partir  de  modelos  numéricos  de  un  edificio  de  concreto  armado  de  10  niveles  constituidos  por  pórticos  y  muros  estructurales;  encontrándose,  entre  otros,  que  la  mayor  demanda  de  aceleración  a  nivel  de  superficie  en  las  regiones  costeras  para  un  suelo  rocoso  (Vs  ≥  900  m/s)  corresponde  al  Perú,  seguida  de  Ecuador  y  Chile.  Se  concluye  en  general,  que  las  mayores  demandas  y  los  límites  más  restrictivos  para  las  diferentes  zonas  sísmicas  y  diferentes  condiciones  de  suelo  corresponden  a  las  disposiciones  reglamentarias  de  Perú.

Introducción

Durante  el  siglo  XX  a  nivel  mundial  se  han  producido  más  de  1.100  terremotos  violentos  que  han  causado  más  de  1,5  millones  de  víctimas  (Moreno  y  Bairán,  2012),  siendo  una  de  las  regiones  más  afectadas  la  franja  costera  sudamericana  con  importantes  eventos  sísmicos  recientes  como  el  de  Chile  2010.  y  Ecuador  2016  (Ruiz  y  Madariaga,  2018),  (Jiménez  et  al.,  2021);  Uno  de  los  aspectos  más  relevantes,  para  el  caso  peruano  es  el  aumento  poblacional  y  el  desordenado  desarrollo  urbano  de  las  ciudades  (Tavera,  2014),  es  destacable  la  informalidad  en  las  etapas  de  ingeniería  y  construcción  de  una  edificación,  siendo  la  fase  de  diseño  estructural  una  etapa  crítica.  etapa  en  regiones  con  bajo  porcentaje  de  especialistas  estructurales,  destacando  las  ciudades  con  menor  ingreso  per  cápita  (Riesco  et  al.,  2021)  como  la  región  sur  del  Perú,  que  incluye  ciudades  como  Tacna,  Juliaca  y  Puerto  Maldonado,  que  comprende  zonas  costeras,  montañosas  y  zonas  selváticas  con  similar  tendencia  constructiva.

Las  exigencias  a  las  edificaciones  son  una  preocupación  creciente  dado  que  en  los  proyectos  de  ingeniería  se  busca  un  nivel  adecuado  de  seguridad  estructural,  por  lo  que  es  necesario  asegurar  que  se  contemplen  los  parámetros  más  relevantes  y  las  restricciones  más  adecuadas  para  las  edificaciones  que  puedan  proyectarse  en  los  diferentes  puntos  geográficos.  áreas  de  los  países  de  la  zona  del  Pacífico  Sudamericano  y  que  han  sido  identificadas  y  expresadas  en,  entre  otras,  en  normativa  chilena,  peruana  y  ecuatoriana,  que  en  conjunto  abarcan  una  amplia  gama  de  fuentes  sísmicas,  propias  de  la  región  del  Pacífico  Sudamericano  contemplando  latitudes  tales  como  la  costa,  sierra  y  selva  presentando  una  zonificación  sísmica  constante  con  la  sismicidad  de  ciudades  en  crecimiento  ubicadas  en  la  región  sur  del  Perú,  área  geográfica  que  presenta  un  progresivo  avance  en  la  presencia  de  proyectos  de  edificación  moderna  de  mediana  altura.

Dada  la  influencia  del  Anillo  de  Fuego  del  Pacífico  en  las  diferentes  latitudes  poblacionales  y  el  escaso  número  de  registros  sísmicos  en  esta  parte  del  continente,  es  fundamental  que  el  nivel  de  aceleraciones  probables  según  los  múltiples  estudios  de  fuentes  sísmicas  en  una  región  de  similar  naturaleza  y  plasmados  en  los  estándares  de  los  países  sean  adecuadamente  contemplados  y  comparados  en  la  respuesta  general  de  los  edificios  (El-Kholy  et  al.,  2018)(Fenwick  et  al.,  2002)(Do􀀁angü  and  Livaoğlu,  2006)(Pong  et  al. ,  2007)(Giri  et  al.,  2018)(Faizian  e  Ishiyama,  2004)(Khose  et  al.,  2012)(Nahhas,  2011).

Las dimensiones de los elementos estructurales (columnas, vigas, losas, muros estructurales, ascensor y caja de escaleras) del proyecto se establecieron principalmente con base en bibliografía peruana relacionada con el predimensionamiento de edificaciones según (Blanco, 1994), (Morales, 2006 ), (Delgado, 2011), borrador del PNT (E.060, 2009), presentado en (Tabla 2). 

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