ANÁLISIS DINÁMICO NO LINEAL DE ESTRUCTURAS ESPACIALES - Córeres - Möller - Rubinstein

Mecánica Computacional Vol. XXII
M. B. Rosales, V. H. Cortínez y D. V. Bambill (Editores)
Bahía Blanca, Argentina, Noviembre 2003.

ANÁLISIS DINÁMICO NO LINEAL DE ESTRUCTURAS ESPACIALES
SISMORRESISTENTES DE PISOS MÚLTIPLES
Héctor D. Cóceres*, Oscar Möller† y Marcelo Rubinstein†
*

Departamento de Estabilidad, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Nordeste
Avda. Las Heras 727,3500 Resistencia, Argentina
e-mail: hcoceres@ing.unne.edu.ar
†

Instituto de Mecánica Aplicada y Estructuras (IMAE)
Universidad Nacional de Rosario
Riobamba y Berutti, 2000 Rosario, Argentina
e-mail: moller@fceia.unr.edu.ar

Palabras clave: Dinámica no lineal, Respuesta sísmica, Estructuras espaciales, Pisos
múltiples.
Resumen. El análisis no lineal dinámico de sistemas estructuralesde varios pisos,
constituidos por pórticos y/o tabiques, sometidos a acciones horizontales, es un tema de
importante interés actual en el campo de la ingeniería sismorresistente. En este trabajo se
presenta un método numérico de análisis como una alternativa para el estudio de este tipo de
problemas, con el objetivo de representar con suficiente aproximación la verdadera
respuesta no lineal dela estructura, y simultáneamente mantener la simplicidad necesaria
para poder resolver problemas de utilización práctica. El método consiste esencialmente en
analizar la estructura tridimensional de múltiples pisos con la hipótesis que cada losa es
rígida en su propio plano, y asignar la resistencia ante fuerzas horizontales a elementos
planos resistentes. Se utilizan dos modelos numéricossimplificados para caracterizar el
comportamiento no lineal de los planos resistentes: (a) Modelo de corte basaldesplazamiento en la cima, (b)Modelo de corte de piso-desplazamiento relativo de piso. Se
muestran tres ejemplos de aplicación del método a estructuras con plantas de configuración
simétrica y asimétrica.

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ENIEF 2003 - XIII Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones1

INTRODUCCIÓN

Debido a que las solicitaciones que un sismo de gran intensidad impone a las estructuras
con comportamiento elástico son muy elevadas, en general no resulta económicamente
factible diseñar a los edificios con el objeto que resistan sin ningún daño un sismo severo y de
baja frecuencia de ocurrencia. El costo necesario para que la resistencia de la estructura sea
tal quesu comportamiento se mantenga esencialmente dentro del límite elástico durante un
sismo de esas características es muy alto. Es por ello que es de práctica común proceder a
diseñar la estructura para que tenga una resistencia mucho menor, pero que al mismo tiempo
cuente con propiedades suficientes de ductilidad que le permitan disipar la energía
introducida por el sismo mediante ciclos dehistéresis que incursionen en el campo inelástico.
Por otra parte la disposición irregular de los elementos sismorresistentes de un edificio,
tales como pórticos o tabiques, da lugar a plantas de configuración asimétrica, en las que la
torsión aparece como una solicitación de gran importancia cuyos efectos deben ser tenidos en
cuenta en el diseño. La magnitud de las rotaciones y de los esfuerzos quepor este efecto se
introducen en la estructura depende de la distribución en planta de las masas y rigideces
laterales, y una de las consecuencias más importantes de la asimetría en planta de un sistema
estructural es la amplificación, por efecto de la torsión, de los desplazamientos traslacionales
inelásticos.
Actualmente es posible determinar la respuesta no lineal de un modelo matemáticode un
sistema estructural sujeto a acciones dinámicas, debido al desarrollo de diferentes
procedimientos de análisis estructural. La concordancia de la respuesta calculada de esta
manera con el verdadero comportamiento de la estructura durante un sismo dependerá
básicamente de la calidad de la idealización estructural o modelo matemático elegido y del
procedimiento de análisis utilizado....