diseño sismico

Capítulo 2

DISEÑO SÍSMICO BASADO EN DESEMPEÑO

2.1

ANTECEDENTES

Los niveles de daño estructural y no estructural experimentado por algunas estructuras
consecuencia de eventos sísmicos destructivos recientes (México 1985, Loma Prieta 1989,
Northridge 1994, Kobe 1995), originaron pérdidas económicas mucho mayores de las
esperadas. Esto puso en evidencia que los procedimientos dediseño basados en análisis
elásticos y fuerzas son difíciles de relacionar con el desempeño estructural ya que no
resultan adecuados para predecir el desempeño sísmico de las edificaciones.

Ante esta realidad, se ha aceptado la necesidad de replantear las metodologías actuales de
diseño sísmico para dar cabida a procedimientos de diseño, transparentes y racionales,
mediante los cuales se puedalimitar el daño en las estructuras ante excitaciones sísmicas
futuras al predecir con la mayor exactitud posible el desempeño de las mismas. Un
concepto, aunque no es novedoso, que puede servir de base para el desarrollo de estos
procedimientos de diseño es el del DSBD, en el cual el criterio de diseño es expresado en
términos del logro de objetivos de desempeño previamente establecidos cuandola
estructura es sometida a niveles de peligrosidad sísmica preestablecidos.

En el DSBD, el proceso de diseño inicia a partir de una fase conceptual o cualitativa, en la
que, en función de los objetivos de diseño, definidos en base al uso e importancia de la
estructura, y las características de los movimientos sísmicos esperados, se establecen las
configuraciones global y estructural de laedificación para luego pasar a la fase numérica
del diseño, en la que se detallan los elementos estructurales y no estructurales.

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Capítulo 2

El DSBD se abarca: 1) la selección de los objetivos de diseño, sistemas estructurales y
configuración apropiados (Fase Conceptual); 2) el dimensionado y detallado de los
componentes estructurales y no estructurales de una estructura (FaseNumérica); y 3) la
garantía del control de la calidad durante la construcción y del mantenimiento a largo plazo
(Implementación), de tal forma que para niveles de movimiento sísmico especificados y
con niveles predefinidos de confiabilidad, la estructura no se dañe más allá de ciertos
estados límite de daño u otros estados de límites de utilidad, (Comité Vision 2000).

Algunos documentos que hanadoptado la filosofía de diseño por desempeño, como el Vision

2000, FEMA-273 y FEMA-274, establecen que para realizar un diseño sísmico basado en
desempeño es necesario definir cuidadosamente tanto los objetivos de desempeño como los
niveles de demanda sísmica esperados. Para ello, han planteado guías para definir los objetivos
de diseño de diferentes tipos de estructuras. Particularmente, elreporte Vision 2000 presenta

una matriz conceptual para la selección de los objetivos de desempeño para estructuras de
ocupación estándar, esenciales y críticas.

NIVELES DE
DISEÑO SÍSMICO

NIVELES DE DESEMPEÑO SÍSMICO
COMPLETAMENTE
FUNCIONAL

FUNCIONAL

SEGURIDAD
DE VIDAS

COLAPSO
INCIPIENTE

FRECUENTE
Tr=43 AÑOS
1

OCASIONAL
Tr=72 AÑOS

DISEÑO NO
ACEPTABLE

2RARO
Tr=475 AÑOS
3

MUY RARO
Tr=970 AÑOS

1. OBJETIVO BÁSICO
2. OBJETIVO ESENCIAL
3. OBJETIVO DE SEGURIDAD CRÍTICA

Figura 2.1 Objetivos de diseño sísmico basados en desempeño (Visión 2000, SEAOC 1995)

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Capítulo 2

Como lo presenta el documento Vision 2000, un objetivo de desempeño queda definido por la
relación entre un nivel de desempeño y un nivel de diseño sísmico, el cualcorresponde a la
demanda sísmica de diseño, y es definido a partir de un periodo medio de retorno entre eventos
sísmicos que producen daños similares. Dentro del contexto del DSBD, el nivel de desempeño
para una estructura, el cual es equivalente al término de estado límite, se define en función del
nivel de daño ocasionado a los elementos estructurales y no estructurales que la conforman;...