Zapatas

ANALISIS COMPARATIVO DE PORTICOS DISEÑADOS CON VARIOS CODIGOS SISMORESISTENTES. Marlon F. Valarezo Aguilar1, Vinicio A. Suárez Chacón2, Yorky P. Zapata3, José L. Morocho4
1Docente Investigador del Área de Estructuras de la Universidad Técnica Particular de Loja, Loja-Ecuador, mfvalarezo@utpl.edu.ec (07) 2570 275 ext. 2939 2 Director de la Unidad de Ingeniería Civil Geología y Minas de la UTPL.,vasuarez@utpl.edu.ec (07) 2570275 ext 2928 3Docente Investigador del Área de Estructuras de la UTPL, Loja-Ecuador, ypzapata@utpl.edu.ec (07) 2570 275 ext. 2938 4 Asistente de Investigación de la Unidad de Ingeniería Civil de la UTPL, Loja-Ecuador, jlmorocho@utpl.edu.ec

El diseño sismo-resistente en los países latinoamericanos y de aquellos que usan el código internacional IBC es gobernado pormétodos basados en fuerzas. El objeto de estos métodos es encontrar una estructura que bajo fuerzas laterales reducidas cumpla con ciertos límites de deriva. En este documento se evalúa el desempeño de pórticos diseñados con estos métodos. Además con objeto de comparación, se aplican las metodologías de diseño basadas en desplazamientos, que propone el libro azul de la Sociedad de IngenierosEstructurales de California “SEAOC” denominadas: “Diseño Directo Basado en Desplazamientos (DDBD)” y “Diseño Basado en Iguales Desplazamientos (EBD)”. La muestra para la investigación se compone de 4 pórticos planos de 4, 6, 8 y 12 pisos, cada uno de los pórticos se diseño de acuerdo a los códigos vigentes de Colombia, Chile, Ecuador, Perú, Venezuela y el IBC que se basan en fuerzas. Así mismo se realizoel diseño de acuerdo al DDBD y EBD, obteniéndose en total 32 diseños diferentes. Luego el desempeño fue verificado mediante Análisis No Lineal de Historia en el Tiempo “ANHT” usando ocho acelerogramas compatibles con el espectro de diseño. La efectividad de los métodos es establecida en función de:1) Deformada máxima del pórtico obtenida del ANHT, con respecto a la asumida en el diseño; y 2)Deriva obtenida de la verificación del ANHT, con respecto a la de diseño. También se hace una comparación de los diseños, de acuerdo al volumen de hormigón y acero requeridos por la estructura. Con los resultados obtenidos se detallan las fortalezas y debilidades de los métodos basados en fuerzas y los métodos basados en desplazamientos. Se encontró que los códigos de Perú y Colombia ofrecen losdiseños más costosos. El DDBD es un método racional que resulta efectivo para el diseño sismo-resistente de estructuras.

1. INTRODUCCIÓN
En general los métodos basados en fuerzas reducen la demanda elástica de fuerza de la estructura frente a un sismo, mediante un factor de modificación de respuesta R. El valor de R depende generalmente de la configuración en planta y elevación de la estructura ydel índice de importancia de la misma. Además estos métodos establecen un límite máximo de deriva de piso. Estos métodos no consideran que la rigidez dependa de la resistencia.

Los métodos basados en fuerzas modelan a la estructura en su estado elástico antes que se formen rotulas plásticas. Se asume un periodo, una rigidez y se obtienen los desplazamientos. Mientras que DDBD considera a laestructura en estado de deformación limite, articulando los nudos en la base y con un momento que resista el cortante basal. El EBD es un procedimiento que usa un diseño elástico y relaciona la respuesta elástica con la respuesta inelástica basado en el principio de iguales desplazamientos. De acuerdo a Newmark y Hall los desplazamientos de respuesta inelásticos de un sistema son aproximadamenteiguales a los desplazamientos de respuesta elásticos de un sistema equivalente con igual rigidez inicial. Tanto el DDBD como el EBD parten de un desplazamiento de diseño y obtienen las fuerzas con las cuales se modela y diseña la estructura.

2. REVISIÓN DE LOS METODOS DE DISEÑO
A continuación se describen los métodos de diseño comparados en la presente investigación.

2.1 Método Estático de...