Evaluación del desempeño sismorresistente de la edificación de aulas generales de la Universidad Andina del Cusco, aplicando el método de análisis estático no lineal (Pushover) - Mendoza Escalante, Camilo (2020)
En la presente tesis de investigación se desarrolla la explicación teórica y aplicación de la evaluación del desempeño sismo resistente de una estructura con 13 niveles ubicada en el campus universitario de la Universidad Andina del Cusco. Se plantea el proceso de evaluación con base en el diseño realizado y a una corroboración de las medidas de los elementos estructurales comprendidos de columnas, vigas y muros de corte, con el objeto de estudiar su comportamiento frente a diferentes niveles de amenaza sísmica. Los modelos estructurales se basaron en función a los criterios y requerimientos establecidos en la normativa peruana vigente de diseño sismorresistente, concreto armado y cargas (NTP E. 020, E. 030 y E. 060), el análisis estructural para las cargas de gravedad y de sismo se desarrolló en el programa ETABS en su V.16 educativa, adicionalmente los modelos se validaron mediante un cálculo manual correspondiente a las rotulas plásticas y análisis estático lineal. La configuración estructural del refuerzo de acero se detalla en los planos de diseño realizados en el expediente técnico de la edificación previamente a la ejecución del proyecto, además se realizó un levantamiento de información de campo para corroborar las medidas y usos de la estructura. Posteriormente se realiza un análisis estático lineal siguiendo lo establecido en la normativa peruana E.030, donde se determina el sistema estructural, irregularidades, cortantes basales y derivas máximas de entrepiso o desplazamientos de la estructura. Una vez realizado este proceso se procede a realizar un análisis estático no lineal – pushover siguiendo las recomendaciones dadas por el ASCE/SEI 41-13. Obteniéndose las curvas capacidad del sistema estructural en estudio y el mecanismo de formación de rótulas plásticas en sus elementos que muestra el mecanismo de falla de la estructura a medida que la fuerza cortante se incrementa. En la dirección de análisis X-X, la primera rótula plástica se forma en el elemento viga con un desplazamiento de 0.037 m o 3,7 cm y con una cortante basal de 2058,38 ton, el máximo desplazamiento antes de incursionar al colapso es de 43 cm con una fuerza basal de 4407.73 ton. En la dirección de análisis Y-Y la primera rótula plástica se forma también en el elemento viga con un desplazamiento de 0,549017 m o 54,90 cm y con una cortante basal de 3457,79 ton, el máximo desplazamiento de la estructura es de 94,2104 cm con una cortante basal de 3966,71 ton. El punto de desempeño de las estructuras se determina mediante la aplicación del método establecido en la normativa internacional: Método de coeficientes (FEMA 440, ASCE/SEI 41-13) resultado que nos permite evaluar el punto de desempeño en función de un desplazamiento y una fuerza cortante en la base. La demanda sísmica se define a partir del espectro de diseño de la normativa peruana E. 030 “Diseño sismorresistente”, realizando factores de modificación al coeficiente de reducción sísmica Ro para cada nivel de amenaza sísmica, en total se consideraron 6 niveles de amenaza sísmica con una probabilidad de excedencia del 10% en función del periodo de retorno de los sismos, se considera al sismo de diseño al sismo con una probabilidad de retorno de 475 años establecido en la normativa NTP E030. En la estructura estudiada para la dirección de análisis X-X, para un sismo de servicio la estructura posee un nivel de desempeño de ocupación inmediata IO, para el sismo de diseño la estructura se encuentra en seguridad de vida LS y finalmente para la condición crítica (sismo máximo) esta estructura se encuentra también en el nivel de seguridad de vida LS. Por otro lado, para la dirección de análisis Y-Y, la estructura para un sismo de servicio se encuentra en un nivel de ocupación inmediata IO, para un sismo de diseño se encuentra en un nivel de seguridad de vida LS y finalmente para la condición crítica (sismo máximo) se encuentra en un nivel de colapso progresivo CP. Estos resultados de desempeño serán comparados con los objetivos de diseño para esta categoría estructural según la filosofía de diseño indicado en la normativa peruana NTP E030.