Diseño estructural de una edificación con disipadores de energía y análisis comparativo sísmico entre el edificio convencional y el edificio con disipadores de energía para un sismo severo

• Autores: Cano Lagos, Himler, Zumaeta Escobedo, Ener Iván
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2012
• Institución: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
• Repositorio: UPC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorioacademico.upc.edu.pe:10757/301565
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/10757/301565
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Análisis estructural; Diseño estructural; Construcción; Sismos; Ingeniería Civil; Tesis

Desde hace varios años los sismos están dañando las estructuras aporticadas, y para evitar estos daños existen nuevas versiones de la Norma de Diseño Sismorresistente poniendo más atención en el control de las deformaciones. Esto es particularmente cierto en edificios localizados en la costa de Perú. Como resultado, las estructuras requieren de elementos de mayor sección y mayor ductilidad. Recientes sismos han mostrado que los edificios diseñados y construidos de acuerdo a los códigos más recientes proveen una buena respuesta, pero el costo de reparación de daños y el tiempo necesario para implementar estas reparaciones son más grandes que las anticipadas. Estados Unidos, Japón y Rusia han realizado diversos esfuerzos por desarrollar criterios de diseño sísmico y procedimientos para asegurar objetivos específicos de desempeño. La presente investigación muestra las características de los sistemas de protección sísmica por amortiguamiento, dando énfasis a los de fluido-viscoso y viscoelasticos. Luego expone una metodología de diseño para estructuras con sistemas de amortiguamiento enfocada en el desempeño y fundamentada en las disposiciones del ASCE (American Society of Civil Engineers), el FEMA (Federal Emergency Management Agency) y el ACI (American Concrete Institute). Con el propósito de ilustrar la metodología, se seleccionó una estructura aporticada de 3 niveles con 232 m2 de área techada por nivel, cuya deriva (9 ‰) superaba el límite permitido por la norma NTE E-030 (7 ‰). Para cumplir satisfactoriamente con este límite se incluyó un sistema de amortiguamiento de fluido-viscoso y Viscoelásticos. Como objetivo de diseño se fijó la reducción del daño a nivel moderado frente a un sismo raro (500 años de retorno). La estrategia se orienta a mantener la deriva por debajo de 5.8 ‰, valor propuesto por el HAZUS (Methodology for Estimating Potential Losses from Disasters). Con el sistema de amortiguamiento fluido-viscoso se logró incrementar el amortiguamiento al 30% y reducir la deriva a menos de 5.8 y con sistema de amortiguamiento viscoelástico se logró incrementar el amortiguamiento al 25% y reducir la deriva a menos de 5.8 ‰. Como parte del trabajo se diseñan las columnas adyacentes a los dispositivos y el brazo metálico. Los resultados de la evaluación económica basada en ratios y precios propuestos por el fabricante indican que el costo del sistema de amortiguamiento de fluido-viscoso en esta estructura y para este nivel de desempeño, está alrededor de los 49 $/m2 y la incidencia en el costo total del proyecto bordea el 10.82%.