Influencia del patrón de carga lateral sobre la curva de capacidad y energía disipada en pórticos de concreto armado

Abstract

En el Perú existen muchos tipos de edificios con uso variable tales como oficinas, hospitales, comerciales, etc. Muchos de los cuales presentan configuraciones estructurales en base a pórticos de concreto armado y poseen poca rigidez lateral, originando grandes deformaciones laterales durante la ocurrencia de un evento sísmico. El comportamiento estructural de dichas estructuras puede ser evaluado por diferentes métodos, uno de ellos es el análisis estático incremental o análisis pushover. Sin embargo, la respuesta estructural traducida en la curva de capacidad y la energía disipada depende del patrón de carga lateral empleado en el análisis. La presente tesis comprende el estudio de pórticos de concreto armado de 4, 8, y 12 pisos y cada uno de 3, 4, y 5 vanos con sistema estructural regular evaluados ante cargas laterales incrementales mediante un análisis estático no lineal pushover, estos patrones de cargas son uniforme, triangular, modal y modal adaptivo. A fin de determinar el patrón de carga que refleje el comportamiento más conservador se compararon los resultados del empleo de dichos patrones con los resultados obtenidos de un análisis dinámico incremental. Los resultados obtenidos muestran que, en el rango lineal, existe une ligera sobre estimación de la rigidez inicial K1 para los patrones de carga triangular, modal y adaptivo. En el rango no lineal, la rigidez posfluencia K2 para todos los patrones de carga representa aproximadamente el 60% de la rigidez posfluencia obtenida del análisis dinámico incremental. Los patrones de carga triangular, modal y adaptivo dan valores de disipación de energía conservadores comparados con la energía obtenida del análisis dinámico incremental.

In Peru there are many types of buildings with variable uses such as offices, hospitals, commercial buildings, etc. Many of which have structural configurations based on reinforced concrete frames and have little lateral rigidity, causing large lateral deformations during the occurrence of a seismic event. The structural behavior of these structures can be evaluated by different methods, one of them is incremental static analysis or pushover analysis. However, the structural response translated into the capacity curve and the dissipated energy depends on the lateral loading pattern used in the analysis. The present thesis includes the study of reinforced concrete frames of 4, 8, and 12 floors and each one of 3, 4, and 5 spans with a regular structural system evaluated against incremental lateral loads through a nonlinear static pushover analysis, these patterns of Loads are uniform, triangular, modal and adaptive modal. In order to determine the loading pattern that reflects the most conservative behavior, the results of using these patterns were compared with the results obtained from an incremental dynamic analysis. The results obtained show that, in the linear range, there is a slight overestimation of the initial stiffness K1 for the triangular, modal and adaptive loading patterns. In the nonlinear range, the post-yield stiffness K2 for all loading patterns represents approximately 59% of the post-yield stiffness obtained from the incremental dynamic analysis. The triangular, modal and adaptive loading patterns give conservative energy dissipation values compared to the energy obtained from the incremental dynamic analysis.