Influencia de las reglas empíricas de dimensionamiento en el comportamiento sísmico de edificios históricos de carácter religioso, en la ciudad de Morelia, Michoacán

Abstract

We analyze the seismic behavior of the naves for a group of religious heritage structures located in the historic center of Morelia city, Mexico. A formal study has been performed in order to know if these structures were dimensioned using empirical rules and if these empirical rules are relevant in some way in the expected seismic performance of each structure. The empirical rules of dimensioning used were the proposed by Derand (1648), Blondel (1683), Rodrigo Gil de Hontañón (16th century), Ginés Martinez de Aranda (16th century) y Hernán Ruiz (1560). In order to achieve the main objective, we established thirteen emblematic religious heritage structures built between 16th and 18th centuries. A set of two-dimensional models of rigid elements (Casolo, 2007), was generated for each one of the longitudinal and transversal macroelements (Doglioni, 1994) that form the entire building. The real original models were modified using the empirical rules of dimensioning in order to compare the seismic behavior. The peak ground accelerations and the uniform seismic hazard spectrums for return periods of 475 y 975 years were obtained calculating the probabilistic seismic hazard in the site. The nonlinear behavior of the material was taken into account in all cases. Several pushover analyses were performed in order to obtain the capacity curves and capacity spectra for each structure. The bilinear capacity spectrums were built to define damage thresholds which finally allowed establishing performance points superposing the capacity spectrum and the demand spectrum for the above mentioned seismic recurrences (Freeman,1998). The damage states were obtained for each macroelement through the construction of fragility curves and damage probability matrices for each one of the return periods.

En este trabajo se analizó el comportamiento sísmico de un grupo de estructuras del patrimonio histórico de la ciudad de Morelia, Michoacán. Se llevó a cabo un estudio formal para saber si estas estructuras fueron dimensionadas empleando alguna regla empírica y si estas reglas son relevantes de alguna forma en el comportamiento sísmico de cada estructura. Las reglas empíricas de dimensionamiento empleadas, fueron las propuestas por Derand (1648), Blondel (1683), Rodrigo Gil de Hontañón (16th century), Ginés Martínez de Aranda (16th century) y Hernán Ruiz (1560). Con la finalidad de conseguir el objetivo final, se establecieron trece estructuras emblemáticas del patrimonio histórico, construidas entre los siglos XVI y XVIII. Se generaron dos modelos bidimensionales de elementos rígidos (Casolo, 2007), para cada uno de los macroelementos (Doglioni, 1994) transversal y longitudinal que representan el edificio completo. Los modelos originales fueron modificados usando las reglas empíricas de dimensionamiento con el objetivo de comparar el comportamiento sísmico. La aceleración máxima del suelo y los espectros de peligro uniforme para periodos de retorno de 475 años y 975 años se obtuvieron calculando el peligro sísmico probabilista en el sitio. El comportamiento no lineal del material se tomó en cuenta en todos los casos. Se realizaron análisis pushover para obtener las curvas de capacidad y los respectivos espectros para cada estructura. Se construyeron espectros de capacidad bilineales para definir los umbrales de daño con la finalidad de establecer puntos de desempeño, superponiendo capacidad contra la demanda para las recurrencias sísmicas mencionadas anteriormente (Freeman,1998). Los estados de daño para cada macroelemento se obtuvieron mediante la construcción de curvas de fragilidad y matrices de probabilidad de daño para cada uno de los periodos de retorno.