Diseño de edificio de concreto reforzado en Lázaro Cárdenas Michoacán empleando criterios de desempeño

Abstract

This paper describes in detail the theory and application of performance-based seismic design. The capacity spectrum method is explained using ATC-40 (methods A, B and C) and FEMA 440 (methods A, B and C), using application examples. A frame of the building (found in the appendix) was analyzed to obtain the capacity curve data that served for the development of the examples. The design of a building for corporate offices in the city of Lázaro Cárdenas Michoacán was carried out. The structural model applied the criteria and requirements of the NTC DF 2004 and the MOC DS 2008 CFE, using the ETABS 18.1 1program. The seismic design spectrum was defined using an Excel spreadsheet, with the parameters taken from a soil mechanics study performed specifically for this building; the spectrum was also determined, using the same data, but based on the MOC DS 2015 CFE, and a comparison was made between both spectra. First, the elastic design of the building was carried out using the dynamic spectral analysis and complying with the vertical displacements and the interstory drifts indicated in the MOC DS 2008 CFE. The required reinforcing steel was obtained from this analysis. Subsequently, a nonlinear static analysis (Pushover) was performed following the recommendations given by ASCE/SEI 41-13. The structural model and analysis were also developed with the ETABS program. The objective to be fulfilled is a Basic Objective, since it is an office building. The scaling factors for the serviceability earthquake, the design earthquake and the maximum earthquake were defined.

En el presente trabajo se describe en forma detallada la teoría y aplicación del diseño sísmico basado en desempeño. Se explica el método del espectro de capacidad usando el ATC-40 (métodos A, B y C) y el FEMA 440 (métodos A, B y C), utilizando ejemplos de aplicación para cada uno de ellos. Se analizó un marco (que se encuentra en el anexo) para obtener los datos de la curva de capacidad que sirvieron para la elaboración de los ejemplos. Se realiza el diseño de un edificio para oficinas corporativas en la ciudad de Lázaro Cárdenas Michoacán. En el modelo estructural se aplicaron los criterios y requerimientos de las NTC DF 2004 y el MOC DS 2008 CFE, utilizando el programa ETABS 18.1.1 El espectro de diseño sísmico fue definido mediante una hoja de cálculo de Excel, con los parámetros tomados de un estudio de mecánica de suelos realizado expresamente para este edificio; también se determinó el espectro, usando los mismos datos, pero con base en el MOC DS 2015 CFE, y se realizó la comparación entre ambos espectros. Primeramente, se realizó el diseño elástico del edificio utilizando el análisis dinámico espectral y cumpliendo con los desplazamientos verticales y las derivas de entrepiso indicadas en el MOC DS 2008 CFE. De este análisis se obtuvo el acero de refuerzo necesario. Posteriormente, se realizó un análisis estático no lineal (Pushover) siguiendo las recomendaciones dadas por el ASCE/SEI 41-13. El modelo estructural y el análisis se desarrolló también con el programa ETABS. El objetivo a cumplir es un Objetivo Básico, por ser un edificio para oficinas. Se definieron los factores de escala para el sismo de servicio, el sismo de diseño y el sismo máximo.