Desarrollo de un nuevo método para evaluar la resiliencia de edificios con planta baja débil ante acciones sísmicas

Abstract

This thesis proposes a new method to evaluate the resilience of existing buildings with a weak ground floor to seismic actions. For it, equations are proposed that allow estimating the maximum lateral distortion of the roof and the first level, IDR1, which is associated with the structural damage in the columns, as well as the permanent distortion at the end of the seismic excitation, RIDRmax, which is linked to the post-earthquake functionality of the building. The proposed equations are based on the inelastic displacement quotient, CR, the spectral displacement, Sd, as well as basic information on the dynamic properties (such as the period associated with the first mode of vibration of the building, T1, and the normalized modal participation factor) and mechanical (as the yield strength coefficient, Cy). Once the IDR1 estimate is obtained, an estimate of the damage state reached by the columns on the ground floor is obtained using fragility functions based on distortion associated with different damage states observed in columns with predominant bending-shear failure. Once the expected damage to the ground floor columns has been estimated, recovery functions are obtained for each damage state. The above information allows evaluating the seismic resilience of the building, which is defined as the ability to return to its original condition in the shortest recovery time.

En esta tesis se propone un nuevo método para evaluar la resiliencia de edificios existentes con planta baja débil ante acciones sísmicas. Para ello, se proponen ecuaciones que permiten estimar la distorsión lateral máxima de azotea y del primer nivel, IDR1, la cual está asociada al daño estructural en las columnas, así como la distorsión permanente al final de la excitación sísmica, RIDRmax, la cual está ligada a la funcionalidad post-sismo del edificio. Las ecuaciones propuestas se basan en el cociente de desplazamiento inelástico, CR, el desplazamiento espectral, Sd, así como información básica de las propiedades dinámicas (como el periodo asociado al primer modo de vibrar del edificio, T1, y el factor de participación modal normalizado) y mecánicas (como su coeficiente asociado a la fluencia, Cy). Una vez obtenida la estimación de IDR1, se obtiene una estimación del estado de daño que alcanzan las columnas en planta baja mediante funciones de fragilidad basadas en distorsión asociadas a diferentes estados de daño observados en columnas con falla predominante a flexión-cortante. Una vez estimado el daño esperado en las columnas de la planta baja, se obtienen funciones de recuperación para cada estado de daño. La información anterior permite evaluar la resiliencia sísmica del edificio, la cual se define como la capacidad para regresar a su condición original en el menor tiempo de recuperación.