Desarrollo de un método simplificado para la evaluación sísmica de edificios con planta baja débil

Abstract

A simplified methodology for the seismic evaluation of buildings with a weak first-storey is proposed in this thesis, which consists of estimating the interstorey drift at the first level, IDR1, of the building under consideration. The method is based on the inelastic displacement ratio, CR, as well as the basic dynamic and mechanical properties of the building under consideration. The method was evaluated using a family of buildings having 4, 6, and 8 stories with a weak first-storey designed with the 1997 edition of the Technical Norms for Sesimic Design of the Federal District (now Mexico City). Results revealed that the proposed method provides a reasonable estimate of IDR1 with respect to that computed through nonlinear dynamic analysis, mainly for buildings with the 6 and 8 stories, so it can be used for a preliminary seismic evaluation of this type of buildings. Regarding the 4-story building, the method tends to underestimate the estimated response of IDR1. To estimate the inelastic displacement ratio, CR, a statistical study of single-degree-offreedom systems (SDOF) was carried out from degrading systems in soft soil conditions. The study investigated the effects of the period of vibration, the level of relative lateral resistance, and the effect of the magnitude-distance to the source. In addition, the effect of hysterical behavior was investigated with main emphasis on the deterioration of strength, ductility of the system and post-yielding stiffness. In a complementary way, a parametric study was carried out on SDOF to determine the resistance in which a degrading system with a negative slope experiences dynamic instability. In this sense, the effects of the period of vibrating and the influence of hysterical behavior on collapse resistance, RC, were investigated. Finally, a simplified equation was proposed that allows estimating the median collapse resistance, RC.

Se presenta una metodología simplificada para la evaluación sísmica de edificios de concreto reforzado con planta baja débil, que consiste en estimar la demanda de distorsión del primer nivel, IDR1, del edificio en estudio. El método se basa en el cociente de desplazamiento inelástico, CR, así como en las propiedades dinámicas y mecánicas básicas del edificio en consideración. El método se empleó en la evaluación sísmica de una familia de edificios de 4, 6 y 8 niveles con planta baja débil diseñados con la edición 1997 de las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño Sísmico del Distrito Federal (ahora Ciudad de México). Los resultados indican que el método propuesto proporciona una estimación razonable de IDR1 respecto a la calculada con análisis dinámicos no lineales, principalmente para los edificios de 6 y 8 niveles, por lo que puede emplearse para una evaluación sísmica preliminar para este tipo de edificios. Con respecto al edificio de 4 niveles el método tiende a subestimar la respuesta calculada de IDR1. Para evaluar el cociente de desplazamiento inelástico, CR, se llevó a cabo un estudio estadístico a sistemas de un grado de libertad (S1GL) con comportamiento degradante en condiciones de suelo blando. Se investigaron los efectos del período de vibrar, el nivel de resistencia lateral relativa, el efecto de la magnitud-distancia a la fuente, y el efecto del comportamiento histerético con principal énfasis en el deterioro de resistencia, la ductilidad del sistema y la rigidez de post-fluencia. De forma complementaria se realizó un estudio paramétrico a S1GL para determinar la resistencia en la que un sistema degradante con pendiente negativa experimenta inestabilidad dinámica. Se investigaron los efectos del período de vibrar y la influencia del comportamiento histerético en la resistencia de colapso, RC. Finalmente, se propuso una ecuación simplificada que permite estimar la mediana de RC.