Análisis del desempeño sísmico del edificio de aulas de la Unidad Académica de Ingeniería Civil

Abstract

La continua actividad sísmica existente en el país, convierte en necesario promover la construcción de estructuras dúctiles, capaces de deformarse en el rango inelástico sin llegar al colapso, buscando salvaguardar las vidas de sus ocupantes, así como también hace menester que las estructuras actuales sean analizadas para verificar su desempeño frente a la acción de sismos. Con la finalidad de verificar el estado actual del edificio de aulas de la Unidad Académica de Ingeniería Civil, de la Universidad Técnica de Machala, y su comportamiento frente a la acción probable de un sismo sobre ella, se realiza el presente trabajo, el cual se basa en analizar la respuesta sísmica de la estructura bajo los lineamientos que indica la Norma Ecuatoriana de la Construcción 2015 (NEC-15). Inicialmente se presenta la base teórica que rige la investigación en la cuestión del comportamiento sísmico de las edificaciones de hormigón, el peligro sísmico de una localidad y la vulnerabilidad sísmica de edificios, además de incluir los datos de la norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-15 para el análisis de estructuras. Considerando que se trata de una edificación con más de 30 años de funcionamiento, se evalúan los parámetros de respuesta símica en función de las los reglamentos de peligro sísmico que aparecen durante la vida útil de la estructura, siendo éstos: el Código ecuatoriano de la construcción de 1977 (CEC-77), el código ecuatoriano de la construcción 2000 (CEC-2000) y la NEC-15. El análisis se ejecuta a partir de la modelación estructural en software de análisis estructural, lo cual es el punto clave para ejecutar un correcto análisis, dicho modelo debe representar las características más significativas de masa, rigidez y configuración geométrica del edificio en estudio. Se evalúa las cargas gravitacionales existentes en la edificación y se obtiene el periodo de vibración de la estructura a partir de un análisis modal, lo cual da un indicio del comportamiento de la estructura por sus características geométricas y el peso propio. En la parte medular del trabajo se evalúa la respuesta sísmica a partir de análisis lineal estático y dinámico propuestos por la norma local, lo cual incluye la obtención de cortante en la base de la estructura, y el coeficiente de cortante basal, que permite la creación del espectros de respuesta inelástico de diseño para un periodo de retorno de 475 años, y se verifica el cumplimiento de derivas máximas. Los resultado obtenidos con la NEC-15 para el análisis lineal estático y dinámico se comparan con los que resultan de la aplicación de los reglamentos CEC-77 y CEC-2000, considerando que existe variación en los requerimientos utilizados, y en las consideraciones mismas para la obtención del espectro de diseño. A continuación se verifica el nivel de desempeño que presenta la estructura para un sismo muy raro, con periodo de retorno de 2500 años, los resultados se obtienen a partir del análisis estático no lineal (Pushover). Finalmente, se presentan los resultados de cortante basal, espectros inelásticos y cumplimiento de derivas máximas, así como el nivel de desempeño estructural reflejadas en las respectivas conclusiones.