Estimación de los niveles de desempeño estructural y de la deriva inelástica de pórticos de concreto considerando la variabilidad de los materiales de Bogotá.

Abstract

Los ingenieros estructurales calculan la capacidad sísmica de los pórticos de concreto reforzado con la geometría de los elementos estructurales y con las propiedades mecánicas de los materiales. Las propiedades mecánicas más importantes del concreto y el acero usadas para estimar dicha capacidad son: módulo de elasticidad (E) y resistencia a la compresión del concreto (f `c); esfuerzo de fluencia (Fy) y esfuerzo resistente del acero (Fu); así como sus deformaciones unitarias. Basados en lo anterior se analizaron estadísticamente los resultados de más de 1,500 ensayos de compresión de concretos (solamente para Bogotá) y más de 900 pruebas de tensión de varillas. Luego se modelaron (análisis por elementos finitos tipo “frame” o barra) y diseñaron edificaciones aporticadas de concreto reforzado de 5 pisos de acuerdo con el reglamento colombiano de construcción sismo resistente (NSR10); y usando dos de los espectros de la microzonificación de Bogotá (año 2010). Usando los modelos de pórticos planos correspondientes a uno de los ejes de la edificación y con la generación de números aleatorios de las propiedades mecánicas del acero y el concreto (de acuerdo con los análisis estadísticos de los ensayos de laboratorio) se realizaron 80,000 análisis de pushover de los pórticos planos seleccionados con el fin de establecer las derivas inelásticas y sus funciones de distribución de probabilidad para diferentes niveles de daño (simulaciones de Montecarlo). De acuerdo con los resultados, las derivas promedio para alcanzar niveles de daño de fluencia, ocupación inmediata y protección a la vida son 0.51%, 0.84% y 1. 41% respectivamente.