Comportamiento sísmico de edificaciones con sótanos, en la selva peruana - región Loreto [Tesis de doctorado en la Universidad Nacional Federico Villarreal]. El objetivo de esta investigación fue determinar si las edificaciones con sótanos afectan el comportamiento sísmico de las edificaciones ubicadas en la selva peruana de la región de Loreto, con énfasis en la variación del esfuerzo en los pórticos principales y la respuesta sísmica. Uno de los temas actuales más discutidos en la ingeniería sísmica se refiere al análisis, diseño y comportamiento sísmico de edificaciones con sótanos, donde surge la disconformidad sobre si estos sótanos deben ser incorporados a los respectivos análisis y diseños sísmicos, para poder analizar correctamente los efectos. de estos sótanos en la respuesta sísmica de las estructuras.
Esto ha llevado a la generación de varios estudios durante la última década para determinar la incidencia de estos sótanos en el análisis y diseño sísmico de edificios y viviendas.
Planteamiento del problema
Estas ciudades son altamente vulnerables a los efectos negativos de los sismos, como la alta mortalidad por traumatismos, asfixia, hipotermia e insuficiencia respiratoria aguda, además de daños y/o roturas por destrucción de infraestructura. De hecho, Perú ha sido catalogado como uno de los países más vulnerables del hemisferio frente a varios peligros naturales y ocupa el vigésimo lugar entre los países económicamente más activos del mundo en términos de vulnerabilidad a tres o más eventos naturales adversos. . Hablaron del potencial sísmico de la costa oeste de América, es decir, este supuesto escenario para el ejercicio no sería solo para el Perú, sino que podría ocurrir en cualquier país ubicado en esta parte de la costa oeste de América, que debemos ser preparado para
Tenemos el terremoto más grande jamás registrado en el mundo, ocurrido en la ciudad de Valdivia, Chile en 1960, dejando más de 2.000 muertos y dos millones de personas sin hogar.
Descripción del problema
También recordamos con gran tristeza el terremoto que sacudió Haití en enero de 2010, que dejó más de 300.000 muertos.
Formulación del problema
Problema general
Problemas específicos
Antecedentes
Antecedentes nacionales
En lo que respecta al diseño de vigas a cortante, en la mayoría de los casos el espaciamiento de las bielas se rige por las reglas de límites para vigas resistentes a terremotos. Realizó un estudio sobre el análisis sísmico de un edificio de seis plantas y un sótano con el fin de comprobar que el sistema de resistencia sísmica del edificio cumple los requisitos de la norma E.030 RNE. Pino y Llerena (2015) realizaron un estudio para analizar los efectos que tendría la implementación de un sistema de aislamiento sísmico comparando un edificio convencional y en el mismo edificio, pero con la inclusión de una cimentación aislada.
En el caso del sistema de muros de cortante, existe una reducción de los valores de potencia entre plantas de hasta un 57,2% en la dirección X y hasta un 69,9% en la dirección Y.
Antecedentes internacionales
El cortante o cortante de la base de la estructura aumenta por efecto de la interacción suelo-estructura. A medida que aumenta el número de pisos en el edificio, aumentan el cortante base y el desplazamiento. El método FEM es útil para estudiar el efecto de la interacción suelo-estructura.
El método FEM es un método útil para estudiar el efecto de la interacción suelo-estructura.
Justificación de la investigación
A medida que aumenta el número de pisos en el edificio, aumentan el cortante base y el desplazamiento. En el caso de suelos blandos, se recomienda la interacción de la estructura del suelo a medida que aumenta la altura del edificio. La importancia de esta investigación es verificar el apego a los principios, teorías y paradigmas fundamentales en el correcto comportamiento sísmico de las edificaciones con sótanos en la Selva Peruana, Región Loreto, Perú.
La norma peruana de diseño sismorresistente E.030, a pesar de sus actualizaciones, aún presenta importantes vacíos u omisiones en los procedimientos de análisis y diseño en edificaciones de hormigón armado, siendo un caso el problema de incluir sótanos en el análisis sísmico de edificaciones.
Limitaciones de la investigación
Objetivos
Objetivo general
Objetivos específicos
En esta investigación se brindaron todos los eventos y resultados observados durante su desarrollo para iniciar y repensar las actuales metodologías de análisis y diseño propuestas por la Norma Peruana de Diseño Sismorresistente E.030-2019. Determinar los periodos de vibración de las edificaciones, ubicadas en la selva peruana de la región Loreto, con la inclusión de una estructura de sótano con niveles 1, 2 y 3. Determinar los esfuerzos en los elementos estructurales de las edificaciones, ubicadas en la selva peruana de la región Loreto, con la inclusión de una estructura de sótano de 1, 2 y 3 niveles.
Determinar los desplazamientos de las edificaciones ubicadas en la selva peruana de la región Loreto, incorporando una estructura de sótano de 1, 2 y 3 niveles.
Hipótesis
Hipótesis general
Hipótesis específicas
MARCO TEÓRICO
Base teórica
La interpretación de los sismogramas registrados por el paso de las ondas sísmicas nos permite estudiar el interior de la tierra. Una vibración mecánica es la oscilación de la masa alrededor de su punto de equilibrio. Cuando la estructura está en equilibrio estático, el peso de la masa (mg) es igual a la fuerza del resorte (Δk), como se muestra en la siguiente figura.
El valor máximo de la función de respuesta de frecuencia (FRF) es la frecuencia natural de la estructura.
Base filosófica
Defectuoso análisis e interpretación de la información disponible, sesgo en los cálculos, baja fiabilidad de los datos estadísticos, etc. El estado del arte de la técnica se basa en el método de prueba y error, iluminado por el método científico. Cuanta más experiencia histórica disponible, mayor será la capacidad del ingeniero para minimizar el riesgo.
Los métodos actuales de inspección basados en el riesgo siguen algunas de las pautas de la teoría del riesgo.
Base tecnológica
Los sistemas se definen por sus características estructurales, como la relación entre componentes y funcionales; Por ejemplo, en los sistemas humanos, los elementos del sistema persiguen un objetivo común. El aspecto más importante de la diferenciación entre los sistemas es si están abiertos o cerrados a la influencia del entorno en el que se ubican (Figueroa, 2015). El suprasistema es el entorno exterior al sistema en el que está inmerso; en los sistemas humanos es identificable con la sociedad.
Los sistemas abiertos intercambian materia, energía y/o información con su entorno, se adaptan a él e influyen en él.
Base legal
Esta Norma establece los requisitos y exigencias mínimas para el análisis, diseño, materiales, construcción, control de calidad y supervisión de estructuras de hormigón armado, pretensado y simple. Lo establecido en esta Norma prevalece cuando entre en conflicto con otras normas a las que se refiere. Esta Norma establece los requisitos y requisitos mínimos para el análisis, diseño, materiales, construcción, control de calidad e inspección de edificaciones de mampostería estructuradas principalmente por muros confinados y muros reforzados.
Para estructuras especiales de mampostería, tales como arcos, chimeneas, muros de contención y depósitos, se cumplirán los requisitos de esta norma en la medida aplicable.
Hipótesis y variables
Es una de las fuerzas provocadas por los movimientos de la corteza terrestre generados por un terremoto. Son ellos quienes, en la medida en que los dos períodos igualan sus valores y su relación se aproxima a la unidad, el edificio entra en resonancia, aumentando considerablemente las deformaciones y aceleraciones del edificio y, en consecuencia, los esfuerzos en sus elementos estructurales. La matriz de rigidez relaciona las fuerzas de nodo equivalentes y los desplazamientos en los nodos de la estructura.
Es cualquier fuerza provocada por los movimientos de la corteza terrestre provocados por un terremoto.
MÉTODO
- Tipo de Investigación
- Población y Muestra
- Operacionalización de las variables
- Instrumentos
- Procedimientos
- Análisis de Datos
- Consideraciones Éticas
Para el análisis y procesamiento de los datos se utilizará el programa informático ETABS V2016 y las nociones de estadística descriptiva utilizando el programa informático Excel. A las muestras correspondientes se les aplicará la prueba de distribución T-STUDENT y se calculará el nivel de significancia P. c) Determinación del nivel de significancia. La evaluación de la prueba de normalidad se realizará en función de la cantidad de datos obtenidos en la cantidad de muestra.
Para la regularidad de planta y vista se han tenido en cuenta las especificaciones de la Norma Peruana E Diseño Sísmico Resistente. Las cargas por gravedad se tomaron en cuenta peso muerto y sobrecarga, teniendo en cuenta las especificaciones de la Norma Peruana E.020 – Cargas. Se consideró que las estructuras estaban empotradas en su base y no se tuvo en cuenta el efecto de la interacción suelo-estructura sobre la cimentación.
Para determinar los periodos y estados naturales de las estructuras se realizó un análisis modal. En este estudio, el análisis modal se realizó utilizando los vectores de Ritz considerando 30 modas. Para ello se tuvo en cuenta los siguientes elementos estructurales representativos de los pórticos de los edificios:
En esta sección, se presentaron los resultados de la respuesta global del edificio para el análisis espectral modal. Para el análisis y procesamiento de los datos se utilizó el programa informático ETABS V2016 y las nociones de estadística descriptiva utilizando el programa informático Excel.
RESULTADOS
En relación al edificio de tres pisos, los resultados muestran que la incorporación de la estructura del sótano. En comparación con el edificio de cinco pisos, los resultados muestran que la incorporación de la estructura del sótano en el edificio de tres pisos disminuye el período de vibración. Los resultados muestran que la incorporación de la estructura de sótano en el edificio de tres pisos disminuye los periodos de vibración superior.
En cuanto al edificio de cinco pisos, los resultados muestran que la incorporación de la estructura de sótano en el edificio de tres pisos disminuye los periodos de vibración superior. La figura 40 muestra la comparación de la respuesta de desplazamiento entre los pisos de los modelos computacionales y el 6, del edificio de tres pisos sin estructura de sótano. La Figura 42 muestra la comparación de la respuesta de desplazamiento entre los modelos computacionales y 12 pisos del edificio de tres pisos con una estructura de sótano de un piso.
La Figura 44 muestra una comparación de la respuesta de desplazamiento entre los pisos de los modelos de computadora y 18 edificios de tres pisos con una estructura de sótano de dos pisos. La Figura 46 muestra una comparación de la respuesta de los desplazamientos entre pisos de los modelos de cálculo y 24 edificio de tres pisos con una estructura de sótano de tres pisos. La Figura 48 muestra una comparación de la respuesta de desplazamiento entre los pisos de los modelos de computadora y 30 de un edificio de cinco pisos sin estructura de sótano.
La Figura 50 muestra la comparación de la respuesta de desplazamiento entre plantas para los modelos de cálculo y la 36 para el edificio de cinco plantas con estructura de sótano de una planta. La figura 52 muestra la comparación de la respuesta a cortante entre plantas en los modelos de cálculo y 42 en el edificio de cinco plantas con la estructura de sótano de dos plantas. La Tabla 67 muestra la respuesta de desplazamiento de plantas y el desplazamiento entre plantas correspondiente al modelo estructural de un edificio de cinco plantas que incorpora la estructura de sótano de tres plantas (Modelo 43: Z1 S2 ST3 5N).
La Figura 54 muestra la comparación de la respuesta de desplazamiento entre pisos de los modelos computacionales y 48 del edificio de cinco pisos con la estructura de sótano de tres pisos.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
ANEXOS