Evaluación sísmica de una edificación de muros estructurales de cinco niveles considerando interacción suelo-estructura y con disipadores viscosos en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero, Arequipa, Perú
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Date
2024
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Universidad Católica San Pablo
Abstract
La presente tesis tiene como objetivo la evaluación sísmica de una edificación de cinco niveles de sistema estructural de muros estructurales en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero en la ciudad de Arequipa, Perú. Implementando modelos de coeficientes de rigidez de interacción suelo-estructura e implementación de disipadores viscosos. En el capítulo 3 se realizó el análisis dinámico modal espectral de la edificación con base empotrada, verificando el sistema estructural y las irregularidades, existiendo irregularidad por torsión en la dirección X. Se obtuvieron periodos en X de 0.412s y 0.392s en Y, donde las distorsiones se encuentran por debajo del límite de la norma sismo resistente peruana. En el capítulo 4 se realizó la comparación con la implementación de rigideces de interacción suelo-estructura, con cuatro modelos dinámicos; los modelos americanos de Gazeta, Pais & Kausel y ASCE 41-17 y el modelo de la Norma Rusa SNIP 2.02.05-87. Estas rigideces dependen de parámetros del suelo y geometría de la fundación donde se obtiene aumentos en los periodos y distorsiones de piso, siendo el más crítico para este estudio, el de la norma rusa. Bajo un análisis modal espectral se obtuvo aumentos en el periodo X de 40.29% y 36.22% en Y. Las distorsiones aumentaron en promedio en 68.81% en dirección X y 56.82% en dirección Y. La cortante basal tuvo un aumento de 18.02% en X y 6.44% en Y respecto al modelo de base empotrada. En el capítulo 5 se realizó la selección de tres sismos de los 17 sismos escogidos, bajo parámetros de intensidad, cercanía al lugar de estudio y tipo de suelo de la estación de lectura. De los cuales fueron seleccionados los sismos de Ica 2007, Pacifico 2014 y Atico 2017 como requisito mínimo de la norma peruana para un análisis tiempo-historia. Se evaluó en direcciones Norte-Sur y Este-Oeste, donde el sismo que se asemeja al espectro elástico con R=1 es el de Atico 2017 en dirección Norte-Sur en X y dirección Este-Oeste en Y (Caso 2). En el capítulo 6 se realizó un análisis lineal tiempo-historia con el sismo Caso 2 Atico 2017 al modelo de base empotrada y el de la norma rusa; donde las distorsiones de base empotrada se encuentran por debajo del límite de la norma peruana y el modelo de norma rusa llega a un valor de 0.0112 en dirección X del primer nivel, en la dirección Y están por debajo del límite de la norma peruana, siendo necesario la incorporación del disipador viscoso en la dirección X. Para el disipador se realizó un análisis no lineal tiempo-historia con una deriva objetivo de 0.007 que establece la norma peruana; obteniendo un coeficiente de amortiguamiento de 174.62 tonf.s/m por piso y reducciones en las distorsiones de 0.00112 a 0.0051 en el primer nivel. El porcentaje de disipación por parte de los disipadores fue de 41.77% explicando el funcionamiento de los disipadores en un modelo de interacción suelo-estructura.