Refuerzo de un edificio con dispositivos de control de la respuesta estructural
icio con dispositivos spuesta estructural Cuadro 2. Valores de los parámetros para calcular el espectro de aceleraciones
1
Zona
c
a0
Ta1
Tb1
r
II
0.32
0.08
0.2
1.35
1.33
Periodo en segundos
Cuadro 3. Modos y periodos de vibrar del inmueble sin refuerzo Modo
Periodo (s)
1 (Longitudinal)
1.259
2 (Transversal)
0.798
3 (Torsional)
0.786
rigidez de concreto reforzado, la colocación de contravientos metálicos convencionales y el uso de dispositivos de control de la respuesta estructural. La decisión sobre el tipo de elementos a utilizar derivó en la elección de contravientos restringidos contra pandeo; con ello no sólo se garantizó alcanzar los niveles de seguridad para estructuras del grupo A establecidos en la normatividad para el DF a un costo óptimo disminuyendo la intervención sobre la superestructura y la cimentación, sino que además se logró llevar el inmueble a una condición de habitabilidad inmediata posterior a la ocurrencia del sismo de diseño. Diseño basado en desplazamientos El inmueble en estudio se clasifica como una estructura esencial. Actualmente existe un consenso en cuanto al objetivo que debe satisfacer el diseño sismorresistente de una estructura de este tipo, y este objetivo hace coincidir un criterio de desempeño con un nivel de intensidad para los movimientos del terreno: resistir, con daño estructural y no estructural leve, el sismo de diseño establecido conforme a la normatividad correspondiente. Esto permite que el edificio pueda ocuparse inmediatamente después de la ocurrencia del sismo de diseño. Recientemente se han desarrollado metodologías basadas en desplazamiento y sistemas estructurales innovadores enfocados en controlar de manera eficiente el desplazamiento lateral de los edificios resistentes a
sismo. Una posibilidad que resulta del uso de estas herramientas consiste en plantear un control más eficiente del desplazamiento lateral del sistema estructural, de tal manera que se reduzca sustancialmente el nivel de daño en los elementos estructurales con el fin de promover la ocupación inmediata del sistema estructural después de la ocurrencia del sismo de diseño (véase gráfica 1). Diseño del refuerzo El inmueble tiene 16 crujías en la dirección larga y tres en la dirección corta. En ambas direcciones se rigidiza lateralmente cada entrepiso mediante el uso de 24 contraventeos restringidos contra pandeo (CRP) dispuestos en configuración chevrón (véase figura 1) distribuidos de manera simétrica (véase figura 2). En términos del enfoque de diseño, en ambas direcciones se usa una metodología basada en desplazamientos. El primer paso de la metodología basada en desplazamientos consiste en establecer el valor aceptable para la distorsión máxima de entrepiso. Se decidió, de manera conservadora, limitar la distorsión máxima de entrepiso del inmueble a 0.005. Considerando que la altura total del inmueble es de 13.1 metros y que todos los entrepisos del edificio desarrollan la misma distorsión, el sistema estructural sería capaz de acomodar un desplazamiento máximo lateral de azotea (δmáx) de 6.6 cm. Sin embargo, es necesario tomar en cuenta que no todos los entrepisos desarrollan la misma distorsión durante el sismo, de tal manera que el desplazamiento admisible de azotea debe reducirse con respecto al valor de δmáx. El parámetro cod, conocido Cuadro 4. Desplazamientos y distorsiones de entrepiso del inmueble sin refuerzo Distorsión No. 4
Nivel
Desplazamiento
X Y Altura X Y (Dirección larga) (Dirección corta) (m) (Dirección larga) (Dirección corta) (cm) (cm)
Azotea 13.10
0.0043
0.0030
12.65
5.99
3
N3
9.90
0.0082
0.0048
11.26
5.44
2
N2
6.70
0.0122
0.0061
8.64
3.52
1
N1
3.50
0.0135
0.0044
4.73
1.55
IC Ingeniería Civil Órgano oficial del Colegio de Ingenieros Civiles de México ❙ Núm. 554 junio de 2015
21