Comportamiento Sísmico y Propuesta de Reforzamiento de Edificios de Hormigón Armado Esquineros en Portoviejo, Ecuador
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Resumen
Este estudio analiza el comportamiento sísmico de edificios esquineros de hormigón armado de mediana altura (4 pisos) en Portoviejo, Ecuador, y propone un método de reforzamiento que combina pórticos de acero con diagonales excéntricas y enchapado de mampostería. Mediante un levantamiento in situ, se identificaron las características geométricas y arquitectónicas típicas de estas edificaciones, y se desarrolló un modelo estructural representativo al que se aplicaron cinco enfoques de modelación para evaluar su respuesta sísmica. Los resultados demuestran que la inclusión de la mampostería en los cálculos estructurales modifica significativamente la rigidez del sistema. El mecanismo de reforzamiento propuesto mejora la distribución de rigideces, mitiga los efectos de torsión y reduce la demanda de acero en elementos de hormigón, incrementando la seguridad y estabilidad de las edificaciones. Aunque el enfoque cumple con los límites normativos establecidos y presenta una solución eficaz para mejorar la resistencia y rigidez lateral de las estructuras, es esencial evaluar la proporción óptima entre la cantidad de muros reforzados y el aporte de las diagonales de acero. Además, se recomienda realizar comprobaciones mediante análisis no lineales para determinar el impacto de emplear dos sistemas estructurales en la respuesta estructural y prevenir posibles problemas en el comportamiento inelástico.
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Citas
F. Cunalata y P. Caiza, «Estado del Arte de Estudios de Vulnerabilidad Sísmica en Ecuador», vol. 50, n.o 1, p. Revista Politécnica, 2022, doi: https://doi.org/10.33333/rp.vol50n1.06.
P. Quinde y E. Reinoso, «Estudio de peligro sísmico de Ecuador y propuesta de espectros de diseño para la Ciudad de Cuenca», Ingeniería sísmica, vol. 94, 2016, [En línea]. Disponible en: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0185-092X2016000100001
A. Zambrano, C. Frau, y J. Vielma, «Análisis no lineal de sismos destructivos. Terremoto de Ecuador del 16 de abril de 2016», Revista Internacional De Ingeniería De Estructuras, vol. 28, n.o 1, pp. 17-34, 2023, doi: https://doi.org/10.24133/riie.v28i1.3107.
R. Aguiar, A. Jara, y P. Darío, «Edificios abiertos con y sin aisladores de base», Ciencia, vol. 12, n.o 1, pp. 1-25, 2009.
V. Romoaldo, «Nueva filosofía de diseño por torsión sísmica en estructuras de mampostería», Tesis de grado, Universidad Nacional Autónoma de México, México, 2011. [En línea]. Disponible en: http://132.248.52.100:8080/xmlui/handle/132.248.52.100/348
C. Cortés, «Vulnerabilidad sísmica de edificios en esquina durante el temblor del19 de septiembre de 2017», Tesis de maestría, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México, 2020. [En línea]. Disponible en: http://bibliotecavirtual.dgb.umich.mx:8083/xmlui/handle/DGB_UMICH/4088
A. Tena-Colunga, «Enseñanzas principales durante sismos recientes», presentado en Seminario Anual Riesgo Terremoto y Huracán, Hannover, 2004, p. 37. [En línea]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/259487430_Ensenanzas_principales_durante_sismos_recientes
R. Aguiar y Y. Mieles, «Análisis de los edificios que colapsaron en Portoviejo durante el terremoto del 16 de abril de 2016», Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras, vol. 21, n.o 3, pp. 257-282, 2018, doi: https://doi.org/10.24133/riie.v21i3.601.
G. Menéndez, J. García, y A. Reyna, «Vulnerabilidad sísmica en edificaciones de la ciudad de Portoviejo: Reflexiones del 16-A», InGenio Journal, vol. 6, n.o 1, pp. 73-86, 2023, doi: https://doi.org/10.18779/ingenio.v6i1.565.
B. Cagua, J. Pilatasig, R. Aguiar, y C. Morales, «Nonlinear Behavior of Steel Frames with Concentric and Eccentric Bracing», en Applied Technologies, M. Botto-Tobar, M. Zambrano Vizuete, S. Montes León, P. Torres-Carrión, y B. Durakovic, Eds., Cham: Springer Nature Switzerland, 2023, pp. 32-45.
J. García y T. Hernández, «Respuesta inelástica de marcos dúctiles con contraviento excéntrico», Ingeniería sísmica, vol. 100, pp. 51-70, 2019, doi: https://smis.mx/index.php/RIS/article/view/RIS-100-3.
E. Márquez, W. lobo, y J. Vielma, «Estructuras de acero comportamiento de edificios de acero con diagonales concéntricas y excéntricas», presentado en X Convesis, Cumaná, 2015, p. 10. [En línea]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/286919885_ESTRUCTURAS_DE_ACERO_COMPORTAMIENTO_DE_EDIFICIOS_DE_ACERO_CON_DIAGONALES_CONCENTRICAS_Y_EXCENTRICAS
C. Castillo, J. Castillo, P. Placencia, L. Hernández, M. Herrera, y G. Christian, «Reforzamiento estructural en viviendas adosadas mediante recubrimiento de mampostería con malla electrosoldada y mortero», Gaceta Técnica, vol. 23, n.o 2, pp. 53-69, 2022, doi: https://doi.org/10.51372/gacetatecnica232.5.
M. Herrera, «Análisis por desempeño de estructuras de hormigón armado con mampostería reforzada (enchape) para edificaciones de mediana altura», Tesis de maestría, Universidad de las Fuerzas Armadas, Quito, Ecuador, 2023.
V. Singhal y D. C. Rai, «Behavior of Confined Masonry Walls with Openings under In-Plane and Out-of-Plane Loads», Earthquake Spectra, vol. 34, n.o 2, pp. 817-841, may 2018, doi: 10.1193/061416EQS097M.
MIDUVI, NEC-SE-CG: Norma Ecuatoriana de la Construcción – Cargas (no sísmicas). Quito, Ecuador: Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2014. Accedido: 5 de octubre de 2023. [En línea]. Disponible en: https://www.habitatyvivienda.gob.ec/documentos-normativos-nec-norma-ecuatoriana-de-la-construccion/
MIDUVI, NEC-SE-DS: Norma Ecuatoriana de la Construcción – Seguridad Estructural – Diseño Sismo Resistente. Quito, Ecuador: Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2014. Accedido: 5 de octubre de 2023. [En línea]. Disponible en: https://www.habitatyvivienda.gob.ec/documentos-normativos-nec-norma-ecuatoriana-de-la-construccion/
MIDUVI, NEC-SE-HM: Norma Ecuatoriana de la Construcción – Estructuras de Hormigón Armado. Quito, Ecuador: Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2014. Accedido: 5 de octubre de 2023. [En línea]. Disponible en: https://www.habitatyvivienda.gob.ec/documentos-normativos-nec-norma-ecuatoriana-de-la-construccion/
«Estudio de microzonificación sísmica del área urbana de Portoviejo y sus cabeceras parroquiales rurales». 2017.
J. Vielma, R. Aguiar, C. Frau, y A. Zambrano, «Irregularity of the Distribution of Masonry Infill Panels and Its Effect on the Seismic Collapse of Reinforced Concrete Buildings», Applied Sciences, vol. 11, n.o 18, 2021, doi: 10.3390/app11188691.
M. Maldonado y A. Pozo, «Estudio comparativo de las propiedades Físico – Mecánicas entre 4 tipos de mamposterías reforzadas con la técnica del enchape», Tesis de grado, Universidad Central del Ecuador, Quito, Ecuador, 2019.
K. Aguilar, «Estudio comparativo de edificios de acero de gran altura con diagonales excéntricas, concéntricas y diagonales con amortiguadores en la ciudad de Quito», Tesis de grado, Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, 2015. [En línea]. Disponible en: https://catalogobiblioteca.puce.edu.ec/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=70174
P. Javadi, M. Askari, S. Vahedi, A. GhafourianHesami, y A. Tizchang, «Retrofit of RC buildings using vertical shear links and hybrid connections», Structures, vol. 48, pp. 1788-1807, feb. 2023, doi: 10.1016/j.istruc.2023.01.015.
H.-J. Lee, H.-B. Lee, H.-G. Park, y J.-K. Lee, «Cyclic Loading Test for Two-Story RC Moment Frames Retrofitted with Internal Steel Frames», Journal of Structural Engineering, vol. 147, n.o 2, p. 04020333, 2021, doi: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0002918.
X.-Y. Cao, D. Shen, D.-C. Feng, C.-L. Wang, Z. Qu, y G. Wu, «Seismic retrofitting of existing frame buildings through externally attached sub-structures: State of the art review and future perspectives», Journal of Building Engineering, vol. 57, p. 104904, oct. 2022, doi: 10.1016/j.jobe.2022.104904.
X.-Y. Cao, D.-C. Feng, G. Wu, y Z. Wang, «Experimental and theoretical investigations of the existing reinforced concrete frames retrofitted with the novel external SC-PBSPC BRBF sub-structures», Engineering Structures, vol. 256, p. 113982, abr. 2022, doi: 10.1016/j.engstruct.2022.113982.
A. S. Ecemis, H. H. Korkmaz, y Y. Dere, «Seismic performance improvement of RC buildings with external steel frames», 1, vol. 27, n.o 4, Art. n.o 4, abr. 2021.
X.-Y. Cao, G. Wu, y J.-W. W. Ju, «Seismic performance improvement of existing RCFs using external PT-PBSPC frame sub-structures: Experimental verification and numerical investigation», Journal of Building Engineering, vol. 46, p. 103649, abr. 2022, doi: 10.1016/j.jobe.2021.103649.
M. R. Maheri y A. Hadjipour, «Experimental investigation and design of steel brace connection to RC frame», Engineering Structures, vol. 25, n.o 13, pp. 1707-1714, nov. 2003, doi: 10.1016/S0141-0296(03)00162-7.
G. Alva y G. Montandon, «Structural models for analysis of reinforced concrete frame buildings with masonry infills», Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, vol. 12, 2019.
E. Yu, M. Kim, y D. Jung, «A Comparison Study of Equivalent Strut Models for Seismic Performance Evaluation of Masonry-Infilled Frame», Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, vol. 18, n.o 2, pp. 79-87, 2014, doi: 10.5000/EESK.2014.18.2.079.
A. Brodsky, «A micro–macro modelling methodology for the analysis of infilled frames», Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 19, n.o 5, pp. 2161-2184, mar. 2021, doi: 10.1007/s10518-021-01045-9.
A. Adukadukam y A. K. Sengupta, «Equivalent Strut Method for the Modelling of Masonry Infill Walls in the Nonlinear Static Analysis of Buildings», Journal of The Institution of Engineers (India): Series A, vol. 94, n.o 2, pp. 99-108, may 2013, doi: 10.1007/s40030-013-0042-y.
K. M. Kareem y E. M. Güneyisi, «Effect of Masonry Infill Wall Configuration and Modelling Approach on the Behaviour of RC Frame Structures», Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 44, n.o 5, pp. 4309-4324, may 2019, doi: 10.1007/s13369-018-3389-6.
J. Srechai, S. Leelataviwat, W. Wararuksajja, y S. Limkatanyu, «Multi-strut and empirical formula-based macro modeling for masonry infilled RC frames», Engineering Structures, vol. 266, p. 114559, sep. 2022, doi: 10.1016/j.engstruct.2022.114559.
S. Sattar y A. B. Liel, «Seismic Performance of Nonductile Reinforced Concrete Frames with Masonry Infill Walls—II: Collapse Assessment», Earthquake Spectra, vol. 32, n.o 2, pp. 819-842, may 2016, doi: 10.1193/091514eqs141m.
M. Sukrawa, «Earthquake Response of RC Infilled Frame with Wall Openings in Low-rise Hotel Buildings», Procedia Engineering, vol. 125, pp. 933-939, ene. 2015, doi: 10.1016/j.proeng.2015.11.118.
F. E. FEMA 356, «Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings», Federal Emergency Management Agency: Washington, DC, USA, 2000.