Control del daño sísmico estructural en pórticos prefabricados de hormigón armado a través de uniones híbridas autocentrantes
DOI:
https://doi.org/10.4067/S0718-28132015000200004Palabras clave:
hormigón prefabricado, uniones híbridas postensadas, daño sísmicoResumen
La filosofía actual de diseño sísmico de estructuras industriales en Chile, establece como objetivos la protección de vida y la continuidad de operación en la industria. El cumplimiento de estas exigencias permite controlar el daño estructural en base a criterios de resistencia, sin lograr detectar el modo de falla, ni especificar su localización frente a un evento sísmico importante. En el presente trabajo se discute la aplicación de una técnica innovativa de control de daño estructural en pórticos prefabricados de hormigón armado, fundados en suelos granulares, y pertenecientes al proyecto Forestal y Papelera Concepción. Se trata de incorporar uniones híbridas postensadas en las columnas prefabricadas del proyecto, de manera de controlar la disipación de energía en la unión y mantener la rigidez inicial del sistema. Mediante un análisis dinámico no lineal usando el programa Ruaumoko 2D, se compara el posible desempeño del diseño tradicional versus el diseño innovativo. Estos análisis se ejecutan para diversos registros sísmicos chilenos representativos de distintos tipos de suelos. Los resultados del análisis indican que la estructura con el diseño tradicional podría sufrir desplazamientos en el techo del orden de 40 cm, incursionando fuertemente en el rango inelástico, con deformaciones remanentes y concentrando el daño por generación de rótulas plásticas en los extremos de las columnas y algunas vigas no diseñadas para ductilidad. En contraparte, la utilización de uniones híbridas auto-centrantes provoca que la estructura recupere su posición original, sin la presencia de deformaciones remanentes.
Referencias
ACI T1.2-03 (2003). Special hybrid moment frames composed of discretely jointed precast and post-tensioned concrete members. American Concrete Institute and Innovation Task Group 1 and collaborators, Farmington Hills, MI
Arslan, M.H., Korkmaz, H.H. and Gulay, F.G. (2006). Damage and failure pattern of prefabricated structures after major earthquakes in Turkey and shortfalls of the Turkish Earthquake code. Engineering Failure Analysis 13(4), 537-557. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2005.02.006
Boroschek, R., Soto, P. y Leon, R. (2010). Registros del terremoto del Maule Mw = 8.8, 27 de febrero de 2010. Red Nacional de Acelerógrafos, Universidad de Chile, Informe RENADIC 10(05)
Buchanan, A.H., Bull, D., Dhakal, R.P., MacRae, G., Palermo, A. and Pampanin, S. (2011). Base isolation and damage-resistant technologies for improved seismic performance of buildings. Royal Commission of Inquiry into Building Failure Caused by the Canterbury Earthquakes. University of Canterbury
Carr, A.J. (2004). Ruaumoko 2D-Inelastic dynamic analysis. Department of Civil Engineering, University of Canterbury, Christchurch
Celik, O. and Sritharan S. (2004). An evaluation of seismic design guidelines proposed for precast concrete hybrid frame systems. Iowa State University
Clough, R.W. (1966). Effect of stiffness degradation on earthquake ductility requirements. Internal Report, University of California, Berkeley
Kam, W.Y., Pampanin, S., Dhakal, R.P., Gavin, H., and Roeder, C.W. (2010). Seismic performance of reinforced concrete buildings in the September 2010 Darfield (Canterbury) earthquakes. Bulletin of the New Zealand Society of Earthquake Engineering 43(4), 340-350. https://doi.org/10.5459/bnzsee.43.4.340-350
Kam, W.Y., Pampanin, S. and Elwood, K. (2011). Seismic performance of reinforced concrete buildings in the 22 February Christchurch (Lyttleton) earthquake. Bulletin of the New Zealand Society of Earthquake Engineering 44(4), 239-279. https://doi.org/10.5459/bnzsee.44.4.239-278
Pampanin, S. (2005). Emerging solutions for high seismic performance of precast/prestressed concrete buildings. Journal of Advanced Concrete Technology 3(2), 207-223. https://doi.org/10.3151/jact.3.207
Posada, M. and Wood, S. (2002). Seismic performance of precast industrial buildings in Turkey. In 7th US National Conference on Earthquake Engineering (7NCEE)
Priestley, M.J.N. (1991). Overview of the PRESSS research programme. PCI Journal 36(4), 50-57. https://doi.org/10.15554/pcij.07011991.50.57
Priestley, M.N. (1996). The PRESSS program: current status and proposed plans for phase III. PCI Journal 41(2), 22-40. https://doi.org/10.15554/pcij.03011996.22.40
Priestley, M.J.N., Sritharan, S., Conley, J.R. and Pampanin, S. (1999). Preliminary results and conclusions from the PRESSS five-story precast concrete test building. PCI Journal 44(6), 4267. https://doi.org/10.15554/pcij.11011999.42.67
Saatcioglu, M., Mitchell, D., Tinawi, R., Gardner, N. J., Gillies, A. G., Ghobarah, A. and Lau, D. (2001). The August 17, 1999, Kocaeli (Turkey) earthquake damage to structures. Canadian Journal of Civil Engineering 28(4), 715-737. https://doi.org/10.1139/cjce-28-4-715
Sezen, H. and Whittaker, A.S. (2006). Seismic performance of industrial facilities affected by the 1999 Turkey earthquake. Journal of Performance of Constructed Facilities 20(1), 28-36. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0887-3828(2006)20:1(28)
Sharpe, R. (1974). The seismic response of inelastic structures. PhD thesis, Department of Civil Engineering, University of Canterbury
Stanton, J., Stone, W.C. and Cheok, G.S. (1997). A hybrid reinforced precast frame for seismic regions. PCI Journal 42(2), 20-32. https://doi.org/10.15554/pcij.03011997.20.23
Thiers, R. (2014). Daños en edificios de hormigón armado y su relación con el suelo - Terremoto de Chile 2010. Tesis de Magister, Universidad Técnica Federico Santa Maria
Zhao, B., Taucer, F. and Rossetto, T. (2009). Field investigation on the performance of building structures during the 12 May 2008 Wenchuan earthquake in China. Engineering Structures 31(8), 1707-1723. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2009.02.039

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