COMPARACIÓN DEL DESEMPEÑO SÍSMICO DE UNA ESTRUCTURA DE HOSPITAL EQUIPADA CON DIFERENTES SISTEMAS DE PROTECCIÓN SÍSMICA
Enviado por José Aguirre Santa Cruz • 19 de Noviembre de 2022 • Tesis • 15.177 Palabras (61 Páginas) • 45 Visitas
COMPARACIÓN DEL DESEMPEÑO SÍSMICO DE UNA ESTRUCTURA DE HOSPITAL EQUIPADA CON DIFERENTES SISTEMAS DE PROTECCIÓN SÍSMICA
TESIS:
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:
MAESTRO EN INGENIERÍA
PRESENTA:
ING. JOSÉ ABRAHAM AGUIRRE SANTA CRUZ
TUTOR PRINCIPAL:
DR. JOSÉ ALBERTO ESCOBAR SÁNCHEZ
CIUDAD DE MÉXICO, JUNIO 2020
RESUMEN
Se compara la respuesta sísmica de un edificio de hospital, calculada empleando la metodología del FEMA P58 en cuatro casos de estudio: Caso 1) edificio con diseño convencional a base de marcos y contraventeos concéntricos de acero, Caso 2) edificio equipado con aisladores sísmicos de tipo péndulo de fricción, Caso 3) edificio equipado con amortiguadores viscosos no lineales y Caso 4) edificio equipado con disipadores de energía tipo Contraventeos Restringidos al Pandeo (CRP). El estudio indica que los casos con sistemas de protección sísmica reducen la probabilidad de colapso, minimizan el daño estructural y no estructural y promueven el uso inmediato de la instalación después de un evento sísmico. Esto correlaciona a las pérdidas económicas, las cuales fueron estimadas con costos y tiempo de reparación para cada caso. Con base en los resultados obtenidos, se elige el sistema que presenta un mejor desempeño sísmico y económico para el edificio.
CONTENIDO
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CONTENIDO iv
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 1
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1
1.2. OBJETIVOS 3
1.2.1. Objetivo general 3
1.2.2. Objetivos particulares 3
CAPÍTULO 2. JUSTIFICACIÓN Y ALCANCES 4
CAPÍTULO 3. ESTADO DEL ARTE 6
3.1. DISEÑO SÍSMICO BASADO EN DESEMPEÑO 6
3.1.1. VISION 2000 9
3.1.2. ASCE 41 10
3.1.3. FEMA P-58 12
3.2. DISEÑO SÍSMICO BASADO EN RESILIENCIA 14
3.3. AISLAMIENTO SÍSMICO 18
3.3.1. Metodología del ASCE 7-16 18
3.3.2. Aislador de péndulo de fricción 21
3.4. AMORTIGUADORES VISCOSOS NO LINEALES 24
3.4.1. Metodología de diseño 26
3.5. CONTRAVENTEOS RESTRINGIDOS AL PANDEO 29
3.5.1. Metodología de diseño 31
CAPÍTULO 4. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN 33
4.1. RESUMEN 33
4.2. SITIO Y DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO 33
4.2.1. Descripción de sitio 33
4.2.2. Espectros de respuesta 34
4.2.3. Acelerogramas 35
4.2.4. Descripción de la estructura 37
4.2.4.1. Geometría 37
4.2.4.2. Materiales 38
4.2.4.3. Cargas 39
4.3. TIPO DE EVALUACIÓN Y OBJETIVOS DE DESEMPEÑO 41
4.4. DISEÑO ESTRUCTURAL 42
4.4.1. Diseño de la estructura convencional 42
4.4.2. Diseño de aisladores de péndulo de fricción 43
4.4.3. Diseño de los amortiguadores viscosos no lineales 47
4.4.4. Diseño de los contraventeos restringidos al pandeo 48
4.5. CASOS DE ESTUDIO 50
4.6. RESULTADOS 51
4.6.1. Ahorro estructural 51
4.6.2. Revisión para sismo de servicio (SS) 52
4.6.3. Revisión para sismo de diseño (SD) 54
4.6.4. Revisión para sismo máximo considerado (SMC) 56
4.6.5. Conclusiones de la respuesta dinámica 58
4.7. DESEMPEÑO ECONÓMICO DEL EDIFICIO 59
4.7.1. Información del edificio 59
4.7.2. Componentes estructurales y no estructurales 61
4.7.2.1. Especificaciones de fragilidad de componentes estructurales 61
4.7.2.2. Especificaciones de fragilidad de componentes no estructurales 61
4.7.3. Fragilidad de Colapso 62
4.7.4. Curvas de Amenaza Sísmica 63
4.7.5. Resultados del desempeño económico 64
4.7.5.1. Costos de reparación 65
4.7.5.2. Tiempo de reparación 66
4.7.5.3. Seguridad: muertes y lesiones 67
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