Impacto de la redundancia estructural en el comportamiento sísmico de estructuras de concreto reforzado

• Autores: Arturo Tena, José Cortés, Eber Godínez
• Localización: Alternativas, ISSN 1390-1915, Vol. 17, Nº. 3, 2016, págs. 180-197
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Impact of structural redundancy on the seismic behavior of reinforced concrete structures
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Se presentan los resultados de estudios paramétricos dedicados a evaluar el impacto que tiene el aumentar la redundancia estructural en edificios con base en marcos dúctiles de concreto reforzado (con y sin contravientos) de distintos niveles, al aumentar el número de crujías, utilizando análisis no lineales con carga monótonamente creciente "pushover", y así poder definir o evaluar numéricamente al factor de redundancia (ρ). Los edificios fueron analizados y diseñados como marcos dúctiles de concreto reforzado conforme a las recomendaciones del apéndice A de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo del Reglamento para las Construcciones del Distrito Federal vigente. Los marcos en estudio tienen las siguientes características: a) marcos con un mismo claro L=7 m y altura de entrepiso H=3.5 m, con alturas de 4, 8, 12 y 16 niveles. Para cada marco antes descrito, se varió el número de crujías de 1, 2, 3 y 4, b) marcos con una altura de entrepiso H=3.5 m y una longitud total fija LTOT=12 m. Los marcos son de 4, 8, 12 y 16 niveles, en los cuales se varió el número de crujías de 1, 2, 3 y 4. Con base en los resultados del presente estudio y de estudios previos reportados en la literatura especializada, se concluye que, en aras de la transparencia en el diseño sismorresistente de marcos dúctiles de concreto reforzado (con o sin contravientos) y otros sistemas estructurales, sí se justifica que la redundancia estructural sea tomada en cuenta directamente en el diseño mediante un factor de reducción por redundancia (ρ), como lo proponen y hacen normas estadounidenses como el ASCE-7 o IBC, y mexicanas como el Manual de Obras Civiles (MOC-2008), en lugar de que se siga asegurando falazmente que en el RCDF, la redundancia estructural es tomada en cuenta indirectamente con los factores de reducción por ductilidad y sobrerresistencia (sin estudios de por medio). Se demuestra que la redundancia afecta de distinta manera la capacidad de deformación y de resistencia, dependiendo las características del sistema estructural empleado.

  • English

    The results of parametric studies are presented to evaluate the impact of increasing structural redundancy in buildings based on ductile frames of reinforced concrete (with and without diagonal bracings) of different levels, increasing the number of beams using nonlinear analysis with monotonically increasing load "pushover", and thus to be able to define or evaluate numerically the redundancy factor (ρ).

    The buildings were analyzed and designed as ductile reinforced concrete frames in accordance with the existing recommendations of appendix A of the Complementary Technical Standards for Earthquake Design of the Regulations for the Constructions of the Federal District. The frames under study have the following characteristics: a) frames with the same span L = 7 m and mezzanine height H = 3.5 m, with heights of 4, 8, 12 and 16 levels.

    For each frame described above, the number of crossings of 1, 2, 3 and 4 was varied, b) frames with a mezzanine height H = 3.5 m and a fixed total length LTOT = 12 m. The frames were 4, 8, 12 and 16 levels, in which the number of beams of 1, 2, 3 and 4 were varied. Based on the results of the present study and previous studies reported in the specialized literature, it concludes that, in the interests of transparency in the seismic resistant design of reinforced concrete ductile frames (with or without diagonal bracings) and other structural systems, it is justified that structural redundancy is directly taken into account in the design by a reduction factor by Redundancy (ρ), as proposed and made by US standards such as ASCE-7 or IBC, and Mexican as the Manual of Civil Works (MOC-2008), rather than continue to fall into the assumption that in the RCDF, structural redundancy Is taken into account indirectly with the factors of reduction by ductility and over-resistance (without studies of means). It is shown that the redundancy affects differently the deformation capacity and resistance, depending on the characteristics of the structural system used.