Diseño óptimo inelástico de marcos de concreto reforzado con contravientos restringidos contra pandeo

• Leyva Madrigal, Herian ^[1] ; Bojórquez Mora, Edén ^[2] ; Bojórquez Mora, Juan ^[2] ; Carvajal Soto, Joel ^[4] ; Reyes Salazar, Alfredo ^[2] ; Silva González, Francisco ^[3] ; Chávez, Robespierre ^[2] ; Serrano, Juan
  1. [1] Universidad Autónoma de Baja California

     Universidad Autónoma de Baja California

     México

     
  2. [2] Universidad Autónoma de Sinaloa

     Universidad Autónoma de Sinaloa

     México

     
  3. [3] Instituto Mexicano del Petróleo

     Instituto Mexicano del Petróleo

     México

     
  4. [4] Universidad Autónoma de Sonora

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• Localización: Ingeniería sísmica, ISSN-e 2395-8251, Nº. 111, 2023, págs. 80-99
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Optimal inelastic design of reinforced concrete frames with buckling restrained braces
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• Resumen
  • español

    Investigaciones recientes han demostrado el potencial de los métodos de optimización en el diseño sísmico de edificios. Al día de hoy, estos estudios se enfocan en obtener un conjunto de estructuras óptimas en términos de costo, peso, desempeño sísmico, daño, impacto ambiental, entre otros. Por otro lado, el uso de contravientos restringidos contra pandeo (CRP) ha ganado popularidad debido a su notable aporte en la disipación de energía sísmica. Por lo anterior, en este trabajo se presenta el diseño multi-objetivo de sistemas duales compuestos por marcos de concreto reforzado con CRP. El procedimiento se basa en la técnica de optimización Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) y dos funciones objetivo: minimizar el costo inicial y maximizar el desempeño sísmico. Para evaluar el desempeño sísmico se calcula la distorsión máxima de entrepiso promedio de la estructura mediante análisis dinámicos no-lineales bajo la acción de ocho registros sísmicos de suelo blando. Además, el índice de daño local promedio de Park y Ang se considera como función de penalización. La metodología se aplicó a dos edificios de 9 y 12 niveles considerando las columnas, trabes y CRP como variables del problema. Los resultados demuestran la eficiencia de la aplicación de NSGA-II en el diseño sísmico inelástico de sistemas duales para conseguir conjuntos de diseños económicos, ligeros y seguros de forma rápida y eficaz.

  • English

    Currently, the combination of optimization techniques with the seismic design of buildings has proven to be a great alternative to obtain optimal designs in one or more desired aspects such as cost, weight, seismic and environmental performance, among others. Likewise, the use of buckling restrained braces has gained popularity due to its outstanding contribution to seismic energy dissipation. Therefore, in the present manuscript the multi-objective design of dual systems composed by braced reinforced concrete frames with BRB is presented. The procedure is based on the Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) optimization approach and two objective functions: initial cost and seismic performance. To evaluate the seismic performance, the average response of the structure is calculated through non-linear dynamic analysis under the action of eight narrow-band seismic records. In addition, the average local Park and Ang damage index is considered a constraint function. The approach was applied for two 9- and 12-story buildings considering the columns, beams and BRB’s sections as problem variables. The results demonstrate the efficiency of the application of NSGA-II technique in the non-linear seismic design of dual systems to achieve economical, lightweight and safe designs sets quickly and efficiently.