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Determinación de la capacidad estructural de edificaciones del Centro Histórico de Quito mediante el método de elementos finitos (FEM) Macromodels

Abstract:

El Distrito Metropolitano de Quito (DMQ) está compuesto por fallas intraplaca que incrementan el riesgo sísmico de sus edificaciones (Aguiar, 2017). Además, las estructuras residenciales del centro histórico del DMQ son vulnerables ante eventos sísmicos debido al desgaste propio de sus materiales constitutivos y la falta de una filosofía sismo resistente en sus diseños, por estas razones es importante conocer el comportamiento de estas estructuras ante excitaciones sísmicas. El presente trabajo tiene como finalidad el análisis de una tipología residencial estructural presente en el centro histórico, para evaluar su comportamiento ante excitaciones sísmicas. Para el análisis se genera un macro modelo a partir de la estructura 3D, para simplificar el análisis estructural y verificar el desempeño sometiéndola a diferentes excitaciones sísmicas. Se realiza un modelo 3D completo de toda la tipología residencial en el programa SAP 2000 y se lo simplifica a un modelo 2D mediante una verificación en sus periodos de vibración. Para validar el modelo se comparan sus periodos de vibración con otro modelo generado en RIGID gracias al Ing. Wilson Torres. Una vez validado el modelo 2D, se genera un macromodelo con puntales de compresión en los sectores donde existen grandes esfuerzos a corte. Ya con el macromodelo generado se encuentra la curva de capacidad de la estructura y se la compara con la obtenida en el programa RIGID. Esta curva de capacidad nos sirve para calibrar el Macromodelo Con el Macromodelo correctamente calibrado se procede a realizar un análisis TiempoHistoria, al someterlo ante diferentes excitaciones sísmicas. Se eligen dos puntos de control en la primera y segunda losa, logrando así generar las curvas de desplazamiento de estos dos puntos de control. Con las curvas Tiempo VS Desplazamiento y Desplazamiento VS corte basal generadas, se puede observar el comportamiento de la tipología estructural ante diferentes sismos. Y Se verifica mediante las rótulas del macromodelo si este llega a su máxima capacidad estructural, verificando la capacidad estructural de la tipología residencial elegida. Para finalizar se generan gráficas con los máximos desplazamientos y corte obtenidos en los puntos de control, para verificar el comportamiento estructural ante diferentes excitaciones sísmicas.