Nonlinear dynamic analysis of steel buildings subjected to earthquakes

Abstract

Los metodos de analisis dinamico no lineal generalmente proporcionan modelos mas ajustados de la respuesta estructural para fuertes movimientos sismicos. Por ello, se realizo una evaluacion sismica no lineal dinamica de seis edificaciones: dos de 5, dos de 12 y dos de 20 pisos de altura y con una planta regular. El sistema estructural de los edificios fue disenado de acuerdo a la NSR-10 (norma sismo resistente colombiana) y con la microzonificacion sismica de Bogota. Los seis edificios fueron analizados utilizando metodologias no lineales y sometidos a los movimientos sismicos de dos terremotos: el terremoto de Quetame de 2008 y el terremoto de Mesa de los Santos de 2015, ambos registrados en Bogota DC por el RAB (red de acelerometros de Bogota). Utilizando el modulo no lineal de un software de elementos finitos y siguiendo las pautas de FEMA 356, se evaluo la respuesta de los edificios a 81 senales sismicas del terremoto de Mesa de los Santos y 78 del terremoto de Quetame. Las senales incluian tres movimientos de tierra perpendiculares correspondientes a las direcciones norte-sur, este-oeste y vertical. Con los resultados del analisis dinamico no lineal, se evaluaron las rotulas plasticas no lineales de los elementos estructurales de las edificaciones para los dos sismos analizados. Con base en los resultados, se construyeron mapas para mostrar las derivas (distorsiones de entrepiso) en la direccion Y, las derivas en la direccion X y las derivas totales. Asimismo, se verificaron las conexiones en el primer piso, un piso intermedio y el ultimo piso de los edificios analizados. Los resultados sugieren que los edificios de acero tienen un mejor desempeno estructural en comparacion con los edificios de concreto reforzado que tambien fueron analizados (analisis no lineal) con terremotos reales (en suelos blandos de Bogota) en investigaciones anteriores