Resumen en español

El objetivo de este trabajo consiste en evaluar la predicción de la demanda de deformación en estructuras de concreto reforzado luego de adicionar disipadores histeréticos. Los sistemas de disipación de energía disminuyen la vulnerabilidad sísmica de una edificación, incrementan el amortiguamiento y minimizan los daños estructurales causados por sismos moderados o severos. Estos sistemas no se han implementado en Colombia como métodos de análisis en el diseño estructural por el desconocimiento de los diseñadores y constructores sobre el comportamiento sísmico de edificaciones con estos procesos innovadores. Por esto se plantea un modelo para predecir el cociente de demanda de deformación que relaciona la máxima deformación del sistema con disipadores Δ’max y sin disipadores Δmax expresada como Δ’max/Δmax. Este modelo considera que la energía de entrada del sistema sin disipadores es igual a la energía de entrada del sistema con disipadores multiplicada por un factor de corrección ajustado ϕ’. Éste simboliza un cambio en el período y la rigidez del sistema al adicionar disipadores, variando así la cantidad de energía de entrada. Además, ϕ’ explica el valor necesario para que la predicción de Δ’max/Δmax de cada estructura sea igual al valor real de este cociente. Para analizar Δ’max/Δmax se diseñaron 5 edificios de 2, 4, 6, 8 y 10 pisos y se desarrollaron 5 modelos equivalentes de un sólo grado de libertad (SDOF). Se instalaron disipadores histeréticos modificando sus propiedades mecánicas y los modelos fueron sometidos a 30 registros sísmicos escogidos según un perfil de suelo tipo C y la presencia de un pulso con una frecuencia de 1-2 s en el registro de velocidad (“killer-pulse”). A diferencia de investigaciones anteriores, en este trabajo se ajustaron los espectros de respuesta de velocidad y energía al espectro de velocidad de diseño y a un espectro de energía supuesto para representar adecuadamente la intensidad sísmica de la NSR-10. Los registros se modificaron garantizando demandas de deformación similares entre los registros para que el comportamiento inelástico de las estructuras sea comparable. De esta forma se minimiza la variabilidad de la energía de entrada al sistema, obteniendo así una correlación más precisa de Δ’max/Δmax de cada modelo. Los parámetros analizados fueron: input de energía, desplazamiento máximo, aceleración, ductilidad, entre otros. Después de ejecutar los análisis no lineales se plantearon ecuaciones para estimar ϕ’ para cada sismo y modelo SDOF en función de las características de los disipadores y de un factor de corrección teórico ϕteórico obtenido mediante relaciones empíricas. Los resultados mostraron una disminución considerable en las deformaciones máximas y en la demanda de ductilidad luego de disponer los disipadores histeréticos en las estructuras. Finalmente se obtuvo una mejor correlación entre las deformaciones obtenidas por las ecuaciones propuestas y por los análisis no lineales en vista de que se redujo significativamente la variabilidad en el input de energía. Por consiguiente se concluye que la metodología desarrollada es una herramienta adecuada para el diseño preliminar de una edificación porticada de concreto reforzado con disipadores de energía.