Análisis sismo-resistente de edificios mixtos de acero y hormigón armado

En esta monografía se estudia el comportamiento sísmico de edificios porticados con estructura compuesta de acero y hormigón armado en una configuración específica en la que los niveles más bajos son de hormigón armado (estructura primaria) y los niveles más altos son de acero (estructura secundaria). Los niveles con elementos de acero corresponden al último o a los dos últimos pisos de los edificios. Se realizaron análisis no lineales estáticos y dinámicos para determinar los parámetros de capacidad, fragilidad y daño de los sistemas estructurales.

Estos cálculos se basaron en metodologías como el espectro de capacidad, análisis
pushover adaptativo y el modelo paramétrico para curvas de capacidad. Al aplicar las diferentes metodologías, la diferencia en el rendimiento fue notable en algunos modelos estructurales dependiendo de su rigidez y altura. Las curvas de fragilidad y los índices de daño se determinaron usando dos metodologías diferentes para evaluar el comportamiento estructural en términos de confiabilidad y se evidenció que en algunos sistemas estructurales hay una gran probabilidad de daño cero, mientras que en otros predomina una alta probabilidad de alcanzar estados de daño de un nivel moderado, severo o de colapso. En el análisis dinámico se utilizaron 5 acelerogramas reales y 5 acelerogramas sintéticos. Los resultados numéricos muestran que la mayoría de las estructuras estudiadas sufren deformaciones laterales significativas, que a menudo alcanzan límites más allá de los aceptados por la norma venezolana. Se realizó también un ensayo experimental de un pórtico de dos niveles con elementos de acero en el nivel superior y elementos de hormigón armado en el nivel inferior.

Se realizó otro ensayo experimental sobre una junta mixta de hormigón armado y de acero a escala real. En ambos casos, los modelos experimentales fueron sometidas a cargas laterales cíclicas con el fin de determinar sus características, comportamiento y capacidad a acciones histéricas en términos de rigidez, degradación y evolución del daño. Con respecto a los índices de capacidad y daños, se demostró la influencia de los desplazamientos relativos horizontales de cada nivel y la degradación de rigidez como parámetros clave para determinar el daño en un edificio. Todo esto fue validado con un enfoque probabilista del índice de daño.

Los resultados experimentales mostraron valores muy similares en términos absolutos y relativos a los obtenidos mediante los modelos numéricos. En estos procesos numéricos y experimentales se utilizó el modelo paramétrico de la curva de capacidad y los modelos de
fragilidad y daño asociados con esta metodología. Para lograr la continuidad estructural en
la unión de las columnas de acero con los elementos de hormigón armado, se evidenció que se pueden utilizar los criterios de diseño de AISC y ASCE para las placas base de las columnas de acero.