Abstract

Actualmente está bien extendida la necesidad de proteger las estructuras contra eventos accidentales que pueden producir catástrofes. Un par de eventos ocurridos durante el año 2010 en América (terresmotos de Haití y Chile) pusieron de maniesto de forma extrema la forma como la ingeniería sismorresistnete puede proteger las edicaciones evitando que estas se conviertan en instrumentos causantes de muertos y heridos. Queda de parte de los profesionales de la ingeniería estructural no convertirse en agentes constructores de la vulnerabilidad que propicie terribles catástrofes. La ingeniería sismorresistente es una disciplina reciente. Ha surgido de la necesidad de encontrar respuestas efectivas frente a fnómenos naturales que muchas veces no comprendemos y que con mayor razón somos incapaces de predecir. La actitud frente al problema ha demostrado siempre ser positiva y altamente creativa. De la iniciativa de los primeros investigadores en ingeniería sismorresistente surgieron soluciones y técnicas que han permitido congurar el estado del arte actual, que si bien aun afronta importantes retos que superar, ha permitido controlar ecazmente los daños de edicaciones y el número de muertos y heridos durante terremotos fuertes. El estado del arte se traduce generalmente en normativas de proyecto que rigen la actividad de los proyectistas estructurales en zonas de alta amenaza sísmica. Las normas han ido evolucionando, sustentadas muchas veces por la investigación de tipo experimental y numérico, que han permitido validar muchas de las hipótesis adoptadas en el proyecto sismorresistente, algunas de las cuales han sido el producto de la simple aplicación del juicio ingenieril; tal es el caso del factor de comportamiento, que permite adoptar el comportamiento inelástico de las estructuras en el análisis sísmico normativo. A la fecha la determinación de estos factores sigue realizandose de una forma poco transparente, lo que deja poco margen al ingeniero proyectista para que pueda introducir mejoras en las prestaciones que las estructuras pueden llegar a alcanzar. Por otro lado, existe un notable vacío entre los avances recientes que han dado origen a nuevos enfoque de proyecto como son el Proyecto por Prestaciones o el Proyecto por Desplazamientos. Si bien se ha demostrado que ambos enfoques son adecuados para proyectar estructuras más seguras y deforma más racional, su adopción en las normas actuales ha sido muy reducida. Intentando proporcionar soluciones prácticas, en este trabajo se propone un procedimiento de análisis con base en Estados Límite gobernado por desplazamientos, que si bien es aplicable a diferentes tipologías estructurales, en este trabajo se organiza y ejemplica usando una serie de edicios porticados de hormigón armado. En el Capítulo 1 se presenta el proyecto sismorresistente y los objetivos que lo guían, además se realiza una revisión de los procedimientos de análisis sísmico usuales. Estos análisis pueden ser del tipo elástico e inelástico. Estos últimos se han venido utilizando con mayor intensidad durante la última década gracias a los avances tecnológicos en el área de los ordenadores, que han permitido la implementación de procedimientos de análisis cada vez más renados. De forma complementaria, se presenta un resumen de las prescripciones normativas más usuales de cara al refuerzo sismorresistente de elementos de hormigón armado. En el Capítulo 2 se presentan los preceptos de proyecto conceptual. Muchos de estos preceptos proceden de recomendaciones normativas, algunos son simplemente recomendaciones que proceden de las observaciones que de los fallos catastrócos de los edicios han permitido identicar las causas de la vulnerabilidad. Seguidamente se hace una pequeña introducción al tema del proyecto por Prestaciones, más con la idea de introducir al lector en los conceptos relativos al tema, antes de presentarle la aplicación de este enfoque en el proyecto sismorresistente. En el capítulo 3 se desarrolla un nuevo método de dimensionado sísmico, aplicando procedimientos lineales pero con factores de amplicación de desplazamientos obtenidos de investigaciones sobre el comportamiento no lienal de las estructuras. El procedimiento es sencillo de aplicar, se presenta en un formato compatible con la mayoría de las normas de proyecto sismorresistente y se ilustra con la aplicación el el dimensionado de un grupo de edicios porticados de hormigón armado. Como ya se indicó, el procedimiento permite que los desplazamientos y no la resistencia, gobiernen el proyecto. Posteriormente, en el Capítulo 5, se someterá al grupo de edicios proyectado utilizando el procedimiento anterior, al análisis no lineal aplicando cargas que simulan las acciones sísmicas. Estas cargas, que son del tipo pseudo-estáticas y dinámicas, permiten obtener la respuesta de las estructuras, la cual se evaluará aplicando justamente un conjunto de Estados Límites formulados aplicando los principios del proyecto por prestaciones. Además, la respuesta no lineal permitirá calibrar algunos de los factores aplicados en el proyecto sismorresistente, tales como la ductilidad global, el factor de comportamiento y el factor de redundancia y reserva de resistencia. De la respuesta no lineal se obtienen unos índices de daño tanto a nivel local como global que permiten la evaluación rápida del comportamiento sísmico, así como también la identicación de las zonas en las que se concentra el daño y que deberán ser reforzadas. Finalmente y utilizando una serie de umbrales que permiten la denición de los Estados Límite, se aplica un procedmiento de caracter mixto (determinista-probabilista) mediante el cual se calculan las probabilidades de exceder los Estados Límite. Estos procedmientos contemplan el cálculo de las curvas de fragilidad y las matrices de probabilidad de daño, que aplicadas adecuadamente, según el marco conceptual del proyecto por prestaciones, permite a propietarios, ingenieros proyectistas y gerentes gubernamentales trabajar de manera conjunta para obtener un proyecto óptimo en el que se contemplen todas las expectativas y se satisfagan todas las necesidades. Parte de los contenidos presentados en este trabajo pueden consultarse en la página web: http://ingenieria-sismorresistente.webnode.es/ .