Estudio comparativo del performance estructural de un pórtico de concreto armado con disipador de energía sísmica SLB versus un pórtico de concreto con alto volumen de fibras de acero sometido a carga lateral monotónica

La presente investigación tiene como objetivo comparar el comportamiento a la flexión de un pórtico de concreto armado con disipadores de energía sísmica SLB (Shear Link Bozzo) versus un pórtico de concreto de alta ductilidad con alto volumen de fibras de acero (80 kg/m3). Serán sometidos a carga lateral monotónica y se analizará su comportamiento a través de la medición de los desplazamientos, las distorsiones y la energía que absorba cada pórtico. Los disipadores sísmicos y las fibras de acero son soluciones sismorresistentes que evitan o reducen los daños estructurales. Se elaboran tres pórticos para esta investigación: un pórtico de concreto armado con fibras y con disipador, un pórtico de concreto armado con fibras sin disipador y un pórtico de concreto armado sin fibras con disipador. Se analizará y comparará la curva carga-desplazamiento lateral, los modos de falla y la ductilidad que ofrece cada pórtico.

Uno de los retos de la ingeniería estructural es lograr que las edificaciones sean resistentes ante los terremotos. Los fenómenos que generalmente se producen durante un terremoto son las deformaciones tectónicas y transmisiones de ondas a través de la Tierra (Bozzo y Barbat, 2004). Las vibraciones horizontales y verticales que se producen en la corteza terrestre ponen en peligro las edificaciones. En sismos moderados las estructuras mantienen sus intervalos de comportamiento elástico lineal, pero a medida que la intensidad del sismo aumenta, las estructuras dejan de tener un comportamiento lineal, la rigidez baja y el amortiguamiento aumenta (Bazán y Meli, 2002). La Norma Técnica E.030 de diseño Sismorresistente plantea diferentes sistemas estructurales de acuerdo a la zonificación sísmica. El sistema más utilizado y compatible con todas las zonificaciones es el uso de pórticos de concreto armado. Estos sistemas estructurales generalmente son empleados para las edificaciones de viviendas y edificios debido a que el 80% de la fuerza cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos. El comportamiento estructural de los pórticos se determina mediante la flexión, esto quiere decir, que al estar sometido a un movimiento sísmico las estructuras se pandearan pudiendo generar daños estructurales. Es por ello que aparte de utilizar un sistema aporticado en las edificaciones se evalúan diferentes soluciones para mejorar el pórtico y evitar posibles daños. Unas de las soluciones sismorresistentes es instalar disipadores de energía sísmicos en los pórticos y otra solución es implementar la mezcla de concreto un alto volumen de fibras de acero. Conociendo estas posibles soluciones sismorresistentes como se comportará un pórtico de concreto armado con fibras y con disipador, un pórtico de concreto armado con fibras sin disipador y u pórtico de concreto armado sin fibras con disipador. Cual pórtico tendrá más resistencia frente a la carga lateral monotónica.