Análisis del comportamiento de un edificio de mampostería ubicado en el Reparto Villa Nueva ante eventos sísmicos

Abstract

En Cuba la construcción de viviendas es una problemática actual, sobre todo en el caso de las provincias de la región suroriental dado que estas exigen además soluciones constructivas que garanticen la seguridad sísmica. En el presente trabajo se evalúa una variantes de edificación multifamiliar de 4 niveles en las ciudad de Holguín , como nuevas alternativas de construcción para la región oriental de Cuba de manera que la mampostería reforzada sea una alternativa constructiva factible y segura en zonas de alta peligrosidad sísmica. Las edificaciones serán construidas en suelo firme clasificado como S2 o C según la norma sísmica cubana NC46:1999 y la propuesta de norma sísmica NC46:2014. Los resultados obtenidos se corresponden con la solución del Paso 5 de la metodología ERAD, la cual se aplica al estudio de las variantes generadas, dando lugar a futuras investigaciones. Las solicitaciones de cálculo son obtenidas a partir de las combinaciones para los estados de cargas de las acciones sísmicas, que consideran las excentricidades accidentales máximas y mínimas de los centros de masas en los entrepisos y cubiertas recomendadas por los reglamentos correspondientes. Para el diseño estructural se utilizan modelos avanzados en elementos finitos bidimensionales (Shell), aplicando la teoría de placas delgadas y utilizando el programa SAP2000 versión 15. Los muros de mampostería reforzada se chequean aplicando las formulaciones necesarias de la Norma Mexicana para el diseño de mampostería reforzada del 2002; y las vigas de hormigón armado por las formulaciones del ACI318:2008, para lo cual se elaboraron plantillas de cálculo EXCEL. Se estudiaron también variantes con una reducción de las cargas sísmicas ofrecidas por la NC46 2014 asumiendo un factor de reducción por ductilidad de 2.5, y variantes aligeradas; así también como una variante en la Zona 2A de la norma cubana NC46:1999. En este trabajo no se persiguió como objetivo ofrecer un proyecto ejecutivo de las variantes de edificios estudiadas, sino definir si son construibles a partir de los datos de partida para el diseño estructural. Es por ello que las variantes que resulten finalmente construibles deben ser rediseñadas estructuralmente con vista a ofrecer proyectos ejecutivos técnicamente racionales que puedan ser sustentables económicamente.

Nowadays, housing construction constitutes a problem in our country, particularly in the case of the southeastern provinces, since they also demand constructive solutions to guarantee seismic resistance. In this paper, there are evaluated several variants of earthquake resistant buildings of two to five levels in the cities of Guantánamo and Bayamo, as new building alternatives for the eastern region of our country, in such a way that the reinforced masonry would be a feasible and save constructive choice in those areas of high seismic risk. The aforementioned buildings will be constructed on firm soil, classified as S2 or C according to the Seismic Cuban Standard NC46:1999 and the seismic standard proposition NC46:2012. The obtained results are in correspondence with the solution of the Fifth Step of the ERAD methodology, which is applied to the study of the generated variants, which give rise to future investigations. Calculation loadings are obtained starting from the combinations for the load cases of the seismic actions that take into account maximum and minimum accidental eccentricities of mass centers in mezzanines and roofs; which are recommended by the correspondent building codes. Advanced models in two-dimensional finite elements (Shell) are used for the structural design, applying the thin plates theory and using SAP 2000 version 15. Masonry walls and reinforced concrete beams that connect them are checked applying formulations recommended by the Mexican Code for the design of reinforced masonry buildings of 2002 and ACI 318 formulations: 2008, respectively, which were developed on EXCEL calculation templates. There were also studied variants with a reduction of the seismic loads offered by the NC46:2012, assuming a ductility reduction factor of 2.5 and lightened variants, as well as a variant on the 2A Zone according to Cuban Seismic Code NC 46:1999 VIn this paper, the pursued goal was not to offer an executive project of the studied building variants, but to define whether they can be (or not) constructed. That is why the variants that could be constructed must be structurally redesigned with a view to offer executive projects that would be technically rational ant could be financially sustainable.