ANÁLISIS SÍSMICO DE MUROS DE HORMIGÓN ARMADO CON IRREGULARIDAD VERTICAL

En esta memoria se estudió la influencia de la irregularidad en la vertical en el desempeño sísmico de edificios estructurados con muros de hormigón armado. Se analizaron tres tipos de irregularidades en la dirección vertical: muros apoyados sobre columnas, muros con disminución de su largo en los pisos inferiores y muros con un trancamiento en los pisos inferiores debido a muros más rígidos, frecuentes en subterráneos de edificios altos. Además se consideró la influencia de un trancamiento a nivel de la irregularidad en los dos primeros casos mencionados. Estos sistemas se compararon con un sistema estructural análogo, con solo muros regulares en la altura.Los sistemas estructurales se diseñaron de acuerdo a las normas vigentes en Chile. Los esfuerzos internos y las deformaciones se determinaron mediante un análisis incremental no lineal. Como modelo de análisis se usó el método Puntal Tensor con elementos tipo fibra. Los posibles daños se relacionaron con los desplazamientos laterales de cada sistema aplicándose diferentes criterios para definir los estados límites, en función de las deformaciones unitarias en las secciones críticas.Se puede concluir que en sistemas estructurales con muros con irregularidad en la vertical se podría alcanzar una capacidad de deformación considerable al diseñar las secciones por capacidad, no siendo la presencia de una irregularidad necesariamente un factor que implique daño.En sistemas con muros apoyados sobre columnas en sus extremos, se puede lograr una buena capacidad de deformación con un buen confinamiento y limitando la carga axial en las columnas. Los muros con disminución del largo en los pisos inferiores tuvieron la menor capacidad de deformación.El trancamiento en los primeros pisos provoca una gran transferencia de fuerzas de corte entre muros. En muros bandera, el trancamiento provoca grandes alargamientos en el acero que está debajo del nivel de trancamiento. En muros apoyados sobre columnas el trancamiento mejora la capacidad de deformación del sistema al disminuir las deformaciones laterales de la columna comprimida.Finalmente los resultados obtenidos indican que todas las fallas presentadas en el hormigón se concentrarían en una zona del borde y que en general una baja carga axial, una baja cuantía longitudinal de borde, usar secciones rectangulares y un confinamiento adecuado, otorgarían una gran ductilidad de deformación al sistema, con d/H que podrían llegar al orden del 3% al 5%.
 This work studies the influence of vertical irregularity on the seismic behavior of buildings structured with reinforced concrete (RC) walls. Three types of irregularities in the vertical direction were analyzed: walls supported on columns, walls with a setback in the lower stories, commonly known as flag-shaped walls, and structural systems with large and very stiff walls in the basement levels which produce an action commonly referred to as ‘backstay effect’. The backstay effect influence was also considered for the first two aforementioned cases. All these systems were compared with an analogous system with only regular walls.The structural systems were designed according to the current Chilean code prescriptions. The relative internal stresses and strains experienced by the systems were studied with non-linear pushover analyses. The strut-and-tie method was followed for modelling the walls considering fiber-type elements. The potential damage was related to lateral displacements by applying different limit states criteria, based on maximum reached strains at the critical sections.It was found that in structural systems with walls with vertical irregularities, an adequate deformation capacity can be reached if the critical sections are designed per capacity considerations, such that the irregularity is not necessarily a source for damage.The results show that walls supported on columns might present a great ductility by limiting the axial force on columns, and using adequate transverse confinement detailing. On the other hand, they show that systems with flag-shaped walls have a low deformation capacity.According to the analyses, the backstay effect produces a significant transfer of shear forces between walls and diaphragms. In flag-shaped walls, the backstay effect also produced high elongations in the reinforcing steel under the podium level. In walls supported by columns, the backstay effect improved the deformation capacity of the system reducing the lateral deformations of the compressed column.Finally, it was observed that all the concrete failures were concentrated in a single edge zone, and that in the presence of low axial load, low longitudinal reinforcing steel ratio, a rectangular cross-section, and adequate confinement, provides a large and ductile deformation capability to the systems.