René Lagos Engineers. Rehabilitación de un conjunto de oficinas mediante el uso de Diagonales de Pandeo Restringido y análisis no lineal.

Transcripción

1 Rehabilitación de un conjunto de oficinas mediante el uso de Diagonales de Pandeo Restringido y análisis no lineal. René Lagos Engineers 6 Seminario de Proyectos AICE Mario Lafontaine R. Joaquín Acosta R. 1

2 Equipo Profesional Mandante URBANOVA Consultor Estructural René Lagos Engineers Proveedor BRBs Nippon Steel USA Coordinación Proyecta 2

3 Ubicado en Lima, Perú Edificio de Estudio 3

4 Datos Generales Proyecto A1 D1 B1 C1 A2 B2 13 pisos C2 D2 11 pisos Uso: Comercio y Oficinas Ubicación: San Isidro, Lima, Perú N de edificios: 8, Dilatados (5 cm) Edificios de Pórticos de Hormigón Armado: Edificios A1, B1, B2, C2, D1, D2 : 3 pisos y 1 subterráneo Edificios Combinados de Pórticos con Núcleo de Muros: Edificio A2: 11 pisos, 1 subterráneo Edificio C1: 13 pisos, 1 subterráneo

5 Datos Generales Proyecto Construido en la década de 1970 Ampliado cerca de 1980 Se agregan muros cortina en

6 Un poco de historia Cliente decide hacer una revisión del proyecto según normativas actuales No cumple : - DERIVA máxima 6

7 Un poco de historia Cliente decide hacer una revisión del proyecto según normativas actuales No cumple : - DERIVA máxima - DETALLAMIENTO en nudos 7

8 Un poco de historia Cliente decide hacer una revisión del proyecto según normativas actuales No cumple : - DERIVA máxima - DETALLAMIENTO en nudos - COLUMNA FUERTE VIGA DÉBIL 8

9 Diseño Prescriptivo Cuales son los objetivos del diseño normativo? Proveer una rigidez y resistencia mínima Detallamiento para ductilidad Debiese tener buen desempeño pero nunca se verifica Sirven para estimar desempeño? 9

10 Diseño Prescriptivo Qué implica que edificio no cumple la norma? Daño estructural? Colapsa? Es peligroso? Daño no estructural? Tendré que evacuar? Daño en contenido? Cuanto $? 10

11 Diseño Prescriptivo Como puedo medir daño estructural? Cantidad de deformación plástica en elementos dúctiles Si solicitación supera capacidad en elementos dúctiles 11

12 Diseño Prescriptivo Como puedo medir daño no estructural? Deriva de entrepiso Como estimar deriva de entrepiso en una estructura que entra en el rango inelástico? 1.0 x deriva elástica? 1.3 x deriva elástica? 0.75 x deriva elástica? 12

13 Diseño Prescriptivo Como puedo medir daño en contenido? Aceleraciones Como estimar la aceleración y los aspectos que inciden en ella como por ejemplo disipación de energía por plastificación de elementos estructurales? Para medir desempeño se requiere análisis no lineal 13

14 Análisis de Vulnerabilidad Plasticidad concentrada vigas y columnas Plasticidad distribuida en muros 14

15 Análisis de Vulnerabilidad Análisis No Lineal Utilizando PERFORM 3D Vigas Flexión Rótulas Plásticas No Linealidades Columnas Interacción Flexión + Carga Axial Rótulas Plásticas Muros Flexocompresión Fibras Corte es ELÁSTICO 15

16 Análisis de Vulnerabilidad Análisis No Lineal Utilizando PERFORM 3D Normativas ASCE ACI318 y E060 Curvas F-D Estados Límite Resistencias 16

17 Análisis de Vulnerabilidad Modelos Generados en PERFORM 3D

18 Análisis de Vulnerabilidad Análisis Realizados Análisis Estático No Lineal (PUSHOVER) Patrón MODAL de carga lateral Análisis Dinámico de respuesta en el tiempo Series de tiempo 18

19 Comportamiento Global Algunos resultados: Análisis PUSHOVER

20 Comportamiento Global Algunos resultados: Análisis TIEMPO HISTORIA Perfil Desplazamiento Máximo en Esquina Perfil Drift Entrepiso en Centro de Masas 20

21 Comportamiento Local Algunos resultados: Análisis TIEMPO HISTORIA Columnas Birrotuladas en Edificio B1 21

22 Análisis de Vulnerabilidad Algunos resultados: Análisis TIEMPO HISTORIA Factor de Utilización (Demanda/Capacidad) al Corte en Muro Nº2, Edificio A2

23 Análisis de Vulnerabilidad Conclusiones Probabilidad de choque entre Edificios Falla por piso blando, Terremoto Pisco 2007 Mecanismos de colapso peligrosos Piso Blando en Edificios de pórticos Falla por corte en muros en edificios altos Falla por corte en muros, Terremoto Maule 2010

24 Cliente decide OBJETIVOS Proveer un sistema resistente lateral dúctil y confiable RETROFIT Resguardar la vida para terremotos ocurridos en Perú (Mw entre 7.0 y 7.7) Bajar probabilidad de choque entre Edificios Minimizar incursión inelástica de marcos Evitar fallas al corte en muros

25 Cliente decide Cumpliendo con RETROFIT Minimizar interrupciones en operación durante reforzamiento Minimizar cierre de espacios

26 Solución Propuesta

27 RIOSTRAS DE PANDEO RESTRINGIDO (BRB) Configuración V invertida (Chevron)

28 RIOSTRAS DE PANDEO RESTRINGIDO (BRB) CoreBrace: Quick Reference Bolted Connection (2014) Borwn, Aiken & Jafarzadeh. Serismic Retrofit of the Wallace F. Benett Federal Building (2001)

29 BRBs Ejemplos de distribución de Riostras en Edificios 29

30 BRBs Ejemplos de distribución de Riostras en Edificios 30

31 RIOSTRAS DE PANDEO RESTRINGIDO (BRB) Arriostramientos conectados a un marco metálico en cada vano (verde) Éste se conecta a marco de hormigón con PERNOS distribuidos

32 BRBs Proveen Rigidez lateral Rigidez torsional Amortiguamiento Disminuye Desplazamientos de la estructura Objetivo: Bajar probabilidad de choque entre Edificios

33 BRBs Riostras fluyen antes que marcos de hormigón Proveen gran ductilidad disponible para eventos severos Objetivo: Minimizar incursión inelástica de marcos Proveen sistema resistente lateral dúctil y confiable

34 BRBs Reducen demanda de corte en los muros Permite cubrir déficit con fibra de carbono Objetivo: Evitar fallas al corte en muros

35 BRBs Construcción altamente industrializable Instalación expedita Objetivo: Minimizar interrupciones en operación

36 BRBs Configuración Chevron No requiere reforzar viga Permite no cerrar espacios Objetivo: Minimizar cierre de espacios 36

37 Reforzado con BRBs vs Original Comparación de Resultados

38 Modelación de BRBs BRBs modelados en PERFORM 3D Parámetros de Curva F-D: Proveedor

39 Modelación de BRBs Ciclo histerético para registros tiempo-historia Curva Carga Axial vs Def. Axial Reg. 3 ALT, Módulo D2 Curva Carga Axial vs Def. Axial Reg. 3 ALT, Módulo B1

40 Reforzado con BRBs vs Original Algunos resultados: Análisis PUSHOVER Curvas Corte Basal vs Drift, Edificio Marcos Curvas Corte Basal vs Drift, Módulo C1

41 Reforzado con BRBs vs Original Algunos resultados: Análisis TIEMPO HISTORIA Perfil de Desplazamiento Máximo CM, Módulo B1

42 Reforzado con BRBs vs Original Algunos resultados: Análisis TIEMPO HISTORIA Perfil de deriva máxima

43 Reforzado con BRBs vs Original Algunos resultados: Análisis TIEMPO HISTORIA Factor de Utilización (Demanda/Capacidad) al Corte en Muro Nº2, Edificio A2

44 Proveedor de BRBs NIPPON STEEL USA Fabricación simultanea en Japón y USA

45 Estado actual: En construcción

46 Estado actual: En construcción

47 Muchas Gracias