Análisis del efecto hidrodinámico de líquidos en movimiento aplicado a edificios con piscinas en azoteas sometidos a sismos intensos
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Date
2021-01
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
In the present research work three-dimensional mathematical models based on finite
elements of a regular 12 level arched building in reinforced concrete were constructed,
considering the hydrodynamic effects and not including them, for comparative
purposes. The hydrostatic and hydrodynamic loads were established according to the
ACI 350.3-06 Standard based on the model developed by Newmark - Rosenblueth. In
defining the seismic demand, the design spectrum of the NEC-SE-DS 2015 and 3 pairs
of accelerograms duly selected, scaled and adjusted to the design spectrum were used.
The comparative study is carried out by applying linear elastic analysis of equivalent
lateral force (FLE) and modal-spectral, as well as the dynamic response of the models
is evaluated by applying Nonlinear Response History Analysis (NLRHA).
The results obtained show that when incorporating the hydrodynamic effect in the
models, considerable variations are observed in the modal parameters such as periods.
Additionally, there is an increase in forces, displacements, velocity and accelerations;
as well as a greater degree of damage and the number of structural elements that enter
inelastically.
Description
En el presente trabajo de investigación se construyeron modelos matemáticos
tridimensionales basados en elementos finitos de un edificio porticado regular de 12
niveles en concreto reforzado, considerando los efectos hidrodinámicos y sin
incluirlos, con fines comparativos. Las cargas hidrostáticas e hidrodinámicas se
establecieron según la Norma ACI 350.3-06 en base al modelo desarrollado por
Newmark – Rosenblueth. En la definición de la demanda sísmica se utilizó el espectro
de diseño de la NEC-SE-DS 2015 y 3 pares de acelerogramas debidamente
seleccionados, escalados y ajustados al espectro de diseño.
El estudio comparativo se lo realiza aplicando análisis lineal elástico de fuerza lateral
equivalente (FLE) y modal-espectral, así como también se evalúa la respuesta
dinámica de los modelos aplicando análisis no lineal de respuesta en el tiempo
(NLRHA).
Los resultados obtenidos muestran que al incorporar el efecto hidrodinámico en los
modelos, se observan variaciones considerables en los parámetros modales como
períodos de vibración. Adicionalmente, se produce un incremento de fuerzas,
desplazamientos, velocidades y aceleraciones; así como un mayor grado de daño y
número de elementos estructurales que incursionan inelásticamente.
Keywords
EFECTO HIDRODINÁMICO, SISMOS INTENSOS, ANÁLISIS NO LINEAL, TANQUES EN ESTRUCTURAS, TORSIÓN EN PLANTA, CORTANTE BASAL, DESPLAZAMIENTOS, INCURSIÓN INELÁSTICA, DISTRIBUCIÓN ENERGÉTICA