Evaluación de vulnerabilidad sísmica de edificaciones de estructuras metálicas en la parroquia Huachi Grande, Ambato, Ecuador: propuesta de reforzamiento estructural de una edificación representativa
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Date
2023-03
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
The district of Huachi Grande is part of the rural area of the city of Ambato; however,
in recent years it has shown an important economic development not only through
agricultural activities, but also through the industrial sector. The objective of this
research work was to analyze the seismic vulnerability of metal structure buildings in
the district and to evaluate in detail the vulnerability of one of the most representative
buildings in order to design a reinforcement proposal. Methods such as rapid visual
inspection using the forms established in FEMA P-154, NEC 15 and FUNVISIS were
used. It was found that the vulnerability of the buildings in the district was high in the
majority of cases. For this reason, an industrial building with a mixed system of hotrolled steel portal frames and cold-rolled steel trusses was selected; the building
presented pathologies derived from conceptual errors in the design and assembly of
the structure. A detailed vulnerability analysis was performed on the selected building
through the linear static and spectral modal method; the limits of floor drifts, basal
shear and deflections were checked. It was found that the building does not comply with the load solicitations established by NEC 15; therefore, it was necessary to
propose a reinforcement system. The most relevant pathologies were local and lateral
buckling of the main and secondary elements. The strengthening strategy included the
addition of elements in the columns to form compact elements and also the
replacement of secondary elements with more efficient sections. Additional failures
were identified such as the inadequate location of tension elements in the trusses and
the need to locate San Andres cross members. The reinforcement will allow the
building to perform better under service and seismic loads.
Description
La parroquia Huachi Grande forma parte de la zona rural de la ciudad de Ambato, sin
embargo, en los últimos años ha presentado un importante desarrollo económico no
solo a través de las actividades agrícolas, sino también por el sector industrial. El
objetivo del presente trabajo investigativo fue analizar la vulnerabilidad sísmica de las
edificaciones de estructuras metálicas en la parroquia y aplicar un análisis de
vulnerabilidad detallado para una de las edificaciones más representativas y diseñar
una propuesta de reforzamiento. Se emplearon métodos como la inspección visual
rápida a través de los formularios establecidos en la FEMA P-154, NEC 15 y
FUNVISIS. Se encontró que la vulnerabilidad de las edificaciones de la parroquia fue
en mayor medida alta. Por ese motivo se seleccionó una edificación industrial con un
sistema mixto de pórticos de acero laminado en caliente y cerchas de acero laminado
en frío, la edificación presentó patologías derivadas de errores conceptuales en el
diseño y montaje de la estructura. Se realizó un análisis de vulnerabilidad detallado en
la edificación seleccionada a través del método estático lineal y modal espectral; se comprobaron los límites de derivas de piso, cortante basal y deflexiones. Se encontró
que la edificación no cumple con las solicitaciones de carga establecidas por la NEC
15 por lo que fue necesario plantear un sistema de reforzamiento. Las patologías más
relevantes fueron pandeo local y lateral de los elementos principales y secundarios. La
estrategia de reforzamiento incluyó adición de elementos en las columnas hasta formar
elementos compactos y también el cambio de elementos secundarios por secciones
más eficientes. Se identificaron fallos adicionales como la inadecuada ubicación de
elementos a tensión en las cerchas y la necesidad de ubicar cruces de San Andrés. El
reforzamiento permitirá que la edificación presente un mejor comportamiento frente a
cargas de servicio y sísmicas.
Keywords
DESEMPEÑO SÍSMICO, INSPECCIÓN, FEMA P-154, FUNVISIS, NAVES INDUSTRIALES, NEC 15, REFORZAMIENTO DE GALPONES, VULNERABILIDAD