Evaluación del desempeño sísmico de estructuras altas con sistema dual de marco de acero de flexión y núcleo de cortante Hormigón Armado (HA) basado en análisis no lineal de la historia del tiempo

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i4.27464

Palabras clave:

Estructura alta; Sistema dual de marco de flexión de acero; Núcleo de corte RC; Análisis de historial de tiempo no lineal; Desempeño sísmico.

Resumen

Este artículo se enfoca en las respuestas sísmicas de un edificio de gran altura de 30 pisos con un sistema dual de marco de acero a flexión y núcleos de corte (RC) de hormigón armado. Para evaluar el desempeño sísmico del edificio, se construyó un modelo de elementos finitos no lineal utilizando el software OpenSees. Este modelo 3D se creó utilizando fiber-beam para miembros y elementos de multi-layer shell para paredes de núcleo de RC. Las simulaciones numéricas se examinan bajo trece conjuntos de registros del movimiento fuerte de la tierra que se escalan con los niveles de diseño y sísmico máximo, terremoto basado en el diseño (DBE) y sísmico máximo (MCE), respectivamente. Como resultado, se muestra el rendimiento óptimo de la estructura de marco de flexión de acero de gran altura con núcleo de corte RC que consta de vigas de acoplamiento y paredes de corte rectangulares. Los resultados de los análisis de la historia del tiempo no lineales informan el desempeño sísmico aceptable de los edificios altos diseñados. Los resultados mostraron que la deriva máxima entre pisos es significativamente menor que la deriva permitida. Además, la pared del núcleo de RC absorbe aproximadamente dos tercios del total de las fuerzas de corte desde la superficie de la base hasta un tercio de la altura. Sin embargo, los valores de cortante de la pared del núcleo disminuyeron significativamente con el aumento de la altura, mientras que los valores de cortante del marco de acero a flexión permanecieron constantes.

Citas

Abraik, E., El-Fitiany, S. F., & Youssef, M. A. (2020). Seismic performance of concrete core walls reinforced with shape memory alloy bars. Structures, 27(April), 1479–1489. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2020.07.053

Abraik, E., & Youssef, M. A. (2018). Seismic fragility assessment of superelastic shape memory alloy reinforced concrete shear walls. Journal of Building Engineering, 19(May), 142–153. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.05.009

Arabzadeh, H., & Galal, K. (2017). Seismic Collapse Risk Assessment and FRP Retrofitting of RC Coupled C-Shaped Core Walls Using the FEMA P695 Methodology. Journal of Structural Engineering, 143(9), 04017096. https://doi.org/10.1061/(asce)st.1943-541x.0001820

Arabzadeh, H., & Galal, K. (2018). Seismic-Response Analysis of RC C-Shaped Core Walls Subjected to Combined Flexure, Shear, and Torsion. Journal of Structural Engineering, 144(10), 04018165. https://doi.org/10.1061/(asce)st.1943-541x.0002181

ASCE/SEI 41-17. (2017). Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings (ASCE/SEI 4). American Society of Civil Engineers. https://doi.org/10.1061/9780784414859

ASCE. (2014). Seismic evaluation and retrofit of existing buildings.

ASCE7-16 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures. (2016). ASCE7-16 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures.

ATC. (2009). Quantification of building seismic performance factors. Fema P695, June, 421.

Azam, S. K. M., & Hosur, V. (2013). Seismic Performance Evaluation of Multistoried RC framed buildings with Shear wall. International Journal of Scientific & Engineering Research, 4(1), 1.

Constantin, R. (2016). Seismic behaviour and analysis of U-shaped RC walls. 7133.

El-Tawil, S., Fortney, P., Harries, K., Shahrooz, B., Kurama, Y., Hassan, M., & Tong, X. (2009). Recommendations for seismic design of hybrid coupled wall systems. In Recommendations for Seismic Design of Hybrid Coupled Wall Systems. https://doi.org/10.1061/9780784410608

Harries, K. A. (2001). Ductility and deformability of coupling beams in reinforced concrete coupled walls. In Earthquake Spectra (Vol. 17, Issue 3, pp. 457–478). https://doi.org/10.1193/1.1586184

Huret, R. (2017). 5. Federal Emergency Management Agency. Katrina, 2005, November, 163–189. https://doi.org/10.4000/books.editionsehess.939

Khalid Mosalam, Amarnath Kasalanati, Grace Kang, C. B.-A. (2011). Pacific Earthquake Engineering Research Center.

Lu, X., Tian, Y., Cen, S., Guan, H., Xie, L., & Wang, L. (2018). A high-performance quadrilateral flat shell element for seismic collapse simulation of tall buildings and its implementation in OpenSees. Journal of Earthquake Engineering, 22(9), 1662–1682.

Lu, X., Xie, L., Guan, H., Huang, Y., & Lu, X. (2015). A shear wall element for nonlinear seismic analysis of super-tall buildings using OpenSees. Finite Elements in Analysis and Design, 98, 14–25. https://doi.org/10.1016/j.finel.2015.01.006

McKenna, F. (2011). OpenSees: a framework for earthquake engineering simulation. Computing in Science & Engineering, 13(4), 58–66.

Moehle, J., Bozorgnia, Y., Jayaram, N., Jones, P., Rahnama, M., & Shome, N. (2011). Case Studies of the Seismic Performance of Tall Buildings Designed by Alternative Means – Task 12 Report for the Tall Buildings Initiative: Final Report to California Seismic Safety Commission and California Emergency Management Agency. Pacific Earthquake Engineering Research Center, July.

Ren, P., Li, Y., Guan, H., & Lu, X. (2015). Progressive Collapse Resistance of Two Typical High-Rise RC Frame Shear Wall Structures. Journal of Performance of Constructed Facilities, 29(3), 04014087. https://doi.org/10.1061/(asce)cf.1943-5509.0000593

Saleemuddin, M., Mohd, Z., & Sangle, K. K. (2017). Seismic damage assessment of reinforced concrete structure using non-linear static analyses. KSCE Journal of Civil Engineering, 21(4), 1319–1330.

Wu, Y., Wang, B., Yang, Y., & Fu, J. (2019). Nonlinear Optimization for Geometric Parameters of Reinforced Concrete Coupled Structural Walls. KSCE Journal of Civil Engineering, 23(10), 4339–4353. https://doi.org/10.1007/s12205-019-1189-5

Zaker Esteghamati, M., Banazadeh, M., & Huang, Q. (2018). The effect of design drift limit on the seismic performance of RC dual high‐rise buildings. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 27(8), e1464.

Zhang, P., Restrepo, J. I., Conte, J. P., & Ou, J. (2017). Nonlinear finite element modeling and response analysis of the collapsed Alto Rio building in the 2010 Chile Maule earthquake. Structural Design of Tall and Special Buildings, 26(16). https://doi.org/10.1002/tal.1364

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Publicado

20/03/2022

Cómo citar

AZODI, M.; BANAZADEH, M.; MAHMOUDI, A. Evaluación del desempeño sísmico de estructuras altas con sistema dual de marco de acero de flexión y núcleo de cortante Hormigón Armado (HA) basado en análisis no lineal de la historia del tiempo. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 4, p. e35711427464, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i4.27464. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/27464. Acesso em: 27 jul. 2024.

Número

Sección

Ingenierías