Efecto de la presencia de una escalera en el desempeño sísmico de un edificio de pórticos de hormigón armado

Abstract

La investigación evaluó el efecto de un bloque de escaleras en el desempeño sísmico de un edificio residencial de 7 pisos conformado por pórticos de hormigón armado; el diseño estructural se basó en la NEC – 15 y en el ACI 318 – 19. La estructura de estudio posee cinco vanos en sentido longitudinal de 6m para un total de 30m, en sentido transversal tiene tres vanos de 6m para un total de 18m; el área en planta es de 540m2. Se utilizaron dos modelos matemáticos para estudiar el efecto de las escaleras; el primer modelo - M1 - no incluye el bloque de escaleras, el segundo modelo - M2 - sí consideró la presencia de gradas y fue construido a partir de M1. El bloque de escaleras se configuró por tres tramos y dos descansos apoyados en una viga longitudinal; todos con ancho de 1,20m .Se utilizaron análisis estáticos lineales y no lineales para obtener el desempeño sísmico, empleando un programa computación especializado. Mediante análisis dinámico lineal, modal espectral, las escaleras provocaron una reducción promedio de 20% en los periodos de vibración, una reducción de 20% en derivas de piso en dirección “X”, reducción de 9% en derivas de piso en “Y” y variación en las coordenadas del centro de rigidez. Mediante un análisis Pushover, las escaleras provocaron efectos de torsión relevantes en ambos sentidos del análisis, propició la formación de rótulas plásticas en vigas que alcanzaron el nivel de seguridad de vida para el sentido “X” y rótulas plásticas que alcanzaron el nivel de prevención de colapso para el sentido “Y”, contrario a los mecanismos de colapso para el modelo que no considera la presencia de escaleras, donde las rótulas plásticas alcanzaron el nivel de prevención de colapso para ambos sentidos. Finalmente, el factor de ductilidad de desplazamiento en M2 para el sentido “X” fue menor al del modelo M1, debido a la viga de apoyo horizontal introducida para losas de escalera; las curvas de ductilidad de M2 para “X” presentó desplazamiento de monitoreo menores a los del modelo M1.