Las normativas tradicionales de diseño por sismo indican el análisis dinámico empleando espectros de diseño como una metodología con precisión adecuada para obtener la respuesta de una edificación frente a diferentes movimientos de suelo. De acuerdo a esta metodología, se puede verificar que la respuesta de un edificio alto al emplear espectros de diseño implica una reducción de sus demandas sísmicas. Esto se debe a que el diseño por sismo de este tipo de construcciones implica que el período fundamental de la estructura sea largo de tal forma que las demandas sísmicas se reducen. No obstante, las normativas aplicables a nuestro país (UBC 97, en lugar de la obsoleta normativa hondureña) indican un nivel mínimo de demanda sísmica, a pesar de que el espectro de diseño indique una demanda menor. De esta forma se obtienen diseños de edificios altos en nuestro país que, teniendo resistencias laterales requeridas pequeñas, se les indica emplear una resistencia requerida mínima más grande, lo cual conlleva a tener edificios más caros.

En vista de esta situación se plantea la necesidad de verificar la seguridad de los edificios altos diseñados sin considerar la demanda sísmica mínima en cuestión. Al realizar esta verificación se genera la posibilidad de obtener estructuras con dimensiones de elementos más pequeñas y, por consiguiente, menos costosas que las generadas al emplear la demanda mínima requerida. Por otro lado, si se requieren secciones transversales más pequeñas se obtienen  espacios libres mayores en la construcción.

La verificación consiste en realizar una evaluación del desempeño sísmico de edificios altos diseñados según el UBC97-AISC 2010 haciendo caso omiso de la demanda sísmica mínima requerida. Se pretende verificar si una estructura de estas características tiene o no un desempeño sísmico adecuado y, por consiguiente, un grado de seguridad satisfactorio. El desempeño sísmico es una filosofía que ayuda a generar diseños sísmicos con un grado de confiabilidad mayor que el que arrojan las normas de diseño tradicionales. La confiabilidad se basa en el nivel de realismo bajo el cual se calculan las demandas sísmicas y la respuesta de las estructuras frente a ellas. Dichos procedimientos de cálculo se realizan considerando múltiples panoramas de fuerza sísmica y la probabilidad de que estos panoramas ocurran en la vida útil de las estructuras. Adicionalmente esta filosofía es aplicable considerando procedimientos de análisis estáticos, dinámicos, lineales y no lineales, lo cual abre la posibilidad a obtener resultados confiables sin estar sometidos totalmente a cálculos tardados y complejos.

Este proyecto se encuentra dentro de la agenda de investigación del autor. Dentro del proyecto se contemplan los siguientes aspectos: el diseño se realizará contemplando un edificio de 50 niveles cuyo sistema sismo resistente esté compuesto de marcos rígidos especiales de acero. Se plantea que el diseño contemple la ciudad de Tegucigalpa, Honduras como ubicación. El tipo de suelo a considerar es blando, ya que la mayor incertidumbre de seguridad por la cual se estipula la demanda mínima gira en torno a esta condición. Se considera realizar diseños de los marcos rígidos de acuerdo a las normativas UBC 97/AISC 2010 y luego realizar evaluación de desempeño sísmico de los diseños de acuerdo a la normativa FEMA 440.

Se espera demostrar que este tipo de estructuras tenga un desempeño sísmico aceptable sin necesidad de considerar la demanda sísmica mínima requerida por reglamento. Estudios previos (Hernández, 2011 y Martínez, 2013) han demostrado que, en condiciones de suelo parecidas a la estipulada en esta propuesta, este tipo de estructuras responden satisfactoriamente a múltiples niveles de movimiento de suelo sin considerar requerimientos mínimos de resistencia lateral.

Fuentes:

American Institute of Steel Construction, Inc. (2005). Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. Chicago.

Colegio de Ingenieros Civiles de Honduras. (2010). Código Hondureño de Construcción: Normas Técnicas.Tegucigalpa.

Federal Emergency Management Agency. (2005). Improvement Of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures. Washington.

Hernández, P. (2011). Evaluación del desempeño sísmico de edificios altos de concreto reforzado en la ciudad de México. Monterrey: ITESM.

International Conference of Building Officials. (1997). Uniform Building Code.Whittier.

Martínez, V. (2013). Evaluación del desempeño sísmico de edificios altos compuestos de marcos rígidos de acero con ductilidad alta en la Ciudad de México. Monterrey: ITESM.

Zameeruddin, M., & Sangle, K. (2016). Review on Recent developments in the performance – based seismic design of reinforced concrete structures. Structures, 6, 119-133.