Abstract:
In the following research, the seismic performance of a structure with a fixed base and
with an isolation system is studied by modifying the strength reduction factors, as this
influences the formation of plastic hinges and damage.
The study focuses on a representative frame from a real project classified as essential,
located in Portoviejo, Manabí, Ecuador. The modeling will be carried out using the
open-source software OpenSeesPy, performing pushover and time-history analyses
following the direct integration method.
The project will be developed using 2D modeling with linear and nonlinear analyses
applied to both the superstructure and the isolation system. The analysis will yield key
results, including maximum displacement, ductility ratio, and performance, using
different seismic records from the 2016 Pedernales earthquake.
Based on the analysis results after modifying the strength reduction factors, the
advantages of using isolation are confirmed, as a reduction in the analyzed parameters
is observed compared to the fixed-base system. However, ductility demands
significantly increase in isolated structures when strength reduction factors are raised.
This highlights the importance of maintaining structures with isolators within elastic
ranges to ensure their performance.
The use of base isolation in buildings improves seismic behavior, but its effectiveness
depends on the proper design of the primary system, ensuring it remains rigid under
design-level earthquakes to avoid damage that could compromise its performance.
Keywords: seismic isolation, OpenSeesPy, strength reduction, nonlinear modeling.
Description:
En la siguiente investigación se estudia el desempeño sísmico de una estructura con
base fija y con sistema de aislación modificando los factores de reducción de
resistencia ya que esto implica generación de rotulas plásticas y daño.
La investigación se centra en un pórtico representativo de un proyecto real con
categoría esencial ubicado en Portoviejo, Manabí, Ecuador. La modelación se realizará
en un software de código abierto Openseespy, se efectuará un análisis pushover y
tiempo historia siguiendo el método de integración directa.
El proyecto se desarrollará usando modelación en 2D con análisis lineales y no lineales
en la superestructura y en el sistema de aislación. Como resultado del análisis se mide
datos importantes que son el desplazamiento máximo, la razón de ductilidad y el
desempeño, con diferentes registros sísmicos del terremoto de pedernales del 2016.
Con los resultados del análisis luego de modificar los valores de reducción de
resistencia se verifica la ventaja del uso de aislación ya que se evidencia una reducción
de los parámetros analizados en comparación al sistema empotrado, en cambio las
demandas de ductilidad aumentan significativamente en las estructuras aisladas al
incrementar los factores de reducción. Esto demuestra la importancia de mantener en
rangos elásticos las estructuras diseñadas con aisladores para garantizar su
desempeño.
El uso de aislamiento en la base en edificaciones mejora el comportamiento frente a
sismos, pero su efectividad depende de la correcta estructuración del sistema principal
manteniéndose rígida frente a los sismos de diseño para no generar daños que
cambien su desempeño.
