Abstract:
This graduation project evaluates the seismic performance of mid-rise reinforced concrete buildings with structural irregularities in plan and elevation using nonlinear time-history analysis based on real seismic records from Ecuador. The objective is to assess the influence of structural irregularity on inelastic response, displacement demands, and damage concentration, under the hypothesis that irregular configurations exhibit seismic performance governed by more critical damage mechanisms when compared to regular buildings. The study is motivated by the high seismic hazard of the country and the need to better understand the inelastic behavior of structural configurations commonly encountered in local practice. The project was developed through three-dimensional numerical modeling of reinforced concrete benchmark buildings with regular and irregular configurations, incorporating material nonlinearity by means of fiber-based plastic hinges. Real seismic records from the 2016 Pedernales earthquake were selected and processed, and subsequently applied as input motions in nonlinear dynamic analyses. The results showed increases in maximum interstory drifts, lateral displacements, and damage concentration in the irregular models, with differentiated structural responses. Plan irregularity led to higher demand concentration at intermediate stories, whereas vertical irregularity triggered soft-story mechanisms at the base. Based on the evaluation, it is concluded that buildings with structural irregularities may exhibit global displacement demands comparable to those of regular configurations, while concentrating inelastic response and damage in specific regions of the structural system.
Keywords: nonlinear time-history analysis, seismic performance, irregular buildings, benchmark models, reinforced concrete.
Description:
Este proyecto de graduación evalúa el desempeño sísmico de edificaciones de hormigón armado de mediana altura con irregularidades estructurales en planta y en elevación, mediante análisis no lineal dinámico empleando registros sísmicos reales del Ecuador. El objetivo es evaluar la influencia de la irregularidad estructural en la respuesta inelástica, las demandas de desplazamiento y la concentración de daño, bajo la hipótesis de que las configuraciones irregulares presentan un desempeño sísmico condicionado por mecanismos de daño más críticos en comparación con edificaciones regulares. La justificación del estudio se sustenta en la elevada amenaza sísmica del país y en la necesidad de comprender el comportamiento inelástico de configuraciones estructurales frecuentes en la práctica local. El desarrollo del proyecto se realizó mediante la modelación tridimensional de edificios tipo benchmark de hormigón armado con configuraciones regular e irregulares, incorporando no linealidad de material a través de rótulas plásticas tipo fibra. Se seleccionaron y procesaron registros sísmicos reales del terremoto de Pedernales de 2016, los cuales se aplicaron como entrada sísmica para el análisis dinámico no lineal. Los resultados evidenciaron incrementos en derivas máximas, desplazamientos laterales y concentración de daño en los modelos irregulares, con respuestas estructurales diferenciadas. La irregularidad en planta concentró la demanda en niveles intermedios, mientras que la irregularidad en elevación generó mecanismos tipo piso blando en la base. De la evaluación se concluye que edificaciones con irregularidades estructurales pueden presentar demandas globales de desplazamiento similares a las de configuraciones regulares, pero concentrar la respuesta inelástica y el daño en zonas específicas del sistema estructural
