Improved procedure for determining the ductility of buildings under seismic loads

Displacement ductility is a parameter that characterizes the seismic response of structures. Moreover, displacement ductility can be used in order to determine whether a structural design, performed according to a specific seismic code or not, may achieve the main goal of the seismic design: to develop energy dissipation in a stable manner. Determination of displacement ductility is not an easy task, because the structural response usually does not show a clear location of the points that define yield and ultimate displacements. In this paper, some of the main procedures for ductility displacement are revised and compared, and then improvements are performed to such procedures in order to compute the displacement ductility. A new procedure is then introduced, leading to determine the ultimate displacement using the seismic collapse threshold and the yield displacement, achieving the balance of dissipated energy. The procedure has been used to calculate displacement ductility of reinforced concrete framed buildings.Peer Reviewe

Review: Course in structural engineering. Regional center for technological developments for construction, seismology and seismic engineering CeDeReTec

This is the review of the Structural Engineering Update course carried out at the Regional Center for Technological Developments for Seismology and Seismic Engineering Construction (CeDeReTec, Mendoza, Argentina) at the end of the year 2019. The presentations are shown and also reports on the activities carried out within the framework of the Project “Destructive Potential Generated by the Earthquake of Ecuador of April 16, 2016” are reported

Seismic behaviour of limited ductility buildings

The most important aspects of the seismic design and behaviour of reinforced concrete buildings with limited ductility, like the buildings with waffled slabs or flat beams, are examined in this work. The structures with these typologies are the most used in Spain for new buildings and many seismic codes do not recommend their use in seismic areas. The expected seismic performance of these structures is studied herein by means of incremental non linear structural analysis (pushover analysis) which provides capacity curves. Their behaviour is compared with that of buildings with moment resisting frames designed according to the Spanish EHE and NCSE-02 codes and also to the ACI-318 (2005) and IBC-2003. The most important results of the study show that only the moment-resisting framed buildings exhibit sufficient ductility and overstrength to guarantee a stable seismic behaviour. The behaviour of limited ductility buildings is strongly influenced by the structural type; even if they are reinforced with ductile steel or if their confinement if improved, they exhibit slightly higher ductilit

Non-linear analyses to assess the seismic performance of RC buildings retrofitted with FRP

Post-seismic reinforcement is extensively used to repair structural elements of buildings hit by strong earthquakes, while pre-seismic reinforcement can be very convenient to improve the seismic performance of buildings designed according to less stringent standards than current. One of the most commonly used techniques for both pre and post-seismic retrofit of structures is that of wrapping elements previously identified as weak or damaged with sheets of fiber-reinforced polymers (FRP). This technique may be in fact more advantageous than other strengthening approaches, due to speed of placement, low environmental impact and small load increase. Non-linear methods of analysis can be very helpful for planning the retrofit strategy and assessing in advance its effectiveness. Based on non-linear static and dynamic numerical analyses, the effectiveness of the FRP pre-seismic reinforcement on the global performance of buildings was investigated in this paper with reference to a residential Italian building designed according to obsolete standards. The seismic capacity of the building, before and after the FRP retrofit, was assessed and the efficacy of the seismic rehabilitation was evaluated. The results show that, by improving the local resistance of the most vulnerable elements and the global ductility of the building, the FRP wrapping of the ground-floor columns of the considered building has an important impact on the overall seismic response of the structure, although it cannot entirely avoid undesirable global collapse mechanisms

Comportamiento sísmico de edificios de hormigón armado de ductilidad limitada

En el proyecto sismorresistente de edificios es necesario conocer previamente el valor de la ductilidad que éstos podrán llegar a alcanzar al ser sometidos a movimientos sísmicos fuertes. Los valores de ductilidad de referencia están incluidos en las normas de proyecto sismorresistente. Su estimación también puede hacerse bajo criterio de expertos o de la observación de la respuesta que los edificios han tenido ante determinados terremotos. Sin embargo, en el pasado, el problema se ha enfocado generalmente en la respuesta de edificios dúctiles, como son los edificios porticados con vigas de canto, sin que existan muchas referencias que permitan conocer la respuesta de los edificios de ductilidad limitada, entre los que se encuentran los edificios con forjados reticulares, que es la tipología más usual en España. En este trabajo se estudia la respuesta no lineal de edificios de ductilidad limitada, proyectados conforme a los requisitos de la instrucción española (EHE) y la norma sismorresistente NCSE-02, y se obtienen los valores de ductilidad a partir de dicha respuesta, lo que permiten verificar los valores de los factores de reducción aplicados en la determinación de las fuerzas sísmicas y los valores de reserva de resistencia. La evaluación de los edificios se complementa mediante la determinación de las curvas de fragilidad y de las matrices de probabilidad de daño, que permiten conocer la probabilidad de excedencia de Estados Límite previamente establecidos

Comparación de los factores de reducción de respuesta de la norma NCSE-02 y del Eurocódigo 8

En los procedimientos de análisis y diseño sismorresistentes de estructuras se hace necesario introducir simplificaciones o aproximaciones que permitan estudiar la equivalencia entre el análisis elástico a partir del cual se efectúan los cálculos y el comportamiento elásto-plástico, que es el comportamiento real de las estructuras cuando son sometidas a la acción de terremotos fuertes. Una de estas simplificaciones, consiste en proyectar las estructuras de manera que dispongan de una resistencia lateral inferior a la que resulta de un dimensionado al límite elástico, lo que se consigue aplicando cargas laterales calculadas a partir de los espectros de diseño, que son espectros elásticos, afectados por factores de reducción de respuesta, conocidos como factores R. En este artículo se realiza una revisión exhaustiva del estado del arte de los factores de reducción de respuesta, partiendo de su definición, pasando por su implementación en las normas de diseño sismorresistente, hasta llegar a las nuevas propuestas de racionalización de su aplicación. Para poder alcanzar una mejor comprensión del tema, se realiza una comparación entre la aplicación de los factores de reducción de respuesta propuestos en la norma sismorresistente española NCSE-02 y en el Eurocódigo 8

Reserva de resistencia de edificios porticados de concreto armado diseñados conforme al ACI-318/IBC-2006

La adecuada capacidad demostrada por los edificios sometidos a la acción de terremotos fuertes ha sido atribuida a la reserva de resistencia de la estructura. Sin embargo, la gran cantidad de factores que contribuyen en la reserva de resistencia, son un obstáculo para que esta haya sido incorporada de forma explícita y transparente en las normas de proyecto sismorresistente. En este artículo se aborda el tema de la reserva de resistencia, para lo que se estudia un conjunto de edificios regulares porticados de concreto armado que han sido proyectados conforme a las prescripciones del ACI318, con las cargas sísmicas prescritas en el IBC-2006. Los resultados muestran que la reserva de resistencia es independiente de la redundancia de los edificios y que los valores recomendados en el IBC-2006 subestiman la capacidad de los edificios con períodos intermedios y largos

Dimensionado sísmico de edificios porticados de hormigón armado mediante factores de amplificación con base en energía

El proyecto sismorresistente de estructuras actual se realiza mediante una serie de prescripciones normativas que persiguen garantizar su adecuado comportamiento. Los procedimientos actuales de análisis se realizan utilizando el comportamiento elástico, aplicando los factores de reducción de respuesta para obtener fuerzas sísmicas equivalentes, representativas del comportamiento inelástico que pueden alcanzar las estructuras al ser sometidas a la acción de sismos fuertes. A partir de los resultados del análisis elástico se obtienen los desplazamientos inelásticos, amplificados mediante factores que son función de los factores de reducción; sin embargo, se ha observado una amplia variación en los valores de los factores de amplificación prescritos en las normas a nivel mundial, por lo que se justifica profundizar en el estudio de dichos factores. En este trabajo se presenta un procedimiento de dimensionado sísmico con base en la respuesta no lineal. El procedimiento es aplicado a un conjunto de edificios regulares de hormigón armado de diferentes alturas, proyectados para niveles altos de amenaza sísmica y es evaluado aplicando análisis dinámico no lineal para tres Estados Límite, correlacionado con tres umbrales de daño que se definen a través de las derivas de planta. Los resultados demuestran que el procedimiento es adecuado para realizar el dimensionado sísmico de edificios, proporcionando al proyectista criterios de evaluación más cónsonos con las características de los edificios y de la amenaza sísmica