Ingeniero Civil / La estructuración en acero en estructuras urbanas es una práctica que no es muy aplicada en Chile, pero sí es aplicada en el caso del área industrial nacional, práctica que propone (y utiliza) un elemento adicional en el anclaje de la estructura a su fundación, llamado silla de anclaje. Este elemento forma parte del anclaje de la estructura a su fundación, y se diseña de forma que falle de manera dúctil, en cambio, en la práctica norteamericana, que es referencia principal en la normativa de diseño sísmico chilena para estructuras de acero, el anclaje a la fundación se diseña de forma que su comportamiento esperado sea del tipo elástico-lineal. Este estudio analiza el efecto del tipo de anclaje a la fundación de la estructura, en cuanto al desempeño ante eventos sísmicos de grandes magnitudes en territorio nacional. Con este fin se diseñan dos conjuntos de tres edificios de oficina, de 3, 6 y 9 pisos de altura, en donde la variación entre los grupos es el tipo de anclaje utilizado, con el fin de evaluar su desempeño sísmico. En general, los diseños quedan controlados por el corte mínimo normativo, salvo el caso del modelo más bajo. Los modelos incluyen el comportamiento no lineal para los elementos fusibles de la estructura, que son los encargados de la disipación de la energía sísmica ingresada en los análisis dinámicos. Los análisis realizados son del tipo no lineal estático (push-over) y dinámico (tiempo-historia). Para este último se consideran 10 eventos sísmicos registrados en estaciones a lo largo del país, resultando en 20 registros utilizados (dos direcciones por estación), todos incluyendo su respectiva componente vertical, y que datan desde el terremoto de Valparaíso del año 1985 hasta el sismo registrado en Iquique el año 2014. El desempeño de los modelos es evaluado en base al cálculo de los factores de modificación de la respuesta sísmica, de acuerdo con la metodología presente en el estándar FEMA P695. Los resultados de los análisis estáticos realizados muestran una gran dependencia de la resistencia de la estructura en cuanto a la participación de la silla de anclaje, siendo lo que limita el comportamiento para el caso de la estructura más rígida (modelo de 3 pisos). Los resultados del análisis dinámico muestran que la disipación de energía sísmica aumenta cuando se incluye el anclaje dúctil, y aumenta la altura del modelo.

Ingeniero Civil / La normativa chilena que regula el diseño sísmico de estructuras industriales de acero es la norma NCh2369.Of2003 Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales . Esta norma refleja el estado del arte del diseño sísmico en Chile, basada en la experiencia obtenida del comportamiento de estructuras y equipos industriales durante los terremotos de 1960 en Concepción y 1985 en Valparaíso. Tras el terremoto de Maule el año 2010, se han puesto a revisión algunas disposiciones de la normativa. En el caso de estructuras industriales de acero, las disposiciones a modificar se centran en el diseño de arriostramientos y columnas. En el caso de arriostramientos, se evalúa eliminar la limitación del esfuerzo sísmico en diagonales comprimidas al 80% de su capacidad, además de cambios en el cálculo de vigas y riostras en marcos arriostrados de tipo V o V-invertida. En el caso de las columnas, se propone amplificar el esfuerzo sísmico en el factor 0.7R>2.0 con el fin de asegurar la estabilidad del sistema gravitacional posterior al pandeo y fluencia de arriostramientos y la plastificación de los pernos de anclaje. Para evaluar el efecto de estas modificaciones en el diseño y el desempeño, en este trabajo se modelan tres estructuras industriales de acero, basadas en marcos arriostrados concéntricamente, diseñándolas paralelamente con la normativa vigente e incluyendo las modificaciones propuestas. La evaluación del desempeño se lleva a cabo de acuerdo a la metodología indicada en el estándar FEMA P695, incluyendo la no linealidad de arriostramientos, rótulas plásticas y pernos de anclaje. En el caso del diseño, los tamaños relativos de los arriostramientos se ven mínimamente afectados por las modificaciones propuestas, ya que para las estructuras analizadas, el dimensionamiento está controlado por los límites de esbeltez global y local, por sobre los requerimientos de resistencia. En el caso de las columnas, las modificaciones propuestas imponen un aumento de su sección, lo que se traduce en un incremento de la masa sísmica y de las fuerzas de diseño, con variaciones del orden del 3% para ambas variables, además de un aumento de rigidez del sistema. La aplicación de la metodología del estándar FEMA P695 entrega mejoras en el desempeño, dadas principalmente por la ductilidad del sistema, con incrementos del 45%, 7% y 85% para cada una de las estructuras. La sobrerresistencia, por su parte, presenta variaciones del 3%, 5% y 18%, respectivamente. Si bien ninguna de las estructuras fue capaz de alcanzar el margen de seguridad mínimo establecido por la metodología, se aprecia que otorgando una mayor sobrerresistencia o una mayor ductilidad a la estructura y al anclaje estructura - fundación es posible mejorar el desempeño del sistema.