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.

Ingeniero Civil / El presente trabajo de título tiene como objetivo principal determinar analíticamente el mejor valor para el Factor de Sobrerresistencia (Ωo) a partir de 4 valores de prueba (Ωo=2,3,5 y 10.7). Esto se llevó a cabo mediante la evaluación del desempeño sísmico de una serie de modelos analíticos no lineales que representan a nivel macro los fenómenos ocurridos en edificios de acero con marcos arriostrados concéntricamente. Estos macro-modelos consisten en un sistema de estructura de masa y rigidez concentrada con rótulas plásticas, que permiten introducir la no-linealidad al sistema y modelar la resistencia de las estructuras a partir de la utilización de curvas momento-rotación. Para asegurar la correcta utilización de los macro-modelos, éstos debieron ser calibrados a partir de los modelos realizados para los edificios reales. Se desarrollaron 12 arquetipos con distintas alturas, sobrerresistencias y niveles de ductilidad, siguiendo la metodología de FEMA P695 (llámese Metodología). Cada uno de ellos se sometió a un set de 18 registros sísmicos de alta intensidad ocurridos en Chile utilizando el algoritmo de un Análisis Dinámico Incremental (IDA, por sus iniciales en inglés). Finalmente, se evalúo la aceptabilidad de cada uno de los valores estudiados de Ωo de acuerdo a los requerimientos de la Metodología. Como objetivo secundario se estudió una posible relación entre el factor de sobrerresistencia y la ductilidad del sistema (µT), junto con analizar posibles desventajas al implementar altos factores de sobrerresistencia debido a una potencial reducción de la ductilidad total de la estructura. De los resultados, se recomienda la utilización de Ωo=2.0 para los edificios de acero estudiados con R=5. Además, para los niveles de sobrerresistencia analizados se determinó que, para Ωo>5.0, la potencial reducción de ductilidad podría deteriorar el desempeño sísmico del edificio. Estas conclusiones aplican para edificios dentro del rango de características estudiado, con altura de hasta 21[m].