Modelado estructural de un edificio convencional. Análisis de fragilidad del edificio k2m del Campus Nord de la Universidad Politécnica de Cataluña (Barcelona)

Abstract

Una parte importante del conjunto de edificios de nueva construcción de Barcelona pertenecen a la tipología de edificios de hormigón armado con estructura de soportes y forjados reticulares. Los cerramientos son de mampostería no reforzada y no confinada. En este estudio se presenta la evaluación sísmica de uno de estos edificios. Se trata del edificio K2M (Knowledge to Mark) situado en el Campus Nord de la Universidad Politécnica de Cataluña, en Barcelona. El edificio K2M se ha modelado como edificio de cortante de hormigón armado con forjados reticulares y cerramientos de mampostería no confinados utilizando los programas de cálculo estructural SAP2000 y ETABS 2013. Se han propuesto dos variantes del modelo de edificio cuyo estudio comparativo se presenta. La primera variante incluye cerramientos de mampostería no reforzada y no confinada cuyo modelado específico ha requerido un esfuerzo especial. La segunda no incluye ningún tipo de cerramientos, aunque incorpora los pesos de los mismos. Sobre estos modelos se ha realizado un análisis modal completo y se ha evaluado su comportamiento en el rango elástico y elastoplástico frente a una demanda sísmica determinista y específica para la ciudad de Barcelona. La evaluación de la respuesta sísmica se ha obtenido mediante el cálculo de la curva de capacidad de las variantes de modelo de edificio (curvas pushover). La evaluación del desempeño sísmico del edifico K2M en sus dos variantes, con muros y sin muros, se ha realizado aplicando el procedimiento A presentado en el capítulo 8 del documento ATC-40. En concreto, en este estudio se ha utilizado como demanda sísmica los espectros deterministas propuestos por Irizarry (2003) para la ciudad de Barcelona y escalados para el rango (0-0.30g) del PGA. A partir de las curvas de fragilidad del edificio obtenidas aplicando la metodología LM2 propuesta en el documento RISK-UE – WP04, se han calculado las probabilidades de excedencia de estados de daño asociadas los puntos de desempeño calculados para cada PGA. Finalmente, esto ha permitido construir curvas de índice de daño en función del desplazamiento espectral y del PGA. Los cálculos permiten distinguir una dirección más vulnerable para ambas variantes del modelo de edificio (con muros y sin muros). También se evidencia que la presencia de muros de cerramiento incrementa la vulnerabilidad del edifico en su dirección más frágil. En cambio, en la dirección menos frágil, la presencia de muros de cerramiento disminuye levemente la vulnerabilidad.