Desarrollo de una herramienta numérica de análisis para losas de hormigón armado sometidas a aceleraciones verticales sísmicas Development of a numerical tool for the analysis of reinforced concrete slabs under seismic vertical accelerations

Durante el terremoto en el centro sur de Chile del 27 de febrero del 2010 muchas estructuras fueron solicitadas fuertemente debido a aceleraciones horizontales considerables, sin embargo, la componente vertical de aceleración también fue importante. Esta característica ha motivado este trabajo, donde se estudia el efecto que produce la componente vertical de aceleración sobre losas de hormigón armado, teniendo en cuenta que la aceleración se aplica sobre el borde de la losa. La metodología utilizada contempló la elaboración de un programa computacional escrito en lenguaje MATLAB. Este programa utiliza el MEF y permite calcular tanto las tensiones como deformaciones en la losa. Inicialmente se realizó un análisis estático consistente en obtener las distribuciones de tensiones que genera una carga estática uniformemente distribuida de acuerdo a la norma NCh 1537.OJ86. Luego, se realizó un análisis sísmico consistente en obtener las envolventes de tensiones que genera la aplicación del registro vertical de aceleraciones de San Pedro de la Paz del terremoto del 27/02/2010. Se presenta el contexto teórico, la formulación del MEF y la validación numérica de los resultados. Posteriormente se analizan 2 losas de distinta geometría con el propósito de obtener las distribuciones de tensiones para el caso estático y envolventes de tensiones para el caso sísmico; al igual que las frecuencias y periodos naturales de cada losa. Los resultados revelan que las tensiones inducidas por las cargas estáticas son mayores a las inducidas por las cargas sísmicas para la losa con un periodo fundamental de 0.031 s. Mientras que para la losa con un periodo fundamental de 0.104 s resultó lo contrario. During the Chile Centre-South 27th February 2010 earthquake, many structures were strongly shaken due to considerable horizontal accelerations; however, the vertical acceleration component was important too. This feature has motivated this work, where the vertical acceleration component effect on reinforced concrete slabs is studied, when this acceleration acts on the slab edges. The methodology contemplated a computer software written in MATLAB code. This program uses the FEM and allows the calculation of stresses and strains in the slab. Initially a static analysis was carried out, which consisted of calculating the stress distributions generated by a uniformly distributed static load according to the norm NCh 1537Of.86. Subsequently, the seismic analysis consisted of obtaining the stress envelopes caused by the vertical acceleration recording of San Pedro de la Paz for the 27/02/