Evaluación de los métodos de análisis estático no-lineal para determinar la demanda sísmica en estructuras aporticadas de concreto armado Evaluation of the non-linear static methods to determine the seismic demand in reinforced concrete frames

Se evalúan en este trabajo varios procedimientos simplificados de uso internacional para la determinación de la demanda que introducen los movimientos sísmicos sobre las estructuras y que se basan en el uso del análisis estático no-lineal. Se consideraron pórticos de concreto armado de uno, dos y siete pisos, de alta y moderada capacidad de disipación de energía, sujetos a seis acelerogramas representativos de diversas condiciones de intensidad, suelo y distancia a la falla. La demanda que introduce el movimiento sísmico sobre cada estructura fue determinada con estos procedimientos simplificados y comparada con la demanda “exacta” obtenida mediante un análisis dinámico no-lineal (ADNL). El Método MPA (“Modal Pushover Analysis”) conduce a las mejores estimaciones de la demanda sísmica, con diferencias absolutas respecto al ADNL que en término medio son menores que 17, 2 %, para todos los 30 casos analizados, pudiendo ser de subestimación o de sobrestimación. La incorporación dentro del MPA de la degradación de rigidez de la estructura no introduce una mejora aparente en los resultados. El método FEMA-356 suministra diferencias con el ADNL que en promedio valen 45,5%. Los procedimientos “A” y “B” del ATC-40 dan lugar a diferencias medias del orden de 24,4 %, pero no suministran resultados en un 40 % y en un 27 % de los casos estudiados, respectivamente, debido a la no convergencia o a las limitaciones implícitas en ellos. Cuando se consideran únicamente aquellos casos con demandas bajas o moderadas de ductilidad las diferencias entre todos los métodos y el ADNL se reducen en alguna medida. Las menores diferencias con el ADNL corresponden de nuevo al método MPA y son en término medio menores que 9 %. Aún cuando el método MPA es el que suministra los mejores resultados, requiere cálculos adicionales para determinar la respuesta dinámica no-lineal de sistemas de un grado de libertad; sin embargo existen actualmente herramientas de fácil acceso que permiten hacer estos cálculos de manera directa y sencilla. Several simplified methods based in nonlinear static analysis that are used to determine the seismic demand in structures are evaluated in this paper. Reinforced concrete frames of one, two and seven stories, with a moderate and a high energy dissipation capacity, subjected to six accelerograms that represent different soil, intensity and fault-distance conditions, are considered. The seismic demand on each structure is determined with the simplified methods and compared with the “exact demand” obtained from a nonlinear dynamic analysis (ADNL). The MPA met