Rigidez, altura, y agrietamiento en el cálculo del periodo fundamental de vibración de edificios aporticado y dual, Nuevo Chimbote 2021

Abstract

Cuando hablamos del periodo fundamental de vibración, nos estamos refiriendo a aquel parámetro clave que es usado en el análisis y diseño sísmico de una determinada estructura; así mismo es un valor numérico que nos ayuda a determinar las condiciones de seguridad estructural en construcciones existentes de seguridad estructural. En otras palabras, podemos mencionar que el periodo fundamental de vibración viene a ser el lapso de tiempo que tarda una estructura en hacer una oscilación completa, por otro lado, entendamos que la frecuencia es el número de oscilaciones que hace una estructura en un determinado tiempo. El cálculo del periodo fundamental de vibración en edificios se efectúa para saber cómo este reaccionará dinámicamente ante un evento sísmico; siendo este afectado por la rigidez, masa, altura y el agrietamiento. Es por ello que en la presente investigación se analizaran dos edificaciones con sistemas estructurales diferentes uno son sistema aporticado y otro con sistema dual cada una con diez niveles; el objetivo general de este estudio es poder Determinar la influencia de la modificación de la rigidez, altura y el agrietamiento en el cálculo del periodo fundamental de vibración en edificios aporticado y dual, Nuevo Chimbote 2021. Para el parámetro de la rigidez se tuvo de cambiar las secciones de los elementos estructurales, para el parámetro de la altura se usó cinco modelos de edificaciones desde el sexto al décimo piso y finalmente para el parámetro del agrietamiento se usó los coeficientes de reducción de momentos de inercia de la (Norma E0.60, 2020, p. 79). Para la realización del análisis estático y dinámico se usó el software Etabs con el cual se obtuvieron los resultados de la investigación los cuales muestran que para el parámetro de la rigidez del edificio con sistema aporticado se tiene con el modelo inicial un periodo de 1.895 s en la dirección X, 1.748 s en la dirección Y y 1.63 s en la dirección Z, el cual después de la modificación de la rigidez el periodo en la dirección X es de 0.606, en la dirección Y es 0.583 y en la dirección Z 0.461; para el edificio con sistema dual se tiene un periodo en la dirección X de 1.112 s, en la dirección Y un periodo de 1.001 s y en la dirección Z de 0.865 s, quien después de la modificación de su rigidez se aprecia que para la dirección X un periodo de 0.5841 s, para la dirección Y 0.5162 s y parta la dirección Z 0.3927 s; observándose así que dicho parámetro influye directamente en el cálculo del periodo fundamental de vibración. Como resultado del parámetro de la altura se observa que debido a la modificación de la altura los periodos de cada edificio con sistema estructural han sufrido variaciones, los edificios aporticado presentan periodos que van desde 0.360 s hasta 0.606 s, mientras que los periodos del edificio dual están entre 0.3292 s hasta 0.584 s, observándose que a medida que la altura varía los periodos disminuyen. Como resultado del parámetro del agrietamiento se tiene como resultado que existe diferencias en la dirección X entre los dos sistemas estructurales, el periodo fundamental para el edificio con sistema aporticado tiene un aumento del 40%, con un desplazamiento máximo del último nivel excedido en 40%, así mismo con 40% en la deriva máxima y con una disminución de un 28% de la cortante basal, frente a un 26% de periodo fundamental del edificio con sistema dual, 38% de aumento en el máximo desplazamiento del último nivel, 29% como deriva máxima y una disminución de 20% de la cortante basal. Observando que la mayor incidencia en el sistema aporticado. Para la dirección Y se tiene un periodo fundamental para el edificio con sistema aporticado tiene un aumento del 37%, con un desplazamiento máximo del último nivel excedido en 42%, así mismo con 44% en la deriva máxima y finalmente una disminución de un 25% de la cortante basal, frente a un 24% de periodo fundamental del edificio con sistema dual, 48% de aumento en el máximo desplazamiento del último nivel, 46% como deriva máxima y una disminución de 7% de la cortante basal. Observando que la mayor incidencia también se da en el sistema aporticado. El problema para el presente estudio es ¿De qué manera influye la modificación de la rigidez, altura, y agrietamiento en el cálculo del periodo fundamental de vibración de edificio aporticado y dual, Nuevo Chimbote 2021?, cuya hipótesis que ha sido puesta a prueba de que La modificación de la rigidez, altura y agrietamiento influyen significativamente en el cálculo del periodo fundamental vibración en edificio aporticado y dual, Nuevo Chimbote 2021.