Seismic performance factors for wood frame buildings in Chile
| dc.contributor.advisor | Almazán Campillay, José Luis | |
| dc.contributor.advisor | Guindos Bretones, Pablo | |
| dc.contributor.author | Estrella Arcos, Edisson Xavier | |
| dc.contributor.other | Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería | |
| dc.date.accessioned | 2020-11-02T15:21:05Z | |
| dc.date.available | 2020-11-02T15:21:05Z | |
| dc.date.issued | 2020 | |
| dc.description | Tesis (Doctor in Engineering Sciences and Doctor of Philosophy)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2020 | |
| dc.description.abstract | Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural. | |
| dc.format.extent | xxiii, 193 páginas | |
| dc.identifier.doi | 10.7764/tesisUC/ING/48200 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/48200 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uc.cl/handle/11534/48200 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.nota.acceso | Contenido completo | |
| dc.rights | acceso abierto | |
| dc.subject.ddc | 624.17620983 | |
| dc.subject.dewey | Ingeniería | es_ES |
| dc.subject.other | Diseño antisísmico - Chile | es_ES |
| dc.subject.other | Construcciones de madera - Chile | es_ES |
| dc.title | Seismic performance factors for wood frame buildings in Chile | es_ES |
| dc.title.alternative | Factores de diseño sísmico para edificaciones de madera marco-plataforma en Chile | es_ES |
| dc.type | tesis doctoral | |
| sipa.codpersvinculados | 18831 | |
| sipa.codpersvinculados | 1051045 | |
| sipa.codpersvinculados | 1031024 |