In order to improve structural design codes, it is necessary to comprehend the structural response under dynamic loads such as earthquakes. The fallowing study seeks to improve the understanding of the structural response under these kind of loads, and therefore, its modeling effects. The structural model, in charge of predicting the behavior of structural systems, needs to be capable of foretelling physics phenomena the best way possible. The studied prototype was taken from a project done by FEMA P-695. The prototype has eight floors with steel special moment frames for resisting lateral loads. The design of the prototype was done in accordance with ASCE and AISC. The structural elements are modeled with displacement-based fibers. Once the structure is modeled, then a performance analysis is done, in addition with modal analysis, non-linear static and dynamic analysis with and without the contribution of P-Delta effect. The structural modeling and analysis software is OpenSees, on the other hand, the post-processing software is Matlab. The study seeks to obtain a structural model with displacement-based fibers along its elements in order to capture the best way possible the structural response under seismic loads, consequently, make a performance analysis. This model provides with a significant understanding of the elements and the structural system under loads. For instance, the global and element-by-element response of the model is captured in detail.
Resumen :
Entender el comportamiento de las estructuras frente a cargas dinámicas, como sismos, es indispensable para el mejoramiento de premisas de diseño. El presente estudio busca mejorar el entendimiento frente a la respuesta de estructuras y sus efectos de modelamiento bajo la acción de estas cargas. El modelo estructural, el cual predice el comportamiento real de un sistema estructural, debe poder replicar los fenómenos físicos de la mejor manera posible. El prototipo evaluado fue tomado de un ejemplo realizado como parte del proyecto FEMA P-695 (FEMA P695, 2009) y consiste en una estructura de 8 pisos con marcos especiales sismo resistentes de acero considerados para soportar cargas laterales; este sistema fue diseñado en concordancia con las normativas establecidas por ASCE y AISC. Los elementos de la estructura serán modelados mediante fibras basadas desplazamientos. La estructura ya modelada será puesta ante un análisis por desempeño; así mismo, se realizarán análisis modales, estáticos y dinámicos no lineales con y sin la inclusión de efecto P-Delta. La herramienta computacional utilizada para el modelamiento y análisis es OpenSees; mientras que el post-procesamiento en Matlab. El estudio busca conseguir un modelo basado en fibras que logre captar de la mejor manera el comportamiento de una estructura bajo cargas sísmicas, y con este realizar un análisis por desempeño. La formulación con fibras ofrece un entendimiento significativo del comportamiento de los elementos y de toda la estructura bajo cargas; dado esto, se logra entender a mayor detalle el comportamiento a lo largo de cada elemento estructural.
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