Evaluación sísmica del edificio patrimonial del antiguo Colegio Borja utilizando macro modelización dentro del esquema pórtico equivalente
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Date
2025-09-23
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Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
The thesis addresses the seismic response of the Antiguo Colegio Borja (ACB), a heritage building made of unreinforced masonry in Cuenca, Ecuador. Built with bricks and lime mortar, it has flexible floors and walls with openings that affect its rigidity. It was modeled using macromodeling with 3Muri software, using the Equivalent Frame Approach (FME/FEA) that allows its analysis through its geometric and mechanical properties. A detailed survey was carried out that included wall thicknesses, opening dimensions, and floor characteristics to evaluate its behavior as rigid diaphragms. According to the results, the modal analysis identified 66 vibration modes, with a mass participation factor greater than 90% in both directions, complying with regulations. The first mode, with a period of 0.32 s, indicates a relatively rigid structure. Pushover analyses with uniform and triangular loads showed non-linear behavior, with sequential failure mechanisms and redistribution of forces. Fractures due to bending, compression, and shearing were detected in specific elements, in addition to the ineffectiveness of certain structural components. To improve seismic response, three strategies are proposed: increasing wall continuity by reducing spans to improve stiffness and strength; dividing the building into independent blocks using structural joints to mitigate irregularities in the floor plan; and stiffening floors and roofs with a reinforced concrete slab that ensures adequate rigid diaphragm behavior, preventing out-of-plane failures. These measures seek to preserve the historical value of the ACB and ensure its safety in the event of seismic events.
Resumen
El trabajo de titulación aborda la respuesta sísmica del Antiguo Colegio Borja (ACB), un edificio patrimonial de mampostería no reforzada en Cuenca, Ecuador. Construido con ladrillos y mortero de cal, presenta pisos flexibles y muros con aberturas que afectan su rigidez. Se modeló mediante macromodelación con el software 3Muri, usando el esquema de pórtico equivalente (FME/FEA) que permite su análisis a través de sus propiedades geométricas y mecánicas. Se realizo un levantamiento detallado que incluyo espesores de muros, dimensiones de aberturas y características de entrepisos para evaluar su comportamiento como diafragmas rígidos. De acuerdo a los resultados, el análisis modal identificó 66 modos de vibración, con un factor de participación de masa superior al 90% en ambas direcciones, cumpliendo con la normativa. El primer modo, con un periodo de 0.32 s, indica una estructura relativamente rígida. Los análisis pushover con cargas uniformes y triangulares mostraron comportamiento no lineal, con mecanismos de falla secuenciales y redistribución de esfuerzos. Se detectaron fallas por flexión, compresión y cizallamiento en elementos específicos, además de la ineficacia de ciertos componentes estructurales. Para mejorar la respuesta sísmica, se proponen tres estrategias: aumentar la continuidad de muros reduciendo vanos para mejorar rigidez y resistencia; dividir la edificación en bloques independientes mediante juntas estructurales para mitigar irregularidades en planta; y rigidizar pisos y cubierta con una losa de hormigón armado que garantice un comportamiento adecuado de diafragma rígido, evitando fallas fuera del plano. Estas medidas buscan preservar el valor histórico del ACB y asegurar su seguridad ante eventos sísmicos.
Keywords
Ingeniería Civil, Análisis modal, Reforzamiento estructural
Citation
Código de tesis
TI; 1376
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Civil