Evaluación sísmica del edificio patrimonial del antiguo Colegio Borja: análisis modal y pushover con el método del macroelemento discreto
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Date
2025-09-25
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Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
This study assesses the seismic behavior of the Antiguo Colegio Borja (ACB) heritage building, located in the Historic Center of Cuenca, Ecuador. The structure, constructed ofunreinforced brick masonry, exhibits an irregular plan geometry due to a curved appendage attached to the main block, leading to structural uncertainties associated with eccentricities, torsion, and variable stiffness. To address these complexities, the discrete macro-element method was employed using the 3DMacro software. Based on this model, two key analyses were performed: a modal analysis to characterize the building's dynamic response and a nonlinear static pushover analysis to determine its capacity curve and fragility. The modal analysis results indicated that the dominant modes are translational, with significant participation from the flexible diaphragms and the curved appendage, while the pushover analysis revealed brittle behavior and a reduction in the overall structural capacity. Furthermore, a parametric study demonstrated that shear strength (τ0) has a critical impact on the global resistance, and the building's lateral capacity was found to be anisotropic. The study concludes that the curved appendage induces detrimental torsional effects and reduces the structure's load-bearing capacity, highlighting the importance of evaluating the building as an integral system. This work provides a significant contribution to the structural conservation of built heritage in seismic zones and lays the groundwork for future interventions on historic buildings with irregular geometries.
Resumen
La presente investigación evalúa el comportamiento sísmico del edificio patrimonial Antiguo Colegio Borja (ACB), ubicado en el Centro Histórico de Cuenca, Ecuador. La edificación, construida en mampostería no reforzada de ladrillo, presenta una geometría irregular en planta debido a un apéndice curvo adosado al bloque principal, lo que genera incertidumbres estructurales asociadas a excentricidades, torsión y rigidez variable. La estrategia para abordar estas complejidades consistió en emplear el método del macroelemento discreto mediante el software 3DMacro. A través de este modelo se realizaron dos análisis clave: un análisis modal para caracterizar la respuesta dinámica del edificio y un análisis estático no lineal pushover para determinar su curva de capacidad y fragilidad. Los resultados del análisis modal mostraron que los modos dominantes son traslacionales, con una fuerte participación de los diafragmas flexibles y del apéndice curvo, mientras que el análisis pushover evidenció un comportamiento frágil y una pérdida de capacidad del conjunto. Adicionalmente, un estudio paramétrico demostró que la resistencia al corte (τ0) tiene un impacto crítico en la resistencia global, y se evidenciaron anisotropías en la capacidad lateral del edificio. Se concluye que el apéndice curvo induce efectos torsionales perjudiciales y reduce la capacidad resistente de la estructura, destacando la importancia de evaluar el edificio como un sistema integral. Este trabajo constituye un aporte relevante para la conservación del patrimonio edificado en zonas sísmicas y sienta las bases para futuras intervenciones en edificaciones históricas con geometrías irregulares.
Keywords
Ingeniería Civil, Macroelemento discreto, Patrimonio, Análisis modal
Citation
Código de tesis
TI; 1383
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Civil