Análisis de Desempeño Sísmico y Estados de Daño del ‘Antiguo Colegio Borja’
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Date
2026-04-07
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Publisher
Universidad de Cuenca. Facultad de Ingeniería
Abstract
This research evaluates the seismic performance and damage states of the Antiguo Colegio Borja (ACB) in Cuenca, a heritage unreinforced masonry (URM) building. The study is based on the application of the Capacity Spectrum Method (CSM), following ATC-40 and FEMA 440 guidelines, and utilizes 3DMacro software for non-linear response modeling via discrete macro-elements. Structural scenarios were analyzed, including the original configuration and a proposed retrofitting of horizontal diaphragms using double timber planking and Cross Laminated Timber (CLT) panels. Modal analysis results revealed that the flexibility of the original diaphragms generated uncoupled vibration modes, limiting the structure's global response. The implementation of stiffening techniques increased global stiffness, promoting "box-type behavior" and allowing for more efficient load transfer to the load-bearing walls.
Through the Capacity Spectrum Method, performance points were determined, demonstrating that the building enters the inelastic range under design earthquakes. The predominant collapse mechanisms identified consist of diagonal shear cracking in the lower-level walls.
Finally, fragility curve analysis confirms that retrofitting improves load-bearing capacity; however, the masonry retains an intrinsic brittleness that necessitates the evaluation of comprehensive interventions to guarantee global stability against severe seismic events.
Resumen
La presente investigación evalúa el desempeño sísmico y los estados de daño del Antiguo Colegio Borja (ACB) en Cuenca, una edificación patrimonial de mampostería no reforzada (MNR). El estudio se fundamenta en la aplicación del Método del Espectro de Capacidad (CSM), bajo los lineamientos de las normativas ATC-40 y FEMA 440, empleando el software 3DMacro para la modelización de la respuesta no lineal mediante macroelementos discretos.
Se analizaron escenarios estructurales que incluyen la configuración original y una propuesta de reforzamiento de diafragmas horizontales mediante doble entablado de madera y paneles de madera contra laminada (CLT). Los resultados del análisis modal revelaron que la flexibilidad de los diafragmas originales generaba modos de vibración desacoplados, limitando la respuesta global de la estructura. La implementación de técnicas de rigidización incrementó la rigidez global, favoreciendo un comportamiento de "efecto caja" y permitiendo una transferencia de cargas más eficiente hacia los muros portantes. Mediante el CSM, se determinaron los puntos de desempeño, evidenciando que la edificación incursiona en el rango inelástico ante sismos de diseño. Los mecanismos de colapso predominantes identificados consisten en agrietamientos diagonales por cortante en los muros de los niveles inferiores. Finalmente, el análisis a través de curvas de fragilidad confirma que el reforzamiento mejora la capacidad de carga, aunque la mampostería conserva una fragilidad intrínseca que requiere una evaluación de intervenciones integrales para garantizar la estabilidad global ante eventos sísmicos severos.
Keywords
Ingeniería Civil, Curva de capacidad, Desempeño sísmico, Mampostería no reforzada
Citation
Código de tesis
TI; 1398
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Civil