Análisis modal y de capacidad sísmica del edificio patrimonial del antiguo colegio Borja ante fallas fuera del plano
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Date
2025-09-24
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Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
This study deals with the seismic evaluation of the heritage building Antiguo Colegio Borja (ACB), a large unreinforced masonry structure located in the city of Cuenca, Ecuador. The analysis is carried out with special attention to the behavior of the building under out-of-plane failure mechanisms. The investigation starts with an exhaustive characterization that includes detailed geometric surveys, determination of mechanical properties by means of standardized tests, and analysis of previous damage. For numerical modeling, 3DMacro software was used, implementing the discrete macroelement analysis methodology, which allows to adequately represent the nonlinear response of the masonry. The modal analysis identified the predominant vibration modes, while the seismic capacity analysis quantified the vulnerability of the building to lateral forces in terms of maximum achievable strength and ultimate deformation capacity before collapse. The findings of the present study reveal critical damage patterns associated with the interaction between structural elements and highlight the importance of connections in the overall response. The methodology developed provides a framework for the evaluation of similar heritage structures, offering technical bases for intervention decisions that balance conservation and seismic safety.
Resumen
El presente estudio aborda la evaluación sísmica del edificio patrimonial Antiguo Colegio Borja (ACB), estructura de gran envergadura de mampostería no reforzada, ubicada en la ciudad de Cuenca, Ecuador. El análisis se realiza con especial atención en el comportamiento de la edificación ante mecanismos de falla fuera del plano. La investigación parte de una caracterización exhaustiva que incluye: levantamiento geométrico detallado, determinación de propiedades mecánicas mediante ensayos normalizados y análisis de daños previos. Para la modelación numérica se empleó el software 3DMacro, implementando la metodología de análisis del macroelemento discreto, que permite representar adecuadamente la respuesta no lineal de la mampostería. El análisis modal identificó los modos de vibración predominantes, mientras que el análisis de capacidad sísmica cuantificó la vulnerabilidad del edificio ante solicitaciones laterales en términos de resistencia máxima alcanzable y la capacidad de deformación última antes del colapso. Los hallazgos del presente estudio revelan patrones críticos de daño asociados a la interacción entre elementos estructurales y destacan la importancia de las conexiones en la respuesta global. La metodología desarrollada proporciona un marco de referencia para la evaluación de estructuras patrimoniales similares, ofreciendo bases técnicas para decisiones de intervención que equilibren conservación y seguridad sísmica.
Keywords
Ingeniería Civil, Vulnerabilidad sísmica, Macroelemento discreto, Capacidad sísmica
Citation
Código de tesis
TI; 1380
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Civil