Análisis del comportamiento y resistencia sísmica fuera del plano en edificaciones de adobe de baja altura
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Date
2024-09-18
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Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
Approximately 21 244 buildings in Cuenca Ecuador are constructed with raw earth, most of them
being heritage adobe properties located in the colonial core (INEC, 2010). Adobe is an ancient,
economical, and sustainable material. However, its mechanical properties make it a significant
structural risk for population, especially in a country with high seismic activity. This research
project aims to evaluate the static behavior under seismic demand of 31 adobe facades of two
stories or more located in the colonial center of the city of Cuenca. To achieve this, a macro model
is implemented that considers the individual properties of the adobe blocks (RVE) through
homogenization, ensuring accurate representation. The behavior of the facades is analyzed using
an out-of-plane dynamic analysis through a modal analysis, and the nonlinear static
characteristics are obtained through a pushover analysis. The capacities and demands of the
structures and the interaction between them are examined to determine probable damages.
Finally, the seismic vulnerability of these 31 facades is assessed using fragility curves. The results
validate the proposed methodology regarding the static-dynamic behavior of the structure,
providing an adequate representation of the macro properties of the adobe masonry walls.
Vulnerability varies significantly depending on the level of damage considered and the spectral
acceleration of the seismic event. The fragility curves can be extrapolated to other structures with
similar characteristics, offering crucial information for evaluating and improving the seismic
resilience of buildings and assisting in decision-making for structural design and reinforcement.
Resumen
En Cuenca, aproximadamente 21 244 edificaciones están construidas con tierra cruda,
principalmente inmuebles patrimoniales de adobe en el casco colonial (INEC, 2010). El adobe,
material ancestral, económico y sostenible presenta riesgos estructurales debido a sus
propiedades mecánicas, especialmente en zonas sísmicas. Este proyecto propone evaluar el
comportamiento estático bajo demanda sísmica de 31 fachadas de adobe de dos pisos o más
ubicadas en el centro histórico de la ciudad. Se implementa un modelo macro que homogeniza
las propiedades individuales de los bloques de adobe (RVE) para una representatividad
adecuada. El comportamiento de las fachadas se analiza mediante un análisis dinámico fuera
del plano, a través de un análisis modal, y las características estáticas no lineales se obtienen
mediante un análisis pushover. Se examinan las capacidades y demandas de las estructuras y
la interacción entre ambas para determinar los daños probables. Finalmente, se evalúa la
vulnerabilidad sísmica de estas 31 fachadas utilizando curvas de fragilidad. Los resultados
obtenidos validan la metodología propuesta en cuanto al comportamiento estático-dinámico de
la estructura, proporcionando una representación adecuada de las propiedades macro de los
muros de mampostería de adobe. La vulnerabilidad varía significativamente según el nivel de
daño considerado y la aceleración espectral del evento sísmico. Las curvas de fragilidad pueden
extrapolarse a otras estructuras con características similares, ofreciendo información crucial para
evaluar y mejorar la resiliencia sísmica de las construcciones y asistiendo en la toma de
decisiones para el diseño y reforzamiento estructural.
Keywords
Ingeniería Civil, Construcciones de tierra, Vulnerabilidad sísmica, Análisis estructural
Citation
Código de tesis
TI;1339
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Civil