Vulnerabilidad sísmica de edificios de obra de fábrica mediante modelos de elementos discretos

Abstract

The design of structures and the analysis of their behaviour in the face of seismic actions has acquired a special relevance in the last decades, as reflected in the numerous studies and reserch carried out, with the ain of improving the current methodologies, as well as developing new ones with a greater precision. However, the analysis of the existing structures, some of wihch belong to the architectural heritage of cities such as Granada, in addition to being more complex, is particulary necessaru due to the fact that their conservation depends, to a large extent, on knowledge of their current state and level of vulnerability to these actions. The main objective of the following investigation is to analyse, using a simplifed methodology, the seismic vulnerability of the Hotel Colón building, located in Gran Via de Colón street, a representative example, still existing, of a fundamental stage in the history of the city. To this end, the seismicity of the city has been analysed, as well as other important concepts related both to the main material of the load-bearing structure (masonry bulding) and other aspects of the building, and to the analysis of seismic vulnerability itself, which should be know before to the analysis that is subsequently carried out. After these previous chapters, the methodology to be used is described in detail, as well as each of the steps that will be necessary to finally know the level of the vulnerability of the building. This methodology consists, firstly, of modelling the building using 3Muri software, in order to subject the building to a non-linear static analysis that will allow us to obtain its capacity curve, which will be transformed into a capacity spectrum. When the capacity spectrum has been obtained, as well as its yield point, it is possible to define the differente stage of damage and, finally, the damage matrix of the building. The results obtained deserve a special attention, as they provide a glimpse of the delicate situation of not only the case study building, but also of all buildings with similar construction solutions and structural behaviour, including the majority of buildings on this importar axis of the city, which represents one of the main evacuation routes in the event of an earthquake. Finally, in the last chapter of the work, the differente conclusion drawn from this investigation are presented, structured according to the different blocks (block 1 and block 2) in which the research carried out is articulated.

El diseño de estructuras y el análisis de su comportamiento frente a acciones sísmicas ha adquirido una gran relevancia durante las últimas décadas, como así reflejan los numerosos estudios e investigaciones llevadas a cabo, con el objetivo de mejorar las metodologías actuales, así como la de desarrollar otras nuevas con mayor precisión. No obstante, el análisis de las estructuras existentes, algunas de ellas, pertenecientes al patrimonio arquitectónico de ciudades como Granada, además de presentar mayor complejidad, son especialmente, necesarios puesto que su conservación depende, en gran medida, del conocimiento del estado actual y nivel de vulnerabilidad frente a estas acciones. El trabajo que a continuación se presenta, tienen como objetivo principal analizar mediante una metodología simplificada, la vulnerabilidad sísmica que presenta el edificio Hotel Colón, ubicado en la calle Gran Vía de Colón, muestra representativa, aún existente, de una destacada etapa de la historia de la ciudad. Para ello, en primer lugar, se ha procedido a analizar la sismicidad de la ciudad, así como otros conceptos fundamentales relacionados tanto con el material principal de la estructura portante (edificio de fábrica) y otros aspectos del edificio como con el propio análisis de la vulnerabilidad sísmica, lo cual conviene conocer antes del análisis que posteriormente, se lleva a cabo. Tras el desarrollo de estos capítulos previos, se describe detalladamente la metodología a emplear, así como cada uno de los pasos que serán necesarios desarrollar para, finalmente, conocer el nivel de vulnerabilidad del edificio. Esta metodología consiste en, primer lugar, en la modelización del edificio mediante el uso del software 3Muri, para de esta forma, someter al edificio a un análisis estático no lineal que nos permita obtener la curva de capacidad del mismo, la cual será transformada en espectro de capacidad. Una vez obtenido el espectro de capacidad, así como el punto de cedencia del mismo, es posible definir los diferentes umbrales de daño y, finalmente, la matriz de daño del edificio. Los resultados obtenidos merecen una especial atención ya que permite vislumbrar la delicada situación en la que se encuentra, no solo el edificio caso de estudio, sino todos aquellos que presentan soluciones constructivas y comportamientos estructurales similares, entre los que se encuentran, la inmensa mayoría de edificios de este importante eje de la ciudad, el cual representa, por otro lado, una de las principales vías de evacuación en caso de un terremoto. Finalmente, en el último capítulo del trabajo, se exponen las distintas conclusiones extraídas del presente trabajo, estructuradas según los distintos bloques (bloque 1 y bloque 2) en el que se articula la investigación desarrollada.

El diseño de estructuras y el análisis de su comportamiento frente a acciones sísmicas ha adquirido una gran relevancia durante las últimas décadas, como así reflejan los numerosos estudios e investigaciones llevadas a cabo, con el objetivo de mejorar las metodologías actuales, así como la de desarrollar otras nuevas con mayor precisión. No obstante, el análisis de las estructuras existentes, algunas de ellas, pertenecientes al patrimonio arquitectónico de ciudades como Granada, además de presentar mayor complejidad, son especialmente, necesarios puesto que su conservación depende, en gran medida, del conocimiento del estado actual y nivel de vulnerabilidad frente a estas acciones. El trabajo que a continuación se presenta, tienen como objetivo principal analizar mediante una metodología simplificada, la vulnerabilidad sísmica que presenta el edificio Hotel Colón, ubicado en la calle Gran Vía de Colón, muestra representativa, aún existente, de una destacada etapa de la historia de la ciudad. Para ello, en primer lugar, se ha procedido a analizar la sismicidad de la ciudad, así como otros conceptos fundamentales relacionados tanto con el material principal de la estructura portante (edificio de fábrica) y otros aspectos del edificio como con el propio análisis de la vulnerabilidad sísmica, lo cual conviene conocer antes del análisis que posteriormente, se lleva a cabo. Tras el desarrollo de estos capítulos previos, se describe detalladamente la metodología a emplear, así como cada uno de los pasos que serán necesarios desarrollar para, finalmente, conocer el nivel de vulnerabilidad del edificio. Esta metodología consiste en, primer lugar, en la modelización del edificio mediante el uso del software 3Muri, para de esta forma, someter al edificio a un análisis estático no lineal que nos permita obtener la curva de capacidad del mismo, la cual será transformada en espectro de capacidad. Una vez obtenido el espectro de capacidad, así como el punto de cedencia del mismo, es posible definir los diferentes umbrales de daño y, finalmente, la matriz de daño del edificio. Los resultados obtenidos merecen una especial atención ya que permite vislumbrar la delicada situación en la que se encuentra, no solo el edificio caso de estudio, sino todos aquellos que presentan soluciones constructivas y comportamientos estructurales similares, entre los que se encuentran, la inmensa mayoría de edificios de este importante eje de la ciudad, el cual representa, por otro lado, una de las principales vías de evacuación en caso de un terremoto. Finalmente, en el último capítulo del trabajo, se exponen las distintas conclusiones extraídas del presente trabajo, estructuradas según los distintos bloques (bloque 1 y bloque 2) en el que se articula la investigación desarrollada.