Foreground validation

El modelo realizado para el eje A del edificio estudiado se mostró anteriormente en la Figura 7-2(a). Este modelo no presenta ningún tipo de debilitamiento inicial, el que posteriormente se considerará a través de una junta de hormigonado como se explicó en

el punto 6.4.3 y en la Figura 5-16. Para este modelo se utilizó el modelo total strain

rotating crack model, considerando como consitutiva en compresión una curva

elastoplástica (ideal) y como constitutiva en tracción el modelo lineal. Estas constitutivas son las que dieron mejores resultados al comparar con ensayos, según lo indicado en el Capítulo 4.

Como se vio en las figuras que muestran los daños del edificio (Figuras 5-7 a 5-10), al igual que en los otros edificios dañados por el terremoto, éstos se dan por crushing en compresión; es por esto que se mostrará dicho daño en DIANA.

Los patrones de carga utilizados se muestran en la Figura 7-19.

(a) (b)

Figura 7-19: Patrones de carga utilizados: (a) Según el modo 1 para el eje A del edificio VH-5; (b) Según combinación ponderada de modos predominantes para el eje A del edificio VH-5.

7.3.4.1 Reproducción del daño del eje A en modelo según planos

Para el modelo del eje A según planos, los daños obtenidos se muestran de la Figura 7-20 a 7-22.

Figura 7-20: Daño por crushing debido a patrón de carga del modo 1, en el eje A del edificio VH-5, para un desplazamiento de techo de 15 cm.

Figura 7-21: Daño por crushing debido a patrón de carga de combinación ponderada de modos predominantes, en el eje A del edificio VH-5, para un desplazamiento de techo de (a) 5 cm; (b) 10 cm.

Figura 7-22: Detalle del daño por crushing debido a patrón de carga de combinación ponderada de modos predominantes, en el eje A del edificio VH-5, para un desplazamiento de techo de (a) 5 cm; (b) 10 cm.

Se puede ver en la Figura 7-20 que al cargar según el modo 1, no resulta ningún daño importante. Se puede notar una pequeña zona de crushing en el borde izquierdo del muro de la izquierda, en el primer piso, bajo el nivel de losa. Dicho daño se vio en terreno, como un desprendimiento del recubrimiento. En las Figuras 7-21 y 7-22 se puede ver que para un desplazamiento de techo pequeño (5 cm) ocurre daño en la zona que efectivamente fue dañada por el terremoto (Figura 5-7). La unión entre la viga y el muro derecho del piso 2 se daña, al igual que la zona en la parte derecha del muro derecho del primer piso, bajo en nivel de losa. Sin embargo, el daño de estas zonas no se une, lo cual reproduciría el daño en la realidad. El daño bajo el nivel de losa baja en diagonal hacia la izquierda, de la misma manera que lo hizo el daño en el eje C. También existe un daño en los muros del cuarto piso, el cual se obtiene por la carga axial que aumenta en cada paso.

Debido a que el daño no se reproduce de forma completa, se realiza un modelo con debilitamiento en la zona donde se produce la junta de hormigonado observada en la Figura 5-7(b). Se consideran dos casos: hormigón de menor calidad o adelgazamiento del muro.

7.3.4.2 Debilitamientos considerados para el muro del eje A

Como se mencionó anteriormente, se pueden considerar dos tipos de debilitamiento en el muro. Primero, se puede considerar un debilitamiento por un probable mal vibrado de

hormigón, generando una sección más débil en la parte superior del muro, tal como se muestra en la Figura 5-16. Para ello, se consideró la zona dañada bajo el nivel de losa con un hormigón de menor calidad. Se utilizó un valor de resistencia de

basado en la experiencia de otros estudios en morteros (Tan & Sahin Zaimoglu, 2007). Segundo, se puede considerar el debilitamiento por un tipo de daño que no se puede reproducir en el software. Se vio en terreno que los muros pierden recubrimiento y material, adelgazándose y fallando con una sección más pequeña. Esto se ve reflejado en las Figuras 5-7(b) y 5-8(a). Una explicación teórica de esto, se puede ver en la Figura 7-23.

Figura 7-23: Teoría utilizada para el cálculo de espesor final, para el adelgazamiento de muro.

Se midió en terreno que el espesor de muro resultante debido al daño es de 5 a 7 cm

aproximadamente. Esto se puede verificar con la teoría de la parábola de confinamiento, mostrada en la Figura 7-23. Los muros del primer piso tienen un espesor de 25 cm, la doble malla horizontal es y se ve que los muros pierden material entre dos espaciamientos de malla horizontal, por lo cual:

(7.14)

Se realizaron modelos con ambos tipos de debilitamiento y los resultados fueron idénticos.

wi : Longitud de pérdida

7.3.4.3 Reproducción del daño del eje A en modelo con debilitamiento

Los modelos con debilitamiento se muestran en las Figuras 7-24 y 7-25. En éstos se debilitó la zona superior del muro dañado del primer piso, bajo el nivel de losa. Se muestra el daño obtenido para el eje A en las Figuras 7-26 a 7-28.

Figura 7-24: Modelos con debilitamiento del eje A del edificio VH-5: (a) Zona con material débil; (b) Zona con adelgazamiento de muro.

Figura 7-25: Detalle del debilitamiento del eje A del edificio VH-5: (a) Zona con material débil; (b) Zona con adelgazamiento de muro.

(a) (b)

Figura 7-26: Daño por crushing debido a patrón de carga del modo 1 en el eje A del edificio VH-5, modelo con debilitamiento, para un desplazamiento de techo de 15 cm.

Figura 7-27: Daño por crushing debido a patrón de carga de combinación ponderada de modos predominantes en el eje A del edificio VH-5, modelo con debilitamiento, para un desplazamiento de techo de: (a) 5 cm; (b) 10 cm.

Figura 7-28: Detalle del daño por crushing debido a patrón de carga de combinación ponderada de modos predominantes en el eje A del edificio VH-5, modelo con debilitamiento, para un desplazamiento de techo de: (a) 5

cm; (b) 10 cm.

Como ya se ha mencionado, es la combinación ponderada (Figuras 7-27 y 7-28) la que reúne los requisitos para poder reproducir el daño. Por otra parte, el patrón de deformación del modo 1 no reproduce el daño para el modelo debilitado (Figura 7-26). El daño que ocurre en el modelo sin debilitamiento se transforma, uniendo las dos zonas dañadas en este modelo, generando el patrón de daño observado en el edificio. También se repite el daño del cuarto piso al aumentar la carga, y la pequeña zona de crushing en la parte superior izquierda del muro izquierdo del primer piso.

7.3.4.4 Verificación del daño del eje A en modelo con debilitamiento

Al inducir el daño con la zona debilitada, dicho resultado es científicamente cuestionable, en el sentido de que se está condicionando que ocurra el daño donde se busca. Sin embargo, se puede también interpretar que el probable vicio constructivo efectivamente haya producido un hormigón más débil en la parte superior del muro de un nivel, lo que justifica el daño ocurrido en la realidad. Para intentar dilucidar este punto, se construyeron dos modelos con dos zonas de debilitamiento distintas. El objetivo de esto es verificar si el daño observado en el modelo sin debilitamiento siempre toma el camino del debilitamiento impuesto. Los dos modelos realizados se muestran en la Figura 7-29; los daños obtenidos para los dos casos de debilitamiento se muestran en la Figura 7-30.

Figura 7-29: Detalle del debilitamiento, eje A del edificio VH-5: (a) Zona con material débil en la sección superior completa del muro del piso 1; (b) Zona con material débil en la sección completa del muro del piso 2.

Figura 7-30: Detalle del daño por crushing debido a patrón de carga de combinación ponderada de modos predominantes, en el eje A del edificio VH-5, para un desplazamiento de techo de 5 cm, para modelo con

debilitamiento: (a) Sección superior muro piso 1; (b) Sección a nivel de viga muro piso 2.

Se ve claramente en la Figura 7-30, que para el primer caso, esto es considerando más débil la sección superior completa del muro del primer piso, el daño es idéntico al visto en la realidad. Sin embargo, al considerar en el muro del segundo piso una zona débil, el daño tiende a tomar dicha zona para propagarse. Esto prueba que el daño en la zona estudiada tiende a seguir la zona débil indicada.