Nonlinear behavior of reinforced concrete masonry structures

Abstract

Las estructuras que emplean paredes de mampostería se caracterizan por tener una gran rigidez y capacidad ante cargas paralelas a su plano debido, principalmente, a la gran inercia de algunos elementos que la componen. Bajo condiciones usuales, se dice que los elementos de mampostería, con o sin refuerzo, poseen un comportamiento frágil ante cargas sísmicas, lo cual aumenta su vulnerabilidad. Con el objetivo de modelar el comportamiento inelástico de este tipo de estructuras, se ha empleado un modelo de marco equivalente, en el cual se concentra el comportamiento no lineal en la base del elemento. Se ha desarrollado un modelo de análisis tridimensional de una estructura de dos niveles, la cual posee un diafragma rígido tanto a nivel de entrepiso como en el techo. El diseño estructural cumple con los requisitos definidos en el Código Sísmico de Costa Rica del año 2010. Se han realizado análisis tanto estáticos como dinámicos en el rango no-lineal de manera incremental. Como resultado principal se obtiene que la estructura analizada posee un comportamiento apto bajo las condiciones de demanda sísmica y objetivos de desempeño definidas en la norma de diseño, exhibiendo además una ductilidad intrínseca superior a la definida como ductilidad de diseño.

The structures that use masonry walls are characterized by having high lateral stiffness and capacity for loads parallel to their plane, due to the large inertia of some elements that compose it. Under usual conditions, it is said that masonry elements, with or without reinforcement, have a brittle behavior for seismic or cyclic loads, which increases their vulnerability. In order to model the inelastic behavior of this type of structures, an equivalent frame model has been used, in which the nonlinear behavior was concentrated at the base of the element. A threedimensional analysis of a two-stories structure has been developed, which has a rigid diaphragm at floor and ceiling levels. The structural design fulfills the requirements defined in 2010 Costa Rican Seismic Code. Both static and dynamic analyses have been performed in the nonlinear range incrementally. The main result is that the analyzed structure has a suitable behavior under the conditions of seismic demand and performance levels defined in the design code, exhibiting, in addition, an intrinsic ductility superior to the one defined for design.