Si bien la gran mayoría de normativas de diseño sismorresistente, alrededor del mundo, permiten que las edificaciones cuenten con un margen de seguridad, en muchos de los casos esto es difícil de cuantificar, y en otros, podría conllevar a un comportamiento no deseado de las estructuras cuando ocurren sismos fuertes.
En sistemas elásticos, las fuerzas y los desplazamientos están directamente relacionados con la rigidez del sistema. Sin embargo, para estructuras en el intervalo de comportamiento inelástico, esta relación es compleja, ya que las fuerzas dependerán de los desplazamientos instantáneos y del análisis histórico de los mismos.
Tradicionalmente, el diseño sísmico de estructuras se ha basado en las acciones de fuerzas estáticas equivalentes. La razón de esto es histórica, ya que está asociada a metodologías de diseño para otro tipo de acciones, por ejemplo: cargas de viento, cargas de gravedad (carga muerta y carga viva) (Priestley et al., 2007).
La adopción del diseño sísmico basado en desplazamientos empezó hace más de tres décadas. Por lo tanto, hoy en día resulta necesario que los ingenieros estructurales conozcan estos conceptos ya que con ellos podrán analizar y diseñar estructuras complejas de una manera más confiable.
Si estás pensando en estudiar una Maestría en Ingeniería Estructural, es importante que sepas en qué consiste el diseño sísmico basado en desplazamientos. A continuación, te contamos todo lo que necesitas saber sobre este tema.
¿Qué es el diseño sísmico basado en desplazamientos?
Es una metodología alternativa para analizar y diseñar estructuras bajo demandas sísmicas. Se trata de una metodología práctica, racional y sencilla que, al final, logra proyectar el nivel de respuesta que tendrá una estructura frente a un sismo de una intensidad definida.
La gran ventaja del diseño sísmico basado en desplazamientos es que permite hacer una simulación de la respuesta de una estructura bajo un modelo de sismo. Sus técnicas facilitan a los ingenieros civiles conocer cómo se va a comportar la estructura ante un sismo fuerte y provee datos específicos para decidir cómo ampliar el margen de seguridad de estructuras nuevas o existentes y/o tomar decisiones con el objetivo de mejorar su comportamiento estructural frente a la ocurrencia de sismos.
Es un método que parte del conocimiento del desplazamiento de fluencia y el desplazamiento máximo que se desea obtener de la estructura, y a partir de estos datos se busca cumplir con la rigidez y la resistencia requeridas para alcanzar el desempeño propuesto.
Hoy en día, su implementación es una tendencia mundial y más aún cuando se trata de estructuras complejas como, por ejemplo, puentes y otras estructuras de envergadura.
Te puede interesar: Qué es la rehabilitación de estructuras de concreto
¿Cuál es su principal diferencia con los códigos sísmicos convencionales?
Buena parte de los códigos mundiales de diseño sismorresistente están basados en fuerzas y dependen de la rigidez inicial de la estructura. En estas guías de construcción se asume que todas las estructuras similares pueden alcanzar los mismos niveles de ductilidad, sobre resistencia y redundancia, a pesar de que esto no es cierto.
En cambio, el diseño sísmico basado en desplazamiento es mucho más específico al momento de entender la estructura y estimar su comportamiento ante sismos de distinta intensidad.
¿Cuáles son los pasos claves del diseño sísmico basado en desplazamientos?
Esta metodología alternativa utiliza como mínimo tres pasos:
- Estudio inicial de las propiedades específicas de los elementos estructurales como el concreto y el acero, que se utilizarán en la construcción.
- Determinación de la demanda sísmica de la zona donde se proyectará la estructura.
- Determinación del desplazamiento de fluencia y desplazamiento máximo de la estructura, a partir de estados límites de deformación tanto de los componentes como de la estructura, así como la determinación de la rigidez requerida y resistencia, a partir de un espectro de desplazamiento ya definido.
Una vez que se obtengan estos cálculos, entonces el diseñador podrá controlar de una mejor manera la respuesta sísmica de la estructura. Por otro lado, el diseñador puede tomar adecuadas decisiones para optimizarel comportamiento si fuera necesario, como por ejemplo, la incorporación de aisladores y/o disipadores de energía.
Aunque estos métodos son muy importantes para el diseño de estructuras y permiten garantizar el desempeño, no están disponibles en los códigos de diseño. Sin embargo, la Maestría en Ingeniería Estructural de la UCSP te permitirá adquirir estos conocimientos que te ayudarán a diferenciarte de otros profesionales al momento de responder a las necesidades y retos del mercado actual. Se trata de una especialidad que abre puertas a quienes la conocen y la manejan a profundidad.
Si te interesa participar en grandes proyectos de construcción y edificaciones esenciales, este es el momento de revisar el plan de estudios de la Maestría en Ingeniería Estructural de la Universidad Católica San Pablo.
Está diseñada para que los ingenieros civiles, e ingenieros mecánicos, interesados en alcanzar un nuevo nivel de formación, salgan capacitados para aplicar los estudios de propiedades de los materiales, ductilidad y amortiguamiento en cualquier clase de estructura compleja.
Ahora, puedes dar el primer paso de prepararte para el presente y el futuro de la ingeniería estructural. Si quieres saber más detalles sobre esta Maestría, no dudes en contactarte con nosotros.