Diseño por desempeño de estructuras, con análisis determinístico por afectaciones de subsidencia

Abstract

RESUMEN La subsidencia es un fenómeno que ha afectado a la humanidad a lo largo de la historia. Ahora, con el desarrollo de diversas investigaciones acerca del tema se sabe que algunas de las grandes causas que lo provocan son el movimiento relativo de las placas tectónicas, la consolidación de suelos blandos y la extracción de agua en acuíferos. Esta última siendo provocada por razones antrópicas; se presenta muy comúnmente en el centro de México, como lo es en la ciudad de Aguascalientes. Debido a esta problemática en la que se ven envueltas distintas ciudades en el mundo; es que, la ingeniería civil en conjunto con las ciencias de la tierra, como lo es la geología, han optado por buscar el desarrollo de investigaciones que permitan construir ciudades más resilientes ante fenómenos que provocan afectaciones significativas en la infraestructura de las ciudades como lo es la subsidencia. Es por eso que en este trabajo se presenta una metodología para realizar un análisis por desempeño en estructuras verticales de marcos estructurales, que se someterán a las afectaciones provocadas por el fenómeno de la subsidencia; partiendo desde un enfoque determinístico, al aplicar los hundimientos diferenciales en la base de la estructura. Para esta investigación se realiza un análisis no lineal por hundimientos diferenciales, con el que se estudia el comportamiento mecánico de los elementos que componen el esqueleto principal; así también se determinarán los niveles de desempeño de la estructura ante los distintos asentamientos provocados por la subsidencia. El procedimiento que se adopta en esta metodología de análisis por desempeño esta principalmente influenciado por el análisis Push-over que se realiza para el fenómeno de sismo, llevándolo mediante un conjunto de procedimiento al análisis Pull-down para la simulación del fenómeno de la subsidencia.

ABSTRACT Subsidence is a phenomenon that has affected mankind throughout history. Currently, with the development of research on the subject, it is known that some of the main causes are the relative movement of tectonic plates, the consolidation of soft soils, and the extraction of water in aquifers. The latter, caused by anthropic reasons, commonly occurs in the center of México, as it happens in the city of Aguascalientes. Due to this problem in which different cities around the world are involved, Civil Engineering, in a joined effort with earth sciences, such as the geology, have carried out research to build cities that are more resilient to phenomena that cause significant effects on the infrastructure of cities such as subsidence. For this reason, this work presents a methodology to carry out a performance analysis on vertical structures of structural frames, which will be subjected to the effects caused by the subsidence phenomenon, starting from a deterministic approach, by applying differential settlements at the base of the structure. During this research, a nonlinear analysis by differential subsidence is carried out to study the mechanical behavior of the elements that compose the main skeleton, and determine the performance levels of the structure under the effects of the different settlements caused by subsidence. The procedure adopted in this performance analysis methodology is mainly influenced by the Push-over analysis performed for the earthquake phenomenon, taking it through a set of procedures to the Pull-down analysis for the simulation of the subsidence phenomenon.