Camino prescriptivo: comentarios generales sobre la metodología de desempeño sísmico y limitaciones
En este artículo con INESA TECH aprenderás los criterios generales y el cambio de enfoque para aplicar el diseño por desempeño sísmico en tus proyectos tanto de obra nueva como de rehabilitación. Qúedate y conoce más.
Actualmente, las estructuras que conforman el entorno construido de las ciudades y comunidades son objeto de un nivel creciente de desempeño y de expectativas rigurosas ante eventos extremos como los sismos. Su funcionamiento y recuperación en las etapas posteriores a esos eventos imponen desafíos de gran magnitud a los ingenieros que se dedican al diseño estructural de edificaciones y obras de infraestructura. No solamente se busca la protección de la vida de los ocupantes, sino que se pretende reducir al máximo el daño, de manera que se garantice la recuperación en el menor tiempo posible.
Bajo las prescripciones de los códigos, el diseño estructural se enfoca en cumplir con objetivos de desempeño que no siempre están explícitamente indicados y que generalmente no son interpretados de igual manera por todos los actores alrededor de una edificación. El nivel de daño admisible obtenido para una estructura que cumpla satisfactoriamente todos los requisitos del reglamento que la controla puede resultar intolerable o económicamente incompatible con los intereses de su propietario o usuarios.
Además de la aplicación correcta y rigurosa de los requisitos de norma, es fundamental apuntar hacia la racionalización del comportamiento de la estructura. Gracias a la implementación de metodologías que a la fecha han adquirido un nivel de madurez considerable y al incremento significativo de la potencia y velocidad de las herramientas computacionales, los ingenieros tienen a su disposición los medios para capturar de forma explícita y confiable el comportamiento estructural; con su uso, la toma de decisiones encaminadas a favorecer respuestas adecuadas en condición sísmica se potencia si se le compara con el enfoque prescriptivo.
Caja de herramientas e impacto de la metodología de diseño por desempeño sísmico
Mediante el uso de análisis no lineales (pushover, entre otros) y de requisitos enfocados a cuantificar el desempeño de las edificaciones en términos de métricas específicas – derivas y giros de rótulas plásticas, por ejemplo- se obtienen estructuras que cumplen, de manera explícita, con los requisitos funcionales y de operación para una intensidad predefinida de los movimientos sísmicos de diseño. Es así como los objetivos de desempeño, establecidos conjuntamente entre los involucrados en el desarrollo y puesta en ejecución de un proyecto particular, constituyen la base para formular las alternativas de configuración estructural que mejor se ajustan al uso del edificio, a su localización en el contexto de la amenaza sísmica regional y a las expectativas de funcionamiento al verse sometido a las fuerzas laterales de un sismo con intensidad específica.
Contar con el panorama completo que describa el comportamiento de la estructura y con los efectos que sobre ella produzcan los diferentes niveles de amenaza sísmica, es crucial para desarrollar diseños confiables, seguros y económicamente viables.
La utilización del enfoque basado en desempeño es fundamental para diseñar estructuras que por su configuración geométrica o por requisitos de funcionamiento no sean viables a la luz de los requisitos prescritos en los códigos de diseño. La metodología, aunque tiene su mayor campo de aplicación en estructuras especiales como edificios de gran altura o con propuestas arquitectónicamente desafiantes, contribuye considerablemente a entender y mejorar el comportamiento de estructuras de uso más corriente.
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Aplicación en estructuras existentes
Tener a la mano los conocimientos relacionados con el diseño basado en desempeño potencia la ingeniería de valor que puede ofrecerse en proyectos de tipología más habitual, siendo evidentes los beneficios en términos de las mejoras de comportamiento estructural. Además, el enfoque no está limitado a estructuras nuevas; por el contrario, sirve de manera significativa a los propósitos de evaluación y reforzamiento de las existentes.
Para el caso particular de las edificaciones existentes que, por requisitos de código, funcionalidad o afectaciones previas, sean objeto de adecuación sísmica, el análisis no lineal y el enfoque basado en desempeño sirven especialmente como herramientas de evaluación de riesgo, de valoración de las opciones a considerar según las características propias de la estructura y de los costos asociados a las intervenciones. Al final, el ingeniero puede ofrecer a los involucrados en el proyecto un panorama completo con lo que se espera del edificio o estructura para los niveles de amenaza sísmica de interés.
Conclusión
Visto como aspecto fundamental para la puesta en marcha de diseños de carácter especial o como alternativa complementaria a los requisitos normativos, el diseño basado en desempeño contribuye a lograr estructuras con un comportamiento predecible, robusto y mejorado. Indudablemente, esto permite satisfacer las crecientes y justificadas expectativas que tienen los dueños y usuarios de una edificación particular ante la ocurrencia de eventos sísmicos, asegurando de manera racional que el ambiente construido sea más resiliente.
