Simulación de funciones de vulnerabilidad y matrices de probabilidad de daño sísmico para edificaciones de hormigón armado en sistema pórtico

Simulating vulnerability functions and seismic damage probability matrix for reinforced concrete frame buildings

En el presente trabajo se construyen funciones de vulnerabilidad y matrices de probabilidad de daño sísmico para edificaciones de concreto que corresponden al sistema estructural de pórticos, a partir de técnicas de simulación y de opinión de expertos. Las funciones y matrices propuestas relacionan la vulnerabilidad de una edificación con el nivel de daño que pueden alcanzar dependiendo de la acción del sismo. La determinación de la vulnerabilidad se realiza a partir de un índice, el cual es propuesto con base en la opinión de expertos. El daño se define por medio de un índice que depende de un análisis no lineal estático. Las técnicas de simulación fueron utilizadas para generar edificaciones hipotéticas que representan las características propias de las edificaciones de ciudades colombianas como Bucaramanga. Para la construcción y aplicación de las funciones y matrices se elaboró una serie de herramientas que permiten, a partir de las características de las edificaciones de una zona, establecer el nivel de daño de una acción sísmica determinada.

Introducción

La construcción de un modelo para definir el nivel  de  daño  sísmico depende del sistema estructural al que corresponde la edificación que se desea analizar. En un contexto regional las ciudades cuentan con edificaciones asociadas a diferentes configuraciones estructurales (Maldonado y Chio, 2007;  Carreño  y  Rodríguez, 2003), siendo el sistema pórtico en concreto reforzado uno de los más utilizados, especialmente en edificaciones de más de cuatro pisos y construidas antes de la vigencia de la NSR-98.

En la definición del modelo para estimar el daño de una muestra de edificaciones de una zona se pueden utilizar las funciones de vulnerabilidad o las matrices de probabilidad de daño (Mena, 2002; Jiménez, 2002; Yépez, 1996; Castillo, 2005; Maldonado et al., 2008; Maldonado y Chio, 2008). Las primeras expresan el daño en forma continua y la segunda de manera discreta. Las funciones y matrices pueden construirse a partir de datos experimentales, analíticos, o estar basados en observaciones de campo o en la opinión de expertos. Dependiendo de la información con la que se cuente se podrá utilizar uno u otro método, o combinar. En el  caso de la estimación del daño de edificaciones como las del Área Metropolitana de Bucaramanga, donde no se cuenta con suficiente información de registros de daño ante eventos pasados o no se tienen datos experimentales de evaluación de daño de las edificaciones, es necesario proponer modelos híbridos (Yépez, 1996), razón por la cual, para el caso de Bucaramanga  se tomó  la  decisión de utilizar técnicas basadas en opinión  de  expertos  combinadas  con procesos analíticos, aplicando técnicas de simulación.