6.6.2.1  Método del ATC - 14

 

Reproduciendo de la referencia [26] se describe a continuación el método desarrollado por el Applied Technology Council "Evaluating the Seismic Resistance of Existing Buildings", en 1987.

 

Este método evalúa el riesgo sísmico potencial de cualquier tipo de estructura, ubicado en cualquier zona de riesgo sísmico en los Estados Unidos.  En la metodología se hace énfasis en la determinación de  los "puntos débiles del  edificio" con base en la observación de daños  en edificios similares ocurridos en eventos sísmicos previos.

 

Inicialmente se identifican aquellos edificios que significan un riesgo para la vida humana.  Como edificios riesgosos se denominan aquellos que pueden presentar alguna de las siguientes características durante un sismo determinado:

 

§       Posibilidad que el edificio entero colapse.

§       Posibilidad que porciones del edificio colapsen.

§       Si componentes del edificio pueden fallar o caerse.

§       Factibilidad de bloqueo de las salidas, impidiendo la evacua­ción o el rescate.

 

Evalúa los esfuerzos cortantes actuantes, los desplazamientos relativos en el entrepiso y ciertas características especiales del edificio.

 

El procedimiento básico es el siguiente:

 

1.     Recolección de datos.

 

2.     Inspección detallada in-situ.

 

En un censo de edificios realizado en los Estados Unidos, se concluyó que se pueden agrupar en quince tipos de estructuras diferentes. Para cada uno se realizó una planilla o "lista de chequeo", a la cual hay que responder con "cierto" o "falso" para tener una descripción de las características de la estructura.  Si todas las respuestas son "cierto", la estructura no tiene problemas de comportamiento.  Si alguna de estas preguntas se responde con un "falso" es necesario investigar el elemento que presenta problemas (ver Anexo 1 para observar los pasos a seguir para utilizar la metodología).

 

3.     Descripción del modelo estructural del edificio.

 

4.     Cálculo aproximado de los esfuerzos de corte y de los desplazamientos relativos para estructuras de concreto (puntos e y f respectivamente).  Esfuerzo axial y desplazamientos relativos en miembros de acero.  En el caso de muros estructurales se debe hacer una verificación de los esfuerzos de corte.

 

5.     Comparación de la relación Capacidad/Demanda (C/D) con los valores especificados en la norma ATC.  Estos valores están repre­sentados como una fracción del factor de modificación de la respuesta del edificio evaluado (Rw) y varían entre el 20% y el 40%.  El ATC recomienda los siguientes valores para el factor de modificación de la respuesta:

 

-        Pórticos dúctiles Rw = 12.

-        Pórticos no dúctiles Rw = 5.

 

El cortante basal actuante está dado por:

 

                                             Ecuación 6.4

 

donde:

V:        corte basal actuante.

Ra:       aceleración espectral.

W:       peso sísmico total del edificio.

Rw:       factor de modificación de la respuesta que tiene en cuenta la ductilidad.

 

El cortante actuante en el piso i considerado está dado por:

 

                                                                   Ecuación 6.5

 

donde:

Vi:       corte en el piso i.

n:         número total de columnas por encima del nivel de base.

Wi:      peso sísmico de los pisos por encima del piso 1.

 

Con las fuerzas cortantes en los entrepisos, se calcula el esfuerzo promedio (Vav) en los elementos resistentes verticales del mismo.  En el caso de pórticos de concreto, el esfuerzo prome­dio en las columnas está dado por:

 

                                        Ecuación 6.6

 

donde:

Vav:      esfuerzo promedio en las columnas.

nc:        número total de columnas.

nf:        número total de pórticos en la dirección considerada.

Rc:       sumatoria de las áreas de columnas en la dirección de la carga.

 

Posteriormente, se compara el esfuerzo promedio en las columnas con el esfuerzo promedio estimado del material (4.26 kg/cm2 según el ATC-l4); esta relación debe ser mayor o igual a uno:

 

                                                                             Ecuación 6.7

 

Si esta relación no se está cumpliendo la estructura puede presentar problemas de corte en las columnas, y se requiere un análisis estructural más detallado.

 

Sólo se consideran fallas por corte.  Las alturas de los pisos no son tenidas en cuenta para nada en el análisis, por lo tanto, no se consideran los momentos.

 

6.     Estimación  rápida  de  la deriva o  desplazamiento  relativo (k/h) como:

 

                                                               Ecuación 6.8

 

donde:

(k/h):   deriva o desplazamiento relativo, desplazamiento relativo piso a piso dividido por la altura del piso.

Kb:       (I/L), momento de inercia dividido por la longitud de  las vigas centro a centro.

Kc:       (I/L), momento de Inercia dividido por la longitud de las columnas centro a centro.

Vc:       fuerza cortante promedio en las columnas.

Ec:        módulo de elasticidad del concreto.

 

(k/h) Valor especificado en la norma <= 1.  Si esta relación no se cumple la estructura puede presentar problemas de derivas y requiere de una investigación más detallada.

 

7.     Se realiza una revisión de los detalles especiales basándose en las respuestas dadas en la "lista de chequeo".