Efectos de la altura y rigidez en los modos de vibración de edificaciones regulares de concreto reforzado

Abstract

RESUMEN : El documento examina el impacto de dos factores clave en el comportamiento dinámico de las estructuras regulares de edificaciones de concreto reforzado: la altura y la rigidez de sus elementos estructurales. Este estudio se centra en cómo estos factores influyen en los modos de vibración de las edificaciones de concreto reforzado, utilizando modelos numéricos generados en el software ETABS® para simular el comportamiento de estructuras de concreto reforzado con diferentes consideraciones en la rigidez que ofrecen los elementos, específicamente con secciones brutas (sin fisurar) y con secciones fisuradas. A medida que aumenta la altura de un edificio, se incrementa su flexibilidad y, por lo tanto, su período de vibración. Los edificios más altos distribuyen más masa a mayores distancias del suelo, lo que provoca un aumento en la inercia y en el tiempo necesario para completar una oscilación. En cuanto a la rigidez, las secciones fisuradas tienen una menor rigidez frente a las fuerzas dinámicas, lo que resulta en un período de vibración mayor en comparación con las secciones sin fisurar, donde la rigidez original se mantiene intacta. El análisis también revela, para las estructuras analizadas, que la participación de masa en los modos principales de vibración (direcciones traslacionales en planta X, Y y rotacional con respecto al eje Z) no varía significativamente entre secciones brutas y fisuradas. Esto implica que, aunque la rigidez disminuye en las secciones fisuradas, la manera en que la masa se moviliza en respuesta a las vibraciones se mantiene similar. Asimismo, la altura del edificio, si bien afecta la magnitud de los períodos de vibración, no altera de manera significativa la participación de masa siempre que la distribución estructural se mantenga constante. El estudio concluye que, para las estructuras analizadas, el uso de secciones fisuradas reduce la rigidez y aumentan el período de vibración, pero no afectan significativamente los porcentajes de participación de masa. En cuanto a la altura, esta incrementa la flexibilidad de la estructura, pero si el diseño estructural es uniforme, la participación de masa en los modos de vibración se mantiene constante. Estos hallazgos son esenciales para el diseño sismorresistente de edificaciones de concreto reforzado, subrayando la importancia de considerar tanto la rigidez efectiva de las secciones fisuradas como el comportamiento dinámico en edificaciones de mayor altura.