Diseño y evaluación de la capacidad estructural de un edificio de oficinas situado en el aeropuerto de Chauchina, Granada. Evaluación de las estructuras de hormigón armado y acero estructural mediante un análisis estático no lineal Pushover

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es modelizar un edificio de oficinas para la zona industrial del aeropuerto Federico García Lorca Granada-Jaén y ensayarlo frente a la acción sísmica mediante un análisis estático no lineal Pushover. Se plantean dos modelos estructurales con la misma geometría y se comparan sus comportamientos: un modelo de hormigón armado y otro de acero estructural. En el capítulo introductorio se exponen las infraestructuras de un aeropuerto y la evolución histórica del aeropuerto Federico García Lorca Granada-Jaén. Además, se manifiestan los objetivos del trabajo. El segundo capítulo comienza presentando ciertos conceptos relacionados con el diseño sismorresistente, ya que la zona en la que se ubica el aeropuerto es la de mayor actividad sísmica del país. Posteriormente, se explican los diferentes tipos de análisis existentes para evaluar la capacidad estructural de un edificio, destacando el análisis estático no lineal Pushover. En el tercer capítulo se dimensionan las dos estructuras mediante el software de cálculo estructural CYPE CAD. Dicho programa hace uso de análisis estáticos y se seleccionan los criterios impuestos por la normativa española. En este capítulo se detallan y justifican todos los datos y características introducidas en CYPE CAD. Finalmente se exponen los dimensionamientos finales para ambas tipologías, los cuales son resultado de la solución inicial propuesta por el software y una serie de criterios simplificadores. En el cuarto capítulo se justifica la adaptación de los modelos propuestos por CYPE CAD a Midas Gen, programa en el que se realiza el análisis Pushover. Al final del mismo se resalta la configuración del análisis Pushover y la definición de las rótulas plásticas. En el quinto capítulo se analizan los resultados de los análisis estáticos no lineales Pushover obtenidos para la estructura de hormigón armado y la metálica. En primer lugar, se analizan y comparan los puntos de desempeño de ambas estructuras ante el sismo de diseño y el sismo último propuestos por el Eurocódigo 8. Seguidamente, se estudia la formación de rótulas plásticas de las dos estructuras en una de sus direcciones. En el sexto capítulo se exponen las conclusiones más relevantes del análisis de los datos obtenidos en el capítulo anterior. Finalmente, en los apéndices se añade información relevante de los modelos realizados en CYPE CAD.

The main aim of this project is to model an office building for the industrial area of the Federico García Lorca Granada-Jaén airport and to test it against seismic action using a non-linear static Pushover analysis. Two structural models with the same geometry are proposed and their behaviors are compared: a reinforced concrete model and a structural steel model. The introductory chapter presents usual infrastructure of an airport and the historical evolution of the the Federico García Lorca Granada-Jaén airport. In addition, the objectives of the project are established. The second chapter begins by introducing certain concepts related to seismic building design because the area where the airport is located has the highest level of seismic activity of the country. Next, the variety of available analysis to evaluate structural capacity are slightly shown, but nonlinear Pushover analysis is explained in more detail. In the third chapter, the two proposed structures are dimensioned by the structural calculation software CYPE CAD. This program makes use of static analysis and the criteria imposed by Spanish codes, which is previously selected. This chapter also details and justifies all the data entered in CYPE CAD. At the end of the chapter, the dimensioning for both typologies are exposed; it is the result of the initial solutions proposed by the software and some simplifying criteria. The fourth chapter justifies the adaptation of the models proposed by CYPE CAD to Midas Gen, the program in which the Pushover analysis is carried out. The configuration of ‘’the Pushover Global Control” and ‘’Hinge Properties” are specially highlighted. The fifth chapter analyses the results from the non-linear static Pushover analyses obtained for the reinforced concrete structure and the metallic one. First, the performance points of both structures are studied and compared for the damage limitation state earthquake and the ultimate limit state earthquake suggested by Eurocode 8. Later, the evolutions of the hinges of both structures in one of their directions are shown and commented. The sixth chapter displays the principal conclusions of the data presented in the previous chapter. Finally, the appendices add pertinent information about the CYPE CAD models.