Análisis comparativo técnico-económico de un edificio de 8 pisos con y sin amortiguadores de fluido viscoso en el distrito de Pimentel provincia de Chiclayo-departamento de Lambayeque

Abstract

La ingeniería estructural sismorresistente en las últimas décadas ha tenido innovaciones en cuanto a técnicas de construcción que buscan que las estructuras tengan un mejor desempeño estructural ante un sismo garantizando la seguridad y la vida de las personas, se ha observado que tras un sismo algunas edificaciones convencionales presentan daños cuyos costos de reparación superan lo previsto. Aproximadamente 18 millones de habitantes viven en zonas con alto riesgo sísmico en el Perú. La presente investigación tiene como objetivo realizar el análisis comparativo técnico económico de un edificio de 8 niveles con y sin amortiguadores de fluido viscoso en el Distrito de Pimentel – Chiclayo, el área del terreno del proyecto es de 290.52m2, por lo que se analiza y diseña el edificio convencionalmente con un sistema de muros estructurales, como segunda alternativa se analiza y diseña el edificio con Disipadores de Fluido Viscoso (DFV); el análisis tiempo-historia con 7 pares de registros sísmicos fue el método utilizado para analizar la estructura con DFV linealmente y no lineal. El edificio diseñado convencionalmente presentó derivas de 0.065 en X y de 0.056 en Y, por su parte en el edificio con DFV se logró derivas de 0.059 en X y de 0.0055 en Y, cumpliendo en ambos casos con la norma E.030. El edificio con sistema de protección sísmica presentó un mejor comportamiento estructural dado que la energía entrante total de un sismo en un 60% es disipada por los disipadores de energía, mientras que en el edificio convencional el 100% de le energía producto del sismo es tomada por los elementos estructurales; en costos la incidencia del edificio con disipadores sobre el edificio convencional es de 14%, porcentaje menor al de reparación de edificios posterior a un sismo 15 a 20%.

In recent decades, earthquake-resistant structural engineering has seen innovations in construction techniques aimed at improving the structural performance of buildings during earthquakes, thus ensuring the safety and well-being of people. It has been observed that after an earthquake, some conventional buildings sustain damage with repair costs exceeding initial estimates. Approximately 18 million people live in areas with high seismic risk in Peru. The objective of this research is to carry out the technical-economic comparative analysis of an 8-story building with and without viscous fluid dampers in the Pimentel District – Chiclayo. The project site area is 290.52m2. The building is analyzed and designed conventionally, featuring a structural wall system. As a second alternative, the building is analyzed and designed with Viscous Fluid Dampers (VFD). Time-history analysis with 7 pairs of seismic records was the method used to analyze the structure with VFD linearly and non-linearly. The conventionally designed building exhibited drifts of 0.065 in X and 0.056 in Y, while the building with a DFV (Dynamic Dissipation Factor) achieved drifts of 0.059 in X and 0.0055 in Y, both complying with standard E.030. The building with a seismic protection system showed better structural performance, as 60% of the total incoming energy of an earthquake is dissipated by the energy dissipators, whereas in the conventional building, 100% of the energy from the earthquake is absorbed by the structural elements. In terms of cost, the impact of the building with dissipators on the conventional building is 14%, a percentage lower than the 15-20% cost of repairing buildings after an earthquake.