Nonlinear modeling and analysis of reinforced concrete structural walls
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The severe damage and collapse of many reinforced concrete (RC) wall buildings observed in recent earthquakes in Chile (2010) and New Zealand (2011) showed that RC walls did not perform as required by the building codes of both countries. In this context, it is necessary to intensify the research efforts towards more precise simulations of damage indicators, particularly of local engineering demand parameters, such as material strains, which are fundamental for the application of the Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE) methodology. The main goal of this study is to propose an analytical nonlinear model capable of simulating the response of isolated reinforced concrete walls at a global and local level. This work compared different response parameters obtained from nonlinear analysis of RC walls subjected to cyclic loads, using finite element models developed with DIANA software. The modeling approach was validated with experimental data from two RC walls. A sensitivity analysis of the seismic response parameters to uncertain modeling variables such as the compressive fracture energy of unconfined and confined concrete, among others, was also performed. The analytical models adequately captured the lateral force-displacement relationship, stiffness degradation, and the profile of vertical strains at the base of the walls for different levels of demand. The sensitivity analysis showed that the dispersion of the local response is greater than the dispersion in the global response when considering different modeling parameters. Dispersion increases as the level of demand increases. Manuscript received: October 7, 2021Manuscript accepted: November 18, 2021
El daño severo y el colapso de edificios de muros de hormigón armado (HA) observado en terremotos recientes en Chile (2010) y Nueva Zelanda (2011) mostraron que los muros de HA no se desempeñaron acorde a la exigencia de los códigos de ambos países. En este contexto es necesario intensificar los esfuerzos de investigación hacia simulaciones más precisas de los indicadores de daños, particularmente de los parámetros de demanda ingenieril local, como deformaciones del material, que son fundamentales para la aplicación del método de ingeniería sísmica basada en desempeño. El objetivo principal de este estudio es proponer un modelo analítico no lineal capaz de simular la respuesta de muros aislados de hormigón armado a nivel global y local. Este trabajo comparó diferentes parámetros de respuesta obtenidos del análisis no lineal de muros de HA sometidos a cargas cíclicas, mediante modelos de elementos finitos desarrollados en el programa DIANA. El enfoque de modelado se validó con datos experimentales de dos muros de HA. Se realizó también un análisis de sensibilidad de los parámetros de respuesta sísmica a las variables de modelado inciertas como la energía de fractura en compresión del hormigón no confinado y confinado, entre otras. Los modelos analíticos capturaron adecuadamente la relación fuerza lateral-desplazamiento, la degradación de la rigidez y el perfil de deformaciones verticales en la base de los muros para diferentes niveles de demanda. El análisis de sensibilidad indicó que la dispersión de la respuesta local es mayor que la dispersión en la respuesta global, al considerar diferentes parámetros de modelado. La dispersión aumenta a medida que aumenta el nivel de demanda. Artículo recibido: 7 de octubre de 2021 Artículo aceptado: 18 de noviembre de 2021
- Publication Year
- 2022
- Language
- spa
- Topic
- Repository
- Revista Investigación y desarrollo
- Rights
- openAccess
- License
- Derechos de autor 2022 Investigación & Desarrollo