Seismic vulnerability analysis of midheight steel buildings in Bogotá

A number of mid-height steel buildings have been erected recently in Bogotá. Their seismic risk might be high, given the new microzonation of Bogotá and the lack of comprehensive previous studies; noticeably, the response reduction factors were commonly obtained only from general recommendations. The objective of this work is to investigate the seismic performance of these buildings. This study is carried out on eighteen representative prototype buildings. All these edifices have plan symmetry and are uniform along their height. The eighteen considered prototype buildings are generated by combining the values of three parameters: span-length (6 and 8 m), number of floors (5, 10 and 15) and earthquake-resistant systems (moment-resistant frames, concentrically-braced frames and eccentrically-braced frames -using chevron braces-). The structures of each of these eighteen prototype buildings have been designed according to the former and to the current Colombian seismic design codes; in the former code two seismic zones are considered, and in the current code, such zones are roughly subdivided in three and in five zones, respectively. The structural properties of the buildings designed with the former and the current Colombian codes are compared to investigate the practical repercussions of the new regulation. The vulnerability of these buildings has been evaluated by 2-D "push-over" analyses. The main objective of these analyses is to determine the response reduction factor; the obtained values are compared with the recommendations of the current Colombian seismic design code. As well, the seismic performance of the three considered earthquake-resistant systems are compared. Una serie de edificios de acero a media altura se han erigido recientemente en Bogotá; su riesgo sísmico puede ser excesivo, dada la nueva microzonificación de Bogotá y la falta de estudios previos; notablemente, los factores de reducción de respuesta se obtienen comúnmente de recomendaciones generales que no tienen en cuenta las características de cada edificio. El objetivo de este trabajo es investigar el comportamiento sísmico de estos edificios. Este estudio se lleva a cabo en dieciocho edificios-prototipo representativos de la mayor parte de los existentes. Todos estos edificios tienen simetría en planta y son uniformes a lo largo de su altura. Los dieciocho edificios-prototipo se generan mediante la combinación de los valores de los tres parámetros: luces en ambas direcciones (6 y 8 m), número de plantas (5, 10 y 15) y sistemas de resistencia a los terremotos (pórticos de nudos rígidos, pórticos arriostrados concéntricamente y pórticos arriostrados excéntricamente). Las estructuras de cada uno de estos dieciocho edificios-prototipo han sido proyectadas de acuerdo con la normativa sismorresistente de Colombia, en particular la microzonificación sísmica de Bogotá. Las propiedades estructurales de los edificios diseñados con códigos los colombianos actuales y con los previos se comparan para investigar las repercusiones prácticas de la nueva regulación. La vulnerabilidad de estos edificios ha sido evaluada por análisis “push-over” bidimensionales. El principal objetivo de estos análisis es determinar el factor de reducción de respuesta; los valores obtenidos se comparan con las recomendaciones del actual código colombiano de diseño sísmico. Así mismo, se compara el comportamiento sísmico de los tres sistemas de resistencia a los terremotos.