Evaluación Estructural: Análisis Push-Over
Grado en Ingeniería de Tecnologías IndustrialesAutor: Alejandro Padillo DomínguezTutor: Antonio Martínez de la ConchaUniversidad de Sevilla, 2026
02
CONTEXTO Y OBJETIVOS
Infraestructura UCA-SEA: Innovación y Sostenibilidad
El Centro UCA-SEA destaca por su diseño vanguardista, integrando 1.895 m² distribuidos en tres plantas. Este edificio, inaugurado el 9 de octubre de 2023, representa la pieza clave del conjunto Lago Marítimo, combinando eficiencia energética y materiales sostenibles para armonizar perfectamente con el entorno portuario.
Metodología de Análisis Estructural
La metodología integra la comparación entre normativas internacionales (ATC-40, FEMA) para validar la capacidad resistente y determinar la aceptabilidad del diseño frente al sismo de proyecto.
Este enfoque facilita la identificación de la formación de rótulas plásticas en los nudos, permitiendo analizar la redistribución de esfuerzos y el mecanismo de colapso de la estructura.
Hemos seleccionado el método Push-Over para evaluar el comportamiento del edificio UCA-SEA frente a la carga sísmica, permitiendo una observación precisa del daño estructural.
05
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Peligrosidad sísmica (NCSE-02):
- El edificio se localiza en Algeciras, zona de alta sismicidad según la normativa NCSE-02.
- Los parámetros obtenidos del Anejo 1 son ab/g = 0,04 y K = 1,2.
- Este valor de aceleración básica sitúa a la estructura en un umbral crítico de riesgo sísmico.
- La peligrosidad exige un diseño dúctil para garantizar la integridad frente a sismos.
El Equilibrio: Análisis Push-Over
Análisis Estructural: Comparativa
El método Push-Over destaca como una solución eficaz, proporcionando un enfoque gráfico y directo para identificar mecanismos de fallo estructural sin la exigencia técnica del análisis dinámico no lineal completo.
El análisis lineal se basa en la proporcionalidad entre cargas y respuestas. Frente a esto, los métodos no lineales capturan comportamientos reales y complejos, ofreciendo mayor precisión a costa de una alta demanda computacional.
La Curva Push-Over
El análisis Push-Over aplica un patrón de cargas laterales incrementales hasta llevar la estructura al rango inelástico y al colapso. La curva Push-Over de fuerza-desplazamiento resultante representa la capacidad de la estructura. Al interceptar esta curva con la de demanda sísmica, identificamos el punto de desempeño donde la estructura equilibra su resistencia y deformación.
Ductilidad y el mecanismo de rótula plástica
Un material es dúctil cuando puede sufrir grandes deformaciones sin perder su resistencia o rigidez original. El proceso de formación de una rótula plástica se divide en tres etapas críticas: 1. Fase elástica lineal: La tensión no alcanza el límite de plastificación. 2. Fase de plastificación parcial: Algunos puntos de la sección superan el límite elástico. 3. Fase de colapso: La sección plastifica totalmente, permitiendo una rotación libre.
‘La ductilidad permite que la estructura redistribuya esfuerzos antes del colapso’
10
Validación inicial en CypeCad
Dimensiones y capacidades del edificio
2kN/m²
5kN/m²
12,78m
Altura total de 12,78 metros
4 plantas con 900m² por nivel
Geometría: planta de 30m x 30m
Marco normativo aplicado
Criterios de seguridad y estabilidad estructural
Validación estructural en CypeCad
Esta validación integral constituye una base sólida y fiable para proceder con éxito al análisis avanzado mediante SAP2000.
Los resultados de la validación en CypeCad confirman que el diseño estructural es coherente, equilibrado y cumple estrictamente con los criterios de E.L.U. y E.L.S. Este modelo presenta una distribución óptima de elementos resistentes, garantizando un comportamiento satisfactorio frente a los requerimientos habituales de seguridad y estabilidad.
Diseño apto para análisis avanzado
02
MODELIZACIÓN EN SAP2000
Parámetros del modelo en SAP2000
La configuración estructural incluye empotramiento en nudos de cimentación, restricción del eje Z en diafragmas de planta y la aplicación detallada de cargas de peso propio, muertas y sobrecargas según la normativa vigente para asegurar la fiabilidad del cálculo.
Para definir el modelo de hormigón armado en SAP2000, se introdujo manualmente el hormigón HE-30. Sus parámetros técnicos principales son: peso unitario de 24,99 kN/m³, módulo de elasticidad de 33.000 MPa, coeficiente de Poisson de 0,2 y resistencia a compresión de 30 MPa.
Configuración sísmica
Para el análisis en SAP2000, la carga sísmica espectral se define integrando la normativa NCSE-02 con la metodología del Eurocódigo 8. Se ha configurado una aceleración sísmica básica (ag/g) de 0,1229 para un terreno tipo D (suelos blandos con vs ≤ 180 m/s), aplicando un amortiguamiento viscoso del 5% para representar la disipación de energía de la estructura.
04
Análisis de Resultados
4.0k
El punto de desempeño estructural define la capacidad de la edificación frente a la demanda sísmica. En la dirección X, la estructura se mantiene elástica (0.0068m, 3616.6kN), mientras que en Y exhibe una ductilidad superior con un amplio margen de seguridad ante el colapso (0.0063m, 4068.9kN).
Análisis de la secuencia de plastificación
La evaluación estructural utiliza un código de colores para identificar el estado de las rótulas plásticas: Verde (Immediate Occupancy, daño menor), Azul (Life Safety, daño significativo) y Rojo (Collapse Prevention, punto de fallo). Tras alcanzar el punto de desempeño, la estructura presenta rótulas que se mantienen en niveles de ocupación inmediata, indicando que, ante la demanda sísmica, la estructura no sufriría daños estructurales importantes.
05
CONCLUSIONES FINALES
Aportaciones metodológicas
Dimensionamiento robusto frente a la sismicidad.
FEMA-440 para una predicción precisa.
Contraste normativo entre ATC-40 y FEMA.
Eficacia en el análisis estructural comparado
Muchas gracias
Agradezco profundamente la guía de mi tutor, el apoyo constante de mi familia y la atención del tribunal. Quedo a su entera disposición para resolver cualquier duda o comentario sobre esta presentación.
La organización jerárquica del modelo, desde los pilares hasta los forjados, facilita la detección de nudos críticos. Esta claridad estructural permite un análisis sísmico preciso, validando la idoneidad del diseño mediante una representación coherente y profesional.
Una modelización clara reduce los errores al permitir la identificación inmediata de fallos locales y asegurar la consistencia normativa. Un modelo transparente facilita la interpretación ante los tribunales y garantiza que la solución estructural sea fiable y estable.
Análisis Estructural del Edificio UCA-SEA: Método Push-Over
Alejandro Padillo Domínguez
Created on June 16, 2026
Exposición técnica del TFG centrada en el análisis sísmico del edificio UCA-SEA mediante SAP2000. Se aborda la metodología Push-Over, la normativa vigente, la modelización estructural y la evaluación de la capacidad resistente ante sismos.
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Evaluación Estructural: Análisis Push-Over
Grado en Ingeniería de Tecnologías IndustrialesAutor: Alejandro Padillo DomínguezTutor: Antonio Martínez de la ConchaUniversidad de Sevilla, 2026
02
CONTEXTO Y OBJETIVOS
Infraestructura UCA-SEA: Innovación y Sostenibilidad
El Centro UCA-SEA destaca por su diseño vanguardista, integrando 1.895 m² distribuidos en tres plantas. Este edificio, inaugurado el 9 de octubre de 2023, representa la pieza clave del conjunto Lago Marítimo, combinando eficiencia energética y materiales sostenibles para armonizar perfectamente con el entorno portuario.
Metodología de Análisis Estructural
La metodología integra la comparación entre normativas internacionales (ATC-40, FEMA) para validar la capacidad resistente y determinar la aceptabilidad del diseño frente al sismo de proyecto.
Este enfoque facilita la identificación de la formación de rótulas plásticas en los nudos, permitiendo analizar la redistribución de esfuerzos y el mecanismo de colapso de la estructura.
Hemos seleccionado el método Push-Over para evaluar el comportamiento del edificio UCA-SEA frente a la carga sísmica, permitiendo una observación precisa del daño estructural.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Peligrosidad sísmica (NCSE-02):
El Equilibrio: Análisis Push-Over
Análisis Estructural: Comparativa
El método Push-Over destaca como una solución eficaz, proporcionando un enfoque gráfico y directo para identificar mecanismos de fallo estructural sin la exigencia técnica del análisis dinámico no lineal completo.
El análisis lineal se basa en la proporcionalidad entre cargas y respuestas. Frente a esto, los métodos no lineales capturan comportamientos reales y complejos, ofreciendo mayor precisión a costa de una alta demanda computacional.
La Curva Push-Over
El análisis Push-Over aplica un patrón de cargas laterales incrementales hasta llevar la estructura al rango inelástico y al colapso. La curva Push-Over de fuerza-desplazamiento resultante representa la capacidad de la estructura. Al interceptar esta curva con la de demanda sísmica, identificamos el punto de desempeño donde la estructura equilibra su resistencia y deformación.
Ductilidad y el mecanismo de rótula plástica
Un material es dúctil cuando puede sufrir grandes deformaciones sin perder su resistencia o rigidez original. El proceso de formación de una rótula plástica se divide en tres etapas críticas: 1. Fase elástica lineal: La tensión no alcanza el límite de plastificación. 2. Fase de plastificación parcial: Algunos puntos de la sección superan el límite elástico. 3. Fase de colapso: La sección plastifica totalmente, permitiendo una rotación libre.
‘La ductilidad permite que la estructura redistribuya esfuerzos antes del colapso’
10
Validación inicial en CypeCad
Dimensiones y capacidades del edificio
2kN/m²
5kN/m²
12,78m
Altura total de 12,78 metros
4 plantas con 900m² por nivel
Geometría: planta de 30m x 30m
Marco normativo aplicado
Criterios de seguridad y estabilidad estructural
Validación estructural en CypeCad
Esta validación integral constituye una base sólida y fiable para proceder con éxito al análisis avanzado mediante SAP2000.
Los resultados de la validación en CypeCad confirman que el diseño estructural es coherente, equilibrado y cumple estrictamente con los criterios de E.L.U. y E.L.S. Este modelo presenta una distribución óptima de elementos resistentes, garantizando un comportamiento satisfactorio frente a los requerimientos habituales de seguridad y estabilidad.
Diseño apto para análisis avanzado
02
MODELIZACIÓN EN SAP2000
Parámetros del modelo en SAP2000
La configuración estructural incluye empotramiento en nudos de cimentación, restricción del eje Z en diafragmas de planta y la aplicación detallada de cargas de peso propio, muertas y sobrecargas según la normativa vigente para asegurar la fiabilidad del cálculo.
Para definir el modelo de hormigón armado en SAP2000, se introdujo manualmente el hormigón HE-30. Sus parámetros técnicos principales son: peso unitario de 24,99 kN/m³, módulo de elasticidad de 33.000 MPa, coeficiente de Poisson de 0,2 y resistencia a compresión de 30 MPa.
Configuración sísmica
Para el análisis en SAP2000, la carga sísmica espectral se define integrando la normativa NCSE-02 con la metodología del Eurocódigo 8. Se ha configurado una aceleración sísmica básica (ag/g) de 0,1229 para un terreno tipo D (suelos blandos con vs ≤ 180 m/s), aplicando un amortiguamiento viscoso del 5% para representar la disipación de energía de la estructura.
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Análisis de Resultados
4.0k
El punto de desempeño estructural define la capacidad de la edificación frente a la demanda sísmica. En la dirección X, la estructura se mantiene elástica (0.0068m, 3616.6kN), mientras que en Y exhibe una ductilidad superior con un amplio margen de seguridad ante el colapso (0.0063m, 4068.9kN).
Análisis de la secuencia de plastificación
La evaluación estructural utiliza un código de colores para identificar el estado de las rótulas plásticas: Verde (Immediate Occupancy, daño menor), Azul (Life Safety, daño significativo) y Rojo (Collapse Prevention, punto de fallo). Tras alcanzar el punto de desempeño, la estructura presenta rótulas que se mantienen en niveles de ocupación inmediata, indicando que, ante la demanda sísmica, la estructura no sufriría daños estructurales importantes.
05
CONCLUSIONES FINALES
Aportaciones metodológicas
Dimensionamiento robusto frente a la sismicidad.
FEMA-440 para una predicción precisa.
Contraste normativo entre ATC-40 y FEMA.
Eficacia en el análisis estructural comparado
Muchas gracias
Agradezco profundamente la guía de mi tutor, el apoyo constante de mi familia y la atención del tribunal. Quedo a su entera disposición para resolver cualquier duda o comentario sobre esta presentación.
La organización jerárquica del modelo, desde los pilares hasta los forjados, facilita la detección de nudos críticos. Esta claridad estructural permite un análisis sísmico preciso, validando la idoneidad del diseño mediante una representación coherente y profesional.
Una modelización clara reduce los errores al permitir la identificación inmediata de fallos locales y asegurar la consistencia normativa. Un modelo transparente facilita la interpretación ante los tribunales y garantiza que la solución estructural sea fiable y estable.