Fundamentos del análisis de pushover

Idea inicial

Los métodos de análisis lineal, como el análisis modal espectral o el método de fuerzas equivalentes, permiten dimensionar estructuras frente a acciones sísmicas. Sin embargo, estos procedimientos no representan adecuadamente el comportamiento real de una estructura ante terremotos de gran intensidad.

Cuando se producen sismos severos, los elementos estructurales pueden experimentar fisuración, deformaciones plásticas y pérdida de rigidez, fenómenos que no son capturados por los análisis elásticos convencionales.

El análisis de pushover incorpora estos efectos mediante un enfoque no lineal, permitiendo evaluar de forma más realista la capacidad y el desempeño sísmico de la estructura frente a acciones extremas.

Referencias y nomenclatura normativa

El análisis de pushover es referido en diferentes normativas con la siguiente nomenclatura:

• NSR-10 (Colombia): Método de análisis no lineal estático de plastificación progresiva; procedimiento "push-over" o de plastificación progresiva.
• NC-2017 (Cuba): Análisis estático no-lineal de carga incremental "pushover"
• Eurocódigo 8: Análisis estático no lineal (empujes incrementales); Análisis por empujes incrementales (pushover)
• CFE-08 (México): Análisis no lineal ante carga monótona creciente, también conocido coloquialmente como el "método del empujón" o "pushover"
• NSRM-2021 (Managua): “…cargas laterales crecientes que empujan la estructura progresivamente hasta alcanzar el desplazamiento último.”
• R-001 2011 (República Dominicana): Método estático de empuje progresivo (“Pushover”)
• RPA-2024 (Marruecos): Méthode dite "Pushover" (Poussée Progressive) [Método “Pushover” (Empuje progresivo)]

¿Cómo funciona el análisis de pushover?

El análisis de pushover es un análisis estático no lineal con control por desplazamientos. Esto implica lo siguiente:

• Se aplica de forma incremental un patrón de cargas laterales sobre la estructura para evaluar su comportamiento más allá del rango elástico. El proceso continúa hasta alcanzar un desplazamiento objetivo en un nodo de control (usualmente, el 5% de la altura de la estructura) o hasta que se produce una situación de colapso.
• El método incorpora no linealidades del material mediante la definición de rótulas plásticas, permitiendo simular la fisuración, la plastificación y la degradación progresiva de la rigidez estructural.
• El análisis de pushover se realiza mediante control por desplazamientos, imponiendo incrementos sucesivos de desplazamiento en un nodo de control y calculando las cargas necesarias para alcanzarlos. Esto lo diferencia del análisis no lineal de tensión-deformación, basado en control por fuerzas, donde se aplican incrementos sucesivos de carga hasta alcanzar la carga objetivo.
• Durante el análisis de pushover se obtiene la denominada curva de capacidad, que relaciona el cortante basal con el desplazamiento del nudo de control. Esta curva permite identificar la pérdida gradual de rigidez, evaluar la capacidad resistente de la estructura y analizar la secuencia de formación de rótulas plásticas.
• Además, el procedimiento proporciona información sobre el mecanismo de colapso y el desempeño sísmico esperado, facilitando la detección de comportamientos frágiles y la verificación de los objetivos de diseño basados en prestaciones.