Espectro de diseño sismico

Espectro de diseño sismico

espectro de diseño elástico

Este capítulo presenta una breve descripción de los fundamentos del comportamiento dinámico de las estructuras, la representación del movimiento sísmico del suelo mediante espectros de respuesta y los principales métodos de análisis estructural sísmico.

Este capítulo presenta una breve descripción de los fundamentos del comportamiento dinámico de las estructuras, la representación de los movimientos sísmicos del suelo mediante espectros de respuesta y los principales métodos de análisis estructural sísmico.

El análisis dinámico es normalmente un proceso de dos etapas: primero se estiman las propiedades dinámicas de la estructura (frecuencias naturales y formas modales) analizándola en ausencia de cargas externas y luego se utilizan estas propiedades en la de-terminación de la respuesta al terremoto.

Los terremotos suelen inducir una respuesta no lineal en las estructuras. Sin embargo, el diseño sísmico más práctico sigue basándose en el análisis lineal. El efecto de la no linealidad es, por lo general, la reducción de las demandas sísmicas de la estructura, y esto se suele tener en cuenta mediante una simple modificación del procedimiento de análisis lineal.

espectro de diseño frente a espectro de respuesta

ResumenEl análisis del espectro de respuesta es el método contemporáneo dominante para el análisis dinámico de estructuras de edificios bajo cargas sísmicas. Las principales razones del uso generalizado de este método son: su relativa simplicidad, su conservadurismo inherente y su aplicabilidad al análisis elástico de sistemas complejos. En este capítulo se introduce el concepto de espectro de respuesta y se diferencia del concepto, estrechamente relacionado pero diferente, de espectro de diseño. En el apartado 2.2 se definen las entidades espectrales y sus «pseudo» homólogos, como la aceleración espectral y la pseudoaceleración espectral. Los espectros de respuesta y la representación tripartita común se introducen en la sección 2.3. El concepto de espectros de diseño y varias técnicas para la construcción de espectros de diseño elásticos se presentan en las secciones 2.4 y 2.5. La influencia de las condiciones locales del suelo se trata en la sección 2.6 y los métodos correspondientes para la construcción de espectros se presentan en las secciones 2.7 y 2.8. La sección 2.9 presenta los avances recientes en la construcción de espectros de respuesta utilizando relaciones de atenuación predictivas.Palabras claveMovimiento del terreno Aceleración máxima del terreno Espectro de respuesta Respuesta sísmica Aceleración del terreno

cómo generar el espectro de respuesta para terremotos

El análisis del espectro de respuesta es un método para estimar la respuesta estructural a eventos dinámicos transitorios, cortos y no deterministas. Ejemplos de estos eventos son los terremotos y los choques. Dado que no se conoce la historia temporal exacta de la carga, es difícil realizar un análisis dependiente del tiempo. Debido a la corta duración del suceso, no puede considerarse un proceso ergódico («estacionario»), por lo que tampoco es aplicable un enfoque de respuesta aleatoria.

El método del espectro de respuesta se basa en un tipo especial de superposición de modos. La idea es proporcionar una entrada que dé un límite a lo que un modo propio que tenga una determinada frecuencia natural y amortiguación puede ser excitado por un evento de este tipo.

Un espectro de respuesta es una función de la frecuencia o del periodo, que muestra la respuesta máxima de un oscilador armónico simple sometido a un evento transitorio. El espectro de respuesta es una función de la frecuencia natural del oscilador y de su amortiguación. Por tanto, no es una representación directa del contenido frecuencial de la excitación (como en una transformada de Fourier), sino del efecto que la señal tiene sobre un sistema postulado con un solo grado de libertad (SDOF).

espectro de respuesta de diseño asce 7-16

Un espectro de respuesta es un gráfico de la respuesta de pico o de estado estacionario (desplazamiento, velocidad o aceleración) de una serie de osciladores de frecuencia natural variable, que son forzados a moverse por la misma vibración base o choque. El gráfico resultante puede utilizarse para determinar la respuesta de cualquier sistema lineal, dada su frecuencia natural de oscilación. Uno de estos usos es la evaluación de la respuesta máxima de los edificios a los terremotos. La ciencia de los movimientos fuertes del suelo puede utilizar algunos valores del espectro de respuesta del suelo (calculado a partir de los registros del movimiento del suelo en la superficie de los sismógrafos) para correlacionarlos con los daños sísmicos.

Si la entrada utilizada en el cálculo de un espectro de respuesta es periódica en estado estacionario, entonces se registra el resultado en estado estacionario. La amortiguación debe estar presente, de lo contrario la respuesta será infinita. En el caso de una entrada transitoria (como un movimiento sísmico del suelo), se registra la respuesta máxima. Generalmente se asume un cierto nivel de amortiguación, pero se obtendrá un valor incluso sin amortiguación.

Los espectros de respuesta también pueden utilizarse para evaluar la respuesta de los sistemas lineales con múltiples modos de oscilación (sistemas de varios grados de libertad), aunque sólo son precisos para niveles bajos de amortiguación. El análisis modal se realiza para identificar los modos, y la respuesta en ese modo puede recogerse del espectro de respuesta. A continuación, se combinan estas respuestas máximas para estimar una respuesta total. Un método típico de combinación es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados (SRSS) si las frecuencias modales no están próximas. El resultado suele ser diferente del que se calcularía directamente a partir de una entrada, ya que la información de fase se pierde en el proceso de generación del espectro de respuesta.

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