Analisis De Daño En Estructura

Revista de Ingeniería Sísmica No. 77 89-111 (2007)

ANÁLISIS DE DAÑO EN ESTRUCTURAS CON APOYO FLEXIBLE
Luis Eduardo Pérez-Rocha(1) y Javier Avilés(2)

RESUMEN Se presenta un enfoque de diseño por desempeño encaminado a controlar el daño estructural a partir de estimaciones precisas de la respuesta sísmica del sistema completo cimentación-edificio. Se trata de un procedimiento simplificadopara el análisis práctico de daño en estructuras considerando los efectos de interacción suelo-estructura, con aplicaciones potenciales para el diseño por desempeño de nuevos edificios así como para la evaluación por desempeño de edificios existentes. Se propone un modelo de daño basado en desplazamientos máximos y energía disipada bajo carga monotónica, con efectos de inversiones de carga cíclicaestimados mediante un índice de Park y Ang modificado. Para simplificar la consideración de los efectos de interacción suelo-estructura, se hace uso de un oscilador con base rígida equivalente, con la resistencia de fluencia y capacidad de disipación de energía del sistema real con base flexible. Para asegurar la generalidad de las conclusiones, se presentan resultados numéricos en términos deparámetros adimensionales obtenidos con un conjunto de movimientos sísmicos apropiados. En este trabajo se esclarece la importancia de la interacción suelo-estructura en el desempeño estructural y se examina la aplicabilidad del enfoque propuesto.

ABSTRACT A performance-based design is aimed at controlling the structural damage based on precise estimations of the seismic response of the wholebuilding-foundation system. This work presents a simplified procedure for practical damage analysis of structures considering the soil-structure interaction effects, with potential application to performance-based design of new buildings as well as to performance-based evaluation of existing buildings. A damage model based on maximum displacement and dissipated energy under monotonic loading isproposed, with the effects of cyclic load reversals being estimated by using a modified Park-Ang index. To simplify the consideration of the soil-structure interaction effects, an equivalent fixed-base oscillator with the same yield strength and energy dissipation capacity as the actual flexible-base structure is applied. Selected numerical results are presented in terms of dimensionless parameters fortheir general application, using a set of appropriate earthquake motions for ensuring generality of conclusions. The significance of soil-structure interaction in the structural performance is elucidated and the adequacy of the approach proposed is examined.

Artículo recibido el 16 de febrero de 2007 y aprobado para su publicación el 16 de noviembre de 2007. Se aceptarán comentarios y/odiscusiones hasta cinco meses después de su publicación. Investigador, Instituto de Investigaciones Eléctricas, Paseo de la Reforma 113, Temixco 62490, Morelos, México. E-mail: lepr@iie.org.mx (2) Investigador, Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, Paseo Cuauhnahuac 8532, Jiutepec 62550, Morelos, México. E-mail: javiles@tlaloc.imta.mx
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Luis Eduardo Pérez Rocha y Javier Avilés LópezINTRODUCCIÓN Es ampliamente reconocido que el diseño sísmico basado en desempeño requiere de análisis más precisos, que incluyan todos los factores potencialmente importantes involucrados en el comportamiento estructural. Uno de estos factores es indudablemente la interacción suelo-estructura. Todavía existe controversia respecto al rol que juega este fenómeno en el nivel esperado de daño estructural anteun nivel dado de excitación sísmica. Para sistemas elásticos, se sabe que el efecto de la flexibilidad del suelo es alargar el periodo fundamental de vibración de la estructura. Como resultado de esto, dependiendo del periodo resonante en el espectro de respuesta, uno puede esperar incrementos o reducciones de la respuesta estructural. Esta sufrirá cambios adicionales debidos generalmente a un...