espectros sismiscos
Páginas: 7 (1590 palabras)
Publicado: 11 de diciembre de 2013
ESPECTROS DE RESPUESTA SÍSMICA
MOVIMIENTO DEL SUELO.
Las vibraciones del suelo producidos por movimiento sísmico en un sitio específico dependen de la proximidad de éste a la fuente de origen, de las características del sitio y de la atenuación de la aceleración pico. La amplitud, frecuencia y el tiempo de duración son requeridos para clasificar el movimiento, y estos parámetros se obtienen apartir de acelerogramas registrados en diferentes puntos. Estos registros son utilizados para demarcar áreas o zonas con similar potencial de riesgo sísmico, tomando en cuenta la frecuencia de ocurrencia, la predicción de la magnitud máxima del sismo, la probabilidad de excedencia de esta magnitud, la distancia al origen, la localización de la falla de origen y los detalles geológicos del área.Estas demarcaciones son presentadas como mapas de riesgo sísmico que contienen zonas correspondientes a aceleraciones pico del suelo.
RESPUESTA DINÁMICA DE LA ESTRUCTURA
Las cargas gravitatorias que actúan sobre la estructura son fuerzas estáticas, las cuales son independientes del tiempo; en cambio las fuerzas sísmicas que actúan en la estructura, por efecto de la vibración variable delsuelo causan una respuesta dependiente del tiempo.
La respuesta generada depende de la magnitud y duración de la excitación, de las propiedades dinámicas de la estructura y de las características de los depósitos de suelo en el lugar. La vibración del suelo se amplifica en la estructura dependiendo del periodo fundamental de ésta, en mayor o menor medida. El efecto del amortiguamiento oresistencia a la fricción de la estructura en la vibración impuesta influye en la magnitud y duración del movimiento inducido, y usualmente se asume para edificios normales un amortiguamiento del 5 % (x=0.05).
ECUACIÓN DE MOVIMIENTO
La ecuación que gobierna el movimiento de un sistema simple (Figura 8.1) sujeto a la aceleración del suelo üg(t) es la ecuación 4.8; dividiendo esta ecuación por lamasa se obtiene:
(8.1)
Figura 8.1 Sistema simple de un grado de libertad (SDF)
Está claro que para una üg(t) dada, la respuesta u(t) del sistema depende solo de la frecuencia natural, wn, o del periodo natural del sistema, Tn, y del amortiguamiento, es decir .
La aceleración del suelo durante un sismo varía irregularmente,por tal motivo la solución analítica de la ecuación de movimiento debe ser descartada, por tanto es necesario el empleo de métodos numéricos para determinar la respuesta estructural.
ESPECTRO DE RESPUESTA
Cantidades de Respuesta
La deformación del sistema o el desplazamiento relativo u(t) de la masa es la respuesta de mayor interés por estar relacionada linealmente a las fuerzasinternas (momentos flexionantes, cortantes en vigas y columnas).
Histograma de Respuesta
Para una üg(t) del suelo, la respuesta de deformación u(t) de un SDF depende sólo de Tn y del amortiguamiento del sistema. La Figura 8.2a muestra la respuesta de deformación de tres diferentes sistemas debido a la aceleración del suelo de El Centro[1], notándose la deformación pico en cada caso; se observaque de estos tres sistemas, aquel que tiene el Tn mayor también tiene la deformación pico más grande.
La Figura 8.2b muestra la respuesta de deformación de tres sistemas sujetos al mismo movimiento; en ésta se hace variar el amortiguamiento y el Tn se mantiene constante, se observa que la respuesta del sistema con mayor amortiguamiento es menor que la del sistema con amortiguamiento leve.
Una vez que se ha evaluado la respuesta de deformación u(t) por análisis dinámico de la estructura, las fuerzas internas pueden determinarse mediante un análisis estático de la estructura en cada instante de tiempo. Basado en el concepto de la Fuerza Estática Equivalente fs:
(8.2)
Donde k es la rigidez lateral del sistema, y...
MOVIMIENTO DEL SUELO.
Las vibraciones del suelo producidos por movimiento sísmico en un sitio específico dependen de la proximidad de éste a la fuente de origen, de las características del sitio y de la atenuación de la aceleración pico. La amplitud, frecuencia y el tiempo de duración son requeridos para clasificar el movimiento, y estos parámetros se obtienen apartir de acelerogramas registrados en diferentes puntos. Estos registros son utilizados para demarcar áreas o zonas con similar potencial de riesgo sísmico, tomando en cuenta la frecuencia de ocurrencia, la predicción de la magnitud máxima del sismo, la probabilidad de excedencia de esta magnitud, la distancia al origen, la localización de la falla de origen y los detalles geológicos del área.Estas demarcaciones son presentadas como mapas de riesgo sísmico que contienen zonas correspondientes a aceleraciones pico del suelo.
RESPUESTA DINÁMICA DE LA ESTRUCTURA
Las cargas gravitatorias que actúan sobre la estructura son fuerzas estáticas, las cuales son independientes del tiempo; en cambio las fuerzas sísmicas que actúan en la estructura, por efecto de la vibración variable delsuelo causan una respuesta dependiente del tiempo.
La respuesta generada depende de la magnitud y duración de la excitación, de las propiedades dinámicas de la estructura y de las características de los depósitos de suelo en el lugar. La vibración del suelo se amplifica en la estructura dependiendo del periodo fundamental de ésta, en mayor o menor medida. El efecto del amortiguamiento oresistencia a la fricción de la estructura en la vibración impuesta influye en la magnitud y duración del movimiento inducido, y usualmente se asume para edificios normales un amortiguamiento del 5 % (x=0.05).
ECUACIÓN DE MOVIMIENTO
La ecuación que gobierna el movimiento de un sistema simple (Figura 8.1) sujeto a la aceleración del suelo üg(t) es la ecuación 4.8; dividiendo esta ecuación por lamasa se obtiene:
(8.1)
Figura 8.1 Sistema simple de un grado de libertad (SDF)
Está claro que para una üg(t) dada, la respuesta u(t) del sistema depende solo de la frecuencia natural, wn, o del periodo natural del sistema, Tn, y del amortiguamiento, es decir .
La aceleración del suelo durante un sismo varía irregularmente,por tal motivo la solución analítica de la ecuación de movimiento debe ser descartada, por tanto es necesario el empleo de métodos numéricos para determinar la respuesta estructural.
ESPECTRO DE RESPUESTA
Cantidades de Respuesta
La deformación del sistema o el desplazamiento relativo u(t) de la masa es la respuesta de mayor interés por estar relacionada linealmente a las fuerzasinternas (momentos flexionantes, cortantes en vigas y columnas).
Histograma de Respuesta
Para una üg(t) del suelo, la respuesta de deformación u(t) de un SDF depende sólo de Tn y del amortiguamiento del sistema. La Figura 8.2a muestra la respuesta de deformación de tres diferentes sistemas debido a la aceleración del suelo de El Centro[1], notándose la deformación pico en cada caso; se observaque de estos tres sistemas, aquel que tiene el Tn mayor también tiene la deformación pico más grande.
La Figura 8.2b muestra la respuesta de deformación de tres sistemas sujetos al mismo movimiento; en ésta se hace variar el amortiguamiento y el Tn se mantiene constante, se observa que la respuesta del sistema con mayor amortiguamiento es menor que la del sistema con amortiguamiento leve.
Una vez que se ha evaluado la respuesta de deformación u(t) por análisis dinámico de la estructura, las fuerzas internas pueden determinarse mediante un análisis estático de la estructura en cada instante de tiempo. Basado en el concepto de la Fuerza Estática Equivalente fs:
(8.2)
Donde k es la rigidez lateral del sistema, y...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.