Seudotridimensional

9 ANÁLISIS SÍSMICO POR SUPERPOSICIÓN MODAL ESPECTRAL

9.1 ANÁLISIS SÍSMICO Para lograr el objetivo del diseño estructural asísmico o antisísmico es indispensable atravesar la etapa del análisis. Esta es, a su vez, posterior a la de estructuración y determinación de las características elásticas y geométricas de la estructura, incluyendo la distribución de sus masas. En general el análisisestructural consiste en la determinación de los efectos que la solicitación aplicada demande de la estructura. En el caso de los sismos hablamos del análisis sísmico. En este caso la solicitación o carga sísmica está caracterizada por la norma local correspondiente y viene expresada en términos de un espectro de diseño. Los efectos que se desean determinar consisten las en fuerzas y deformacionesresultantes de la carga sísmica. Por fuerzas se entiende de modo general, tanto fuerzas de distinto tipo: axiales, cortantes, como también momentos flectores. Por deformaciones se entiende principalmente desplazamientos y rotaciones de los entrepisos así como distorsiones relativas entre piso y piso. La práctica actual mundialmente aceptada del diseño antisísmico considera que las solicitacionessísmicas sobre la estructura se determinan por medio de un análisis elástico. Si bien la tendencia moderna incorpora criterios de comportamiento inelástico como herramientas de disipación de energía, el análisis se hace sobre la base de que la estructura y sus elementos no exceden su resistencia y mantienen su forma inicial, hipótesis implícitas en el análisis estructural en el rango elástico. Desde estepunto de vista entonces, se cuenta con dos caminos contemplados en los códigos de diseño: análisis estático o análisis dinámico.

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CAP. 9:ANÁLISIS SÍSMICO POR SUPERPOSICIÓN MODAL ESPECTRAL

SECC. 9.2: SISTEMAS DE VARIOS GRADOS DE LIBERTAD: VIBRACIÓN FORZADA

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El análisis estático reduce las acciones sísmicas a fuerzas estáticas equivalentes y todo el análisis se hace considerandoun sólo juego de fuerzas aplicado a la estructura estáticamente. El edificio puede analizarse tri- o bi- dimensionalmente pero el análisis sigue siendo estático y único. Por otro lado el análisis dinámico, también contemplado en los códigos modernos de diseño sísmico, considera las características o propiedades dinámicas de la estructura en la determinación de las fuerzas sísmicas y en cada efectoparticular que desee calcularse. Su aplicación, sin embargo, no ha estado tan difundida hasta la década de los 80’s en vista de la complejidad del cómputo involucrado y en la necesidad de disponer de máquinas para el cómputo y procedimientos para la determinación de las propiedades dinámicas de la estructura misma, sin mencionar el trabajo posterior para determinar y combinar los efectos modales.Con la disponibilidad y potencia de las computadoras modernas, principalmente las personales, el análisis dinámico de edificios es la herramienta apropiada para la determinación de las fuerzas sísmicas, v.g.: el análisis dinámico. En edificaciones particularmente elevadas el análisis dinámico viene a ser la única herramienta racional de análisis pues los métodos estáticos equivalentes se tornandemasiado conservadores. La distribución de fuerzas máximas resultante a lo alto del edificio es bastante diferente de la triangular supuesta en los códigos ( ver la Fig. 9.1.b).

En la Fig. 9.1.a se puede apreciar también, que los desplazamientos máximos de cada piso tienen configuraciones que no responden a la de la hipótesis simplificatorias del análisis estático equivalente. Asimismo cuandolas características de la estructura estimulan la contribución de modos adicionales al fundamental en la respuesta, se puede estar subestimando peligrosamente efectos locales en los pisos bajos y en los más altos. En realidad con la facilidad para realizar este tipo de análisis, tan difundidos actualmente, tiene poco asidero el seguir utilizando procedimientos estáticos equivalentes. 9.2 SISTEMAS...