ANÁLISIS DE EMPUJE LATERAL MODAL UTILIZANDO … · Considérese un SMGL con comportamiento no...

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Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C. ANÁLISIS DE EMPUJE LATERAL MODAL UTILIZANDO SISTEMAS LINEALES EQUIVALENTES DE MULTIPLES GRADOS DE LIBERTAD Miguel Ángel Fernández Palafox 1 , Orlando Javier Díaz López 2 , Luis Esteva Maraboto 3 RESUMEN Se propone un método para estimar la respuesta sísmica no lineal de estructuras de varios niveles. El método se basa en un procedimiento iterativo en el cual se calcula la respuesta del sistema mediante un análisis modal convencional en cada etapa del proceso haciendo uso de un sistema lineal equivalente. Las propiedades de rigidez y amortiguamiento del sistema se determinan en cada iteración, tomando como condición de linealización equivalente al desplazamiento de azotea. Los resultados muestran que el método propuesto proporciona una buena aproximación de la respuesta global de la estructura aunque se observan diferencias en las respuestas de los entrepisos. ABSTRACT A method to estimate the non linear response of multi degree of freedom systems is proposed, it is based on an iterative procedure that estimates the response of the system that make use of a linear equivalent system at each iterative step. The stiffness and damping ratio properties of the systems are evaluated in each iteration taking the peak value of the roof displacement as the condition of equivalent linearization. The results show that the linear equivalent system gives good approximations to the floor displacement . However, significant differences are observed in the values of story drift. INTRODUCCIÓN En los criterios de diseño sísmico basados en desempeño es de fundamental importancia conocer las demandas de desplazamiento máximo de los sistemas sometidos a una intensidad sísmica dada. La necesidad de contar con nuevas alternativas para estimar la respuesta de los sistemas estructurales sometidos a excitaciones sísmicas, ha llevado al ingeniero a desarrollar nuevas herramientas de análisis aproximadas que le ayuden en su labor diaria. El desarrollo y accesibilidad de los programas computacionales con los que se pueden hacer análisis sísmicos dinámicos no lineales ha permitido implementar nuevas metodologías de análisis y diseño sísmico, sin embargo, muchas de éstas quedan fuera del alcance de aplicaciones comunes en la práctica. Debido a lo anterior se han buscado alternativas que permitan efectuar dichos análisis sin que represente un costo excesivo en dinero y en tiempo. Dichas metodologías además de emerger de un fundamento teórico, deberán caracterizarse por la facilidad en su aplicación. Se han hecho varios estudios que tratan de la estimación de la máxima demanda de desplazamiento inelástico de sistemas de un grado de libertad mediante linealización equivalente ( p.e. Rosenblueth y Herrera, 1964, Gulkan y Sosen, 1974, Iwan, 1980), sin embargo, su uso queda estrictamente limitado a sistemas de un grado de libertad. Recientemente algunos investigadores han desarrollado métodos que permiten hacer estimaciones de dichas respuestas a sistemas de múltiples grados de libertad, tales como el método de análisis dinámico incremental (Vamvatsikos y Cornell, 2002) y el método de análisis de empuje lateral modal (Chopra y Goel, 2002). Estos métodos han mostrado ser efectivos, sin embargo su desarrollo implica un esfuerzo importante, por lo que su aplicabilidad en problemas comunes en la práctica es limitado. 1 Instituto de Ingeniería, UNAM, Coyoacán 04510, México DF, A.P. 70-472, [email protected] 2 Instituto de Ingeniería, UNAM, Coyoacán 04510, México DF, A.P. 70-472, [email protected] 3 Instituto de Ingeniería, UNAM, Coyoacán 04510, México DF, A.P. 70-472, [email protected] 541 111

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Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, A.C.

ANÁLISIS DE EMPUJE LATERAL MODAL UTILIZANDO SISTEMAS LINEALES EQUIVALENTES DE MULTIPLES GRADOS DE LIBERTAD

Miguel Ángel Fernández Palafox1, Orlando Javier Díaz López2, Luis Esteva Maraboto3

RESUMEN

Se propone un método para estimar la respuesta sísmica no lineal de estructuras de varios niveles. El método se basa en un procedimiento iterativo en el cual se calcula la respuesta del sistema mediante un análisis modal convencional en cada etapa del proceso haciendo uso de un sistema lineal equivalente. Las propiedades de rigidez y amortiguamiento del sistema se determinan en cada iteración, tomando como condición de linealización equivalente al desplazamiento de azotea. Los resultados muestran que el método propuesto proporciona una buena aproximación de la respuesta global de la estructura aunque se observan diferencias en las respuestas de los entrepisos.

ABSTRACT

A method to estimate the non linear response of multi degree of freedom systems is proposed, it is based on an iterative procedure that estimates the response of the system that make use of a linear equivalent system at each iterative step. The stiffness and damping ratio properties of the systems are evaluated in each iteration taking the peak value of the roof displacement as the condition of equivalent linearization. The results show that the linear equivalent system gives good approximations to the floor displacement . However, significant differences are observed in the values of story drift.

INTRODUCCIÓN

En los criterios de diseño sísmico basados en desempeño es de fundamental importancia conocer las demandas de desplazamiento máximo de los sistemas sometidos a una intensidad sísmica dada. La necesidad de contar con nuevas alternativas para estimar la respuesta de los sistemas estructurales sometidos a excitaciones sísmicas, ha llevado al ingeniero a desarrollar nuevas herramientas de análisis aproximadas que le ayuden en su labor diaria. El desarrollo y accesibilidad de los programas computacionales con los que se pueden hacer análisis sísmicos dinámicos no lineales ha permitido implementar nuevas metodologías de análisis y diseño sísmico, sin embargo, muchas de éstas quedan fuera del alcance de aplicaciones comunes en la práctica. Debido a lo anterior se han buscado alternativas que permitan efectuar dichos análisis sin que represente un costo excesivo en dinero y en tiempo. Dichas metodologías además de emerger de un fundamento teórico, deberán caracterizarse por la facilidad en su aplicación. Se han hecho varios estudios que tratan de la estimación de la máxima demanda de desplazamiento inelástico de sistemas de un grado de libertad mediante linealización equivalente ( p.e. Rosenblueth y Herrera, 1964, Gulkan y Sosen, 1974, Iwan, 1980), sin embargo, su uso queda estrictamente limitado a sistemas de un grado de libertad. Recientemente algunos investigadores han desarrollado métodos que permiten hacer estimaciones de dichas respuestas a sistemas de múltiples grados de libertad, tales como el método de análisis dinámico incremental (Vamvatsikos y Cornell, 2002) y el método de análisis de empuje lateral modal (Chopra y Goel, 2002). Estos métodos han mostrado ser efectivos, sin embargo su desarrollo implica un esfuerzo importante, por lo que su aplicabilidad en problemas comunes en la práctica es limitado. 1 Instituto de Ingeniería, UNAM, Coyoacán 04510, México DF, A.P. 70-472, [email protected] 2 Instituto de Ingeniería, UNAM, Coyoacán 04510, México DF, A.P. 70-472, [email protected] 3 Instituto de Ingeniería, UNAM, Coyoacán 04510, México DF, A.P. 70-472, [email protected]

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Por lo anterior, en este trabajo se propone un método aproximado para la estimación de la respuesta sísmica de sistemas no lineales de varios grados de libertad. El método propuesto tiene la ventaja de que su aplicación no implica un desarrollo muy elaborado.

SISTEMA LINEAL EQUIVALENTE

El criterio propuesto para estimar la respuesta de sistemas de múltiples grados de libertad (SMGL) con comportamiento no lineal se basa en el uso de un sistema lineal equivalente (SLE). Las propiedades mecánicas de este sistema, rigidez y porcentaje de amortiguamiento, se determinan mediante un proceso iterativo. La respuesta en cada etapa del proceso se determina mediante un análisis modal convencional. La condición de linealización equivalente está dada en términos de un solo grado libertad, en este caso el desplazamiento máximo de azotea, ui. Considérese un SMGL con comportamiento no lineal y propiedades iniciales definidas por la matriz de rigidez lateral K y porcentaje de amortiguamiento ξ y sometido a un sismo de intensidad y. Sea Ki y ξi los valores de la matriz de rigidez y porcentaje de amortiguamiento asociados al SLE al inicio de la i-ésima iteración. La respuesta de este sistema se puede calcular mediante un análisis modal espectral (AME) convencional, suponiendo un criterio de superposición semejante al utilizado en los sistemas lineales, como sería la regla de combinación SRSS (Rosenblueth y Elorduy, 1969). Los valores de desplazamiento de cada nivel asociados al vector ϕi, de la configuración del sistema de fuerzas laterales de inercia Qi y del desplazamiento en la azotea ui y cortante basal Vi resultantes, se pueden emplear para determinar la matriz de rigidez efectiva del sistema, K’i, al final de la iteración asociada a tal configuración, en función de las deformaciones y propiedades de la rigidez efectiva de los elementos estructurales. Con el fin de simplificar el procedimiento, aquí se propone una forma simple para obtener la matriz de rigideces y amortiguamiento del sistema. De acuerdo con ello la matriz de rigideces, K’i, se estima considerando un modelo de sistema de viga de cortante. Cada rigidez de entrepiso se determina utilizando los valores de la rigidez secante del entrepiso, dada por la relación del cortante de entrepiso entre la deformación correspondiente. Estos valores se obtienen por medio de un análisis de empuje lateral considerando una configuración de fuerzas proporcional a Qi y hasta alcanzar un desplazamiento máximo en la azotea igual a ui. El nuevo porcentaje de amortiguamiento, ξ´i, del SLE estará formado por la contribución del amortiguamiento viscoso supuesto, ξv, correspondiente a la parte de comportamiento lineal del sistema y del amortiguamiento histerético, ξH, dado por el comportamiento no lineal de la estructura. Este último amortiguamiento se define por el área bajo la curva en un ciclo carga deformación (V-u) con una amplitud igual a 2ui. Este ciclo de carga se obtiene a partir del mismo análisis de empuje lateral que se hace para el cálculo de K’i. El amortiguamiento total del sistema como función del desplazamiento en la punta se estima mediante la siguiente expresión (Newmark y Rosenblueth, 1971).

2)(2)()()´(uuK

uHuu v πξξ += (1)

El primer término del segundo miembro en la ecuación (1) es el porcentaje de amortiguamiento viscoso y el segundo el porcentaje de amortiguamiento histerético. H(u) es la energía disipada por histéresis en un ciclo de amplitud u, K(u) la rigidez secante a esa deformación y u la deformación calculada en el análisis modal espectral (ui). Los valores de K’i y ξ´i definen las nuevas propiedades del SLE. A este sistema se le aplica un análisis modal y se obtienen los nuevos valores de los vectores de respuesta ϕ’i y Q’i así como del desplazamiento máximo de azotea u’i. Si el desplazamiento u’i resulta igual a ui el proceso de iteración ha concluido y los últimos valores calculados de los vectores de respuesta (ϕ’i, Q’i) y de propiedades mecánicas (K’i, ξ’i) se asumirán para caracterizar al SLE, en caso contrario, se debe de iniciar un nuevo ciclo de iteración.

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Para acelerar la convergencia del proceso iterativo se desarrolla un algoritmo en el cual, una vez que se tiene un par de valores calculados del desplazamiento máximo en la azotea, u, al inicio y terminación de dos iteraciones consecutivas, (ui, u’i) y (ui+1, u’i+1), se adopta el siguiente criterio de extrapolación lineal

)1(

1

'1

1

2 r

ruu

ui

ii

i −

= +

++

+u (2)

donde

)()(

1

''1

ii

ii

uuuu

r−−

=+

+ (3)

CASOS ESTUDIADOS

Se estudian marcos de estructuras de edificios de 5,10 y 15 niveles (Méndez O. 2001) que se consideran ubicados en la zona de terreno blando del Distrito Federal, específicamente en un sitio donde el periodo del dominante del suelo es igual a dos segundos (Ts = 2s). Las propiedades geométricas de los marcos se obtuvieron a partir de un análisis y diseño convencional cumpliendo los requisitos establecidos en el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (RCDF – 1993) y sus normas técnicas para diseño y construcción de estructuras de concreto (NTCC-1996). Las estructuras de 5 y 10 niveles se diseñaron para coeficientes de diseño sísmico, c, de 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 y 0.6, mientras que las estructuras de 15 niveles se diseñaron para coeficientes, c, de 0.1,0.2,0.3 y 0.4. Cada uno de estos coeficientes se afectó por el factor de comportamiento sísmico Q = 4 (NTCS-1995), con el propósito de tomar en cuenta y aprovechar la capacidad de deformación inelástica de los materiales estructurales. Los periodos de vibración iniciales (Ti) de los marcos se presentan en la Tabla 1. Los edificios estudiados se consideran regulares en planta y elevación, tienen planta cuadrada y serán destinados a oficinas. Las características geométricas principales de un marco de cada uno de los grupos de estructuras estudiados se muestran en la figura 1, se considera que los marcos en cada dirección ortogonal tiene la misma rigidez lateral, ya que se supone que todas las vigas y columnas tienen la misma sección. Los tableros de las losas quedan limitados por vigas principales únicamente, no se tienen vigas secundarias, y no se toma en cuenta la contribución de la losa en la rigidez lateral, considerándose además a los diafragmas rígidos en su plano. Se propuso una resistencia a la compresión para el concreto igual a f´c = 250 kg/cm2 con módulo de elasticidad Ec igual a 14000√f´c y peso volumétrico igual a 2400 kg/cm3 y acero de refuerzo con esfuerzo de fluencia fy igual a 4200 kg/cm2.

RESULTADOS Se presentan a continuación los resultados de los análisis de respuesta sísmica de los marcos estudiados, utilizando tres procedimientos distintos: análisis paso a paso (APP), método del sistema lineal equivalente (SLE) y método del sistema simplificado de referencia (SSR). El método SSR es un procedimiento propuesto por Esteva y Colaboradores (2001) para el desarrollo de criterios óptimos basados en desempeño. El método se utiliza para la estimación de la respuesta sísmica no lineal de sistemas estructurales. Dicha estimación se obtiene haciendo uso de sistemas de referencia

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simplificados de un grado de libertad, que representan las propiedades globales más significativas de los sistemas detallados. Estos sistemas se obtienen a partir de análisis de empuje lateral, como ejemplo se muestra la curva de dicho análisis para el caso del edificio de 5 niveles y coeficiente de diseño igual a 0.1 (figura 2). Una descripción detallada se puede encontrar en la referencia antes mencionada. La razón de comparar los resultados obtenidos con el método SLE con el método SSR es la de estudiar si se tienen ventajas, tanto en esfuerzo como en aproximación de resultados, de utilizar el método SLE en donde se modelan sistemas de varios grados de libertad, con respecto a un método más sencillo como es el SSR en donde se utiliza un sistema de un grado de libertad. Las respuestas de los dos métodos simplificados se comparan con la que se obtiene de un análisis paso a paso. Se analizaron las estructuras estudiadas considerando sus propiedades medias. Se supone un amortiguamiento viscoso del 5 por ciento. Se obtiene la respuesta sísmica para el movimiento del 19 de septiembre de 1985 registrado en la estación SCT componente EO (figura 3). La respuesta sísmica de los sistemas con el SLE se obtuvo desarrollando un programa de computadora que realizara automáticamente el proceso de iteración. A este programa se le adaptó el programa DRAIN 2DX (Prakash V. et al.,1993 ) para efectuar los análisis de empuje lateral. En la Tabla 1 se muestran el periodo de vibración inicial de cada sistema, Ti y del periodo de vibración, Tf, y el amortiguamiento equivalente, ξ, finales que se obtienen para caracterizar al sistema lineal equivalente, SLE, así como el número de iteraciones, NIC, a las cuales converge el método propuesto. Los resultados muestran que el método converge para los casos estudiados. La velocidad de convergencia depende del tipo de estructura y su resistencia, esta última relacionada con la mayor o menor incursión que presente la estructura en el rango inelástico. En la figura 4 se presentan los espectros de respuesta finales utilizados en el análisis del marco del edificio de 5 niveles, para cada coeficiente de diseño sísmico estudiado. En la Tabla 3 se presentan los resultados de desplazamiento máximo en la azotea para cada caso. En la Tabla 2 se muestran las propiedades de los sistemas simplificados de referencia que se obtienen para cada estructura estudiada al aplicar el método SSR. Para su cálculo se hizo un análisis de empuje lateral dinámico del sistema detallado con el programa DRAIN-2D, aplicando como excitación en la base una aceleración creciente en forma monótona con el tiempo. La curva de cortante basal-deformación en la azotea se utiliza para definir las propiedades del sistema simplificado de referencia, según se explica en Esteva y colaboradores (2001). En la Tabla 3 se presentan las respuestas de desplazamiento máximo de azotea que se encuentran aplicando este método. Para el análisis paso a paso se utilizó el programa DRAIN 2D (Powell, 1973) y se consideró que los elementos estructurales (vigas y columnas) presentaban un modelo de comportamiento bilineal. Los resultados de los desplazamientos máximos de azotea para cada caso estudiado se muestran en la Tabla 3. En la Tabla 3 se presenta una comparación de la respuesta de desplazamiento máximo de azotea que se obtiene con cada uno de los métodos simplificados utilizados, para cada estructura estudiada, con respecto a la que se obtiene de un análisis paso a paso considerando comportamiento bilineal de los elementos estructurales. Los resultados muestran que para el caso de los sistemas de 5 niveles en general la respuesta que se obtiene con ambos métodos simplificados es bastante aproximada con respecto a la calculada con un análisis paso a paso. En este caso el método SSR da una respuesta ligeramente más aproximada que el método SLE, principalmente para sistemas con valores de c bajos. Para los sistemas de 10 niveles se encuentra que los dos métodos simplificados dan una buena aproximación cuando el sistema presenta un comportamiento predominantemente elástico. Conforme la estructura tiene un mayor comportamiento inelástico, el método SLE proporciona una mejor aproximación de la respuesta con respecto a la del análisis paso a paso. En el caso de las estructuras de 15 niveles nuevamente ambos métodos simplificados proporcionan una respuesta muy similar a la del análisis paso a paso, con poca diferencia entre ellas. En el caso de las distorsiones de entrepiso, en las figuras 5 a 7 se presenta los resultados que se obtienen para las diferentes estructuras de 5, 10 y 15 niveles, respectivamente. Se encuentra que para el caso de los sistemas de 5 niveles (figuras 5) el método SLE proporciona mejores resultados para un c=0.1. Conforme aumenta el valor de c este método subestima la respuesta; en esos casos el método SSR genera mejores resultados. En las estructuras de 10 niveles (figuras 6), el método SLE estima mejor la respuesta cuando las estructuras muestran

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un comportamiento predominantemente no lineal (coeficientes de diseño bajos), mientras que cuando el comportamiento de los sistemas tiende a ser elástico el SSR resulta ser una mejor alternativa. En el caso de las estructuras de 15 niveles (figura 7), los resultados muestran en general una mejor aproximación con el método SSR, aunque con una distribución de las distorsiones de entrepiso un poco diferente en los entrepisos inferiores con respecto a la presentada por el análisis paso a paso, sobre todo para coeficientes de diseño altos. Con el método SLE las diferencias son mayores, aunque para coeficientes de diseño bajos mantiene una forma de distribución de distorsiones de entrepiso más parecida a la del análisis paso a paso. Al incrementar el coeficiente de diseño esta configuración es menos parecida, aún para el caso del método SSR. Para coeficientes de diseño bajos el método SLE subestima la respuesta, esta diferencia es mayor en los entrepisos medios e inferiores. Para coeficientes de diseño altos el método sobrestima la respuesta en los entrepisos superiores y la subestima en los entrepisos inferiores.

CONCLUSIONES

Este trabajo muestra la aplicabilidad de un nuevo método para estimar la respuesta de sistemas de múltiples grados de libertad con comportamiento no lineal sometidos a una excitación sísmica dada. Se comparan las respuestas locales (distorsiones) y globales (desplazamiento máximo de azotea) con aquellas que se obtienen a partir de un análisis paso a paso y mediante el uso de un método alternativo que utiliza un sistema simplificado de referencia. Los resultados muestran que el método propuesto estima de manera razonablemente buena las respuestas globales (desplazamientos máximos de azotea) de los marcos de edificios estudiados, si se comparan directamente con aquellas que se obtuvieron de un análisis paso a paso y también con las obtenidas haciendo uso del sistema simplificado de referencia. En algunos casos estas estimaciones son mejores que las obtenidas con el SSR, en otros la respuesta se subestima o sobreestima aunque la diferencias no son muy significativas. En el caso de las distorsiones de entrepiso se encuentra que en algunos casos el método SLE proporciona buenos resultados, sobre todo en los sistemas de 10 niveles y diseñados con coeficientes sísmicos bajos. Para los otros casos la respuesta muestra diferencias mayores. El análisis de los resultados muestra que las respuestas calculadas con el método SLE dependen fuertemente de las hipótesis que se hacen para la definición de las propiedades de rigidez y amortiguamiento del sistema. En este caso la configuración que se toma para el vector de fuerzas laterales, influye en la forma final que se encuentra para las distorsiones de entrepiso. En este trabajo se tomó como configuración de fuerzas a la que se obtiene de la combinación de las fuerzas modales por el criterio SRSS, lo cual genera que se subestimen las respuestas en la parte inferior de la estructura. Otra hipótesis que puede tener una gran influencia es la relativa al cálculo de la matriz de rigideces del sistema, la cual se obtiene suponiendo un modelo de viga de cortante. Se deben realizar más estudios para mejorar la estimación del modelo en la distribución de las distorsiones de entrepiso.

RECONOCIMIENTO El primer autor agradece el apoyo económico recibido por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) para llevar a cabo este trabajo, también reconoce el apoyo proporcionado por el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (II – UNAM).

BIBLIOGRAFÍA Chopra A., Goel R.G., (2002), “A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol 31, pp.561-582 Departamento del Distrito Federal, (1993), “Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal”, Diario Oficial de la Federación, 2 de agosto.

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EDIFICIO DE 10 NIVELES EDIFICIO DE 15 NIVELES

EDIFICIO DE 5 NIVELES

Figura 1 . Marcos estudiados

3

CORTANTE EN LA BASE vs DEFORMACIÓN EN LA PUNTA, EDIFICIO 5 NIVELES C=0.1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 0 35 40 45 50 55 60

DEFORMACIÓN EN LA PUNTA (cm)

CO

RTA

NTE

BASA

L(to

n)

Figura 2. Curva cortante en la base - deformación en la punta edificio de 5 niveles, c=0.1

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-200.0

-150.0

-100.0

-50.0

0.0

50.0

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200.0

0 50 100 150 200

TIEMPO (s)

AC

ELER

AC

IÓN

(GA

LS)

Figura 3. Registro del sismo SCT-1985, componente EO

ESPECTROS DE RESPUESTA

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6 7PERIODO (s)

AC

ELER

AC

IÓN

(cm

/s2 )

ξ=0.2801ξ=0.1859ξ=0.1470ξ=0.0930ξ=0.0599ξ=0.0500

Figura 4. Espectros de respuesta finales para los casos del edificio de 5 niveles

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D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 5 N IVELES, C =0.1

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1

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3

4

5

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0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035

D IST OR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

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0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004

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0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035D IST OR SIÓN

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D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 5 N IVELES, C =0.6

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0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003D ISTOR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

Figura 5. Distorsiones de entrepiso del edificio de 5 niveles

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D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 10 N IVELES, C =0.2

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0 0.003 0.006 0.009 0.012

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S.L.E.

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D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 10 N IVELES, C =0 .3

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S.L.E.

APP

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D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 10 N IVELES, C =0 .4

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S.L.E.

APP

SSR

D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 10 N IVELES, C =0 .5

0

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8

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0 0.0011 0.0022 0.0033 0.0044D IST OR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 10 N IVELES, C =0 .6

0

2

4

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0 0.0011 0.0022 0.0033 0.0044D IST OR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

Figura 6. Distorsiones de entrepiso del edificio de 10 niveles

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D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 15 N IVELES, C =0.1

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14

16

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100 0.0120

D IST OR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 15 N IVELES, C =0.2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100

D IST OR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 15 N IVELES, C =0 .3

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100D IST OR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

D IST OR SION ES D E EN T R EP ISO ED IF IC IO 15 N IVELES, C =0.4

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100

D IST OR SIÓN

S.L.E.

APP

SSR

Figura 7. Distorsiones de entrepiso del edificio 15 niveles

Tabla 1. Propiedades de los sistemas lineales equivalentes

EDIFICIO C Ti Tf ξH ξ =ξV+ ξH NIC0.1 0.5838 0.8367 0.2301 0.2801 50.2 0.5838 0.6812 0.1359 0.1859 6

5 NIVELES 0.3 0.5838 0.6447 0.0970 0.1470 30.4 0.5838 0.6095 0.0430 0.0930 30.5 0.5838 0.5894 0.0099 0.0599 30.6 0.5838 0.5838 0.0000 0.0500 40.1 1.0015 2.3805 0.3822 0.4322 70.2 1.0015 2.0671 0.3868 0.4368 10

10 NIVELES 0.3 1.0015 1.6643 0.3451 0.3951 90.4 1.0015 1.0102 0.0085 0.0585 40.5 1.0015 1.0016 0.0000 0.0500 40.6 1.0015 1.0016 0.0000 0.0500 20.1 1.4143 3.0250 0.3813 0.4313 4

15 NIVELES 0.2 1.4143 2.5425 0.3797 0.4297 40.3 1.4143 2.1729 0.3387 0.3887 30.4 1.4143 1.9233 0.2800 0.3300 4

551

111

XIII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural Puebla, Pue., México 2002

552

Tabla 2. Propiedades de los sistemas simplificados de referencia

EDIFICIO C m (T cm/s2) k (T/cm) Vy (T) uy (cm) γ0.1 0.1454 17.1592 33.800 2.2621 1.28160.2 0.1513 17.8051 36.800 2.3604 1.2981

5 NIVELES 0.3 0.1493 17.5138 39.100 2.4167 1.30360.4 0.1493 17.5135 42.900 2.5879 1.30360.5 0.1493 17.5146 46.600 2.7769 1.30360.6 0.1493 17.5138 52.000 3.0600 1.30360.1 0.5018 20.2150 77.550 4.0140 1.38240.2 0.5017 20.2072 90.800 4.7961 1.3825

10 NIVELES 0.3 0.5017 20.2100 115.250 6.0430 1.38250.4 0.5016 20.2060 132.250 6.6627 1.38250.5 0.5016 20.2060 158.250 7.9054 1.38250.6 0.5016 20.2065 190.500 9.3561 1.38250.1 1.4678 29.7351 175.500 6.0411 1.4017

15 NIVELES 0.2 1.4684 29.7488 235.250 7.9504 1.40180.3 1.4675 29.7295 301.400 10.4857 1.40180.4 1.4683 29.7486 382.500 12.9694 1.4017

Tabla 3. Desplazamiento máximo en la azotea

EDIFICIO C S.L.E (cm) SSR (cm) APP(cm)0.1 4.355 3.062 3.2910.2 2.832 2.955 3.510

5 NIVELES 0.3 2.874 2.991 3.1770.4 2.930 2.990 3.0520.5 3.023 2.990 3.0300.6 3.078 2.990 3.0300.1 33.867 17.076 30.9940.2 28.532 11.040 19.924

10 NIVELES 0.3 21.274 8.004 10.5230.4 8.379 8.003 8.3790.5 8.569 8.002 8.2890.6 8.569 8.002 8.2890.1 37.354 39.464 41.508

15 NIVELES 0.2 35.936 34.439 34.4850.3 34.407 33.918 31.3140.4 33.857 27.052 30.402

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