COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE EDIFICIOS CON AISLADORES DE PÉNDULO DE FRICCIÓN EN LA ZONA DEL LAGO DE LA CIUDAD DE MÉXICO
DOI:
https://doi.org/10.18867/ris.107.584Palabras clave:
probabilidad de colapso de estructuras aisladas, modelos de marcos de aceroResumen
Históricamente se ha mencionado que usar aislamiento de base en la Zona del Lago de la Ciudad de México no es una alternativa factible. Esto debido a que existen suelos muy blandos en esa zona y a sus periodos predominantes de vibrar tan largos. Sin embargo, los desarrollos tecnológicos recientes, como los aisladores de péndulo de fricción (AFP), son una alternativa de interés que puede ayudar a mejorar la resiliencia sísmica de la Ciudad. En ese sentido, en este artículo se explora el uso de APF en edificios de mediana y baja altura, de acero, desplantados en la Zona del Lago de la Ciudad de México. Se estudiaron modelos en 2D, de tres, seis y nueve niveles para tres diferentes casos. El Caso 0, que se toma como referencia, corresponde a edificios convencionales (es decir, sin APF), diseñados para resistir tanto cargas gravitacionales como las demandas sísmicas. El Caso 1 corresponde a las mismas estructuras del Caso 0, pero montadas sobre APF. El Caso 2 corresponde a los edificios con los APF del Caso 1, pero cuya superestructura fue rediseñada considerando únicamente cargas gravitacionales. Se evaluó el comportamiento sísmico en términos de: i) distorsión máxima de entrepiso; ii) desplazamiento lateral máximo; iii) velocidad máxima de piso; iv) aceleración máxima de piso; v) cortante máximo de entrepiso; y vi) momento máximo de volteo. Se utilizaron 12 registros sísmicos sintéticos y dos históricos para un sitio con periodo de vibrar predominante cercano a los 2 s. Los movimientos se escalaron a varias intensidades para realizar análisis dinámico incremental (ADI). Finalmente, se estimó la probabilidad de colapso de las estructuras estudiadas. Los resultados indican que la probabilidad de colapso de los edificios con APF es significativamente menor que aquella de sus contrapartes convencionales. Se presentan y discuten las ventajas de usar APF en la Zona del Lago de la Ciudad de México y se identifican algunas diferencias importantes entre los casos 1 y 2 de las estructuras con aislamiento.
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Citas
Aguilar, H J (2020), “Comportamiento sísmico de edificios con aisladores de péndulo de fricción en la zona del lago de la Ciudad de México”, Tesis de maestría, Programa de Maestría y Doctorado, UNAM, Ciudad de México.
Al-Hussaini, T M, V A Zayas y M C Constantinou (1994), Seismic isolation of multi-story frame structures using spherical sliding isolation systems, National Center for Earthquake Engineering Research, Technical Report NCEER-94-0007, Nueva York, EUA. pp. 182.
ASCE 41-17 (2017). Seismic evaluation and retrofit of existing buildings. American Society of Civil Engineers. Estados Unidos de Norte América.
Benjamin, J R y C A Cornell (1970), Probability, statistics and decisions for civil engineers, Mc Graw Hill, U.S.A. pp. 640.
Cardone, D, G Perrone y V Piesco (2018), “Developing collapse fragility curves for base‐isolated buildings”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 48, pp. 78-102. DOI: 10.1002/eqe.3126
Constantinou, M, A Mokha y A Reinhorn (1990), “Teflon bearings in base isolation II: modeling”, Journal of Structural Engineering, Vol. 116, No. 2, pp. 455-474. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1990)116:2(455)
Elenas, A y K Meskouris (2001). “Correlation study between seismic acceleration parameters and damage indices of structures” Engineering Structures. Vol. 23, pp. 698-704. DOI: 10.1016/S0141-0296(00)00074-2
ETABS (2016), Programa de análisis estructural de edificios, Computers and Structures, Inc.
FEMA P695(2009), Quantification of building seismic performance factors, FEMA P695, Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C, EUA, pp. 421.
FEMA P-58 (2012), Seismic performance assessment of buildings, Vol. 1, Report FEMA P-58, Federal Emergency Management Agency, Washington DC, EUA, pp. 278.
Guerrero, H, A Terán-Gilmore, T Ji y J A Escobar (2017), “Evaluation of the economic benefits of using buckling-restrained braces in hospital structures located in very soft soils”, Engineering Structures, Vol. 136, No. 2, pp. 406-419. DOI: 10.1016/j.engstruct.2017.01.038
Joy, R y C K Prasad (2016), “Seismic vulnerability assessment of tall RC building with friction pendulum bearing system”, SSRG International Journal of Civil Engineering, Vol. 3, pp. 1-8. DOI: /10.14445/23488352/IJCE-V3I8P101
Naeim, F y J M Kelly (1999), Design of seismic isolated structures: From theory to practice, John Wiley & Sons, Inc., pp. 296.
NTC-DS (2020), Normas técnicas complementarias para diseño por sismo, Gaceta Oficial de la Ciudad de México, No. 220 Bis., Ciudad de México.
SASID (2020) [Ap. Web], Sistema de acciones sísmicas de diseño, Reglamento de Construcciones del Gobierno de la Ciudad de México.
Reinoso, E (2007), Riesgo sísmico de la Ciudad de México, UNAM, Ciudad de México, pp. 50.
Rosenblueth, E y L Esteva (1972), “Reliability basis for some Mexican codes”, Probabilistic Design of Reinforced Concrete Buildings, ACI Publication SP-31, pp. 1-41.
Rosenblueth, E y M Ordaz (1987), “Use of seismic data from similar regions”, Earthquake Engineering &. Structural Dynamics, Vol. 15, pp. 619-634. DOI: 10.1002/eqe.4290150507
Tena, A (2016), “Método simplificado para el diseño de estructuras con base en muros de carga aisladas sísmicamente”, Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, XX Congreso Nacional de Ingeniería Estructural, Yucatán, México, pp. 25.
Vamvatsikos, D y C A Cornell (2002), “Incremental dynamic analysis”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 31, pp. 491-514. DOI: 10.1002/eqe.141
Zayas, V A, S S Low y S A Mahin (1990), “A simple pendulum technique for achieving seismic isolation”, Earthquake Spectra, Vol. 6, No. 2, pp. 317-333. DOI: 10.1193/1.1585573