PROPUESTA DE COMBINACIÓN DE CARGA SÍSMICA PARA LA CIUDAD DE MÉXICO TOMANDO EN CUENTA DIFERENTES TIPOS DE SUELOS

Autores/as

  • Henry Emmanuel Reyes Heredia Universidad Autónoma de Sinaloa
  • Juan Bojórquez Mora
  • Edén Bojórquez Mora
  • Sonia E. Ruiz Gómez
  • Alfredo Reyes Salazar
  • Joel Carvajal Soto
  • José I. Torres
  • Jonathan De Anda Gil

DOI:

https://doi.org/10.18867/ris.113.637

Palabras clave:

Edificios de concreto, confiabilidad estructural, factores de carga, redes neuronales artificiales, costos vida útil

Resumen

En el presente estudio se aborda el impacto que tienen los diferentes tipos de suelo de la ciudad de México en la confiabilidad y costos durante la vida útil de edificios de concreto reforzado al utilizar diversos factores de carga sísmicos propuestos. El objetivo de este estudio es proponer el uso de una combinación de carga sísmica óptima que mejore la confiabilidad estructural para edificios de distintos niveles, tomando en cuenta el costo durante su vida útil. La metodología utilizada es aplicada a edificios de concreto reforzado (C/R) de 4, 6, 8, 10, 12 y 15 niveles que están ubicados sobre distintos tipos de suelos de la Ciudad de México. La confiabilidad estructural, así como el desempeño sísmico se obtienen usando métodos probabilísticos que integran las curvas de fragilidad y la tasa anual de excedencia de diferentes niveles de daño de la estructura. Para obtener las tasas de excedencia, se emplean las redes neuronales artificiales para simular las curvas de peligro de demanda estructural. Un análisis de costos durante la vida útil de las estructuras es realizado integrando el costo inicial y los costos por daños causados a los edificios ante posibles futuras demandas sísmicas. Los costos durante la vida útil obtenidos de los edificios diseñados con las combinaciones de carga propuestas, así como las tasas de excedencia para un daño igual a d=0.015, son comparados contra los costos y tasas de los edificios diseñados con la combinación de carga sísmica del reglamento analizado. Finalmente, se obtienen las combinaciones de carga óptimas para los diferentes tipos de suelo en función del análisis realizado.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Abdollahzadeh G., Omranian E. y Vahedian V. (2021), “Application of the artificial neural network for predicting mainshock-aftershock sequences in seismic assessment of reinforced concrete structures” Journal of Earthquake Engineering, 2021, vol. 25, no 2, p. 210-236. https://doi.org/10.1080/13632469.2018.1512062

Ang A. S. (2008), “Life-cycle considerations in risk-informed decisions for design of civil infrastructures”, Life-Cycle Civil Engineering. CRC Press, p. 23-30. https://dx.doi.org/10.1080/15732471003588239

Allahvirdizadeh R., Khanmohammadi M., y Marefat M. S. (2017), “Probabilistic comparative investigation on introduced performance-based seismic design and assessment criteria”, Engineering Structures, vol. 151, p. 206-220. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.08.029.

Asadi P. y Hajirasouliha I. (2020), “A practical methodology for optimum seismic design of RC frames for minimum damage and life-cycle cost”. Engineering Structures, vol. 202, p. 109896. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109896

Asteris P. G. y Mokos V. G. (2020), “Concrete compressive strength using artificial neural networks. Neural Computing and Applications”, vol. 32, no 15, p. 11807-11826. https://doi.org/10.1007/s00521-019-04663-2

Bojórquez J. y Ruiz S. E. (2018), “Factores de carga óptimos para el diseño sísmico de edificios”. Ingeniería sísmica, no 98, p. 25-44. https://doi.org/10.18867/ris.98.505

Bojórquez J., Ruiz S. E., Ellingwood B., Reyes S. A. y Bojórquez, E. (2017), “Reliability-based optimal load factors for seismic design of buildings”, Engineering Structures, vol. 151, p. 527-539. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.08.046

Castaldo P., Palazzo B. y Della Vecchia P (2016), “Life-cycle cost and seismic reliability analysis of 3D systems equipped with FPS for different isolation degrees”, Engineering Structures, vol. 125, p. 349-363. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.06.056.

Carr A. J. (2007), “User manual for the 3D Dimensional Version” Ruaumoko 3D. Christchurch, University of Canterbury.

Chang W. y Zheng W. (2019), “Estimation of compressive strength of stirrup‐confined circular columns using artificial neural networks”, Structural Concrete, vol. 20, no 4, p. 1328-1339. https://doi.org/10.1002/suco.201800259

Cheng J. (2010), “An artificial neural network based genetic algorithm for estimating the reliability of long span suspension bridges”, Finite Elements in Analysis and Design, vol. 46, no 8, p. 658-667. https://doi.org/10.1016/j.finel.2010.03.005

CIRES, Centro de Intrumentación y Registros Sísmicos A.C., “Red Acelerográfica y Sistema de Alerta Sísmica de la ciudad de méxico”. Consultado: el 3 de abril de 2024. [En línea]. Disponible en: http://cires.org.mx/registro_busquedas_sismo_es.php

Cornell C. A. (1968), “Engineering seismic risk analysis”, Bulletin of the seismological society of America, vol. 58, no 5, p. 1583-1606. https://doi.org/10.1785/BSSA0580051583

De Leon D. E. (1996), “Integrating socioeconomics in the development of criteria for optimal aseismic design of R/C buildings”, PhD thesis, University of California, Irvine, USA.

Ellingwood B. R. (1994), “Probability-based codified design for earthquakes”, Engineering Structures, vol. 16, no 7, p. 498-506. https://doi.org/10.1016/0141-0296(94)90086-8

Ellingwood B. R. (1994), “Probability-based codified design: past accomplishments and future challenges”, Structural safety, vol. 13, no 3, p. 159-176. http://dx.doi.org/10.1016/0167-4730(94)90024-8.

El‐Khoury O., Shafieezadeh A. y Fereshtehnejad E. (2018), “A risk‐based life cycle cost strategy for optimal design and evaluation of control methods for nonlinear structures” Earthquake Engineering & Structural Dynamics, vol. 47, no 11, p. 2297-2314. https://doi.org/10.1002/eqe.3069.

Esteva L. (1968), “Bases para la formulación de decisiones de diseño sísmico”, Tesis de Doctorado, Facultad de Ingeniería, UNAM, México.

Esteva L., D Campos y O Díaz-López (2011), “Life-cycle optimization in Earthquake Engineering”, Structure and infrastructure engineering, Vol. 7, pp. 3349. http://dx.doi.org/10.1080/15732471003588270

Federal Emergency Management Agency, FEMA-445 (2012), “Next-generation performance-based seismic design guidelines”, Program Plan for New and Existing Buildings, Washington DC.

Federal Emergency Management Agency, FEMA P-58-1 (2018), “Seismic Performance Assessment of Buildings”, Washington DC.

Foster S. J., Stewart M. G., Loo M., Ahammed M. y Sirivivatnanon V (2016), “Calibration of Australian Standard AS3600 Concrete Structures: part I statistical analysis of material properties and model error”. Australian Journal of Structural Engineering, vol. 17, no 4, p. 242-253. https://doi.org/10.1080/13287982.2016.1246793.

Goverment, Tokyo Metropolitan (1985), “Report in the Investigation of the Earthquake in Mexico”

Ierimonti L., Caracoglia L., Venanzi I. y Materazzi A. L. (2017),” Investigation on life-cycle damage cost of wind-excited tall buildings considering directionality effects”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,vol. 171, p. 207-218. https://doi.org/10.1016/j. jweia.2017.09.020.

IINGEN, Instituto de ingeniería UNAM, “Base de Datos de registros acelerográficos de la raii-UNAM”. Consultado: el 3 de abril de 2024. [En línea]. Disponible en: https://aplicaciones.iingen.unam.mx/ AcelerogramasRSM/RedAcelerografica.aspx.

INEGI (2020), “Encuesta nacional de ingresos y gastos de los hogares”.

Instituto de Ingeniería UNAM (1985), “Efectos de los sismos de septiembre de 1985 en las construcciones de la Ciudad de México.

Jain A. K., Mao J. y Mohiuddin, K. M. (1996), “Artificial neural networks: A tutorial”, Computer, vol. 29, no 3, p. 31-44. 10.1109/2.485891

Kim J. J., Kim A. R. y Lee S. W. (2020), “Artificial neural network-based automated crack detection and analysis for the inspection of concrete structures” Applied Sciences, vol. 10, no 22, p. 8105. https://doi.org/10.3390/app10228105

Krogh A. (2008), “What are artificial neural networks?”, Nature biotechnology, vol. 26, no 2, p. 195-197.

Lagaros N. D. (2007), “Life-cycle cost analysis of design practices for RC framed structures”, Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 5, no 3, p. 425-442. http://dx.doi.org/10.1007/ s10518-007-9038-1.

Matlab, Matlab toolbox, Windows. Natick, Massachusetts: The MathWorks, Inc, 2015.

McCulloch W. S. y Pitts W. (1990), “A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity”, Bull Math Biol, vol. 52, no. 1–2, p. 99–115, DOI: 10.1007/BF02459570.

Miller T. R. (2000), “Variations between countries in values of statistical life” Journal of transport economics and policy, p. 169-188. https://www.jstor.org/stable/20053838

Mirzaeefard H., Mirtaheri M., y Hariri-Ardebili M. A. (2021). “Life-cycle cost analysis of pile-supported wharves under multi-hazard condition: aging and shaking”, Structure and Infrastructure Engineering, 2021, p. 1-21. https://doi.org/10.1080/15732479.2021.1940216

Mitropoulou C.C., Lagaros N. D., y Papadrakakis M. (2011), “Life-cycle cost assessment of optimally designed reinforced concrete buildings under seismic actions”, Reliability Engineering & System Safety, vol. 96, no 10, p. 1311-1331. http://dx.doi.org/10.1016/j.ress.2011.04.002.

NTC-CADE-23. (2023), “Normas Técnicas complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño de Edificaciones”, Gaceta Oficial de la Cuidad de México, México.

NTC-DCEC-23. (2023), “Normas Técnicas complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto”, Gaceta Oficial de la Cuidad de México, México.

NTC-DS-23. (2023), “Normas Técnicas complementarias para Diseño por Sismo, Gaceta Oficial de la Cuidad de México”, México.

Noureldin M., y Kim J. (2021),” Parameterized seismic life-cycle cost evaluation method for building structures” Structure and Infrastructure Engineering, vol. 17, no 3, p. 425-439. https://doi.org/10.1080/15732479.2020.1759656

O’Reilly G. J., Monteiro R., Nafeh A. M. B., Sullivan T. J., y Calvi G. M. (2020), “Displacement-based framework for simplified seismic loss assessment. Journal of Earthquake Engineering, vol. 24, no sup1, p. 1-22. https://doi.org/10.1080/13632469.2020.1730272.

Orellana M. A., Ruiz S. E. y Bojórquez J. (2017)”, Influence of Local Soil Conditions on Optimal Load Factors for Seismic Design of Buildings. International Journal of Civil and Environmental Engineering, vol. 11, no 6, p. 724-728. doi.org/10.5281/zenodo.1130669

Orellana M. A., Ruiz S. E., Bojórquez J., Reyes S. A. y Bojórquez E. (2021), “Optimal load factors for earthquake-resistant design of buildings located at different types of soils”, Journal of Building Engineering, vol. 34, p. 102026. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.102026

Pandey M. D. y Van Der Weide J. A. M. (2017), “Stochastic renewal process models for estimation of damage cost over the life-cycle of a structure”, Structural Safety, vol. 67, p. 27-38. https://doi.org/10.1016/j.strusafe.2017.03.002.

Reddy Chukka N. D. K, Natrayan L, y Mammo W. D. (2021), “Seismic fragility and life cycle cost analysis of reinforced concrete structures with a hybrid damper” Advances in Civil Engineering, vol. 2021. https://doi.org/10.1155/2021/4195161

Rubinstein R. Y. (1981), “Simulation and the Monte Carlo Method”, John Wiley and Sons.

Santiago W. C., et al. (2020). Reliability-based calibration of main Brazilian structural design codes. Latin American Journal of Solids and Structures, 17(01).

Sørensen J. D., Kroon I. B. y Faber M. H. (1994), “Optimal reliability-based code calibration”, Structural Safety, vol. 15, no 3, p. 197-208. http://dx.doi.org/10.1016/0167-4730(94)90040-X.

Srikanth, I, y Arockiasamy, M (2020), “Deterioration models for prediction of remaining useful life of timber and concrete bridges: A review Journal of traffic and transportation engineering (English edition)”, vol. 7, no 2, p. 152-173. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2019.09.005

Surahman, A, y Rojiani, K B (1983), “Reliability based optimum design of concrete frames”, Journal of structural engineering, vol. 109, no 3, p. 741-757. https://doi.org/10.1061/(ASCE)07339445(1983)109:3(741).

Tabari M. R, y Sanayei H. R. Z. (2019), “Prediction of the intermediate block displacement of the dam crest using artificial neural network and support vector regression model”, Soft Computing, vol. 23, no 19, p. 9629-9645. https://doi.org/10.1007/s00500-018-3528-8

Tolentino D. y Ruiz S. E. (2013), “Time intervals for maintenance of offshore structures based on multiobjective optimization”, Mathematical Problems in Engineering, vol. 2013. http://dx.doi.org/10.1155/2013/125856.

Vamvatsikos D. Cornell C. A. (2002), “Incremental dynamic analysis”, Earthquake engineering & structural dynamics, vol. 31, no 3, p. 491-514. https://doi.org/10.1002/eqe.141

Vazirizade S. M., Nozhati S. y Zadeh M. A. (2017), “Seismic reliability assessment of structures using artificial neural network”, Journal of Building Engineering, vol. 11, p. 230-235. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2017.04.001

Viscusi W. K. y Aldy J. E. (2003), “The value of a statistical life: a critical review of market estimates throughout the world. Journal of risk and uncertainty, vol. 27, no 1, p. 5-76. https://doi.org/10.1023/A:1025598106257

Viscusi W. K. y Gentry E. P. (2015), “The value of a statistical life for transportation regulations: A test of the benefits transfer methodology”, Journal of Risk and Uncertainty, vol. 51, no 1, p. 53-77. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.2460837

Vitiello U., Asprone D., Di Ludovico M. y Prota A. (2017), “Life-cycle cost optimization of the seismic retrofit of existing RC structures”, Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 15, no 5, p. 2245-2271. https://doi.org/10.1007/s10518-016-0046-x

Wen Y. K. (2001), “Reliability and performance-based design”, Structural safety, vol. 23, no 4, p. 407-428. https://doi.org/10.1016/S0167-4730(02)00011-5

Wen Y. K. y Kang Y. J. (2001), “Minimum building life-cycle cost design criteria. I: Methodology”, Journal of Structural Engineering, vol. 127, no 3, p. 330-337. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:3(330)

Descargas

Publicado

2024-12-31

Cómo citar

Reyes Heredia, H. E., Bojórquez Mora , J., Bojórquez Mora, E., Ruiz Gómez, S. E., Reyes Salazar , A., Carvajal Soto , J., … De Anda Gil , J. (2024). PROPUESTA DE COMBINACIÓN DE CARGA SÍSMICA PARA LA CIUDAD DE MÉXICO TOMANDO EN CUENTA DIFERENTES TIPOS DE SUELOS. Revista Ingeniería Sísmica , (113), 55–80. https://doi.org/10.18867/ris.113.637

Número

Sección

Artículos

Métrica

Artículos más leídos del mismo autor/a

1 2 3 > >> 

Artículos similares

<< < 17 18 19 20 21 22 23 > >> 

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.