Evaluación comparativa de la bidireccionalidad sísmica según el análisis modal espectral y análisis lineal tiempo historia, en edificaciones escalonadas de concreto armado

Abstract

En un análisis sísmico tradicional, se considera principalmente la existencia de fuerzas sísmicas que actúan unidireccionalmente en dos o tres direcciones independientes. Sin embargo, se ha demostrado que la naturaleza del movimiento sísmico es errática, es decir, que las acciones sísmicas actúan en diferentes direcciones hacia la estructura. En el presente estudio, se analizó las respuestas de 4 modelos estructurales con una geometría arquitectónica escalonada usando un Análisis Modal Espectral (AME) y un Análisis Lineal Tiempo Historia (ALTH), con ángulos de incidencia con incrementos cada 10°, de manera que se evidencie los efectos de la bidireccionalidad sísmica frente al unidireccional a través de las respuestas máximas de los modelos. Para el ALTH, se consideraron 3 registros sísmicos ocurridos en Lima-Perú en un tipo de suelo rígido obtenidos a través de la red acelerográfica nacional peruana CISMID. Los resultados alcanzados muestran que, para el Análisis Modal Espectral (AME) el ángulo de incidencia mayor donde se presentan mayores repuestas es 45° para los 4 modelos, y para el ALTH los ángulos de incidencia son variables. Asimismo, en ambos análisis dinámicos, evaluando la bidireccionalidad sísmica se obtienen respuestas de 10 a 40% más que un análisis unidireccional.

In a traditional seismic analysis, it is mainly considered the existence of seismic forces that work unidirectionally in two or three independent directions. However, it has been demonstrated that the nature of the seismic movement is erratic, that is to say, that the seismic actions act in different directions towards the structure. In the present study, the responses of 4 structural models with a staggered architectural geometry were analyzed using a Spectral Modal Analysis (SMA) and a Linear Time History Analysis (ALTH), with incidence angles increased every 10°, so as to evidence the effects of the seismic bidirectionality against the unidirectional one through the maximum responses of the models. For the ALTH, 3 seismic records were considered, which occurred in Lima-Peru in a type of rigid soil obtained through the Peruvian national accelerographic network CISMID. The results achieved show that, for the Spectral Modal Analysis (SMA), the incidence angle where the greatest responses are presented is 45° for the 4 models, and for the ALTH the incidence angles are variable. Moreover, in both dynamic analyses, evaluating the seismic bidirectionality, responses are obtained from 10 to 40% more than a unidirectional analysis.