EVALUACIÓN DEL DISEÑO SÍSMICO RESILIENTE CONFORME AL MÉTODO DE LAS FUERZAS DE MARCOS DÚCTILES DE ACERO CON DISIPADORES DE ENERGÍA HISTERÉTICOS

Hector Hernandez Ramirez, Arturo Tena Colunga

Resumen


Se presentan los resultados de análisis dinámicos no lineales realizados a doce modelos de edificios que se diseñaron conforme a una metodología que emplea el método de las fuerzas y principios de diseño por capacidad y de fusible estructural, la cual permite obtener diseños sísmicos resilientes de estructuras con base en marcos contraventeados de acero estructural dúctiles con disipadores de energía histeréticos. Se demuestra que los mecanismos de diseño sísmico resiliente corroborados previamente mediante análisis pushover se cumplen para la enorme mayoría de los modelos ante la acción de un registro de aceleración compatible con el espectro elástico considerado en el diseño de los modelos, y si la excitación dinámica rebasa los parámetros de resistencia o demanda supuestos en el diseño de los modelos, se activa exclusivamente la segunda línea de defensa inelástica planeada para el sistema. Con base en los resultados presentados, se confirma que es muy factible diseñar resilientemente al sistema en estudio, incluyendo a edificios altos y esbeltos. Por lo tanto, se pueden emplear con confianza los parámetros globales de diseño sísmico y balances óptimos de rigideces derivados en estudios previos.


Texto completo:

PDF

Referencias


Aguiar, R, L García, E Menéndez, M Zevallos y J Palacios (2016a), “Análisis y reforzamiento de una estructura afectada por el terremoto del 16 de abril de 2016”, Revista Ingeniosos, Vol. 1, Art. 1, pp. 1-16, marzo-septiembre.

Aguiar, R, M Rodríguez y D Mora (2016b), “Análisis sísmico de estructuras con disipadores de energía ADAS o TADAS”, Monografía CIMNE IS-75, Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería, Barcelona, España, ISBN: 978-84-945077-5-5.

Benedetti, A, L Landi y D G Merenda (2014), “Displacement-based design of an energy dissipating system for seismic upgrading of existing masonry structures”, Journal of Earthquake Engineering, Vol. 18, No. 4, pp. 477-501, DOI: 10.1080/13632469.2014.897274.

Chen, Z Y, H Ge, A Kasai y T Usami (2007), “Simplified seismic design approach for steel portal frame piers with hysteretic dampers”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 36, No. 4, pp. 541-562. DOI: 10.1002/eqe.643

Del Valle, E (1988), “Amortiguamiento adicional para reducir efectos sísmicos”, Revista de Ingeniería Sísmica, No. 32, pp. 49-76.

Foti, D, L M. Bozzo y F López-Almansa (1998), “Numerical efficiency assessment of energy dissipators for seismic protection of buildings”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 27, pp. 543-556. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9845(199806)27:6<543::AID-EQE733>3.0.CO;2-9

Hernández, H (2015), “Propuesta de diseño sísmico para marcos de acero con disipadores de energía histeréticos”, Tesis de Maestría, Posgrado en Ingeniería Estructural, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco, julio.

Nangullasmú, H J y A Tena (2016), “Requisitos mínimos de detallado dúctil en marcos de concreto reforzado protegidos con disipadores histeréticos de energía”, Revista de Ingeniería Sísmica, No. 95, pp. 1-32, julio-diciembre, DOI: 10.18867/ris.95.381.

NTCS-04 (2004), “Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo”, Gaceta Oficial del Distrito Federal, Tomo II, No. 103-BIS, octubre.

Ramírez, O M, M C Constantinou, C A Kircher, A S Whittaker, M W Johnson, J D Gómez y C Z Chryzostomou (2001), “Development and evaluation of simplified procedures for analysis and design of buildings with passive energy dissipation systems”, Technical Report MCEER-00-0010, Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, State University of New York at Buffalo.

Rosenblueth, E, M Ordaz, F J Sánchez-Sesma y S K Singh (1989), “The Mexico earthquake of September 19, 1985 - Design spectra for Mexico´s Federal District”, Earthquake Spectra, Vol. 5, No. 1, pp. 273-291. DOI: 10.1193/1.1585523

Scholl, R E (1993), “Fundamental design issues for supplemental damping applications”, Earthquake Spectra, Vol. 9, No.3, pp. 627-636. DOI: 10.1193/1.1585732

Symans, M D, F A Charney, A S Whittaker, M C Constantinou, C A Kircher, M W Johnson y R J McNamara (2008), “Energy dissipation systems for seismic applications: current practice and recent developments”, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 134, No. 1, pp. 3-21. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2008)134:1(3)

Tena, A (1997), “Espectros inelásticos de demandas de ductilidad para la evaluación de estructuras existentes ante sismos”, Memorias, XI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Veracruz, Veracruz, Vol. I, pp. 671-682, noviembre.

Tena, A (1998a), “Modelado analítico de edificios con disipadores de energía, aplicaciones en proyectos de reestructuración”, Memorias, V Simposio Nacional de Ingeniería Sísmica: Disipadores de energía para controlar la respuesta sísmica de edificios, Toluca, Estado de México, pp. 85-120, septiembre.

Tena, A (1998b), “Evaluación sísmica simplificada de estructuras existentes”, Revista de Ingeniería Sísmica, No. 59, pp. 29-62, julio-diciembre, DOI: 10.18867/ris.59.251.

Tena, A (2000), “Modelado analítico de edificios con disipadores de energía”, Revista de Ingeniería Sísmica, No. 62, pp. 29-62, DOI: 10.18867/ris.62.253 .

Tena, A (2010), “A 25 años del sismo de septiembre de 1985: Breves reflexiones sobre los espectros de diseño sísmico”, Memorias, XI Simposio Nacional de Ingeniería Sísmica, a 25 años del sismo de 1985: Aprendizaje, Conciencia y Prevención, México, DF, CDROM, pp. 1-9, septiembre.

Tena, A y H J Nangullasmú (2013), “Diseño sísmico de marcos no dúctiles de concreto reforzado con disipadores de energía histeréticos. Definición de parámetros de diseño”, Revista Internacional de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil, Vol. 13, No. 2, pp. 275-299.

Tena, A, H J Nangullasmú, H Hernández y A Gama (2016), “Diseño sísmico conforme a reglamento de edificios estructurados con base en marcos contraventeados con disipadores de energía histeréticos”, Memorias, XIV Simposio Nacional de Ingeniería Sísmica, León, Guanajuato, CDROM, pp. 1-57, junio-julio.

Tena, A y H Hernández (2016), “Definición de parámetros globales de diseño sísmico de marcos dúctiles de acero con disipadores de energía histeréticos”, Revista Internacional de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil, Vol. 16, No. 1, pp. 19-47.

Tena, A y H Hernández (2017), “Diseño sísmico resiliente de marcos dúctiles de acero con fusibles estructurales”, Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras, Vol. 22, No. 4, pp. 421-457.

Tena, A y A Gama (2017), “Determinación de parámetros de diseño sísmico para marcos dúctiles de concreto reforzado con disipadores de energía histeréticos”, Revista Sul-americana de Engenharia Estrutural, Vol. 14, No. 1, pp. 36-58, DOI: 10535/rsaee.v14i1.6496 .

Tena-Colunga, A y D Pérez-Moreno (1994), “Seismic upgrading of a nine-story building at Mexico City’s lake-bed zone using U-Shaped energy dissipation devices”, Memorias, 9th International Seminar on Earthquake Prognostics, San José, Costa Rica, septiembre, DOI:10.13140/2.1.1991.9684.

Tena-Colunga, A, E Del Valle y D Pérez-Moreno (1996), “Issues on the seismic retrofit of a building near resonant response and structural pounding”, Earthquake Spectra, Vol. 12, No. 3, pp. 567-597, DOI: 10.1193/1.1585897.

Tena-Colunga, A y A Vergara (1997), “Comparative study on the seismic retrofit of a mid-rise steel building: steel bracing vs energy dissipation”, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 26, No. 6, pp. 637-645, DOI: 10.1002/(SICI)1096-9845(199706)26:6<637::AID-EQE666>3.0.CO;2-R .

Tena-Colunga, A (2001), “Displacement ductility demand spectra for the seismic evaluation of structures”, Engineering Structures, Vol. 23, No. 10, pp. 1319-1330, DOI: 10.1016/S0141-0296(01)00025-6 .

Tena-Colunga, A (2007), “State of the Art and State of the Practice for energy dissipation and seismic isolation of structures in Mexico”, Memorias, 10th World Conference on Seismic Isolation, Energy Dissipation and Active Vibration Control of Structures, Estambul, Turquía, CD-ROM, mayo.

Tena-Colunga, A y H J Nangullasmú-Hernández (2015), “Assessment of seismic design parameters of moment resisting RC braced frames with metallic fuses”, Engineering Structures, Vol. 95, pp. 138-153, DOI: 10.1016/j.engstruct.2015.03.062.

Tena-Colunga, A y H Hernández-Ramírez (2017), “Code-oriented global design parameters for moment-resisting steel frames with metallic structural fuses”, Frontiers in Built Environment, Vol. 3, Article 19, DOI: 10.3389/fbuil.2017.00019 .

Vargas, R y M Bruneau (2006), “Analytical investigation of the structural fuse concept”, Technical Report MCEER-06-0004, Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, University at Buffalo, State University of New York, March.

Vargas, R y M Bruneau (2009), “Analytical response and design of buildings with metallic structural fuses. I”, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 135, No. 4, pp. 386–393. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2009)135:4(386)

Wu, J y R E Hanson (1987), “Inelastic response of structures with high damping subjected to earthquakes”, Report UMCE 87-9, Department of Civil Engineering, The University of Michigan, noviembre.




DOI: https://doi.org/10.18867/ris.98.495

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.


Revista de Ingeniería Sísmica, año 51, número 98, enero-julio 2018, es una publicación semestral editada por la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica A. C., Calle Camino Santa Teresa 187 despacho 12, Col. Parques del Pedregal, Delegación Tlalpan, C.P. 14010, Tel. 5665-8377, www.smis.org.mx, smis@smis.org.mx. Editor responsable: Dr. Edén Bojórquez Mora, co-editor: Dr. Francisco Leonel Silva González. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2014-052714093500-203, ISSN electrónico 2395-8251 , ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de este número: Dr. Edén Bojórquez Mora. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica A. C.