CONSIDERACIÓN EXPLÍCITA DEL DAÑO ACUMULADO EN EL DISEÑO SISMICO DE ESTRUCTURAS A TRAVÉS DE FACTORES DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA POR DUCTILIDAD

Autores/as

  • Edén Bojórquez Mora Universidad Autónoma de Sinaloa
  • Amador Terán Gilmore Universidad Autónoma Metropolitana
  • Juan Bojórquez Mora Universidad Nacional Autónoma de México
  • Sonia E. Ruiz Gómez Universidad Nacional Autónoma de México

DOI:

https://doi.org/10.18867/ris.80.61

Resumen

Una estructura que incurre en varios ciclos de comportamiento plástico cuando se somete a una excitación sísmica severa puede sufrir una degradación excesiva de sus propiedades estructurales, lo que puede provocar su falla a niveles de deformación que están muy por debajo de los que alcanza cuando se le sujeta a un estado de desplazamiento monótonamente creciente. Debido a esto, es necesario incorporar al diseño sísmico información que permita caracterizar numéricamente la severidad de las demandas plásticas acumuladas. Una manera práctica de lograr esto consiste en plantear factores de reducción de resistencia por ductilidad que tomen en cuenta el efecto de las demandas acumuladas a través de definir una ductilidad reducida. En este trabajo, el efecto del daño acumulado se incorpora a la definición de factores de reducción de resistencia a través del índice de daño de Park y Ang. Para ello, se estiman las ductilidades máximas que según dicho índice pueden acomodar sistemas de un grado de libertad sujetos a movimientos del terreno registrados en distintas zonas del Valle de México, y se determinan factores de reducción de resistencia por ductilidad que consideran la acumulación del daño a través de dichas ductilidades. Se discuten los resultados obtenidos y se hacen recomendaciones de como incorporar los efectos de las demandas acumuladas de deformación plástica al diseño sísmico de estructuras.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Anderson, J C, E Miranda y V V Bertero (1991), “Evaluation of the seismic performance of a 30-story

building”, Reporte UCB/EERC-91/16, Universidad de California, Berkeley.

Arias, A (1970), “A measure of earthquake intensity”, Seismic Design for Nuclear Power Plants, edited by R. J. Hansen, MIT Press, Cambridge, MA, pp. 438-483.

Arroyo, D y A Terán-Gilmore (2002), “Strength reductions factors to account for low cycle fatigue”,

Seventh US Conference on Earthquake Engineering, Boston, USA, (CD-ROM).

Arroyo, D y M Ordaz (2007), “Hysteretic energy demands for SDOF systems subjected to narrow band earthquake ground motions. Applications to the lake bed zone of Mexico City”, Journal of

Earthquake Engineering, Vol. 11, pp. 147-165.

Avilés, J y L E Pérez-Rocha (2007), “Damage analysis of structures on elastic foundation”, Journal of

Structural Engineering, ASCE. Vol. 133, No 10, pp. 1453-1461.

Baik, S W, D G Lee y H Krawinkler (1988), “A simplified model for seismic response prediction of steel

frame structures”, IX World Conference on Earthquake Engineering, Tokio, Japón.

Ballio, G y C A Castiglioni (1994), “An approach to the seismic design of steel structures based on

cumulative damage criteria”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 23, pp. 969-

Bazán, E, I Díaz, J Bielak y N Bazán (1992), “Probabilistic seismic response of inelastic building

foundation systems”, Memorias, 10th World Conference on Earthquake Engineering, Madrid,

España.

Bertero, V V (1997), “Performance-based seismic engineering: A critical review of proposed guidelines”, Seismic Design Methodologies for the Next Generation of Codes, Proceedings, pp. 1–31.

Bojórquez, E y S E Ruiz (2004), “Strength reduction factors for the valley of Mexico taking into account low cycle fatigue effects”, 13º World Conference on Earthquake Engineering, paper 516, Vancouver, Canada 2004 (CD-ROM).

Bojórquez, E y J L Rivera (2005), “Espectros con tasa de falla uniforme en S1GL para distintos modelos de comportamiento teóricos (utilizando funciones de degradación)”, XV Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Ciudad de México 2005 (CD-ROM).

Bojórquez, E, I Iervolino, G Manfredi y E Cosenza (2006), “Influence of ground motion duration on

degrading SDOF systems”, First European Conference on Earthquake Engineering and Seismology, Geneva, Switzerland (CD-ROM).

Bojórquez, E (2007), “Vulnerabilidad sísmica de edificios usando conceptos de energía”, Tesis de

Doctorado, Universidad Nacional Autónoma de México.

Bojórquez, E, S E Ruiz y A Terán-Gilmore (2008a), “Reliability-based evaluation of steel structures using energy concepts”, Engineering Structures, Vol. 30, No. 6, pp. 1745-1759.

Bojórquez, E, A Terán-Gilmore, S E Ruiz y A Reyes-Salazar (2008b), “Evaluation of structural reliability

of steel frames considering cumulative damage”, The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China 2008 (CD-ROM).

Boomer, J M, J Magenes, J Hancock y P Penazzo (2004), “The influence of strong-motion duration on the seismic response of masonry structures”, Bulletin of Earthquake Engineering 2004, Vol. 2, pp. 1-26.

Bozorgnia, Y y V V Bertero (2001), “Improved shaking and damage parameters for post-earthquake

applications”, Proceedings of the SMIP01 Seminar on Utilization of Strong-Motion Data, Los Angeles, California.

Cosenza, E, G Manfredi y R Ramasco (1993), “The use of damage functionals in earthquake engineering: a comparison between different methods”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 22, pp. 855-868.

Cosenza, E y G Manfredi (1996), “Seismic design based on low cycle fatigue criteria”, Memorias XI

Congreso Mundial de Ingeniería Sísmica, Acapulco, Mexico (CD-ROM).

Chai, Y H y K M Romstad (1997), "Correlation between strain-based low-cycle fatigue and energy-based linear damage models", Earthquake Spectra, Vol. 13 No. 2, 191-209.

Chai, Y H (2005), “Incorporating low-cycle fatigue model into duration-dependent inelastic design

spectra”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 23, pp. 1023-1043.

Chopra, A K, (2001), Dynamics of Structures. Theory and applications to earthquake engineering,

Prentice Hall, Second Edition, New Jersey, 844pp.

Chou, C C y C M Uang (2003), “A Procedure to evaluate energy demand for framed structures”

Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 32, pp. 229-244.

Espinoza-Johnson, M A y A Terán-Gilmore (2000), “Efecto de la degradación de rigidez en las demandas sísmicas de sistemas simples”, Memorias XII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural (CD-ROM).

Fajfar, P (1992), “Equivalent ductility factors taking into account low-cycle fatigue”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 21, pp. 837-848.

Hancock, J y J M Bommer (2006), “A state-of-knowledge review of the influence of strong-motion

duration on structural damage”, Earthquake Spectra, Vol. 22, No. 3, pp. 827-845.

Huerta, B y E Reinoso (2002), “Espectros de energía de movimientos fuertes registrados en México”,

Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, Vol. 66, pp. 45-72.

Iervolino, I, G Manfredi y E Cosenza (2006), “Ground motion duration effects on nonlinear seismic

response”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 35, pp. 21.38.

Krawinkler, H y M Zohrei (1983), “Cumulative damage in steel structure subjected to earthquake ground motions”, Computer and Structures, Vol. 16 pp. 531-541.

Kunnath, S K, A El-Bahy, A W Taylor y W C Stone (1999), “Cumulative seismic damage in reinforced

concrete bridge columns: Benchmarks and low cycle fatigue tests”, ACI Structural Journal, Vol. 96, No. 4, pp. 633-643.

Lam, N, J Wilson y G Hutchinson (1998), “The ductility reduction factor in the seismic design of

buildings”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 27, pp. 749-769.

Lee, L H, S W Han y Y H Oh (1999), “Determination of ductility factor considering different hysteretic

models”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 28, pp. 957-977.

Malhotra, P K (2002), “Cyclic-demand spectrum”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics,

Vol. 31, pp. 1441-1457.

Manfredi, G (2001), “Evaluation of seismic energy demand”, Earthquake Engineering and Structural

Dynamics, Vol. 30 pp. 485-499.

Mehanny, S F y G G Deierlein (2000), “Modeling of assessment of seismic performance of composite

frames with reinforced concrete columns and steel beams”, Report No. 135, The John A. Blume Earthquake Engineering Center, Stanford University.

Miranda, E y V V Bertero (1989), “The Mexico earthquake of September 19, 1985-performance of low- rise buildings in Mexico City, Earthquake Spectra, Vol. 5, No. 1, 121-143.

Miranda, E (1993), “Site-dependent strength reduction factors”, J. Structural. Engineering, Vol. 119, pp. 3503-3519.

Miranda, E y V V Bertero (1994), “Evaluation of strength reduction factors for earthquake-resistant

design”, Earthquake Spectra, Vol. 10, No. 2, pp. 357-379.

Miranda, E y J Ruiz (1999), “Influencia de la degradación de rigidez en las demandas de desplazamiento lateral de estructuras cimentadas en suelos blandos”, Memorias XII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Morelia, Michoacán (CD_ROM).

Miranda, E y J Ruiz-García (2002), “Influence of stiffness degradation on strength demands of structures built on soft soil sites”, Engineering Structures, Vol. 24, No. 10, pp. 1271-1281.

Muria, D y R González (1995), “Propiedades dinámicas de edificios de la ciudad de México”, Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, Vol. 51, pp. 25-45.

Muria, D, L Fuentes y R González (2000), “Uncertainties in the estimation of natural frequencies of

buildings in Mexico City”, 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, Nueva Zelanda (CD-ROM).

Ordaz, M y L E Pérez (1998), “Estimation of strength-reduction factors for elastoplastic systems: a new approach”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics., Vol. 27, pp. 889-901.

Ordaz, M, E Miranda y J Avilés (2003), “Propuesta de espectros de diseño por sismo para el DF.” Revista Internacional de Ingeniería de Estructuras, editado por Escuela Superior Politécnica del Ejército, 8, 189-208.

Panagiotakos, T B y M N Fardis (2001), “Deformations of reinforced concrete members at yielding and ultimate”, ACI Structural. Journal, Vol. 98, No. 2, pp. 135–148.

Park, Y J y A H Ang (1985), “Mechanistic seismic damage model for reinforced concrete”, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 111, No. ST4, pp. 740-757.

Paulay, T (1996), “Seismic design of concrete structures the present need of societies”, Memorias XI Congreso Mundial de Ingeniería Sísmica, Acapulco, Mexico (CD-ROM).

Pérez-Rocha, L E y J Avilés (2003), “Evaluación de efectos de interacción en resistencias inelásticos”,

Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, Vol. 69, pp. 45-71.

Powell, G H y R Allahabadi (1987), “Seismic damage prediction by deterministic methods: concepts and procedures”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 16, 719-734.

Quiroz-Ramírez, A y A Terán-Gilmore (2008), “Método Empírico de Escalado que Considera los Contenidos de Energía y de Frecuencias de los Movimientos del Terreno”, XVI Congreso Nacional de Ingeniería Estructural (CD-ROM).

Reinoso, E (1996), “Algunos resultados recientes sobre el peligro sísmico en la ciudad de México”,

Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, Vol. 53, pp. 1-24.

Rodríguez, M E (1997), “Una medida de la capacidad destructiva de terremotos”, Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, Vol. 55, pp. 37-59.

Rodríguez, M E y R Montes (1998), “Comportamiento sísmico no lineal de edificaciones sobre suelo

blando”, Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, Vol. 58 pp. 1-20.

Rodríguez, M E y J C Ariztizabal (1999), “Evaluation of a seismic damage parameter”, Earthquake

Engineering and Structural Dynamics, Vol. 28, pp. 463-477.

Rodríguez, M E y D Padilla. (2008), “A damage index for the seismic analysis of reinforced concrete

members”, artículo aceptado para Journal of Earthquake Engineering.

Ruiz-Garcia, J y E Miranda (2004), “Inelastic Displacement Ratios for Structures Built on Soft Soil Sites”, Journal of Structural Engineering, Vol. 130, No. 12, pp. 2051-2061.

Silva-Olivera, H y O López-Batiz (2001), “Estudio experimental sobre índices de daño en estructuras de concreto reforzado sujetas a cargas laterales”, XIII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Guadalajara, México (CD_ROM).

Stephens, J E y J T P Yao (1987), “Damage assessment using response measurements”, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 113, No. 4, 787-801.

Tarquis, F y J M Roesset (1988), “Structural response and design spectra for the 1985 Mexico City

earthquake”, Report No: GD89-1, University of Texas, Austin, TX.

Terán-Gilmore, A (1996), “Performance-based earthquake-resistant design of framed building using

energy concepts”, Tesis de Doctorado, University of California Berkley.

Terán-Gilmore, A (2001), “Consideraciones del uso de la energía plástica en el diseño sísmico”, Revista de ingeniería Sísmica, SMIS, Vol. 65, pp. 81-110.

Terán-Gilmore, A y M A Espinoza-Johnson (2003), “Resistencia de diseño para sistemas simples que exhiben degradación de rigidez y resistencia”, Memorias XIV Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica(CD_ROM).

Terán-Gilmore, A y J O Jirsa (2005), “A damage model for practical seismic design that accounts for low cycle fatigue”, Earthquake Spectra, Vol. 21, No. 3, pp. 803-832.

Terán-Gilmore, A y J O Jirsa (2007), “Energy demands for seismic design against low-cycle fatigue”,

Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 36, pp. 383-404.

Terán-Gilmore, A y M A Espinoza (2008), "Diseño por desempeño de estructuras dúctiles de concreto reforzado ubicadas en la zona del lago del Distrito Federal: la resistencia lateral de diseño", Revista de Ingeniería Sísmica, SMIS, Vol.78, pp. 23-46.

Uang, C M (1991), “Establishing R (or Rw) and Cd factors for Building Seismic Provisions”, ASCE

Journal of Structural Engineering, Vol. 117, No. 1, 19-28.

Villa-Velázquez, C I y S E Ruiz (2001), “Influencia de la intensidad en las características de los movimientos registrados en el valle de México”, Informe elaborado para la Secretaría de Obras y Servicios del D.F., Instituto de Ingeniería, UNAM.

Whittaker, A, G Hart y C Rojahn (1999), “Seismic response modification factors”, J. Structural

Engineering (ASCE), Vol. 125, No. 4, pp. 438-444.

Williams, M S y R G Sexsmith (1995), “Seismic damage indices for concrete structures: a state of the art review”, Earthquake Spectra, Vol. 11, No. 2, pp. 319-349.

Williams, M S y R G Sexsmith (1997), “Seismic assessment of concrete bridges using inelastic damage

analysis”, Engineering Structures, Vol. 19, No. 3, pp. 208-216.

Descargas

Publicado

2009-01-01

Cómo citar

Bojórquez Mora, E., Terán Gilmore, A., Bojórquez Mora, J., & Ruiz Gómez, S. E. (2009). CONSIDERACIÓN EXPLÍCITA DEL DAÑO ACUMULADO EN EL DISEÑO SISMICO DE ESTRUCTURAS A TRAVÉS DE FACTORES DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA POR DUCTILIDAD. Revista De Ingeniería Sísmica , (80), 30–62. https://doi.org/10.18867/ris.80.61

Número

Sección

Artículos

Métrica

Artículos más leídos del mismo autor/a

1 2 3 > >>