Consideraciones De Uso De La Energía Plástica en El Diseño Sísmico

Abstract

RESUMENEl diseño sísmico racional de una estructura debe contemplar el control de su nivel de daño estructural cuando se le sujeta a la excitación sísmica de diseño, la cual debe estar constituida por una familia de movimientos del terreno. Estrictamente hablando, el control del daño estructural solo es posible cuando se hace una consideración explícita de las demandas de deformación plástica en la estructura, lo que implica no solo conocer su magnitud, sino su secuencia de ocurrencia a través del tiempo. La similitud de los niveles de daño estructural promedio, estimados por medio de dos índices de daño (uno que toma en cuenta la secuencia de ocurrencia de las demandas de deformación plástica y otro que ignora dicha secuencia), en sistemas de un grado de libertad sujetos a la acción de diferentes familias de movimientos del terreno, sugiere que es posible plantear el control del daño estructural en estructuras sismorresistentes a partir del uso de la energía plástica que disipa la estructura como representación de las demandas plásticas acumuladas. Dentro de este contexto, se observa además que las demandas máxima y acumuladas de deformación en edificios regulares, diseñados conforme a los requerimientos de los códigos actuales de diseño sísmico, son similares a aquellas obtenidas, para la misma familia de movimientos del terreno, a partir de espectros de respuesta. Lo anterior aporta las bases para plantear que el control de daño estructural en una estructura sismorresistente regular puede establecerse a partir de las demandas de deformación máxima y de energía plástica leídas directamente de espectros de respuesta. SUMMARYThe rational seismic design of a structure must contemplate the control of its level of structural damage when it is subjected to the design seismic excitation, which is normally constituted by a family of ground motions. Strictly speaking, structural damage control is only possible through the explicit consideration of the plastic deformation demands in the structure, which requires the knowledge of their magnitude and sequence of occurrence. The similitude of the average levels of structural damage, estimated by using two damage indices (one that takes into account the sequence of occurrence of the plastic deformation demands and another one that neglects this sequence), in single degree of freedom systems subjected to different families of ground motion, suggests that damage control in an earthquake-resistant structure can be formulated through the use of the plastic energy dissipated by that structure in lieu of a more accurate representation of the cumulative plastic deformation demands. Within this context, it has been found that the maximum and cumulative deformation demands in regular buildings, designed according to the requirements of current seismic design codes, are similar to those obtained, for the same family of ground motions, from response spectra. The latter fact suggests that structural damage control in a regular earthquake-resistant structure can be formulated through th...

Evaluation of Structural Reliability of Steel Frames: Interstory Drift versus Plastic Hysteretic Energy

“…The large amount of medium-rise and tall buildings built and being built in this zone makes it necessary to carefully review and modernize current Mexican seismic design procedures. Particularly, recent studies suggest that the seismic performance of structures located on the very soft soils of Mexico City can be strongly influenced by the structural damage and deterioration accumulated through several cycles of plastic deformation (Rodríguez y Ariztizabal 1999, Terán-Gilmore 2001, Huerta and Reinoso 2002, Bojórquez and Ruiz 2004, Arroyo and Ordaz 2007, Terán-Gilmore and Jirsa 2007).…”

Hysteretic energy‐based state‐dependent fragility for ground‐motion sequences

“…However, there exists a stable, pseudoparabolic relationship between peak deformation and hysteretic energy. This was confirmed by numerical dynamic analyses of single degree of freedom (SDoF) systems subjected to ground motions 13–15 and quasi‐static, cyclic experimental tests on single members 16–19 . It is worth stressing that the above statement refers to the cumulative definition of hysteretic energy for dynamic actions, calculated over the force‐displacement time history (due to a given ground‐motion record).…”

“…There exists a stable, pseudoparabolic relationship between the peak global displacement () and the hysteretic energy of a system, 13–15 herein called for consistency with the subsequent sections. To qualitatively confirm this trend, an illustrative SDoF system is analyzed via an incremental dynamic analysis, IDA 23 .…”

UNA MEDIDA DE INTENSIDAD SÍSMICA BASADA EN UN PARÁMETRO PARA CARACTERIZAR LA FORMA ESPECTRAL DENOMINADO Np

“…Sin embargo, dado que se ha observado el efecto que tiene la relación entre el periodo del sistema y el periodo dominante del terreno sobre las demandas sísmicas para el caso de este tipo de movimientos (Miranda, 1993;Terán-Gilmore, 2001; Ruiz-García y Miranda, 2004;Bojórquez y Ruiz, 2004). Es importante analizar estructuras con distintos periodos fundamentales de vibración, con la finalidad de ejemplificar la generalidad de los resultados y de manera implícita tomar en cuenta si las medidas de intensidad sísmica funcionan de manera apropiada para diferentes relaciones de periodos del suelo y la estructura.…”