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Dinámica de Estructuras Tema 2 Respuesta sísmica de sistemas lineales II Semestre 2013 IC‐0905/II‐2013
Figura 6.1.1 Acelerógrafos: (a) SMA-1, instrumento de registro analógico con frecuencia natural no amortiguada de 25 Hz y coeficiente de amortiguamiento de 60% del crítico; (b) SSA-2, instrumento de registro digital con frecuencia natural no amortiguada de 50 Hz y coeficiente de amortiguamiento de IC‐0905/II‐2013 70% del crítico. (Cortesía de Kinemetrics, Inc.)
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Figura 6.1.2 Aceleración horizontal pico del terreno registrada durante el terremoto de Loma Prieta el 17 de octobre de 1989. (Cortesía de R. B. Seed.)
Figura 6.1.3 Acelerogramas registrados en varios terremotos. [Basado en parte en Hudson (1979).] IC‐0905/II‐2013
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Figura 6.1.4 Componente norte–sur del acelerograma registrado en la subestación del Imperial Valley Irrigation District en El Centro, California, durante el terremoto de Imperial Valley el 18 de Mayo de 1940. LaIC‐0905/II‐2013 velocidad y el desplazamiento del terreno fueron calculados mediante integración del acelerograma.
Figura 6.2.1
Sistemas de un grado de libertad.
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Figura 6.3.1 Daño por golpeteo, Hotel de Carlo, Ciudad de México, 1985. (Cortesía del National Geophysical Data Center, fotografía de C. Arnold) IC‐0905/II‐2013
Figura 6.3.1 Dos imágenes del daño por golpeteo entre el edificio Sanborns (bajo) y el edificio Avenida Reforma 33 (alto) en Ciudad de México debidas al terremoto del 28 de julio de 1957. (Colección Steinbrugge, National Information Service for Earthquake Engineering, University of California, Berkeley.) IC‐0905/II‐2013
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Figura 6.4.1
Respuesta de deformación de un sistema UGL al terremoto de El Centro.
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f S (t ) mn2u (t ) mA(t ) Figura 6.4.2
Fueza estática equivalente.
A(t ) n2u (t )
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Vb (t ) mA(t ) M b (t ) hVb (t )
Figura 6.4.3 IC‐0905/II‐2013
Respuesta de pseudo-aceleración de un sistema UGL para el terremoto de El Centro.
Espectros de respuesta de deformación, pseudovelocidad y pseudoaceleración
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Figura 6.6.1 (a) Acelerograma; (b) respuesta de deformación de tres sistemas UGL con ζ = 2% y Tn = 0.5, 1, y 2 s; (c) espectro de respuesta de deformación para ζ = 2%. IC‐0905/II‐2013
V n D ESo
2 D Tn
kuo2 mV 2 2 2
Figura 6.6.2 Espectros de respuesta (ζ = 0.02) para el terremoto de El Centro: (a) espectro de respuesta de IC‐0905/II‐2013 deformación; (b) espectro de respuesta de pseudo-velocidad; (c) espectro de respuesta de pseudo-aceleración.
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2 A n2 D D T n Vbo f So mA Vbo
A W g
A/g puede tomarse como el coeficiente de cortante basal o coeficiente de fuerza lateral
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Figura 6.6.3 IC‐0905/II‐2013
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Espectro de respuesta combinado D–V–A para el terremoto de El Centro; ζ = 2%.
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Figura 6.6.4
Espectro de respuesta combinado D–V–A para el terremoto de El Centro; ζ = 0, 2, 5, 10, y 20%.
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Figura 6.6.5 Espectro de respuesta de pseudo-aceleración, o de coeficiente de cortante basal, normalizado para el terremoto de El Centro; ζ = 0, 2, 5, 10, y 20%. IC‐0905/II‐2013
IC‐0905/II‐2013 Figura 6.6.6 Espectro de respuesta de deformación para el terremoto de El Centro; ζ = 0, 2, 5, 10, y 20%.
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Example 6.1
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Figure E6.1
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Example 6.1 (continued)
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Respuesta estructural máxima a partir del espectro de respuesta
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Figura 6.7.1
Valor pico de la fuerza estática equivalente.
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Example 6.2
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Example 6.2 (continued)
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Figura E6.2
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Example 6.3
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Example 6.3 (continued)
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Example 6.4
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Figura E6.4
(a) pórtico; (b) fuerza estática equivalente; (c) diagrama de momento.
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Example 6.4 (continued)
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Example 6.5
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Example 6.5 (continued)
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Figura E6.5
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Example 6.6
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Example 6.6 (continued)
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Caracterísitcas del espectro de respuesta
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Figura 6.8.1 Response spectrum (ζ = 0, 2, 5, and 10%) and peak values of ground acceleration, ground velocity, and ground displacement for El Centro ground motion. IC‐0905/II‐2013
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Figura 6.8.3 Response spectrum for El Centro ground motion shown by a solid line together with an IC‐0905/II‐2013 idealized version shown by a dashed line; ζ = 5%.
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Figura 6.8.4 (a) El Centro ground acceleration; (b) total acceleration response of an SDF system with Tn = 0.02 sec and ζ = 2%; (c) pseudo-acceleration response of the same system; (d) rigid system. IC‐0905/II‐2013
Figura 6.8.5 (a) El Centro ground displacement; (b) deformation response of SDF system with Tn = 30 sec and ζ = 2%; (c) very flexible system. IC‐0905/II‐2013
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Figure 6.8.6 Fault-normal component of ground motions recorded at (a) Rinaldi Receiving Station, 1994 Northridge earthquake, and (b) Taft, 1952 Kern County earthquake. IC‐0905/II‐2013
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Figure 6.8.7 Idealized response spectra for fault-normal component of three near-fault ground motion records—LP89Lex: Lexington Dam, 1989 Loma Prieta earthquake; NR94rrs: Rinaldi Receiving Station, 1994 Northridge earthquake; and KB95tato: Takatori Station, 1994 Hygogo-Ken-Nanbu (or Kobe) earthquake—and of the 1952 Taft record; ζ = 5%. IC‐0905/II‐2013
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Figure 6.8.8 Variation of peak pseudo-acceleration with damping for systems with Tn = 0.2, 0.5, 1, 3, andIC‐0905/II‐2013 5 sec; El Centro ground motion.
Espectro elástico de diseño
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Figura 6.9.1 Espectros de respuesta para el componente norte-sur de movimientos del terreno registrados en la subestación Imperial Valley Irrigation District en El Centro, California, durante terremotos del 18 de mayo 1940; 9 de febrero 1956; y 8 de abril 1968. ζ = 2%. IC‐0905/II‐2013
Figure 6.9.2 Mean and mean +1σ spectra with probability distributions for V at Tn = 0.25, 1, and 4 sec; ζ = 5%. Dashed lines show an idealized design spectrum. (Based on numerical data from R. Riddell IC‐0905/II‐2013 and N. M. Newmark, 1979.)
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Figure 6.9.3 IC‐0905/II‐2013
Construction of elastic design spectrum.
TABLA 6.9.1 FACTORES DE AMPLIFICACION: ESPECTROS ELASTICOS DE DISEÑO
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TABLA 6.9.2 FACTORES DE AMPLIFICACION: ESPECTROS ELASTICOS DE DISEÑO a
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Figure 6.9.5 Elastic pseudo-acceleration design spectrum (84.1th percentile) for ground motions with ügo = 1g, ugo = 48 in./sec, and ugo = 36 in.; ζ = 5%. IC‐0905/II‐2013
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Comparación de espectros de respuesta y de diseño
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Figure 6.10.1 Comparison of standard design spectrum (ügo = 0.319g) with elastic response spectrum for El Centro ground motion; ζ = 5%. IC‐0905/II‐2013
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Distinción entre espectros de respuesta y espectros de diseño • El espectro de respuesta es un gráfico de la respuesta máxima de todos los posibles sistemas UGL y por tanto es una descripción de un movimiento del terreno en particular • El espectro de diseño es una especificación del nivel de fuerza o deformación sísmica de diseño como una función del periodo natural de oscilación y del porcentaje de amortiguamiento IC‐0905/II‐2013
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Figura 6.11.1 Espectro de diseño definido como la envolvente de los espectros de diseño para terremotos originados en dos fallas diferentes. IC‐0905/II‐2013
Espectros de respuesta de velocidad y de aceleración
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Figure 6.12.2 (a) Comparison between pseudo-acceleration and acceleration response spectra; ζ = IC‐0905/II‐2013 10%; (b) ratio A/üto for ζ = 0, 10, and 20%.
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TABLA A6.1
ACELERACION DEL TERRENO
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ACELERACION DEL TERRENO
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ACELERACION DEL TERRENO
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ACELERACION DEL TERRENO
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TABLA A6.1
ACELERACION DEL TERRENO
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Figura A6.1 IC‐0905/II‐2013
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Papel de graficación con escalas logarítmicas en cuatro direcciones.
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