PROCEDIMIENTO PARA SELECCIÓN DE ACELEROGRAMAS PARA ESTUDIOS DE FRAGILIDAD EN PUENTES TÍPICOS DE ARGENTINA

Los acelerogramas adoptados para realizar estudios de fragilidad en puentes a través de análisis dinámico no lineal son uno de los componentes de mayor influencia en los resultados obtenidos. El objetivo de este trabajo es presentar una metodología para selección y escalado de acelerogramas reales de sismos registrados en distintas partes del mundo en ambientes tectónicos semejantes a los del centro-oeste argentino, de manera tal de contar con series de registros compatibles con espectros para distintas clases de sitio, zonas de peligrosidad sísmica y niveles de amenaza sísmica. Para ello, se hizo uso de la aplicación web de la base de datos de movimientos sísmicos del PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center’s). Se tomaron en consideración los espectros objetivos y distintos parámetros, tales como: magnitud del sismo, tipo de falla, distancia de la estructura a la falla, velocidad media de la onda de corte en los 30 metros superiores del terreno, etc. Mediante la aplicación de un criterio novedoso, en el cual se contempla la Intensidad de Aceleración Espectral (ASI), se arribó a 16 series de sismos considerando: 4 clases de sitio, zonas de elevada y muy peligrosidad sísmica del territorio nacional y periodos de recurrencia de 500 y 2500 años. Estas series de registros representativas de la sismicidad de la región referida podrán utilizarse luego para obtener curvas de fragilidad de mayor confiabilidad para distintas clases de puentes típicos.

PROPIEDADES DINÁMICAS Y CONDICIONES DE SERVICIO DE PUENTES PEATONALES EN MÉXICO

Actualmente en México no existen un código de diseño estructural para puentes peatonales, durante su proceso de diseño se considera el efecto del paso de los peatones por medio de una carga estática uniformemente distribuida que representa el peso del paso de los peatones sobre el tablero del puente, y debido a que no se considera una carga dinámica no se revisan los estados límite de servicio asociados a ella. La nueva tendencia estética consiste en diseñar puentes peatonales más esbeltos y flexibles que son más susceptibles a las vibraciones inducidas por los peatones, ya que éstos generan frecuencias armónicas que pueden coincidir con alguna de las frecuencias de la estructura y por lo tanto producir vibraciones resonantes que pueden exceder el nivel de confort aceptado por el ser humano. Las distintas normas internacionales de diseño sugieren que este tipo de puentes deben diseñarse de tal manera que sus frecuencias estructurales de vibrar queden excluidas del intervalo de frecuencias generadas por los peatones, y además proponen valores límites de aceleración de confort que no deben ser excedidas. En este trabajo se muestran los resultados de las pruebas de vibración ambiental que se realizaron en siete puentes peatonales construidos en México, además se muestran los resultados de las pruebas de vibración forzada realizadas en dos de ellos. Se realiza un estudio analítico de las diferentes estructuraciones comúnmente usadas en la práctica mexicana para este tipo de estructuras y se concluye que en su mayoría este tipo de estructuraciones no satisfacen los requisitos límite de servicio.

FUNCIONES DE CONFIABILIDAD Y DESEMPEÑO SÍSMICO DE CORTINAS DE CONCRETO

En este trabajo se presenta la aplicación de los principios de confiabilidad estructural para la estimación de la probabilidad de falla en cortinas de presas construidas con concreto. Se establecieron las funciones de estado límite para el agrietamiento en el cuerpo de la cortina y el deslizamiento de su base con respecto a la cimentación. Se utilizó el concepto del índice de reducción de rigidez secante presentado por Esteva et al. (2011) como una medida de la degradación de rigidez global de la cortina por la presencia de agrietamientos, a través de los resultados de un modelo bidimensional de elementos finitos (MEF2D), considerando un comportamiento no lineal en el concreto. La posibilidad del deslizamiento fue evaluada a través de los resultados del modelo MEF2D y a partir de un modelo de Cuerpo Rígido (MCR), incluyendo la variación espacial de la cohesión y el ángulo de fricción en la zona de contacto de la base de la cortina con la cimentación. Para obtener las intensidades sísmicas de falla se aplicó el concepto del análisis dinámico incremental (IDA), escalando los registros sísmicos en términos de intensidad y contenido de frecuencias, mediante el método híbrido de simulación de historias de movimiento del terreno propuesto por Ismael y Esteva (2006). Finalmente se presenta la comparación de las funciones de confiabilidad y las curvas de fragilidad de los modos de falla considerados.

REPARACIÓN ÓPTIMA DE ESCUELAS CON MUROS DE MAMPOSTERÍA Y MARCOS DE CONCRETO CON DAÑOS SÍSMICOS BASADA EN CONFIABILIDAD

El presente trabajo utiliza las técnicas de confiabilidad estructural para identificar la reparación óptima de estructuras con un sistema dual, concreto, y muros de mampostería, así como los costos y el ciclo de vida, para generar recomendaciones prácticas sobre el tipo de refuerzo para el estado límite de resistencia y el de servicio. ISSN-e 2395-8251 Se incorporan los estados límite de resistencia y de servicio, y se analiza el comportamiento combinado del marco y los muros. Se identifican los posibles modos de falla desde la capacidad de flexión y corte hasta la deriva entre pisos en dos escuelas ubicada en Yautepec y Tlatenchi, en el Estado de Morelos. Las escuelas sufrieron daños considerables en los muros, afectando su nivel de seguridad después del sismo ocurrido el 19 de septiembre del 2017. Mediante la aplicación de la confiabilidad estructural y los conceptos de costos esperados en el ciclo de vida, se propone una formulación para generar niveles óptimos de actualización de seguridad para reparar escuelas dañadas por sismos. Se analizan los modelos con un software comercial (PERFORM 3D V7) y se obtienen las respuestas máximas para las escuelas mencionadas. Se utilizan coeficientes de variación de carga y resistencia reportados en la literatura, para obtener la probabilidad de falla de la escuela. La probabilidad de falla de una estructura para cada estado límite, se evalúa bajo las condiciones dañadas de la estructura, luego, sucesivamente, se proponen varios tipos de reforzamiento, y se calculan las probabilidades de falla correspondientes y el costo esperado en el ciclo de vida. Se analizan 3 alternativas de reparación, la introducción de: concreto reforzado, ángulos y soleras de acero y muros de concreto reforzado. La reparación óptima será aquella para la que se cumpla la del costo mínimo esperado en el ciclo de vida. Las complejidades del tema brindan la oportunidad para realizar trabajos multidisciplinarios, los cuales pueden ser una herramienta muy favorable para generar recomendaciones prácticas para ingenieros a cargo de reparaciones de estructuras.

SOBRE CÓMO UN EDIFICIO VULNERABLE RESISTIÓ SIN DAÑOS EL SISMO DE CARACAS DE 1967

El sismo de 1967 ocasionó daños en el 48% de los edificios localizados en la zona de Los Palos Grandes-Altamira en Caracas. Se analiza el sorprendente desempeño de un edificio de marcos de concreto armado, de elevada vulnerabilidad, el cual no sufrió daños durante el sismo a pesar de no poseer vigas en una dirección y de tener una condición de piso débil en su nivel inferior debido a la ausencia de paredes. Se generaron cuatro pares de acelerogramas representativos del movimiento en la zona de gran espesor de sedimentos considerando que el movimiento tiene una intensidad en la dirección Norte-Sur aproximadamente tres veces mayor que en la dirección Este-Oeste. Se desarrollaron modelos matemáticos ajustados a las mediciones de vibración ambiental. La respuesta del edificio fue determinada mediante análisis dinámico no lineal, obteniéndose un desempeño similar al observado, resaltando una variación significativa en la respuesta ante un acelerograma u otro. Destaca la influencia determinante que tuvo la orientación del edificio; la carencia de daños se debió a la coincidencia favorable entre la dirección de mayor rigidez y resistencia de la estructura y la dirección de mayor intensidad del movimiento. Se evaluó el desempeño del edificio si se hubiese construido rotado 90°, obteniéndose daño estructural importante, lo cual enfatiza la necesidad de reforzar edificios antiguos similares que no sufrieron daños.

PRUEBAS DE VIBRACIÓN AMBIENTAL EN UN EDIFICIO DURANTE SU PROCESO DE REFORZAMIENTO

En este trabajo se muestran los resultados de tres pruebas de vibración ambiental realizadas en un edificio ubicado en la zona de transición de la Ciudad de México durante tres diferentes etapas de su reforzamiento estructural. La primera y segunda prueba se realizaron el 05 de noviembre del 2016 y el 24 de junio de 2017, respectivamente. La tercera prueba se realizó el 28 de septiembre de 2017, pocos días después de que se presentaron los sismos del 07 y del 19 de septiembre. Se realizaron tres modelos numéricos con las propiedades estructurales que tenía el edificio durante su proceso constructivo en el momento de la realización de cada una de las pruebas, con ello se determinaron los periodos de vibrar y las formas modales durante las tres etapas mencionadas. Los periodos de vibrar obtenidos durante las pruebas experimentales muestran similitud con los obtenidos en forma analítica; el amortiguamiento promedio del edificio resultó ser del 6%. Se concluye que los eventos sísmicos de septiembre de 2017 pudieron ocasionar una ligera degradación de la rigidez durante la etapa de reforzamiento.

FACTOR DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO MÁXIMO DE DISEÑO PARA EDIFICIOS UBICADOS EN EL MUNICIPIO DE VERACRUZ, Y DISEÑADOS CON EL MDOC-CFE-2015

En este estudio se muestra que diseñar un edificio para valores del factor de comportamiento sísmico (Q) de tres o cuatro, de acuerdo con el Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad versión 2015 (MDOC-CFE-2015), podría resultar en que el estado límite de servicio rija el diseño por resistencia de una estructura, lo cual no debe ser. Para percatarse de ello, el diseñador tendrá que realizar un proceso iterativo que podría requerir muchas iteraciones, lo cual incrementará significativamente el trabajo. Por lo anterior, se obtiene una función para estimar el máximo valor de Q con el que se debe diseñar un edificio, cuya implementación reduce considerablemente dicho trabajo iterativo.

FACTORES DE AMORTIGUAMIENTO PARA ESPECTROS DE DESPLAZAMIENTO DE SISTEMAS CON DISIPADORES DE ENERGÍA HISTERÉTICOS

Se propone y aplica una metodología basada en un análisis probabilista para estimar factores de amortiguamiento (Fmd) que modifican al espectro de desplazamiento elástico. Los Fmd toman en cuenta la disipación de energía de los sistemas disipadores del tipo histerético, así como el peligro sísmico del sitio donde se desplantan las estructuras. Se realizan análisis no lineales y lineales en el tiempo para sistemas de un grado de libertad equipados con disipadores de energía (S1GDL duales) y S1GDL convencionales, respectivamente. Se hace ver la influencia en los factores Fmd de los distintos parámetros de diseño y las características del suelo. Se obtienen expresiones matemáticas para los Fmd. los cuales resultan función del periodo de vibración de la estructura, de las características del sistema estructura-disipador y del tipo de suelo (duro, intermedio o blando) en donde se localizan los sistemas estructurales. Las expresiones son útiles para el diseño sísmico preliminar basado en el control de desplazamiento de sistemas estructurales equipados con disipadores del tipo histerético, ubicados en la ciudad de México.

ENSAYES SÍSMICOS EN MESA VIBRADORA DE UN EDIFICIO MINIATURA DE 5 NIVELES CON AISLADORES DE BASE

En una investigación anterior realizada en mesa vibradora en el Instituto de Ingeniería de la UNAM, se efectuaron ensayes de un edificio miniatura de acero con base fija, sin aisladores, denominado EM2, con un registro de aceleraciones que llevó al espécimen a una respuesta del tipo no lineal. En la investigación que se describe en este artículo, se ensayó un segundo espécimen denominado EM2-I, en la misma mesa vibradora y con el mismo registro empleado en la investigación anterior. El espécimen EM2-I, tuvo la misma superestructura que el espécimen EM2, pero con aisladores de base del tipo doble péndulo de fricción. La máxima distorsión de entrepiso medida fue igual a 5.3% y 0.97% para los especímenes EM2 y EM2-I, respectivamente. La máxima distorsión global medida fue igual a 4% y 0.63% para los especímenes EM2 y EM2-I, respectivamente. El máximo coeficiente sísmico medido en la superestructura aislada fue igual al 26 % del máximo valor medido en el espécimen EM2. Los resultados encontrados en esta investigación muestran la importancia del uso de estructuras aisladas como una solución eficiente para que después de terremotos las estructuras puedan ser ocupadas de manera inmediata.

TIEMPO DE INTERRUPCIÓN DE NEGOCIOS EN LA CIUDAD DE MÉXICO POR DAÑOS DIRECTOS Y EFECTOS INDIRECTOS EN EDIFICIOS A CAUSA DEL SISMO DEL 19S DE 2017

Después del sismo ocurrido el 19 de septiembre de 2017 en México, una gran cantidad de negocios establecidos en la Ciudad de México dejó de operar temporalmente e incluso de forma definitiva. De acuerdo con lo observado tras este evento destructivo, en este trabajo se identifican las fuentes de interrupción del negocio: Protocolos de seguridad iniciales, Suspensión de servicios públicos de suministro, Efectos de vecindario y Daños en los componentes del edificio, y se propone un modelo para determinar el tiempo de interrupción de negocio, IN, con base en la inactividad de la edificación. Con la finalidad de tener valores de referencia para los datos de entrada, se documentan los tiempos de evaluación de edificios, restablecimiento de servicios públicos, demolición de edificios, entre otros aspectos relevantes para la CDMX. Finalmente, los conceptos se ejemplifican con un negocio formal hipotético establecido en una edificación de dos niveles de mampostería confinada y en los resultados se obtiene que habría una paralización total de las actividades empresariales por más de un mes debido a daños menores en la infraestructura de energía eléctrica y algunos daños estructurales en la planta alta. Además, se concluye que, aunque la interrupción de negocios depende de múltiples factores, la participación de los Ingenieros Estructuristas es trascendental para minimizar el tiempo de IN, especialmente en la evaluación de la seguridad de los edificios y la rehabilitación de las infraestructuras.