Variación de Propiedades Dinámicas del Edificio de la Cámara Chilena de la Construcción: Caso Sísmico

Abstract

El Edificio de la Cámara Chilena de la Construcción (CChC) cuenta desde 1997 a la fecha con 12 sensores uniaxiales de aceleración, 4 de ellos ubicados en su base y el resto distribuido en otros tres pisos de la estructura, que permiten registrar tanto microvibraciones ambientales como movimientos sísmicos. Desde su instalación, el sistema de sensores ha registrado la respuesta dinámica del edificio para 54 temblores de mediana intensidad.

El objetivo de este trabajo de titulo, consiste en la continuación de una serie de estudios sobre la variabilidad de las propiedades modales en el Edificio de la Cámara Chilena de la Construcción, ante distintas variables ambientales. El trabajo se orienta particularmente en el estudio del comportamiento de la estructura ante eventos sísmicos no asociados a daño, por lo cual, basa su análisis en los 54 registros de movimiento antes mencionados.

El proceso de identificación de los parámetros modales del edificio, a partir de los registros sísmicos, se realiza mediante un método de identificación basado en múltiples señales de entrada y salida (MIMO: Multiple Input - Multiple Output), el cual requiere tanto de los registros de la excitación externa aplicada sobre la estructura (Input) como los de respuesta dinámica en distintos puntos de ella (Output). Para el edificio de la Cámara Chilena de la Construcción, la excitación externa aplicada en eventos sísmicos se asume conocida, e igual a los registros de los sensores ubicados en su base.

Dado que parte de esta memoria consiste en el desarrollo del algoritmo computacional de identificación, basado en el método MIMO, su eficacia es comprobada a partir de modelos analíticos de la estructura en estudio, en los cuales el error en los parámetros dinámicos identificados, salvo el caso de un modo torsional particular, no supera el 1%.

Para considerar el comportamiento no lineal de la estructura en estudio a lo largo de los eventos sísmicos, el proceso de identificación es realizado por ventanas de avance en los registros de movimiento, de manera de observar la variación en el tiempo de los parámetros modales. De igual manera, el uso de ventanas permite obtener una mayor cantidad de datos, dando mayor robustez estadística, para el análisis de la relación entre los distintos parámetros modales y la amplitud del movimiento de la estructura

Para el análisis de la relación entre los parámetros modales identificados en la estructura y la amplitud de su movimiento, se emplean distintas definiciones de esta última variable, donde la amplitud modal de movimiento, que corresponde a la componente de la respuesta asociada a los rangos de frecuencia característica de cada modo, es la que muestra mejor correlación con las variables obtenidas.

En el caso de las frecuencias modales identificadas, se observa que sus valores decaen con la amplitud del movimiento de la estructura, llegando a rangos de variabilidad entre 4 y 8%, esto para valores de amplitud modal (según es definida en esta memoria) que oscilan entre 0 y 25 cm/s2 que, en cuanto a los registros estudiados, equivale a un rango de aceleración máxima basal entre 0 y 65 cm/s2.

En lo que respecta a los amortiguamientos identificados, sus valores se incrementan con la amplitud de la vibración, llegando, en el mismo rango de amplitudes detallado para las frecuencias, a órdenes de variación del 60%, en el caso de los dos primeros modos traslacionales de la estructura. Para el resto de los modos, la variabilidad observada en su amortiguamiento, según sea el caso, supera el 180%.