Modelo computacionalmente eficiente de marcos de acero incluyendo efectos no-lineales

Abstract

La respuesta dinámica no lineal de un conjunto de marcos de acero es estudiada por medio de un modelo simplificado. El ajuste a un modelo parsimónico se realiza mediante un análisis estático no lineal que tome en cuenta efectos de modos superiores (en particular del segundo modo). Esto genera una mejor predicción de la respuesta para el caso de los pisos superiores (donde el efecto del segundo modo es más relevante), manteniendo la calidad para los pisos inferiores con respecto al ajuste considerando únicamente el primer modo. La eficiencia del modelo radica principalmente en su versatilidad para implementar distintas histéresis y el reducido tiempo de cálculo por sismo, siendo en promedio de 0.2 [s] para los casos tri-lineales y 0.06 [s] para la histéresis de BoucWen. Se estudia el efecto de introducir incertidumbres tanto en las excitaciones de la base (lo cual se logra mediante la generación de sismos sintéticos) como en la estructura. En general se observa que los valores medios de la respuesta son poco sensibles a la incerteza del 10% supuesta en las matrices de rigidez y masa, pero la covarianza tiende a aumentar entre un 1% y un 3% siendo más importante el efecto en pisos superiores. La generación de curvas de fragilidad permite estudiar el comportamiento de la estructura frente a un banco de sismos con la variabilidad intrínseca de los registros naturales, para niveles crecientes de demanda. Todos los modelos presentan un buen desempeño sísmico, estando casi todos por debajo del 10% de probabilidad de colapso frente a una demanda de pga de 1[g].