Análisis de estructuras aisladas con el método de múltiples sub-estructuras

Abstract

El objetivo de esta memoria es emplear el método de múltiples sub-estructuras para estudiar la respuesta de edificios aislados desagregando la respuesta histerética del sistema de aislación y estudiar sus ventajas y desventajas. Para estudiar la evolución temporal de las propiedades dinámicas (periodo, razones de amortiguamiento crítico y formas modales) de edificios con y sin aislación basal se emplea el método (DSI) por pequeñas ventanas de tiempo. Los resultados son validados a través de un método denominado Función de Transferencia por pequeñas ventanas (tfTF) propuesto e implementado en este trabajo de título. El análisis se lleva a cabo para tres estructuras: i) datos obtenidos de una simulación numérica de un edificio aislado en SAP2000, ii) datos experimentales obtenidos para un edificio (BNCS con y sin aislación) que fue ensayado a escala real en la mesa de vibrar de la Universidad de California, San Diego (Estados Unidos), y iii) datos de los edificios chilenos con y sin aislación de la Comunidad Andalucía sujetos a eventos sísmicos de mediana intensidad. De los resultados de la identificación del modelo numérico realizado en SAP2000, se observó el comportamiento elástico-lineal de la superestructura, estudiando la respuesta de la estructura relativa al sistema de aislación; es decir, las propiedades dinámicas de la superestructura fueron invariantes en el tiempo. De igual forma, se observó que las propiedades dinámicas obtenidas para la superestructura coinciden con los valores obtenidos cuando la estructura es modelada con base fija. Por otra parte, el comportamiento histerético bi-lineal del sistema de aislación generó la variación de las propiedades dinámicas de todos los modos de la estructura cuando la identificación se realizó en relación a su movimiento basal. Adicionalmente, se comprueba que el método de múltiples sub-estructuras se puede emplear en estructuras aisladas sujetas a ensayos del tipo pull-back . En el edificio BNCS, la superestructura presentó cambios de frecuencias durante la acción sísmica, comportándose de forma similar a la estructura con base fija. Sin embargo, la superestructura mostro un grado menor de cambios de frecuencias y no se observaron cambios residuales de sus propiedades dinámicas (a diferencia de lo observado para la estructura con base fija) indicando que la superestructura no sufrió daño durante los ensayos sísmicos (lo cual coincide con las observaciones en terreno). Del análisis de las estructuras asociadas a la comunidad Andalucía se apreció que las frecuencias de la superestructura determinadas con el método de múltiples sub-estructuras, son similares a las identificadas para la estructura vecina (con base fija), identificándose el primer modo longitudinal y transversal. También fue posible identificar la evolución temporal de las frecuencias de la estructura aislada, a pesar de los pocos datos de salida disponibles, a la poca instrumentación y a la baja calidad de los equipos que se emplean en los edificios de la comunidad Andalucía.