Generación estocástica de registros artificiales compatibles con la amenaza sísmica chilena

Abstract

La tendencia mundial en la ingeniería sísmica es el diseño basado en desempeño, donde se evalúa la respuesta de una determinada estructura frente a una gran cantidad de registros sísmicos que cumplen con ciertas condiciones sismológicas y de sitio, para verificar que se cumplen los objetivos de desempeño definidos. Chile no es ajeno a estas nuevas prácticas, pero incluso después de los eventos sísmicos de Maule 2010, Iquique 2014 y Illapel 2015; los registros obtenidos no son suficientes para ejecutar este tipo de análisis en todas las condiciones posibles. Una de las corrientes actuales para resolver este problema es la utilización de metodologías que permiten generar registros, como es el caso de los modelos para generar registros estocásticamente. En este tipo de modelos se modula un ruido blanco tanto en el tiempo como en las frecuencias para alcanzar un registro completamente no estacionario. Dentro de esta categoría, existen modelos de sitio (o basados en registros), en donde se ajustan los parámetros del modelo mediante relaciones predictivas (funcionales) que dependen de las características del evento sísmico y de sitio. Una manera de ajustar estos tipos de modelos es asegurando la compatibilidad de los registros generados con la predicción media del espectro de respuesta dado por curvas de atenuación (GMPEs: Ground Motion Prediction Equations) para determinadas características sísmicas o periodos estructurales. Por lo cual, en este trabajo se ajusta un modelo de generación de registros estocásticos para Chile, dichos registros son compatibles con la amenaza sísmica representada por un GMPE local, para los casos Interplaca e Intraplaca considerando condiciones de suelo tipo roca. La compatibilidad se obtiene mediante el desarrollo y uso de un metamodelo Kriging el cual provee una aproximación de alta fidelidad de la respuesta media espectral para diferentes periodos estructurales. Además, se utilizan curvas de atenuación (tanto para la respuesta elástica como para la duración de moviento fuerte) actualizados para la compatibilización. Una vez se ajustan las relaciones predictivas, los resultados son validados mediante la comparación del espectro de aceleraciones predichas por el GMPE y las predichas por el modelo utilizando las relaciones obtenidas. Adicionalmente, se propone una metodología de ajuste posterior para mejorar el resultado obtenido, utilizando técnicas de escalamiento y Compatibilización Espectral.