Generación estocástica de registros artificiales y el impacto en estos del uso de distintas curvas de atenuación de espectros de aceleración

Abstract

En el marco del desarrollo de nuevas metodologías favorables para la ingeniería sísmica, el diseño basado en desempeño gana especial relevancia tanto en el campo profesional como en el académico. Este consiste en someter una o varias estructuras a una cantidad definida de registros sísmicos (cada uno con características únicas asociadas, como pueden ser la magnitud de momento Mw o la distancia de ruptura R) con el fin de predecir cual va a ser su respuesta en el momento del evento. Lo anterior permitiría comprobar que estas cumplen con los requerimientos de desempeño de cada localidad (esfuerzos máximos, desplazamientos críticos, etc), pudiéndose realizar un diseño conservador previniendo futuros sismos de gran magnitud. Sin embargo, cabe destacar que para que los resultados de esta metodología sean fidedignos debe existir un número considerable de registros, con el fin de que muestras particulares que no se ajustan al comportamiento real del análisis no afecten el resultado final. Relacionado al ámbito local, Chile presenta el problema anteriormente mencionado a pesar de contar con eventos sísmicos recientes (Maule 2010, Iquique 2014 e Illapel 2015), por lo que la aplicación directa de esta metodología podría no ser tomada en cuenta. Dicho esto, la dificultad anterior puede ser resuelta utilizando metodologías de generación de registros aplicadas a mediciones nacionales, produciendo así un número cuantioso de registros. Es por esto que se toma como base para este trabajo de título lo desarrollado en la tesis de Loyola (2020). En cuanto al trabajo específico, se utiliza un modelo de generación de registros estocásticos, generando registros no estacionarios modulando un ruido blanco en el tiempo y en las frecuencias, asegurando así la aleatoriedad de estos. Además, con el fin de realizar el ajuste de registros al caso nacional, se compatibilizan sus respectivos espectros de respuesta con curvas predictivas dependientes de características del sismo, las cuales corresponden a las curvas de atenuación (GMPEs: Ground Motion Prediction Equations). Dicho esto, el presente trabajo de título tiene por objetivo utilizar la metodología propuesta por Loyola (2020) aplicando el GMPE propuesto por Montalva et al. 2017, en contraste con la validación original formulada con el GMPE de Idini et al. 2017. Como supuestos, se trabaja en un suelo tipo roca (teniendo variables asociadas a este supuesto) para sismos Interplaca e Intraplaca, considerando sismos de mediana y alta intensidad. Obtenidos los registros sísmicos finales asociados al nuevo GMPE, se realiza un análisis del error relativo asociado a los espectros de aceleración entre el GMPE objetivo y los resultados, comparándolos con los del trabajo de Loyola (2020) con el fin de clarificar cual GMPE resulta ser más preciso en el análisis. Finalmente, se realiza una metodología de Corrección Espectral con el fin de disminuir los errores mencionados anteriormente, el cual contiene los procesos de escalamiento espectral y compatibilización espectral.