Predicción de la respuesta estructural usando diferentes medidas de intensidad sísmica: Sa(T1) vs INp

Jesús Prisicliano Romo Villa; Edén  Bojórquez Mora; Jesús David  Tirado Ibarría; Juan Bojórquez Mora; Sonia Elda Ruiz Gómez

doi:10.37636/recit.v9n3e451

Autores/as

Jesús Prisicliano Romo Villa Facultad de Ingeniería Culiacán, Universidad Autónoma de Sinaloa Cd. Universitaria, Blvd. de las Américas y Blvd. Universitarios, S/N, C.P. 80040, Culiacán Rosales, Sinaloa, México https://orcid.org/0009-0002-4587-4265

Conflictos de interés

No declara conflicto de intereses
Edén Bojórquez Mora Facultad de Ingeniería Culiacán, Universidad Autónoma de Sinaloa Cd. Universitaria, Blvd. de las Américas y Blvd. Universitarios, S/N, C.P. 80040, Culiacán Rosales, Sinaloa, México https://orcid.org/0000-0001-6402-1693

Conflictos de interés

No declara conflicto de intereses
Jesús David Tirado Ibarría Facultad de Ingeniería Culiacán, Universidad Autónoma de Sinaloa Cd. Universitaria, Blvd. de las Américas y Blvd. Universitarios, S/N, C.P. 80040, Culiacán Rosales, Sinaloa, México https://orcid.org/0009-0007-2088-2468

Conflictos de interés

No declara conflicto de intereses
Juan Bojórquez Mora Facultad de Ingeniería Culiacán, Universidad Autónoma de Sinaloa Cd. Universitaria, Blvd. de las Américas y Blvd. Universitarios, S/N, C.P. 80040, Culiacán Rosales, Sinaloa, México https://orcid.org/0000-0002-9892-4898

Conflictos de interés

No declara conflicto de intereses
Sonia Elda Ruiz Gómez Facultad de Ingeniería Culiacán, Universidad Autónoma de Sinaloa Cd. Universitaria, Blvd. de las Américas y Blvd. Universitarios, S/N, C.P. 80040, Culiacán Rosales, Sinaloa, México https://orcid.org/0000-0002-2731-6780

Conflictos de interés

No declara conflicto de intereses

DOI:

https://doi.org/10.37636/recit.v9n3e451

Palabras clave:

Medidas de intensidad, Parámetro de forma espectral Np, Respuesta sísmica, Edificios de concreto reforzado, Análisis dinámicos incrementales

Resumen

Esta investigación evalúa la eficiencia de la medida de intensidad escalar I_Np frente a la tradicional Sa(T₁) para predecir la respuesta estructural. La novedad científica del estudio radica en demostrar cómo Sa(T₁) sobreestima severamente el daño en el rango inelástico al ignorar el alargamiento del periodo de la estructura, y cómo la medida I_Np corrige esta limitación. Se diseñaron tres modelos de marcos de concreto reforzado de 8 niveles con ductilidades baja, media y alta. Estos modelos fueron sometidos a Análisis Dinámicos Incrementales (ADI) empleando registros sísmicos de suelo blando y el modelo histerético de Takeda para medir la Distorsión Máxima de Entrepiso (DME). Los resultados confirman que I_Np reduce significativamente la dispersión y la incertidumbre. Al evaluar la distorsión límite de diseño, I_Np logró una disminución en la desviación estándar del 7.24% en el modelo de baja ductilidad, del 36.58% en el de ductilidad media, y del 30.51% en el de ductilidad alta. En conclusión, incorporar la forma espectral mediante I_Np evita la sobreestimación del daño de Sa(T₁) y ofrece predicciones mucho más confiables para el diseño estructural.

Descargas

Los datos de descarga aún no están disponibles.

Referencias

[1] S. L. Kramer, Geotechnical Earthquake Engineering, 1era. Ed. Estados Unidos: Prentice Hall, 1996. DOI: https://doi.org/10.1201/9781003512011-1

[2] E. Bojórquez, I. Iervolino, A. Reyes-Salazar, and S. E. Ruiz, “Comparing vector-valued intensity measures for fragility analysis of steel frames in the case of narrow-band ground motions,” Eng. Struct., vol. 45, pp. 472–480, Dec. 2012, doi: 10.1016/j.engstruct.2012.07.002. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.07.002

[3] N. Buratti, “A comparison of the performances of various ground-motion intensity measures.,” Sep. 2012, Lisbon, Portugal.

[4] E. Bojórquez and I. Iervolino, “Spectral shape proxies and nonlinear structural response,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 31, no. 7, pp. 996–1008, Jul. 2011, doi: 10.1016/j.soildyn.2011.03.006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2011.03.006

[5] Edén Bojórquez Mora, Iunio Iervolino, Alfredo Reyes Salazar, Héctor Rodríguez Lozoya, and Luz Rivera Salas, “Una medida de intensidad sísmica basada en un parámetro para caracterizar la forma espectral denominado Np,” Ing. Sísmica , vol. 86, pp. 1–26, 2012. DOI: https://doi.org/10.18867/ris.86.151

[6] E. Bojórquez, R. Chávez, A. Reyes-Salazar, S. E. Ruiz, and J. Bojórquez, “A new ground motion intensity measure IB,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 99, pp. 97–107, Aug. 2017, doi: 10.1016/j.soildyn.2017.05.011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2017.05.011

[7] J. I. Torres Peñuelas, “Eficiencia de medidas de intensidad sísmica vectorial en la predicción de la respuesta de edificios de C/R,” Universidad Autónoma de Sinaloa, México, 2018.

[8] J. I. Torres Peñuelas, “Desarrollo de medidas de intensidad sísmica avanzadas para la predicción de la respuesta estructural,” Universidad Autónoma de Sinaloa. México, México, 2023.

[9] E. Bojórquez Mora and I. Iervolino, “A spectral shape-based scalar ground motion intensity measure for maximum and cumulative structural demands,” Proc. 14th Eur. Conf. Earthq. , 2010.

[10] N. Buratti, “A Comparison of the Performances of Various Ground–Motion Intensity Measures,” in Proc. 15th World Conf. Earthq. Eng. (15WCEE), 2012.

[11] N. Zavala Gutiérrez et al., “Fragilidad sísmica de un edificio de concreto reforzado usando medidas de intensidad sísmica vectorial basadas en la forma espectral,” Cienc. Tecnol. (RECIT), vol. 5, no. 2, p. 220, 2022. DOI: https://doi.org/10.37636/recit.v52234250

[12] N. Zavala et al., “Vector-Valued Intensity Measures Based on Spectral Shape to Predict Seismic Fragility Surfaces in Reinforced Concrete Buildings,” Buildings, vol. 13, no. 1, p. 137, Jan. 2023, doi: 10.3390/buildings13010137. DOI: https://doi.org/10.3390/buildings13010137

[13] J. W. Baker and C. A. Cornell, “Vector-valued Intensity Measures Incorporating Spectral Shape For Prediction of Structural Response,” Journal of Earthquake Engineering, vol. 12, no. 4, pp. 534–554, May 2008, doi: 10.1080/13632460701673076. DOI: https://doi.org/10.1080/13632460701673076

[14] N. Luco and Cornell CA., “Structure-specific scalar intensity measures for near-source and ordinary earthquake ground motions,” Earthquake Spectra, vol. 23, no. 2, 2007. DOI: https://doi.org/10.1193/1.2723158

[15] Y. Zhou, P. Ge, J. Han, and Z. Lu, “Vector-valued intensity measures for incremental dynamic analysis,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 100, pp. 380–388, Sep. 2017, doi: 10.1016/j.soildyn.2017.06.014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2017.06.014

[16] P. Tothong and N. Luco, “Probabilistic seismic demand analysis using advanced ground motion intensity measures,” Earthq. Eng. Struct. Dyn., vol. 36, no. 13, pp. 1837–1860, Oct. 2007, doi: 10.1002/eqe.696. DOI: https://doi.org/10.1002/eqe.696

[17] E. Bojórquez Mora, R. Chávez López, S. E. Ruiz Gómez, and A. Reyes Salazar, “UNA MEDIDA DE INTENSIDAD SÍSMICA QUE PREDICE EL COMPORTAMIENTO NO LINEAL Y EL EFECTO DE LOS MODOS SUPERIORES,” Revista de Ingeniería Sísmica, no. 90, pp. 1–33, Jun. 2014, doi: 10.18867/ris.90.12. DOI: https://doi.org/10.18867/ris.90.12

[18] E. Bojorquez, I. Iervolino, G. Manfredi, A. Santini, and N. Moraci, “Evaluating A New Proxy For Spectral Shape To Be Used As An Intensity Measure,” in AIP Conference Proceedings, AIP, 2008, pp. 1599–1606. doi: 10.1063/1.2963788. DOI: https://doi.org/10.1063/1.2963788

[19] E. Bojórquez, J. Carvajal, S. E. Ruiz, and J. Bojórquez, “Reliability-based ductility reduction factors surfaces using the generalized bojorquez ground motion intensity measure I,” Results in Engineering, vol. 23, p. 102756, Sep. 2024, doi: 10.1016/j.rineng.2024.102756. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102756

[20] E. Bojórquez, V. Baca, J. Bojórquez, A. Reyes-Salazar, R. Chávez, and M. Barraza, “A simplified procedure to estimate peak drift demands for mid-rise steel and R/C frames under narrow-band motions in terms of the spectral-shape-based intensity measure I,” Eng. Struct., vol. 150, pp. 334–345, Nov. 2017, doi: 10.1016/j.engstruct.2017.07.046. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.07.046

[21] P. Cordova, G. Deierlein, S. s. F. Mehanny, and C. Cornell, “Development of a two-parameter seismic intensity measure and probabilistic assessment procedure,” Jan. 2001.

[22] L. Eads, E. Miranda, and D. Lignos, “Spectral shape metrics and structural collapse potential,” Earthq. Eng. Struct. Dyn., vol. 45, no. 10, pp. 1643–1659, Aug. 2016, doi: 10.1002/eqe.2739. DOI: https://doi.org/10.1002/eqe.2739

[23] S. Minas and C. Galasso, “Accounting for spectral shape in simplified fragility analysis of case-study reinforced concrete frames,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 119, pp. 91–103, Apr. 2019, doi: 10.1016/j.soildyn.2018.12.025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.12.025

[24] S. Minas, C. Galasso, and T. Rossetto, “Preliminary investigation on selecting optimal intensity measures for simplified fragility analysis of mid-rise RC buildings,” in Proc. 2nd Eur. Conf. Earthq, 2014.

[25] C. Málaga-Chuquitaype and K. Bougatsas, “Vector-IM-based assessment of alternative framing systems under bi-directional ground-motion,” Eng. Struct., vol. 132, pp. 188–204, Feb. 2017, doi: 10.1016/j.engstruct.2016.11.021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.11.021

[26] H. Rajabnejad, H. Hamidi, S. Naseri, and M. Abbaszadeh, “Effect of intensity measures on the response of a 3D-structure under different ground motion duration,” International Journal of Engineering, vol. 34, no. 10, Oct. 2021, doi: 10.5829/ije.2021.34.10a.04. DOI: https://doi.org/10.5829/ije.2021.34.10a.04

[27] “SSN Catálogo de sismos UNAM, México.” doi: 10.21766/SSNMX/EC/MX. DOI: https://doi.org/10.21766/SSNMX/EC/MX

[28] A. K. Chopra, Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, 4ta Ed. Pearson, 2012.

[29] Inc. Computers and Structures, “ETABS,” 2026, Berkeley, California, EE. UU.

[30] I. Salcido, El terremoto de 1985: Crónica del desastre en México, 1ra Ed. México: Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural y Casa de las Campanas Editores, 2020.

[31] I. Salcido, El terremoto de 2017: Diecinueve de septiembre negro, 1ra Ed. Mexico: Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural y Casa de las Campanas Editores, 2018.

[32] I. Salcido, El terremoto de 1957: El día en que el Ángel voló, 1ra Ed. Mexico: Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural y Casa de las Campanas Editores, 2019.

[33] Gobierno de la Ciudad de México, “Norma Técnica Complementaria para el Diseño por Sismo,” Secretaría de Obras y Servicios, p. 236, 2023.

[34] D. Vamvatsikos and C. A. Cornell, “Incremental dynamic analysis,” Earthq. Eng. Struct. Dyn., vol. 31, no. 3, pp. 491–514, Mar. 2002, doi: 10.1002/eqe.141. DOI: https://doi.org/10.1002/eqe.141

[35] A. J. Carr, “Ruaumoko 3D,” 2007, Department of Civil and Natural Resources Engineering, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand.

[36] T. Takeda, M. A. Sozen, and N. N. Nielsen, “Reinforced Concrete Response to Simulated Earthquakes,” Journal of the Structural Division, vol. 96, no. 12, pp. 2557–2573, Dec. 1970, doi: 10.1061/JSDEAG.0002765. DOI: https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0002765

[37] S. Otani, “Inelastic Analysis of R/C Frame Structures,” Journal of the Structural Division, vol. 100, no. 7, pp. 1433–1449, Jul. 1974, doi: 10.1061/JSDEAG.0003821. DOI: https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0003821