Consideración de los pulsos de velocidad en el diseño de estructuras con aislamiento sísmico de base

Abstract

RESUMENEl movimiento del suelo en las regiones próximas a la fuente sísmica puede presentar características impulsivas debido a los efectos de directividad de la ruptura. Así, los registros de aceleración cercanos a las fallas sismogénicas presentan grandes amplitudes; pero es en la historia de tiempo de las velocidades del suelo donde el carácter impulsivo se hace más evidente a través pulsos de velocidad de gran amplitud y largos períodos. Estos pulsos son los responsables de las altas demandas y daños en las estructuras. En la última década los dispositivos de aislamiento sísmico han alcanzado gran auge tanto a nivel de investigación y desarrollo con en las aplicaciones prácticas en edificios como un medio eficaz de protección sísmica. Esencialmente la técnica consiste en disponer aisladores de baja rigidez como interface entre las cimentaciones y el cuerpo del edificio de manera que se logra concentrar las deformaciones en él a la vez que se alarga el periodo estructural en busca de menores ordenadas del espectro de diseño. Esta metodología puede no resultar eficiente cuando la estructura es emplazada en una zona expuesta a terremotos de campo cercano; los dispositivos de aislamiento pueden llevar el periodo estructural a la región espectral dominada por los pulsos de velocidad y por consiguiente más severa. En este trabajo se presenta una metodología que permite determinar las regiones de los espectros de aceleración que están dominadas por los pulsos de velocidad que contiene el movimiento del suelo. Consiste en el trazado de un diagrama compuesto Velocidad del suelo -Espectro de respuesta -Tiempo de ocurrencia de la respuesta máxima (V-E-T). La metodología propuesta puede resultar de ayuda para el diseño preliminar de los dispositivos de aislamiento sísmico de base. PALABRAS CLAVE: pulsos de velocidad, regiones espectrales, aislamiento sísmico ABSTRACTThe movement of the soil in the regions close to the seismic source can present impulsive characteristics due to the directivity effects of the rupture. Thus, the acceleration records close to the seismogenic faults present large amplitudes; but it is in the time history of ground velocities where the impulsive character becomes more evident through high amplitude velocity pulses and long periods. These pulses are responsible for the high demands and damage to the structures. In the last decade seismic isolation devices have reached a high boom both in research and development with practical applications in buildings as an effective means of seismic protection. Essentially the technique consists of having low stiffness insulators as an interface between the foundations and the body of the building so that it is possible to concentrate the deformations in it while extending the structural period in search of smaller ordinates of the design spectrum. This methodology may not be efficient when the structure is located in an area exposed to near-field earthquakes; the insulation devices may carry the structural period to the spectral region dominated by the velo...