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Identificación teórica-experimental de la respuesta sísmica de un edificio prefabricado cimentado en arenas, caso de estudio: Palacio de Gobierno de la Cd. de Tijuana, B.C.
Theoretical and experimental identification of the seismic response from a precast building founded on sand soil, location: Municipal-Hall building at Tijuana, B.C.
José Manuel Cázarez Rubio
Luis Humberto Mendoza Garcilazo
Acceso Abierto
Atribución
Identificación de sistemas, Construcción prefabricado de concreto, Sismología
En este análisis se utiliza la teoría de estructuras de elementos finitos para la modelación numérica del comportamiento dinámico y el empleo de técnicas experimentales de identificación de sistemas para su caracterización. El primer paso fue la recopilación de la información de campo, tanto estructural del edificio construido con elementos prefabricados de concreto (5 niveles integrados por 3 cuerpos estructurales con dimensión de 90 x 64 m), así como geológica y geotécnica del sitio. Posteriormente se realizaron 10 campañas de mediciones de vibración ambiental en el edificio, determinándose las frecuencias características (traslación: 2.92 y 3.12 hz, torsión: 5.05 y 5.71 hz), formas modales y desplazamientos relativos entre los nodos de la estructura. En estas campañas se obtuvieron 16 registros sísmicos y 2 perturbaciones atmosféricas que se emplearon para la confirmación de la identificación. Se estimó la velocidad de propagación de las ondas de corte (suelo:165 m/s y estructura: 5600 m/s). Estas son importantes para el criterio del diseño de la cimentación. También se determinó el periodo fundamental de vibración del suelo (2 a 3 segundos), para evaluar el posible efecto de resonancia entre suelo y estructura. Finalmente, se desarrolló un modelo matemático del edificio discretizado y ajustando de manera iterativa sus valores de rigidez. Con esta información se llevó a cabo la simulación del comportamiento dinámico del edificio, utilizando los registros de campo libre de los siguientes terremotos: El Centro 1940 (NS), Falla Imperial 1979 (sitio Aeropuerto y sitio Valle de Mexicali, componente NS). En la simulación se utilizaron tres valores de rigidez de la base: 1) arenas, 2) areniscas y 3) empotramiento (base rígida); con un ángulo azimutal de entrada del movimiento fuerte de 0° y 90°. Con estos parámetros se obtuvieron los espectros de respuesta del edificio y los resultados en tiempo y frecuencia muestran que el sistema es más vulnerable en suelos rígidos (incrementándose sus desplazamientos), sin embargo, para los 3 tipos de bases se generaron aceleraciones alrededor de 1g. Además se encontraron amplificaciones importantes de torsión, lo que podría representar una desventaja para su respuesta sísmica.
Taking advantage from structure theory through finite element analysis, furthermore using experimental techniques allowed better system identification did a rather dynamic structural behavior model. First general inquiry compilation about location (geology, geotecnics, etc.) as well as structural (3 bodies within a five-story precast (prefabricates) building with length 90 x 64 m). Following 10 ambient vibration measurement campaigns at building were made,finding the characteristic frequencies (translation: 2.92 and 3.12 Hz, torsion: 5.05 and 5.71 Hz), modal shapes andrelative displacements between structural joints. Sixteen seismic records and two atmospheric bursts were gotten by these measurement campaigns, so they were employed in order to confirm the system identification. Also shear waves traveling velocity was estimated (soil: 165 m/s and structure: 5600 m/s) because its importance in foundation designs; besides the fundamental vibration period of soil (2 to 3 seconds) was determined to evaluate possible resonanceeffects between soil and structure. Finally a mathematical model from building was developed; it was discrete and adjusted throughoutan iterative manner within its rigidity values. Thus with free field earthquake records: El Centro (n-s, 1940) and Imperial Fault (n-s, 1979) at Airport and Mexicali Valley; the structural shaken simulation was possible, in addition to consider different soil types: sand, sandstone and imbed foundation were made and applying azimutal angles 0° and 90° for strong phase. With these parameters, the response spectra as well as time series showed that system is weaker for rigid soils although each base got accelerations near 1g beside shigh torsion values, and therefore it could be disadvantageusfor its seismic response.
CICESE
1998
Tesis de maestría
Español
Cázarez Rubio, J. M.1998.Identificación teórica-experimental de la respuesta sísmica de un edificio prefabricado cimentado en arenas, caso de estudio: Palacio de Gobierno de la Cd. de Tijuana, B.C.Tesis de Maestría en Ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.180 pp.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO
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