Respuesta sísmica de edificios de acero considerando el efecto de las secuencias sísmicas

Abstract

This thesis presents the results of a study focused on evaluating the effect of aftershocks on the seismic response of steel buildings structured with moment-resisting frames. For this purpose, three analytical models of moment-resisting frames, representative of existing steel buildings, were considered. These models were subjected to a set of real mainshock-aftershock seismic sequences (i.e., as recorded at accelerographic stations). For this purpose, 64 mainshock-aftershock seismic sequences recorded during the Northridge earthquake in 1994 and the Mammoth Lakes earthquake in 1980 were compiled. In particular, this research employed 14 mainshock-aftershock sequences recorded at 7 accelerographic stations located in a region close to the fault. An examination of the characteristics of strong ground motion showed that the frequency content of the mainshock and the primary aftershock is weakly correlated. The seismic response of the frames was measured in terms of maximum and permanent (residual) distortion demands at the end of the seismic excitation. From the results of this research, it was found that the recorded aftershocks do not significantly increase the demands of maximum and permanent (residual) interstory distortion, as the predominant period of the aftershocks is very different from the vibration period of the frame models. This contradicts previous results based on artificial seismic sequences, mainly using the back-to-back criterion, since it was demonstrated that artificial seismic sequences can significantly overestimate the demands of maximum and permanent (residual) lateral distortion, as well as their variability from record to record.En esta tesis se presentan los resultados de un estudio enfocado a evaluar el efecto de las réplicas en la respuesta sísmica de edificios de acero estructurados a base de marcos resistentes a momento. Para ello, se consideraron tres modelos analíticos de marcos resistentes a momento, representativos de edificios existentes de acero, los cuales fueron sometidos a un conjunto de secuencias sísmicas evento principal-réplica reales (es decir, como fueron registradas en estaciones acelerográficas). Para este propósito, en este estudio se recopilaron 64 secuencias sísmicas evento principal-réplicas registradas durante los terremotos de Northridge en 1994 y Mammoth Lakes en 1980. En particular, esta investigación empleó 14 secuencias sísmicas evento principal-réplicas registradas en 7 estaciones acelerográficas ubicadas en una región cercana a la falla. Un examen de las características del movimiento fuerte del terreno mostró que el contenido de frecuencia del sismo principal y la réplica principal está correlacionado débilmente. La respuesta sísmica de los marcos se midió en términos de las demandas de distorsión máxima y permanente (residual) al final de la excitación sísmica. A partir de los resultados de esta investigación, se encontró que las réplicas registradas no incrementan significativamente las demandas de distorsión de entrepiso máxima y permanente (residual), ya que el periodo predominante de las réplicas es muy diferente al periodo de vibración de los modelos de marco. Lo anterior contradice los resultados previos basados en secuencias sísmicas artificiales, principalmente empleando el criterio de repetición (denominado back-to-back en la literatura inglesa), dado que se demostró que las secuencias sísmicas artificiales pueden sobreestimar significativamente las demandas de distorsión lateral máxima y permanente (residual), así como su variabilidad de registro a registro.