Selección de registros sísmicos a fin de reducir la variabilidad de la respuesta estructural sísmica en edificios de albañilería confinada

Abstract

Actualmente, los métodos de análisis estructural han evolucionado hacia enfoques que requieren mayor cantidad de datos de entrada, entre ellos los registros sísmicos. Sin embargo, la variabilidad en la respuesta estructural derivada de estos registros constituye un problema relevante, más aún considerando la limitada investigación nacional respecto a cómo la selección de registros influye en dicha variabilidad. En ese contexto, esta tesis plantea como hipótesis que ciertos criterios de selección permiten reducir la variabilidad de la respuesta estructural sísmica. Para ello, se modelaron estructuras mediante sistemas de masas acopladas representativos de edificios de 1 a 5 niveles, con periodos fundamentales entre 0,08 s y 0,40 s. Los modelos consideraron comportamiento histerético tetralineal, calibrado según propiedades de muros de albañilería con unidades sólidas artesanales. Se generaron 840 combinaciones de selección de registros sísmicos, variando cinco factores: criterio de magnitud-distancia, espectros objetivos, medida de error, método de normalización y tipo de selección. Cada combinación se aplicó a los cinco modelos, obteniéndose un total de 4200 casos de estudio. Se definió el parámetro de variabilidad, V, para evaluar los resultados, y se establecieron cinco casos patrón. El 97,43 % de los casos logró reducir la variabilidad frente a estos patrones. Además, se concluyó que dicha variabilidad tiende a aumentar con la altura del edificio. Entre los factores evaluados, los que más contribuyeron a disminuirla fueron: la no inclusión de pares magnitud-distancia, el uso de espectros medios condicionados, la normalización tipo NSr, y la selección tipo Ssr.

Currently, structural analysis methods have evolved toward approaches that require larger amounts of input data, including seismic records. However, the variability in the structural response derived from these records constitutes a significant problem, especially considering the limited national research on how record selection influences this variability. In this context, this thesis hypothesizes that certain selection criteria can reduce the variability of seismic structural response. To this end, structures were modeled using coupled mass systems representative of buildings with 1 to 5 stories, with fundamental periods between 0.08 s and 0.40 s. The models considered tetralinear hysteretic behavior, calibrated according to the properties of masonry walls with artisanal solid units. Eighty–fourty combinations of seismic record selection were generated, varying five factors: magnitude-distance criterion, objective spectra, error measure, normalization method, and selection type. Each combination was applied to the five models, resulting in a total of 4,200 case studies. The variability parameter, V, was defined to evaluate the results, and five standard cases were established. 97,43 % of the cases managed to reduce variability compared to these standards. Furthermore, it was concluded that this variability tends to increase with building height. Among the factors evaluated, those that most contributed to reducing it were the absence of magnitude–distance pairs, the use of conditioned mean spectra, NSr–type normalization, and Ssr–type selection.