Estimación de los parámetros modales de un conjunto de edificios en California a partir de su respuesta sísmica y su correlación con la amplitud

Abstract

La presente memoria tiene como propósito principal aportar nueva evidencia al analizar y caracterizar la relación entre los parámetros modales — principalmente el periodo fundamental de vibración y la fracción de amortiguamiento — y la amplitud de respuesta en un conjunto de edificios instrumentados en California, a partir de datos obtenidos tanto de registros sísmicos como de vibraciones ambientales. Esta investigación forma parte de un proyecto mayor (FONDECYT No 11230258) orientado a caracterizar la dependencia de los parámetros modales respecto de la amplitud de respuesta. Para lograr este objetivo, la investigación se apoya en métodos avanzados de identificación de sistemas estructurales, destacando el método de minimización modal en el dominio del tiempo para registros sísmicos, y los métodos de descomposición en el dominio de la frecuencia (FDD/EFDD) y decaimiento aleatorio (RD) para vibraciones ambientales. La confiabilidad de los parámetros obtenidos se evalúa mediante criterios de control basados en factores de amplificación dinámica, contribución modal de Arias e intervalos de confiabilidad mejorados (ERI), asegurando que los valores finales sean representativos y consistentes con la respuesta real de los edificios. La muestra del estudio se compone de diez edificios instrumentados en California, seleccionadas de la base de datos del Center for Engineering Strong Motion Data (CESMD), abarcando desde estructuras de mediana altura de hormigón armado hasta estructuras con sistemas de muros de corte y marcos de acero. A través del procesamiento de múltiples registros de aceleración, se identificaron los parámetros modales dominantes de cada edificio, verificando su coherencia mediante comparaciones entre la respuesta observada y la predicha, apoyadas en gráficos de tiempo-historia de aceleración, espectros de respuesta y desplazamientos relativos de entrepiso. A partir de los registros procesados, se identificaron periodos y fracciones de amortiguamiento del primer modo traslacional, evaluando su variación frente a la amplitud de respuesta, medida mediante el desplazamiento máximo de techo normalizado (PRDR). Los resultados confirman la existencia de una dependencia del periodo y, en menor medida, del amortiguamiento, respecto a la amplitud de excitación, observándose una tendencia creciente que, para amplitudes mayores, tiende a estabilizarse, en concordancia con tendencias reportadas por estudios previos.