Evaluación de periodos del primer modo traslacional inferido a partir de la respuesta sísmica de edificios instrumentados en California

Abstract

La presente memoria de título corresponde a un estudio estadístico del periodo del primer modo traslacional de edificios instrumentados en California, EE.UU. Para ello, se analizó una base de datos de 1253 periodos provenientes de 150 edificios monitoreados por el programa de instrumentación de movimiento fuerte en edificios de California (CSMIP, por sus siglas en inglés). Para el análisis estadístico se utiliza un modelo lineal de efectos mixtos (LME), el cual permite separar la variabilidad inter e intra edificio. Se estudia la influencia de la altura, la relación de aspecto, el sistema resistente a cargas laterales, y la amplitud de la respuesta estructural, como factores predictores del periodo estructural. Los resultados obtenidos muestran que la altura es el principal predictor del periodo, seguido del sistema resistente a cargas laterales. Se exploran distintas combinaciones de variables, evaluando el aporte de cada una mediante el incremento en el coeficiente de determinación marginal de la regresión. Se muestra que la combinación de regresores que mejor explican la variabilidad en los datos es aquella que considera la altura, el material, el sistema lateral resistente y la orientación del edificio. A partir de este modelo se obtienen ecuaciones predictoras que dependen únicamente de la altura como variable cuantitativa, diferenciadas según el sistema lateral resistente (marcos resistentes a momento, marcos arriostrado y muros de corte), el material estructural (concreto y acero), y la orientación del edificio (longitudinal o transversal), resultando un total de ocho ecuaciones. Como parte del análisis estadístico, se verifican los supuestos del modelo, como la normalidad de los efectos aleatorios y de los residuales. Asimismo, se evalúa la influencia de la amplitud en el periodo a través de la máxima razón de deriva de techo (PRDR), encontrando que, si bien PRDR es estadísticamente significativo, su efecto es tan pequeño que puede ser despreciado. Finalmente, las ecuaciones obtenidas para marcos resistente a momento de acero y concreto se comparan con modelos previos, en particular los propuestos por Goel y Chopra el año 1997 y la norma ASCE-7.