Análisis lineal time-history de edificios mediante funciones de transferencia derivadas de vibraciones ambientales.

Resumen

Los modelos de elementos finitos (MEF) se utilizan ampliamente para evaluación sísmica de estructuras; sin embargo, su precisión se ve afectada por las incertidumbres en las propiedades de materiales, geometría, condiciones del suelo, interacción suelo-estructura, etc… y su desarrollo y calibración son laboriosos. Este estudio propone una alternativa rápida para edificios existentes basada únicamente en mediciones de vibraciones ambientales. El método determina la función de transferencia del edificio a partir de registros sincronizados del suelo y la cubierta, y la utiliza para predecir la respuesta estructural a la excitación dinámica mediante análisis en el dominio de la frecuencia. La metodología se aplicó a un edificio instrumentado de mampostería confinada y hormigón armado. Las funciones de transferencia obtenidas a partir de las vibraciones ambientales se utilizaron para predecir la respuesta a tres terremotos registrados y se compararon con un modelo de elementos finitos calibrado y con la respuesta real medida. El modelo de vibración ambiental con función de transferencia (TF-AVT) propuesto mostró una buena concordancia con las mediciones, con coeficientes de correlación de Pearson que oscilaron entre 0,847 y 0,987 y errores en el desplazamiento máximo inferiores al 10 % en todos los casos. Su rendimiento fue comparable al del método de elementos finitos calibrado, requiriendo un esfuerzo de modelado considerablemente menor. Estos resultados indican que las funciones de transferencia derivadas de las vibraciones ambientales pueden proporcionar una herramienta práctica y eficiente para la evaluación rápida de la respuesta sísmica lineal de edificios existentes.