Respuesta acoplada de traslación y torsión de estructuras asimétricas incluyendo la interacción con el suelo

Considerando los efectos de interacción suelo-estructura, se estudia la respuesta acoplada de traslación y torsión de estructuras asimétricas desplantadas sobre un estrato de suelo ante excitación sísmica. El sistema investigado consiste en un oscilador simple torsionalmente acoplado con cimentación enterrada en un estrato blando sobre un semiespacio elástico, sometido a ondas SH con diferentes ángulos de incidencia. Se calculan soluciones numéricas para varias configuraciones del sistema, tomando como movimiento de control el gran temblor de Michoacán de 1985 registrado en tres sitios representativos de las zonas blanda y de transición en el Valle de México. Se evalúan la amplificación dinámica de la excentricidad y la relación entre las fuerzas cortantes acopladas y desacopladas, y se comparan con las actuales recomendaciones reglamentarias para estructuras de edificios (Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo del RCDF, Gaceta Oficial Del Distrito Federal, 1995). Se muestra que, al menos para comportamiento lineal de la estructura, las especificaciones de diseño por torsión pueden subestimar la máxima respuesta estructural cuando los efectos de interacción son de excepcional importancia, como sucede en la Ciudad de México.

By considering the effects of soil-structure interaction, the coupled lateral and torsional response of asymmetric structures placed on a soil layer under seismic excitation is studied. The system investigated consists in a torsionally coupled single oscillator with embedded foundation in a soft stratum over an elastic half-space, subjected to SH waves with different angles of incidence. Both the inertial and kinematic interaction effects are considered. Numerical solutions are calculated for a large number of system configurations, taking as control motion the great 1985 Michoacán earthquake recorded at three sites representative of the transition and soft zones in the Valley of México. The dynamic amplifications of static eccentricity and the base shear ratio between the coupled and uncoupled shears are evaluated and compared with the current code provisions for building structures (Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo del RCDF, Gaceta Oficial Del Distrito Federal, 1995). It is shown that, at least for linear behavior of the structure, the design provisions for torsion may underestimate the maximum structural response when the interaction effects are of extreme significance, as happens in Mexico City.

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Resumen

Español Considerando los efectos de interacción suelo-estructura, se estudia la respuesta acoplada de traslación y torsión de estructuras asimétricas desplantadas sobre un estrato de suelo ante excitación sísmica. El sistema investigado consiste en un oscilador simple torsionalmente acoplado con cimentación enterrada en un estrato blando sobre un semiespacio elástico, sometido a ondas SH con diferentes ángulos de incidencia. Se calculan soluciones numéricas para varias configuraciones del sistema, tomando como movimiento de control el gran temblor de Michoacán de 1985 registrado en tres sitios representativos de las zonas blanda y de transición en el Valle de México. Se evalúan la amplificación dinámica de la excentricidad y la relación entre las fuerzas cortantes acopladas y desacopladas, y se comparan con las actuales recomendaciones reglamentarias para estructuras de edificios (Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo del RCDF, Gaceta Oficial Del Distrito Federal, 1995). Se muestra que, al menos para comportamiento lineal de la estructura, las especificaciones de diseño por torsión pueden subestimar la máxima respuesta estructural cuando los efectos de interacción son de excepcional importancia, como sucede en la Ciudad de México.

Inglés By considering the effects of soil-structure interaction, the coupled lateral and torsional response of asymmetric structures placed on a soil layer under seismic excitation is studied. The system investigated consists in a torsionally coupled single oscillator with embedded foundation in a soft stratum over an elastic half-space, subjected to SH waves with different angles of incidence. Both the inertial and kinematic interaction effects are considered. Numerical solutions are calculated for a large number of system configurations, taking as control motion the great 1985 Michoacán earthquake recorded at three sites representative of the transition and soft zones in the Valley of México. The dynamic amplifications of static eccentricity and the base shear ratio between the coupled and uncoupled shears are evaluated and compared with the current code provisions for building structures (Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo del RCDF, Gaceta Oficial Del Distrito Federal, 1995). It is shown that, at least for linear behavior of the structure, the design provisions for torsion may underestimate the maximum structural response when the interaction effects are of extreme significance, as happens in Mexico City.