Simulación numérica de la respuesta sísmica del sistema tridimensional acoplado edificio - rieles - contrapeso de un ascensor

Los ascensores son componentes no estructurales de edificios que muchas veces cumplen funciones de vital importancia como es el caso de aquellos localizadores en hospitales. Así como el edificio puede ser afectado por un movimiento sísmico fuerte, tambien los ascensores pueden sufrir daños. Durante el terremoto de 1971 en San Fernando, California, cientos de ascensores fueron severamente dañados en el área de Los Angeles. Esto hizo que por primera vez se incorporaran en los códigos para diseño e instalación de asensores medidas para tener en cuenta el efecto de los terremotos. Si bien los daños reportados durante terremotos subsiguientes en California disminuyeron, todavía se observaron numerosas fallas. La falla más común fue el descarrilamiento del contrapeso en los ascensores eléctricos, seguida por la deformación permanente de los rieles. Este proyecto de investigación pretende explicar el comportamiento de los contrapesos durante un terremoto fuerte mediante una simulación numérica. Se desarrollo un modelo de un edificio multipiso en donde se incluye un modelo de contrapeso y sus dos rieles. El edificio se sometio a la aceleración en la base registrada durante un terremoto histórico para obtener la respuesta en el tiempo. Los resultados confirman que, a no ser que se implementen medidas especiales, el sistema riel - contrapeso va a fallar debido al mismo. El modelo desarrollado y metodología usada para calcular la respuesta pueden ser útiles para estudiar cómo reforzar los ascensores para que resistan mejor los movimientos sísmicos ÿ(AU)

Respuesta sísmica de puentes chilenos con apoyos aislantes

La mayoría de los puentes importantes construidos en los últimos años y la vía elevada del metro de Santiago incluyen algún tipo de aislación sísmica y en varios de ellos se han instalado redes locales de acelerómetros con el fin de monitorear su respuesta frente a terremotos. En este trabajo se analizan los registros, tanto de vibraciones ambientales como de sismos, obtenidos a la fecha en el puente Marga-Marga de Viña del Mar, en el tramo elevado de la Línea 5 del metro de Santiago y en el puente Amolanas, ubicado en el kilómetro 308 de la carretera Panamericana Norte. Además, se presentan modelos de elementos finitos que reproducen las características dinámicas obtenidas experimentalmente.(AU)

Vereficación del desempeño en el diseño sismo resistente

Se presenta una metodología para verificar el desempeño de una estructura ante los cuatro eventos sísmicos que recomienda el Comité VISION 2000, utilizando los subprogramas del sistema de computación CEINCI3. En la metodología se propone encontrar un sistema equivalente de un grado de libertad que tiene la misma rigidez elástica e inelástica y la misma frecuencia, que el modelo bilineal de capacidad resistente de la estructura con múltiples grados de libertad. El análisis sísmico se realiza en el sistema equivalente en donde se encuentra el desplazamiento lateral el mismo que se pasa luego al sistema con múltiples grados de libertad por medio del factor de participación dinámica. Una vez conocido el desplazamiento lateral en el tope de la estructura con múltiples grados de libertad, ante un determinado sismo se encuentran los desplazamientos en cada uno de los pisos y las derivas correspondientes, las mismas que se comparan con los valores límites recomendados por el Comité VISION 2000, en función del uso de la edificación y del sismo de análisis. Por otra parte, se determina la secuencia conque las secciones han sobrepasado el momento de fluencia y la sobrerresistencia de las mismas para cada sismo de análisis. Estos valores se comparan con la sobrerresistencia con respecto al punto de fluencia, para saber cualitativamente el grado de daño(AU)

Efecto de la interacción suelo pilote (ISP) lineal y no lineal en el modelo sísmico de fundaciones de puentes

El objetivo de este trabajo, es estudiar el efecto de la no-linealidad del suelo de fundación en el desarrollo de las fuerzas y desplazamientos que se producen en las fundaciones de grupos de pilotes, para estructuras de puentes y compararlos con modelos que consideran lineal la interacción suelo-pilote (ISP). Para este trabajo se escogió un puente existente y se modeló considerando que estaba soportado en cinco perfiles de suelos diferentes, los cuales variaban desde rígidos a blandos. También se incluyó la alternativa de usar gruos de pilotes verticales o grupos de pilotes inclinados. De esta forma, diez fundaciones diferentes fueron diseñadas; cinco para grupos de pilotes verticales y cinco para grupos de pilotes inclinados. Para la metodología que considera interacción suelo-pilote (ISP) lineal, se establecieron basados en consideraciones no lineales, límetes de desplazamientos horizontales y cargas máximas laterales para el pilote, así como para cada una de las fundaciones diseñadas. Estos límites, determinan el máximo desplazamiento o carga lateral en el pilote (o fundación) para la cual las metodologías que consideran ISP lineal, producen desplazamientos horizontales conservadores en el pilote (o fundación). dichos límites, van a depender entre otros factores, de la rigidez del suelo y de si los pilotes en las fundaciones se encuentran en posición vertical o inclinados. Comparaciones entre las fuerzas desarrolladas en los pilotes que conforman la fundación, para las cargas de diseño, se obtuvieron mediante consideraciones de ISP lineal y no lineal. Se encontró que siempre que no se excedió el límite de la metodología (LM), los resultados usando ISP lineal fueron conservadores al estimar los desplazamientos y las fuerzas en los pilotes diseñados(AU)

Análisis de respuesta dinámica para la represa de río Blanco : Ejemplo de microzonificación lineal

Cuando se tiene una estructura de tierra infinitamente larga, como puede ser un dique o una represa, fundada sobre depósitos de suelo heterogéneos, los efectos de amplificación local pasan a tener especial importancia. En este caso, aún a pesar de que la estructura de tierra pueda resistir la excitación sísmica de diseño, el hecho de que existan zonas localizadas con mayor amplificación, implicaría una concentración de esfuerzos cortantes. Como resultado, podrían producirse deformaciones diferenciales, las cuales pueden no afectar la estabilidad del dique, pero pueden producir grietas transversales de tracción. Este efecto es mucho más perjudicial, pues permite el flujo de agua a través del dique. Este estudio presenta los resultados de una microzonificación lineal (~1.0 Km de longitud) a lo largo del eje de la futura represa de río Blanco, en el área de Naguabo, Puerto Rico. El objetivo ere determinar si existen zonas de mayor amplificación debido a las condiciones geotécnicas locales(AU)

Evaluación de la respuesta del suelo en Camaná, Atico y Chala a partir de las réplicas del terremoto del 23 de junio de 2001

En este trabajo se presenta los resultados obtenidos del análisis realizado sobre el contenido de frecuencias observadas en las estaciones acelerográficas instaladas en Chala, Atico y Camaná (Departamento de Arequipa), a partir del registro de 13 réplicas del terremoto del 23 de junio de 2001. Los resultados sugieren que para los componentes horizontales, el suelo de Atico es más consolidado que el de Camaná; mientras que, para la componente vertical el de Camaná es más estable. Asimismo, el suelo de la estación de Chala muestra mayor rigidez que el de Atico. La mayor aceleración registrada corresponde a una réplica de magnitud ML=4.9, siendo esta de 232 gals en la estación de Camaná.(AU)

Seismic capacity and vulnerbility of existing RC public buildings in Korea

The main objective of this paper is to provide the basic information regarding seismic capacities of existing reinforced concrete buildings in Korea. In this paper, seismic capacities of 14 existing reinforced concrete public buildings in Korea are evaluated based on the Japanese Standard for Evaluation of Seismic Capacity of Existing Reinforced Concrete Buildings and the relationship of seismic capacities between buildings in Korea are those damaged due to severe earthquakes in Japan is discussed. (AU)

Vulnerabilidad sísmica de edificaciones educativas en Venezuela

Plan piloto de adecuación estructural de las edificaciones surgido de las recomendaciones de un estudio realizado por la Federación de Edificaciones y Dotaciones Educativas (FEDE), del estudio se concluye que el riesgo sísmico no es una constante fácil de evaluar, pues varia en función de la amenaza sísmica, de la vulnerabilidad estructural y del monto de pérdidas materiales y humanas causas por el sismo

Soil structure interaction of bridges for seismic analysis

This report documents the current state-of-practice in soil-structure interaction analyses for seismics desing of bridges. It covers several relevant areas such as ground motion aspects, various issues on soil-structure interaction for typical foundations and methods of substructuring to reduce the number of degrees of freedom for foundation elements. The ground motion topic includes seismic hazard analyses, seismic perfomance criteria, spectrum compatible time history, spatial variation of ground motions, effects of local soil condition, and the recent ATC-32 recommendations on standard ARS (Acceleration Response Spectrum) design criteria. The soil-structure interaction area discusses modeling of foundation stiffness and damping for spread footing, gravity caisson, large diameter drilled shaft, and pile group. The concept of substructuring technique is described fully. The technique offers two approaches: one bases on kinmatic soil-structure interaction and the other based on inertia interaction. Both are intented to reduce the number of degrees of freedom for the foundation to be used in the global bridge analyses. (AU)

Sliding fragility of unrestrained equipment in critical facilities

Through the years, seismic design of buildings has been well developed and is continually updated and improved. Yet, nonstructural components housed in buildings are rarely designed with the same degree of consideration as buildings. As a result, buildings that remain structurally sound after a strong earthquake often lose their operational capabilities due to damage to their nonstructural components, such as piping systems, communication equipment and other types of components. The recent 1994 Nothridge, 1995 Kobe and 1999 Turkey and Taiwan earthquakes further demonstrate the importance of controlling damage to nonstructural components, particularly in critical facilities, such as hospitals, in order to ensure their funcionality during and after a major earthquake. Earthquake vulnerability of nonstructural components is usually reduced by fastening or bracing individual objects. However, there are some nonstructural components in buildings which often cannot be restrained for protection from earthquake shaking. The response of these objects will consist of sliding, rocking or jumping. Understanding these response types will allow estimation of vulnerability to earthquake damage and will assist in the design of appropiate mitigation measures. This research concentrates on experimental and analytical studies of the sliding response of freestanding rigid objects subjected to base excitation. Analytical and experimental techniques are combined to allow determination of fragility curves for free-standing rigid equipment under seismic excitations for further improvement of seismic mitigation measures. A discrete system model, an analytical model for two-dimensional sliding under two-dimensional excitation, is developed and analyzed for specific base motions. Shaking table testing with a range of excitations and systems parameters is used to define stability bounds for pure sliding motion. A comparison of the analytical and experimental results is then performed to further verify the validity of the analytical model. Discrepancies in the model assumptions and future improvements of the nonstructural model are also discussed in this report (AU)

Section 7 : Lifeline performance

This section reports on impacts of the August 17, 1999 earthquake on water, power and gas utilities, based on field surveys conducted on August 24-25, 1999. Because services such as water and power are vital for the function of an urban region, they are referred to as lifelines. In general, lifelines performed well in this earthquake, especially the source and transmission elements. Distribution systems, however, were more severely damaged, especially the underground water system pipin in the high intensity areas

Development of measurement capability for micro-vibration evaluation with application to chip fabrication facilities

In this project, Multidisciplinary Center of Earthquake Engineering Research (MCEER) researchers conducted vibration tests at a site in West Seneca, New York to determine its suitability for attracting and supporting a ChipFab facility. ChiFab, a short name for a semiconducto chip fabrication facility, is high-tech manufactuing facility where the electronic chips for items ranging from computers to cellular phones to automobiles are manufactured. The industrial park site (North America Park) is located near a railroad, a major expressway and an active mining operation. The level of micro-vibrations of ground motion is critical for this type of facility. Several locations were instrumented within the industrial park. Three direction acceleration components were measured at each location, during the period between November 1 and December 1, 1998. These acceleration data were subsequently converted into RMS velocity (one-thrid-octave band) through specially derived analytical relationships. It was found that the proposed ChipFab site in the northen section of the industrial park was suitable for the manufactuting facility. The measurement system used to conduct this testing was developed specifically for this project. This report describes the measurement system detail, including its sensory system, data acquisition and recording, sensor installation and distribution of the measurement locations. The procedure to obtain measurements, data evaluation, and results and analyses related to the West Seneca site are also described in the report. In addition to the encouraging results at the specific site (North America Center, West Seneca, NY), the ground vibration measuring procedure developed can potentially be used as an industrial standard for delicate manufacturing site evaluation. The report also introduces the theorical development for the relationship between frequency spectra and RMS values, which can be adopted for a wide range of applications on interpretations of the data obtained from up-to-date data acquisition systems

Design and retrofit methodology for building structures witn supplemental energy dissipating systems

The study described in this report on focuses on fundamental issues related to the design and use of supplemental damping devices in building structures. The principle objective is to develop a generic/practical analysis and design methodoly for structures that considers structural velocities and equivalent viscous damping of the devices. These two issues are explored in depth. Tools to transform the spectral velocity to an actual relative structural velocity are provided, and simple design procedure which incorporates power equivalent linear damping based on actual structural velocities is presented. The effectiveness of the design methodology is demonstrated with a retrofit design example using a supplemental load balancing tendom configuration

Earthquake response analysis of the Higashi-Kobe bridge

This paper presents results of observation and analysis fo the response of onte of the longest cable-stayed bridges in the world to the Hygoken-nambu (Kobe) eathquake of January 17, 1995. It is determined that intercation of the foundations of the bridge towers with the supporting soil plays a decisive role in the overall structural behavior. The key factor governing the changes of the soil properties at this site is pore water pressure builup, which results in liquefaction of the saturated surface soil layers unde large dynamic loads. Models of the soil and structure are created and initially validated by accurately simulating the system response to a small eathquake. Soil parameters reflecting the pore-water pressure builup in the strong eathquake are determied by advanced nonlinear effective stress analysis, combining the Ramberg-Osgood model of stress-strain dependence with a pore pressure model based on shear work concept. They are utilized to investigate and simulate the interaction of the foundation and the supporting soil using the program SASSI with the flexible volume substructuring approach. The results show a good agreement with the observations and have useful implications to the scientific and engineering practice. (AU)

The effect of vertical excitation on structural response seismic characteristics

Under an eathquake, structures might vibrate not only horizontally but also vertically due to a vertical excitation. Now the effect of the vertical excitation, however is not considered directly or with scientific justification. The effect of vertical excitation mus be studiesd to improve the seismic capacity of structures under real eathquakes. In this paper, the characteristics of vertical excitations are discussed comparing with horizontal excitations using 12 ground acceleration records including 1995 Hyogoken-nambu earthquake records as the first step. As the results, these can be said that the maximum vertical ground acceleration is generally smaller than the horizontal, the vertical input energy due to earthquake is less than the horizontal, but the response acceleraton is larger than the horizontal and vertical maximum response acceleration should accur at the same time. (AU)