1.7 Efectos sísmicos en las Estructuras

Summary

El guion del video trata sobre el efecto sísmico en estructuras, explicando las características de la acción sísmica y cómo se miden. Se discute la importancia de la transformada de Fourier para analizar la composición de las ondas sísmicas y se mencionan los espectros de aceleración y diseño sísmico. Además, se exploran las respuestas lineales y no lineales de las estructuras ante sismos, y se presentan ejemplos de daños comunes en edificios, como grietas y fallas en uniones y muros. El guion también destaca la influencia de factores como la intensidad, duración del sismo, tipo de suelo y características de los edificios en la magnitud de los daños.

Takeaways

• 🌟 La acción sísmica en estructuras se analiza a través de programas que miden la propagación de ondas durante un terremoto, como el modelo matemático mostrado para el sismo de 1985 en Michoacán.
• 📊 Se utilizan señales de aceleración del suelo registradas para entender las características de la acción sísmica, como la duración y magnitud de la aceleración horizontal.
• 🔍 La Transformada de Fourier es una herramienta clave para analizar señales sísmicas, pasando de la representación en el dominio del tiempo al dominio de la frecuencia.
• 📈 El espectro de Fourier ayuda a identificar las frecuencias con mayor amplitud en las señales sísmicas, lo que es crucial para entender las excitaciones a las que están sujetas las estructuras.
• 🏗️ Los espectros de diseño sísmico son esenciales para el diseño de nuevas estructuras, basándose en los análisis de espectros de aceleración y respuesta.
• 🏢 Los periodos estructurales son importantes en la respuesta de las estructuras a los sismos, y varían según la rigidez y el tipo de construcción.
• 📉 La respuesta lineal y no lineal de las estructuras a los sismos es fundamental para entender el comportamiento estructural y predecir daños potenciales.
• 🔨 Los daños en estructuras de concreto reforzado después de sismos de alta intensidad son influenciados por factores como la intensidad del sismo, su duración, el tipo de suelo y la característica de la construcción.
• 🏚️ Los daños comunes en edificios post-sísmico incluyen fallas en cimentaciones, grietas en muros y lazos, y fallas en uniones entre vigas y columnas.
• 📌 La rigidez de una estructura puede influir en la magnitud del daño: las estructuras rígidas cerca de zonas sismogénicas y con suelos blandos suelen sufrir más daños.
• 🏛️ Ejemplos del sismo de 1985 muestran daños significativos en edificios, incluyendo colapso de pisos, inclinación de estructuras y daños en elementos estructurales no dúctiles.

Q & A

¿Qué características principales tiene una señal sísmica registrada en el eje horizontal?

La señal sísmica registrada en el eje horizontal muestra la duración del sismo en segundos y la aceleración del suelo, que puede alcanzar hasta 150 centímetros por segundo al cuadrado.

¿Qué es la transformada de Fourier y cómo se relaciona con el análisis de señales sísmicas?

La transformada de Fourier es un método matemático que convierte una señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia. Permite descomponer la señal sísmica en una serie de funciones de frecuencia constante y amplitud, lo que ayuda a identificar las frecuencias con mayor energía en la señal.

¿Cuál es el propósito de los espectros de Fourier en el análisis de señales sísmicas?

Los espectros de Fourier ayudan a conocer la composición de la señal sísmica, identificando las frecuencias que tienen mayor amplitud y son importantes para entender las excitaciones a las que están sujetas las estructuras.

¿Qué son los espectros de respuesta y cómo se relacionan con la aceleración del suelo en un sismo?

Los espectros de respuesta son herramientas que miden la respuesta de una estructura a una excitación sísmica dada, usualmente la aceleración del suelo. Ayudan a entender cómo se comportará una estructura ante diferentes frecuencias y amplitudes de vibración durante un sismo.

¿Cómo se clasifican las estructuras según su rigidez y su periodo estructural?

Las estructuras se clasifican según su periodo estructural y rigidez. Por ejemplo, las estructuras rígidas con un periodo de cero a un segundo suelen ser de mampostería o muros de concreto, mientras que las flexibles con un periodo de 1 a 3 segundos pueden ser edificios de mayor altura y otros tipos de construcción.

¿Qué son los espectros de diseño sísmicos y para qué sirven?

Los espectros de diseño sísmicos son herramientas que representan las demandas sísmicas que una estructura tendría que soportar. Son útiles para diseñar nuevas estructuras de manera que puedan resistir los efectos de un sismo.

¿Qué es una respuesta lineal y cómo se relaciona con el comportamiento de los materiales elásticos?

Una respuesta lineal se refiere a un comportamiento proporcional entre esfuerzos y deformaciones en un material. Los materiales elásticos se comportan de esta manera hasta llegar a su punto de弹性 limit, manteniendo una relación lineal directa entre la carga aplicada y la deformación resultante.

¿Qué es una respuesta no lineal y cómo se relaciona con el comportamiento de los materiales más allá de su punto elástico?

Una respuesta no lineal ocurre cuando los materiales se desplazan más allá de su punto elástico, lo que significa que la relación entre esfuerzos y deformaciones deja de ser proporcional y puede mostrar un comportamiento más complejo.

¿Cuáles son algunos de los daños comunes que pueden ocurrir en estructuras de concreto reforzado durante un sismo?

Algunos de los daños comunes incluyen grietas en las latas y muros, fallas en las uniones entre vigas y columnas, y problemas en la cimentación y suelo que pueden causar la pérdida de verticalidad o incluso colapso de la estructura.

¿Cómo influye la intensidad, duración y tipo de suelo en los daños causados por un sismo en estructuras?

La intensidad del sismo, su duración y el tipo de suelo afectan directamente a la magnitud y el tipo de daños. Suelos blandos y arenosos, por ejemplo, pueden amplificar los efectos del sismo y causar daños más severos en estructuras rígidas y cerca de las zonas sísmicas.

¿Qué fenómenos se observaron en los edificios durante el sismo de 1985 en Michoacán y cómo afectaron las estructuras?

Durante el sismo de 1985, se observó la pérdida de verticalidad en algunos edificios, colapso parcial de pisos y daños en la cimentación y suelo. Estos fenómenos afectaron la integridad y la seguridad de las estructuras, dejando a algunos edificios inclinados o con daños estructurales significativos.