MOVIMIENTOS SIMULADOS DE SISMOS

Buenas tardes a todos los miembros de la comunidad, ahora les presento un documento titulado “Movimientos simulados de sismos”, es otro documento interesante el cual sugiero que lean, aunque este en su fecha tiene el año 1968, de todas maneras es un material que me llamo la atención.

Para descargar el archivo el link se encuentra al final del articulo.

El documento consta de las siguientes partes:

- Movimientos simulados de sismos

Extracto

Introducción

- Generación del movimiento sísmico

Resumen

Detalles del proceso de generación

- Presentación de resultados

- Resumen y conclusiones

A continuación le pongo la introducción del documento, esta es un poco extensa pero preferí mantenerla intacta:

EXTRACTO
Los movimientos simulados de sismos, convenientes para cálculos de diseño, se generan con la ayuda de una computadora. Los acelerogramas artificiales son secciones de un proceso aleatorio con una densidad espectral prescrita de energía, multiplicadas por funciones envolventes elegidas para modelar la intensidad que cambia de principio a fin en los acelerogramas reales.

Dos de cada cuatro diferentes tipos de acelerogramas han sido generados para representar la aceleración del suelo para una diversidad de sismos. Los Tipo A modelan la aceleración en una sacudida de magnitud 8 y los Tipo B, el movimiento esperado en un terremoto de magnitud 7. La vibración esperada en el área epicentral de magnitud 5 o 6, es modelada por el Tipo C, y el movimiento cercano a la falla en una magnitud baja 4 o 5, es representado por el Tipo D.

Los dos registros de cada tipo fueron generados para servir como las dos componentes horizontales de la vibración de un terremoto, o como dos muestras independientes de una posible vibración del suelo para el mismo tipo de eventos. Se incluyen en el informe los acelerogramas y las curvas derivadas de velocidad y de desplazamiento, así como los espectros de respuesta.

INTRODUCCIÓN
En el diseño sísmico de estructuras importantes es frecuente que los análisis de computadoras sean hechos de la respuesta de la estructura para una aceleración mínima ya definida. Los acelerogramas registrados de terremotos se utilizan a menudo para este propósito, aunque éstos no pudieran tener características totalmente convenientes. Por ejemplo, el acelerograma de “El Centro”, 1940, se ha utilizado por todo el mundo aun cuando sus características especiales no son realmente aplicables. Debido a la rareza de los terremotos fuertes, la extensión localizada de una vibración de suelo realmente fuerte, y la aparente propensión de los terremotos a ocurrir dentro áreas sin instrumentación, existen enormes vacíos en la actual colección de acelerogramas de movimiento fuerte. El más significativo es que nunca se ha registrado la vibración de un terremoto verdaderamente fuerte (magnitud de Richter 8) en las cercanías de la falla causante. Además, en los Estados Unidos se han hecho solamente tres registros en las áreas epicentrales de magnitud 7 (El Centro, California, 1940; Olympia, Washington, 1949 y Taft, California 1952). Las fluctuaciones estadísticas en intensidad, la duración y contenido de frecuencia en estos registros, y registros de terremotos comparables de México y Sudamérica, indican que son necesarios una mayor cantidad de movimientos fuertes de sismos para definir adecuadamente las características de las fuertes vibraciones del suelo. Esto es válido también para daños, o potenciales daños de movimientos sísmicos de menores magnitudes (magnitud 4 de Richter o mayor).
Debido a que pasarán muchos años antes que sean recopiladas colecciones de registros de diversos tipos, los investigadores han generado un conjunto de sismos simulados por varios medios, a fin de ayudar a llenar los vacíos en los datos ya registrados. Los modelos para estos movimientos simulados se deducen del análisis de las características estadísticas de los acelerogramas registrados, las más significativas de éstas son la duración, intensidad y contenido de frecuencia del movimiento. La intensidad y frecuencia son, en general, funciones de tiempo.
Se han utilizado o sugerido modelos matemáticos de diversa complejidad para modelar los acelerogramas. Estos modelos incluyen a el “ruido blanco” (Housner, 1947, Rosenblueth y otros, 1956, 1962, Bycroft, 1960), un proceso gaussiano estacionario (Tajimi, 1960, Housner y Jennings, 1964, Barstein, 1960), y los procesos no estacionarios de varios tipos (Bolotin, 1960, Bogdanoff et el al., 1961, Cornell, 1964, Amin y Ang, 1966, Shinozuka y Sato, 1967).
Todos los tipos propuestos de los modelos estadísticos incorporan algunas de las características importantes del movimiento sísmico fuerte y la elección del modelo a utilizar depende de las características que sean importantes para el problema actual. Así, muchas de las características de respuesta a movimientos sísmicos de estructuras amortiguadas lineales, pueden ser modeladas por la respuesta al “ruido blanco” (Bycroft 1960), pero la frecuencia de este modelo se sabe que es inexacta. Housner y Jennings (1964) demostraron que la porción central dominante de la aceleración de terremotos fuertes se podría modelar por las secciones de un proceso gaussiano estacionario con una densidad espectral derivada del espectro promedio de velocidad no amortiguada. Aunque, satisfactorio para la mayoría de los estudios de respuesta, los sismos artificiales generados por este proceso no son apropiados para modelar movimientos sísmicos más pequeños o para el uso en estudios donde las menos intensas pero más largas colas de los acelerogramas, se piensa que son significativas. Un ejemplo importante está en los estudios de la tendencia de ciertos suelos a la licuefacción bajo cargas
cíclicas (Seed y Wilson).
Para modelar las vibraciones en sismos más pequeños (magnitud de Richter 5 o 6) y modelar la cola de movimientos más grandes es necesario emplear un proceso aleatorio no estacionario. Uno de los tipos de procesos no estacionarios más simples consiste en un proceso estacionario multiplicado por una función envolvente dependiente del tiempo (Bendat y Piersol, 1966). Amin y Ang (1966) han demostrado que un proceso filtrado de Poisson modificado por dicha envolvente es un modelo satisfactorio para los movimientos esperados durante terremotos grandes. Para modelar el rápido aumento de movimiento, la porción central de vibración fuerte, y la cola que decae, Amin y Ang utilizan una función envolvente dividida en tres partes: a) un rápido aumento cuadrático en intensidad a partir de cero; b) una porción central constante; y c) una cola exponencial que decae.
En el trabajo divulgado aquí, la no estacionareidad del acelerograma también es introducido por funciones envolventes de este tipo general, pero las funciones envolventes son aplicadas a secciones del mismo proceso gaussiano aleatorio usado previamente para modelar la porción central de sismos fuertes
(Housner y Jennings, 1964). El actual trabajo también difiere de esfuerzos anteriores en que la atención estaba centrada en la preparación de los movimientos sísmicos simulados, apropiados para el uso en el diseño de estructuras especiales. Para este propósito, dos de cada cuatro diferentes tipos de acelerogramas han sido generados para representar la aceleración del suelo en una variedad de sismos que se extienden desde un gran terremoto, tal como el ocurrido en Chile en 1960 o Alaska en 1964, hasta un pequeño movimiento, tal como el registrado en Parkfield, California en 1966. Los acelerogramas se han procesado, filtrado, y escalado para tener las características apropiadas del movimiento de suelo que modelen.
Los dos acelerogramas de cada tipo son destinados para servir como dos componentes de la misma vibración para los cálculos de movimiento en dos dimensiones, o como dos muestras independientes de una posible vibración del suelo para el mismo tipo de evento. La presentación en este informe incluye los acelerogramas y las curvas derivadas de velocidad y desplazamiento, así como espectros de respuesta. Las barajas, dando las ordenadas de la aceleración a intervalos de 1/40 segundos, serán proporcionadas a petición de las personas interesadas en el desarrollo de cálculos usando éstos movimientos simulados.

Espero que les sea de utilidad, saludos a todos

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