Comportamiento sísmico de edificios con aisladores de péndulo de fricción en la Zona del Lago de la Ciudad de México

• Héctor Guerrero Bobadilla ^[1] ; Juan Aguilar Hernández ^[1] ; Oscar Sámano Brito ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
• Localización: Ingeniería sísmica, ISSN-e 2395-8251, Nº. 107, 2022, págs. 1-21
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Seismic behavior of buildings with friction isolators in the Lakebed Zone of Mexico City
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  • español

    Históricamente se ha mencionado que usar aislamiento de base en la Zona del Lago de la Ciudad de México no es una alternativa factible. Esto debido a que existen suelos muy blandos en esa zona y a sus periodos predominantes de vibrar tan largos. Sin embargo, los desarrollos tecnológicos recientes, como los aisladores de péndulo de fricción (AFP), son una alternativa de interés que puede ayudar a mejorar la resiliencia sísmica de la Ciudad. En ese sentido, en este artículo se explora el uso de APF en edificios de mediana y baja altura, de acero, desplantados en la Zona del Lago de la Ciudad de México. Se estudiaron modelos en 2D, de tres, seis y nueve niveles para tres diferentes casos. El Caso 0, que se toma como referencia, corresponde a edificios convencionales (es decir, sin APF), diseñados para resistir tanto cargas gravitacionales como las demandas sísmicas. El Caso 1corresponde a las mismas estructuras del Caso 0, pero montadas sobre APF. El Caso 2 corresponde a los edificios con los APF del Caso 1, pero cuya superestructura fue rediseñada considerando únicamente cargas gravitacionales. Se evaluó el comportamiento sísmico en términos de: i) distorsión máxima de entrepiso; ii) desplazamiento lateral máximo; iii) velocidad máxima de piso; iv) aceleración máxima de piso; v) cortante máximo de entrepiso; y vi) momento máximo de volteo. Se utilizaron12 registros sísmicos sintéticos y dos históricos para un sitio con periodo de vibrar predominante cercano a los 2 s. Los movimientos se escalaron a varias intensidades para realizar análisis dinámico incremental (ADI). Finalmente, se estimó la probabilidad de colapso de las estructuras estudiadas. Los resultados indican que la probabilidad de colapso de los edificios con APF es significativamente menor que aquella de sus contrapartes convencionales. Se presentan y discuten las ventajas de usar APF en la Zona del Lago de la Ciudad de México y se identifican algunas diferencias importantes entre los casos 1 y 2 de las estructuras con aislamiento.

  • English

    Historically, it has been established that using base isolation in the Lakebed Zone of Mexico City is not a feasible alternative. This is due to the existing soft soil deposits in that area and their predominant long periods of vibration. However, recent technology developments, such as friction pendulum isolators (FPI), are an interesting alternative worth to explore, which can help to improve the City's seismic resilience. In that sense, this paper explores the use of FPI on medium-and low-rise steel buildings in the Lakebed Zone of Mexico City. Three-, six-and nine-storey high models, in 2D, were studied for three different cases. Case 0, which was taken as a benchmark, corresponded to conventional fixed-base buildings (i.e. without FPI), designed to resist both gravitational loads and seismic demands. Case 1corresponded to the same structures of Case 0, but the structures were mounted on FPI. Case 2 corresponded to the buildings of Case 1 with FPI, but their superstructure was redesigned considering gravitational loads only. The seismic behavior of the buildings was evaluated in terms of: i) maximum inter-storey drift; ii) maximum lateral displacements; iii) maximum floor velocities; iv) maximum floor accelerations; v) maximum inter-storey shear; and vi) maximum overturning moment. Twelve synthetic and two historic seismic ground motions were used for a site with a predominant period of vibration close to 2 s. They were scaled to different intensities in order to conduct incremental dynamic analysis (ADI). Finally, the probability of collapse of the studied buildings was estimated. The results indicate that the probability of collapse on isolated buildings with FPI was lower than that for conventional buildings. Advantages of using FPI in the Lakebed Zone of Mexico City are presented and discussed, while some significant differences between cases 1 and 2 were identified.