Proyecto #5505
Nombre del proyecto:
Mantenimiento de mecánica aplicada
Jefe de proyecto: R. Gómez.
Proyecto #5506
Nombre del proyecto:
Análisis probabilista de edificios con osciladores resonantes.
Jefe de proyecto: Sonia E. Ruiz.
Objetivos, alcance y método:
Este proyecto constituye la continuación del proyecto No. 3521, patrocinado parcialmente por el D.D.F. (cuyo informe se entrego en septiembre de 1994). Sobre este proyecto se están efectuando análisis paramétricos de sistemas simples excitados con 10 sismos simulados. Los sismos corresponden a las características estadística del acelerograma registrado en la SCT en 1985. Los resultados de esto harán ver la variabilidad de la respuesta de estructuras con osciladores resonantes y sin estos. Estos resultados son útiles para realizar en el futuro estudios de confiabilidad de este tipo de estructuras.
Los sistemas que se analizan corresponden a estructuras diseñados con distintos factores de comportamiento sísmico (Q=1,2,3 y 4) a los cuales se les añade en su azotea un oscilador resonante con comportamiento lineal.
Proyecto #5507
Nombre del proyecto:
Aplicación del criterio de linealización equivalente a marcos planos. parte II.
Jefe de proyecto: Sonia E. Ruiz.
Objetivos, Alcance y Método:
Este proyecto es continuación del proyecto No. 3555 relativo a calibrar el criterio de linealización equivalente (LEQ). Actualmente se esta llevando a cabo esta calibración Para ello se emplean los sismos simulados a partir del registro SCT-EW, 1985. En la formulación se supondrá que los movimientos sísmicos son procesos estocásticos NO-ESTACIONARIOS, por lo tanto las respuestas estadísticas de desplazamientos, rotaciones plásticas en elementos y energía disipada se estiman paso a paso en el tiempo. Esto se realiza con el método de linealización equivalente y con un programa de integración que emplea el método de Runge-Kutta desarrollado dentro del proyecto 3555.
Proyecto #5531
Nombre del proyecto:
Cargas vivas en edificios para oficinas.
Jefe de proyecto: Sonia E. Ruiz.
Objetivos, alcance y método:
Propuesta de proyectos de investigación al D.D.F. Cargas vivas en edificios para oficinas.
Antecedentes:
Para diseñar edificios seguros y económicos se requiere conocer las
cargas que actuarán sobre ellos durante su vida útil. Estas cargas no pueden conocerse en forma precisa; sin embargo se pueden describir mediante modelos probabilistas. En México se han desarrollado diversos modelos que describen el comportamiento de las cargas sísmicas, sin embargo se le ha dado menor importancia al desarrollo de modelos de cargas vivas actuantes en edificios. Por ello son casi nulos tanto los datos empíricos como los modelos analíticos referentes a cargas vivas. El único estudio estadístico que existe en México fue elaborado por E. Rosenblueth y F. J. Jauffred en 1959-60. Dicho estudio se refiere a cargas instantáneas sostenidas en unidades de habitación y de oficina. A partir de esa fecha, se han propuesto en la literatura universal modelos analíticos cada vez más realistas para el análisis de cargas vivas.
Justificación:
Las cargas vivas nominales que recomienda el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal (R.C.D.F.- 1993) se establecieron principalmente con base en juicio ingenieril, y no existe alguna publicación que explique a que probabilidades de excedencia corresponden los valores ahí especificados, ni las bases en las cuales se sustentan dichas recomendaciones
Se considera deseable elaborar este tipo de estudios probabilistas con el fin de que nuestro
Reglamento cuente cada día con mejores bases analíticas, además del insustituible criterio de investigadores e ingenieros con gran experiencia.
Objetivos:
En este proyecto se evaluará la probabilidad de excedencia de cargas vivas
propuestas en el R.C.D.F. - 1993, asociadas a pisos de edificios destinados a oficinas. Esta
probabilidad de excedencia se comparará con la correspondiente implícita en el ANSI A58.1- 1982, para un periodo de recurrencia y área dados. Con base en datos estadísticos, se obtendrá la variación de la desviación estándar de las cargas en función de la superficie ocupada.
Metodología:
Se considerar la combinación más desfavorable de cargas vivas sostenidas y extraordinarias actuando en una cierta área de influencia. Tanto las cargas sostenidas como las extraordinarias se supondrán gobernadas por un proceso estocástico de Poisson. Se hará la hipótesis de que las respectivas intensidades de cargas sostenidas y extraordinarias tienen funciones de distribución tipo Gamma. La función de probabilidad de los valores máximos se supondrá Extrema Tipo I. Se calcularán las probabilidades de excedencia de los valores máximos de cargas especificadas en el R.C.D.F. Las estimaciones se harán usando simulación de Monte Carlo.
Los datos estadísticos requeridos (media, varianza, tasa de cambio de ocupantes, etc) para
alimentar los modelos probabilistas se obtendrán a partir de mediciones hechas en campo. Se pesarán físicamente algunos muebles, y de otros se estimarán sus cargas. Las oficinas se dividirán en públicas y privadas, y se harán estimaciones de cargas actuantes para diferentes superficies de oficinas. Se visitarán aproximadamente 30-40 oficinas (muestras) en donde se hará este levantamiento
Proyecto #5541
Nombre del proyecto:
Influencia de la interacción dinámica suelo-estructura. en la confiabilidad de edificios expuestos a sismos.
Jefe de proyecto: Luis Esteva.
Objetivo:
Establece un modelo para el análisis de la confiabilidad de edificios que incluya las incertidumbres asociadas a las características del movimiento del terreno, debido a las condiciones locales y a la interacción suelo-estructura. alcance: el modelo suelo-estructura se limitara al caso bidimensional, y las incertidumbres del fenómeno serán del caso de la ciudad de México. en la primera etapa se identificaran las variables inciertas y sus modelos probabilistas, elección del modelo suelo-estructura mas adecuado para simular el fenómeno y desarrollo de un modelo matemático para evaluar los efectos por condiciones locales bajo condiciones inciertas para la determinación de la excitación efectiva.
Método:
El movimiento del terreno se representara mediante acelerogramas simulados con densidad espectral evolutiva representativa de la que puede ocurrir en diversos sitios de la zona de terreno blando del valle México. el comportamiento no lineal de las estructuras se supondrá concentrado en articulaciones plásticas con degradación de resistencia y rigidez de acuerdo con un modelo de daño acumulado. la incertidumbre en las propiedades mecánicas de las estructuras se tomara en cuenta mediante métodos de monte carlo, los que también se aplicaran al análisis de la distribución probabilistica de diversos indicadores del nivel del daño y de la probabilidad de falla.
Proyecto #5542
Nombre del proyecto:
Estudio sobre riesgo sísmico y confiabilidad estructural.
Jefe de proyecto: Luis Esteva.
Objetivos, alcance y método:
Los recursos que se emplearan para este proyecto provienen de los convenios siguientes:
A mis análisis de riesgo sísmico para fines de seguros. subproyecto:
perdidas probables por sismo en contenidos, monto: N$137,000.
ASEMEX. estudio sobre daños probables causados por temblores en la presa el infiernillo. el monto del convenio es de N$170,000, de los que aquí se emplea la mitad, pues la otra mitad se le asigno a M. Romo por su participación en los análisis de respuesta dinámica de la presa.
Aparte de apoyar el desarrollo de los proyectos citados, en este proyecto se realizaran estudios complementarios a los del proyecto parcialmente apoyado por la secretaría de obras y servicios del distrito federal sobre bases de confiabilidad estructural para determinar espectros de sitio para diseño sísmico en el distrito federal"
Proyecto #5543
Nombre del proyecto:
La distribución de resistencia y su influencia en la respuesta sísmica torsional de modelos de estructuras de edificios.
Jefe de proyecto: Dr R. Gómez.
Objetivos:
Evaluar las características de la respuesta de modelos de estructuras asimétricas con comportamiento no lineal ante registros sísmicos obtenidos en la ciudad de México el 19 de septiembre de 1985.
Alcance:
Se demostrará la importancia de la distribución en planta de la rigidez y resistencia otorgada a la estructura por los elementos estructurales. Adicionalmente, se estudiarán el efecto sobre la respuesta estructural de distintas formas de la distribución de la masa sobre la losa de entrepiso, y con base en los resultados obtenidos se propondrán recomendaciones en el diseño sísmico de estructuras asimétricas.
Método:
A partir de un estudio anterior, se llevará a cabo un estudio paramétrico de modelos estructurales con diferentes propiedades dinámicas diseñados conforme al RDF87. Los modelos serán de cortante de uno o dos niveles, y con dos o tres crujías. Los elementos estructurales tendrán comportamientos carga - deformación en los que se considere o no la degradación de la rigidez o la resistencia. Aunque se prevé el uso de distintos índices de daño para corroborar las conclusiones, la respuesta sísmica de los modelos se evaluar principalmente a través de la relación de la demanda de ductilidad máxima entre la demandada por la estructura simétrica.
Proyecto #5551
Nombre del proyecto:
Daño en marcos de edificios sujetos a sismo (1A. ETAPA)
Jefe de proyecto: Orlando Díaz.
Antecedentes:
La práctica moderna del diseño sísmico de edificios se basa en criterios que producen sistemas estructurales que deben desarrollar deformaciones considerables, cuando son sometidas a temblores intensos cuya ocurrencia puede repetirse durante la vida útil de la estructura. El permitir el desarrollo de deformaciones inelásticas en la estructura, concilia economía con seguridad a costa de permitir daños que, de no repararse, pueden afectar la seguridad de las construcciones ante la ocurrencia de posibles eventos futuros.
Conocer las condiciones en las cuales queda una estructura después de soportar un evento sísmico, es de importancia ya que ello permite tomar decisiones respecto a su seguridad estructural.
Objetivos:
En este trabajo se emplean modelos con leyes de comportamiento histéretico que incorporan el concepto de deterioro de rigidez y resistencia de elementos de concreto reforzado ante cargas cíclicas, para analizar la respuesta de marcos estructurales ante sismos de diferentes intensidades con el fin de estudiar la evolución del daño. Los resultados que se encuentren serán de utilidad para estudios futuros en los cuales se planteen criterios de decisión óptimos para el diseño y reparación de las estructuras.
Alcance:
Se estudiar la evolución del daño en estructuras cuando son sometidas a sismos de diferentes intensidades. Se hará un estudio en el cual se analizar la respuesta de mareos de varios niveles desplantados en los diferentes tipos de terreno en que se divide la zona del valle de México de acuerdo con el reglamento de construcciones del DF, con el fin de ver en que forma son afectadas las estructuras de acuerdo con las característica del suelo en que se encuentra y el criterio de diseño utilizado. Se tomarán marcos de diferentes niveles y se estudiar el efecto de la flexibilidad del marco en la respuesta estructural. Los marcos se diseñarán de acuerdo con el RDF, considerando factores de comportamiento sísmico de 2 y 4. El trabajo se simplificará considerando marcos planos perteneciente a edificios regulares, simétricos, con planta cuadrada y alturas de entrepiso iguales, excepto en el primer nivel, con crujías de igual longitud y carga vertical simétrica. No se tomarán en cuenta en esta etapa del trabajo, efectos de torsión ni de interacción suelo-estructura. Para los elementos estructurales se tomará un modelo de comportamiento histerético que toma en cuenta el deterioro de la rigidez y la resistencia. Para expresar la respuesta de las estructuras en términos del grado de daño soportado así como la capacidad de reserva tanto de los componentes estructurales como del sistema completo, se definirán índices de daño y se estudiará que tan adecuados son para representar las condiciones en que se encuentra una estructura. Los resultados de este estudio servirán para evaluar los modelos de comportamiento histerético de índices de daño que se utilizan. De ser posible obtener funciones de densidad de probabilidades de incremento estado inicial de daño nulo.
Proyecto #5554
Nombre del proyecto:
Bases de confiabilidad estructural para determinar espectros de sitio para diseño sísmico en el D.F.
Jefe de proyecto: Luis Esteva.
Objetivos:
Revisar los estudios y las observaciones instrumentales sobre movimientos sísmicos de la ciudad de México realizadas durante los últimos años y actualizar las estimaciones de riesgo sísmico en varios sitios de interés expresado mediantes tasas de excedencia de las ordenadas de los espectros de respuesta que toman en cuenta la influencia de la intensidad del movimiento sísmico, en el sitio de interés sobre sus característica detalladas: duración, contenido de frecuencias, densidad espectral evolutiva, etc.
Desarrollar modelos simplificados de un solo grado de libertad, que permiten representar las características más significativas de sistemas complejos.
Desarrollar algoritmos y programas para evaluar la confiabilidad de sistemas de varios grados de libertad expuestos a temblores de intensidades dadas.
Alcance:
Obtener relaciones entre coeficiente de diseño sísmico y probabilidad de falla, en función del período natural.
Método:
Aplicar lo indicado en los objetivos, al estudio de las distribuciones de probabilidades de los índices de daño para estructuras con distintos períodos naturales por métodos de Monte Carlo, explorando la influencia de diversas variables tales como relaciones entre rigideces de trabes y columnas, relaciones entre resistencias de trabes y columnas e intensidades de los movimientos del terreno.
Proyecto #5558
Nombre del proyecto:
Confiabilidad de sistemas estructurales ante excitaciones Sismicas.
Jefe de proyecto: Joel García.
Objetivos:
Formulación de criterios en daño acumulado, para evaluar la confiabilidad de estructuras expuestas a sismos, su particularización al caso de marcos continuos de edificios, el desarrollo de los correspondientes algoritmos y programas para computadora y su aplicación a casos específico de interés.
Alcance:
1. Se desea ampliar el alcance de los resultados obtenidos de algunos estudios realizados en el Instituto de Ingeniería con otros que incluyan los siguientes puntos:
a) utilización de acelerogramas típicos simulados como procesos estocasticos con densidad espectral evolutiva representativos de varios sitios del valle de México;
b) Análisis sistemático probabilista de la respuesta de estructuras incluyendo los puntos siguientes:
- influencia de la rigidez postfluencia,
- variación de rigideces y resistencias en la altura del edificio,
- establecimiento de funciones de confiabilidad de tales sistemas.
2. Desarrollo de modelos estocásticos de linealización equivalente para estudiar la respuesta no lineal histerética o con deterioro de sistemas de varios grados de libertad ante sismos.
Método:
En el estudio se utilizarán métodos basados en formulaciones probabilistas para la determinación de la respuesta no lineal de sistemas estructurales sujetos a temblores, tomando en cuenta las incertidumbres asociada a la excitación sísmica, a las propiedades de los sistemas de interés (masas, rigideces, resistencias, etc.) y a las reglas de comportamiento leyes constitutivas; así como las incertidumbres asociadas a las respuestas estructurales y margenes de seguridad. a simulación de temblores como procesos estocásticos se realizará utilizando métodos de Monte Carlo. a determinación de la confiabilidad de sistemas estructurales, en particular de marcos continuos de varios niveles, ante movimientos sismicos se hará bajo un planteamiento de deterioro de rigideces y resistencias asociado con el daño acumulado.
Proyecto #5562
Nombre del proyecto:
Interacción estructura suelo semiespacio una nueva alternativa.
Jefe de proyecto: J. L . Urrutia.
Objetivos:
En vista de los desarrollos teóricos del proyecto 25361 para el análisis dinámico de maquinaria con absorbedores, un objetivo de este proyecto será el de desarrollar la teoría y los algoritmos necesarios para el análisis dinámico de estructuras con movimiento o fuerzas prescritas en sus fronteras. No obstante que la teoría general Dará problemas con fronteras variables en el tiempo ya ha sido desarrollada para vigas continuas, ahora se buscar aplicar la misma metodología para estudiar el problema de interacción entre estructura, suelo y un semiespacio con capacidad absorbente de energía. Se buscar , además, delinear y encuadrar al problema de interacción dentro del marco teórico de análisis de funciones en coordenadas oblicuas. Cumpliendo así con todos los postulados de convergencia de análisis funcional oblicuo y de cálculo tensorial.
Alcance:
El estudio detallado del balance dinámico entre:
a.) la estructura.
b.) el suelo y
c.) el semiespacio móvil nos permitirá apreciar de manera clara cual es la interacción optima entre los tres elementos mencionados y cuando y bajo que condiciones esta ocurre. Para el caso de sistemas con muchos grados de libertad se buscar la solución
1 Proyecto 2536, "Análisis dinámico de Cimentación de Maquinaria", Instituto de Ingeniería, reporte en preparación, mayo de 1995.
2 J.L.Urrutia-Galicia, M.A.Santiago y Ma. Sara V. Sánchez Salinas, IS Cong. Nal. de Ing. Sísmica y VIII Cong. Nal. de Ing. Estructural, Manzanillo, Colima, octubre de 1991, pp.99-110.
Proyecto #5571
Nombre del proyecto:
Confiabilidad de edificios con disipadores de energía parte I.
Jefe de proyecto: Sonia E . Ruiz.
Objetivos, alcance y método:
El presente proyecto es continuación de una serie de estudios sobre edificios con disipadores de energía, patrocinados por la DGAPA.
- Se evaluará y comparará la confiabilidad de sistemas con disipadores de energía y sin ellos.
- Para un edificio de 20 niveles se realizarán análisis de costos iniciales.
- Se efectuar un análisis probabilista (Monte Carlo) excitando el edificio de 20 niveles con disipadores, con una serie de 10 sismos simulados.
- Se aplicará el criterio de optimación a marcos de un nivel.
- Se plantear un procedimiento para análisis y diseño de sistemas no lineales con dispositivos disipadores de energía.
- Se revisar la literatura sobre las especificaciones que existen en los códigos de diseño a nivel mundial relacionados con edificios con disipadores.
- Se realizar un análisis paramétrico de marcos simples con disipadores con distintos ángulos de inclinación de las diagonales.
Proyecto #5572
Nombre del proyecto:
Criterios para la instrumentación optima de sistemas estructurales
Jefe de proyecto: Ernesto Heredia.
Objetivo:
Desarrollar criterios para la toma de decisiones en la instrumentación óptima de sistemas estructurales sometidos a movimientos sísmicos. Se considera el caso en el que se debe de escoger un conjunto de componentes de respuesta a ser registradas para la identificación de parámetros estructurales bajo ciertas restricciones de costo y número disponible de instrumentos.
Alcances:
Determinación de la ubicación óptima de los instrumentos de registro - Estudio de la relación entre instrumentación versus calidad de la información obtenida para identificación de parámetros - Evaluación de la influencia de la incertidumbre en el conocimiento a-priori de los parámetros por identificar en la instrumentación óptima de un sistema estructural - Estudio del efecto del tipo de excitación sísmica en la optimización de un programa de instrumentación.
Método:
Para comparar diferentes alternativas de instrumentación, se necesita contar con una medida de la bondad de cada una de ellas. Un enfoque lógico es el de escoger una medida que este‚ relacionada con la precisión esperada de los estimados a obtenerse con un programa de instrumentación. Una medida apropiada puede ser definida en términos de funciones Bayesianas de podría.
El criterio para seleccionar la alternativa de instrumentación óptima consiste en escoger para ser registradas aquellas componentes de respuesta para las cuales la función de perdida es minimizada. El valor esperado de dichas funciones puede ser expresado en‚ términos de la traza de la inversa de la llamada matriz de información Fisher.
Proyecto #5574
Nombre del proyecto:
Estudio para la instrumentación del monitoreo contra riesgo sísmico a lo
largo de las líneas de conducción, en estructuras especiales y en plantas
de bombeo del sistema cutzamala.
Jefe de proyecto: Roberto Gómez M.
Objetivos:
Registrar información sísmica en la zona en que se encuentra instalado el acueducto cutzamala y revisar su diseño estructural.
Alcance:
Instalar equipo de registro sísmico, estudiar las señales registradas y utilizarlas para la evaluación estructural de la tubería enterrada de acueducto.
Método:
Con base en la información registrada se definirán historias de desplazamientos para ser utilizadas como excitaciones en diferentes tramos de la tubería. los resultados revelaran niveles de deformación y esfuerzo en los tubos.
También, la información registrada servirá para verificar procedimientos actuales de diseño estático de tuberías enterradas.
Proyecto #5576
Nombre del proyecto:
Modelo de vientos pronóstico no hidrostático para el valle de México.
SEGUNDA PARTE
Jefe de proyecto: Aron Jazcilevich.
Objetivos:
Modelar la meteorología del valle de México sujeta a diferentes escenarios de uso del suelo.
Alcance:
Detectar la razón principal por la cual ha habido un incremento promedio de 2.5 grados centígrado en la temperatura del valle de México desde los inicios del siglo XX hasta la fecha.
Método:
Utilizar un modelo metereologico no--hidrostático que; ha sido implementado para recrear. la meteorología del valle. este modelo será alimentado con diferentes escenarios de uso de suelo que reflejan diferentes épocas cronológicas del valle que abarcan los periodos de interés.
Proyecto #5577
Nombre del proyecto:
Evaluación estructural del puente el platanar.
Jefe de proyecto: R. Gómez.
Objetivos:
Evaluar la seguridad estructural de la superestructura del Puente El Platanar.
Alcance:
Proponer recomendaciones que permitan alargar la vida útil del Puente.
Método:
Se llevará a cabo un programa experimental de pruebas dinámicas y estáticas. Los resultados de estas pruebas resultarán de utilidad en el monitoreo del comportamiento estructural y en la validación del modelo analítico que se desarrollar para estos fines. También se realizarán pruebas de laboratorio en conexiones típicas.
Con base en los resultados se propondrán diferentes opciones para disminuir los problemas de fatiga en las conexiones y en consecuencia alargar la vida útil de la estructura.
Proyecto #5578
Nombre del proyecto:
Congreso mundial de ingeniería sísmica.
Jefe de proyecto: L. Esteva M.
Objetivos, alcance y método:
Realizar actividades de apoyo a la organización del llwcee que se llevara a cabo en Acapulco, gro. en junio de 1996.
Proyecto #5591
Nombre del proyecto:
Evaluación de daño en edificios de concreto reforzado sujetos a sismo - tercer año.
Jefe de proyecto: Gustavo Ayala Milian.
Objetivos:
Los objetivos de este proyecto son desarrollar los modelos teóricos y los procedimientos y herramientas de análisis sísmico de estructuras que permitan la evaluación del daño estructural en edificios producido por sismo.
Se desarrollar y calibrar un método simplificado para evaluar el nivel del daño sísmico en un edificio de concreto reforzado y se desarrollar una herramienta de análisis para el uso en la práctica de este método.
Se continuará con el refinamiento y mejora de un programa de análisis sísmico no lineal de edificio de concreto reforzado. En esta etapa se concluir n dos tesis de maestría y una de doctorado.
Para alcanzar los objetivos propuestos en este proyecto de lnvestigación se realizarán las siguientes actividades:
- Se revisar la literatura disponible sobre evaluación de capacidad sísmica de edificios Se continuará con la revisión de la literatura sobre índices de daño.
- Se prepararán dos artículos, uno sobre índices de daño y otro sobre evaluación de capacidad sísmica.
- Se continuará con el desarrollo del programa CANNY agregando nuevos modelos de comportamiento para barras en flexión/cortante, elementos junta en puentes, muros de relleno y diferentes aisladores y disipadores sísmicos.
- Se diseñarán varios edificios típicos de la edificación en la zona blanda del Valle de México mismos que se analizarán con los métodos elaborados de análisis sísmicos no lineal y los simplificados desarrollados en el segundo año de este proyecto.
- Se modificar el método simplificado para incluir la participación de modos superiores de vibración y un procedimiento sencillo para encontrar el comportamiento ante un sismo en particular. Se desarrollará adicionalmente el concepto de espectro de resistencia.
- Se terminar la evaluación de las diferentes definiciones de intensidad recomendándose aquella que representa mejor el potencial destructivo de un temblor.