EVALUACIÓN DEL PERÍODO FUNDAMENTAL DE UN EDIFICIO DE MARCOS DE CONCRETO MEDIANTE DIFERENTES MÉTODOS DE RAZÓN ESPECTRAL A PARTIR DE SISMOS FUERTES Y LA CONTRIBUCIÓN DE LOS PRINCIPALES CUERPOS ESTRUCTURALES
La frecuencia fundamental de un edificio (f₀) es un parámetro clave para el diseño estructural y la evaluación de vulnerabilidad. Existen varios métodos para estimar este parámetro, incluyendo el uso de datos sísmicos en métodos experimentales. Entre los métodos sísmicos más relevantes para determinarlo, el principal es la Razón Espectral Horizontal-Vertical (HVSR), así como aquellos que ignoran la componente vertical, como la Razón Espectral de Piso (FSR) y la Razón Espectral Horizontal-Horizontal (HHSR). En este trabajo, estos métodos se ponen a prueba y se comparan en un edificio específico.
Para evaluar la contribución de los distintos módulos de la estructura a la frecuencia estructural (f₀), este parámetro se estimó para varios intervalos del edificio. El sitio, los instrumentos, el edificio y los datos utilizados en este trabajo reúnen características especiales y únicas difíciles de encontrar:
(i) el edificio se ubica en la zona más vulnerable de la Ciudad de México, donde se depositaron los sedimentos del antiguo lago más grande. Esta zona está compuesta por capas gruesas y compresibles de arcillas separadas por capas arenosas; esta característica provoca una amplificación inusual de las ondas sísmicas, un efecto único en el mundo conocido como “efecto Ciudad de México”. Este efecto está directamente relacionado con los daños y muertes ocasionados por los sismos de 1985 y 2017;
(ii) el edificio fue instrumentado considerando los espectros más representativos de este;
(iii) se utilizaron instrumentos de alta resolución para recopilar datos, y
(iv) se registraron y utilizaron en el análisis datos de movimiento fuerte provenientes de dos sismos severos derivados de diferentes entornos tectónicos.
El análisis reveló que el método FSR proporciona la mayor cantidad de información, ya que no solo identifica la frecuencia fundamental, sino también modos superiores de vibración, incluidos efectos torsionales y de acoplamiento. En contraste, el método HHSR es sensible a la influencia estructural cuando la estación libre se encuentra cerca de la cimentación. Además, el entorno tectónico, el mecanismo focal, la profundidad y la distancia epicentral no afectan significativamente la frecuencia fundamental en edificios con configuraciones similares. En cambio, la respuesta dinámica está gobernada principalmente por las características estructurales de los niveles inferiores, especialmente cuando hay elementos confinados o reforzados como sótanos y estructuras de estacionamiento.