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Efectos sísmicos de la componente vertical en edificios aporticados de acero
Autor
Vilera, Lucila
Rivero Rivero, Pedro José
Lobo Quintero, William
Institución
Resumen
The influence of vertical earthquake component on regular and symmetrical steel structures is evaluated in this work. Regular and symmetrical steel structures of three spans with 6 meters in each direction, 3 meter of height of floor and 3, 9 and 18 floors levels are analyzed. The buildings are subject to 5 seismic acceleration records from short and intermediate epicentral distance obtained on rock and with different relations between the peaks acceleration vertical and horizontal (V/H). The pushover and history of accelerations analyzes are considered to evaluate the linear and nonlinear behavior from prescribed by ATC-40 and the FEMA 273. The results show that the vertical component has strong influence in the demand of axial force, especially in the interior columns of the building when are analyzed with nonlinear behavior. Moreover, it is interesting to observe as the vertical accelerations history in the level ground level is maintained with the height, approximately. In the interior columns there is a large quantity of cycles of load when is considered the component horizontal. The lateral displacement and the story drift are not affected when is including the component vertical of earthquake. In general, the analyses shown that the effect of the seismic component vertical in the response dynamic of this regulars structures de pend on the proximity to the seismic source and the relation between the peak acceleration vertical and the horizontal. Este trabajo evalúa la influencia de la componente vertical del movimiento sísmico del terreno, en la respuesta dinámica de estructuras regulares de acero. Para un grupo de estructuras de planta regular, simétrica, de tres vanos de 6 metros de longitud en cada dirección, con alturas de entrepiso de 3 metros y de tres, nueve y dieciocho pisos. Estas edificaciones se someten a la acción de cinco registros acelerográficos provenientes de distancias epicentrales cortas, obtenidos sobre material rocoso y con diferentes relaciones entre las aceleraciones máximas verticales y horizontales (V/H). Se realizan análisis tridimensionales de historia de aceleraciones, considerando comportamiento no lineal según lo prescrito por la ATC-40 y la FEMA 273. Los resultados muestran que la componente vertical tiene marcada influencia sobre la demanda de fuerza axial en las columnas internas de las edificaciones. Además se nota como la historia de aceleraciones verticales en la base se mantiene prácticamente igual en la altura. Sobre las columnas se produce una mayor cantidad de ciclos de carga axial que cuando se considera solo la componente horizontal. Los desplazamientos laterales y las derivas de piso no se ven mayormente afectadas cuando se incluye la componente vertical del sismo. En general, los análisis muestran que el efecto de la componente vertical en la respuesta dinámica de estas estructuras depende principalmente de la cercanía a la fuente y de la relación entre la aceleración máxima vertical y la horizontal.