EVALUACIÓN DE RESPUESTAS Y ÁNGULOS DE INCIDENCIA CRÍTICOS OBTENIDOS POR MÉTODOS ESPECTRALES / Evaluation of Critical Responses and Critical Incidence Angles Obtained With Spectral Methods

Resumen

Las respuestas y los ángulos de incidencia críticos para una estructura pueden ser obtenidos mediante la integración enel tiempo (RHA) o mediante análisis espectral (RSA). Los resultados del RHA pueden ser considerados como la mejoraproximación disponible, pero son obtenidos con un esfuerzo numérico bastante mayor. Los resultados del RSA son obtenidosmás fácilmente, pero tienen las limitaciones asociadas al método de análisis espectral. El objetivo de este trabajoes comparar los ángulos de incidencia críticos y las respuestas críticas obtenidos mediante RHA y RSA. Se obtuvieron lasrespuestas de diversas estructuras de concreto reforzado de un piso, comportamiento lineal, amortiguamiento viscoelásticoy períodos naturales que varían entre 0,1 y 5,0 segundos. Se consideraron los siguientes casos: (a) la acción de una únicacomponente sísmica horizontal (la principal mayor) y (b) dos componentes sísmicas horizontales ortogonales entre sí (lasprincipales mayor y menor), usando registros sísmicos de campo lejano tomados en roca. Los resultados de RHA fueronobtenidos cubriendo todos los posibles ángulos de incidencia para cada registro sísmico. Los resultados de RSA fueronobtenidos con la fórmula del ángulo crítico propuesto por la regla CQC3, usando los espectros medios de los sismos seleccionados.Los resultados obtenidos indican que el RSA es adecuado para estimar las respuestas críticas y los ángulosde incidencia críticos para fines de diseño estructural o evaluación de estructuras existentes. Valores más refinados de lasrespuestas críticas pueden ser obtenidos utilizando el RHA, usando un rango reducido de ángulos de incidencia definidosa partir del RSA.

ABSTRACT

Critical responses and critical angles for a structure can be obtained by response history analysis (RHA) or by responsespectrum analysis (RSA). Results obtained with RHA can be considered as the best approximation available to actual responses,but they require a great amount of numerical effort. Results obtained with RSA are more easily obtained, but theyhave the limitations associated with spectrum analysis. The goal of this investigation is to compare the critical incidenceangles and the critical responses obtained with response history analysis (RHA) and response spectrum analysis (RSA).The responses are obtained for several one story reinforced concrete structures with linear behavior, viscous damping, andnatural periods ranging between 0.1 and 5.0 sec. The analyses are performed for the following two cases: (a) the action ofonly one horizontal component (the major component), and (b) two horizontal orthogonal components (the major and theminor components). An ensemble of far field ground motions recorded on rock was selected to perform the analyses. TheRHA results are obtained covering all possible incidence angles for each ground motion. The RSA results are obtainedwith the critical incidence angle formula given by the CQC3 combination rule, using the mean spectra for the ensemble ofthe recorded ground motions. The results show that RSA is adequate to estimate the critical responses and correspondingcritical incidence angles for design purposes or evaluation of existing structures. More refined values of the critical responsescould be obtained using RHA in a reduced incidence angle range, given by RSA results, thus reducing the numericalcomputations required.Keywords: Critical incidence angle, Critical response, Response history analysis (RHA), Response spectrum analysis(RSA), CQC3.