Análisis sísmico usando el método espectral o el evolutivo

Para el análisis sísmico de una estructura es necesario estudiar las fuerzas de inercia generadas al producirse una aceleración en la cimentación de la estructura. El problema en estos casos tiene históricamente dos partes, la primera es determinar cuál es la historia de aceleraciones “pésima” dentro de las posibles en una localización determinada, el segundo analizar cómo estas aceleraciones se trasmiten en forma de fuerzas.

Afortunadamente la primera parte del problema se encuentra en la actualidad solucionado mediante los mapas sísmicos, que determinan las aceleraciones básicas a considerar en una localización para cada periodo de retorno. En España disponemos de un mapa en la NSRC02 que ha sido transcrito en la NSCP07, y en el extranjero estos mapas están disponibles en la normativa de cualquier país con riesgo sísmico medianamente importante.

Para el cálculo de los esfuerzos y desplazamientos en los puentes (y en general en todo tipo de estructura) en la hipotesis de sismo pude recurrirse a varios tipos de cálculo. De entre ellos, los más utilizados, y los que vamos a estudiar, son:

– Calculo modal espectral: el más usado por ser el de menor coste computacional y servir para la mayoría de las estructuras civiles (dentro del rango elástico). Ofrece una seudoenvolvente de los desplazamientos máximo y esfuerzos máximo en la estructura.

– Método evolutivo o explícito: menos usado que el anterior pero muy útil porque se puede utilizar para cualquier tipo de estructura (no solo en el rango elástico, si no en estructuras con elementos con comportamiento plástico) y ofrece los desplazamientos y esfuerzos reales en cada momento del tiempo y no solo los envolvente. Por contra, tiene un coste computacional mal alto que el método anterior y precisa tener registros reales de sismos o recurrir a acelerogramas sintéticos.

En este artículo os presentamos el programa ACELSIN, un programa con el que podréis obtener todo lo necesario para un análisis sísmico tanto modal espectral como evolutivo.

En él podréis obtener los espectros de frecuencia sísmico de normativas como la NCESE-020, la NCSP-07 y el Eurocódigo 8. Fudamental para un análisis símico en base a cálculo modal espectral.

Sin embargo, el programa consigue generar acelerogramas sintéticos en base a espectros definidos por normativa y por tanto permite obtener los datos necesarias para un análisis sísmico mediante el método evolutivo o explícito.

Autor: José Antonio Agudelo, profesor del Máster en Cálculo de Estructuras de Obra Civil