Método para evaluar la resiliencia sísmica de edificios basado en la distorsión permanente

Abstract

The present research work is the basis to assess the seismic resilience of buildings, which are incorporated in a new methodology that takes explicitly into account the lateral permanent displacements (e.g., the maximum permanent interstorey drift, RIDRmax, or the roof permanent drift) of buildings under earthquake excitation. In the first step of the introduced methodology, it is necessary an estimation of the RIDRmax for the case of new buildings, o its in-situ measurement after a seismic event for the case of existing buildings. For this task, predictive equations to estimate RIDRmax are summarized in this paper. In the second step, from an estimation of RIDRmax, the maximum interstorey drift, IDRmax, is estimated using an adequate functional relationship between RIDRmax and IDRmax. For this task, a new equation to estimate IDRmax from RIDRmax is introduced in this paper, that it is suitable for buildings subjected to near-fault earthquake ground motions having forward directivity effects. In the third step, predicted maximum interstorey drift is associated to different damage states through fragility curves that express the probability that a structural element reach or exceeds a certain damage state. After that, component damage state-based recovery functions are built, which express not only the path of recovering the functionality through time, but also the residual capacity of each element after the seismic event (i.e., the residual capacity is equal to the full functionality minus the loss of functionality). At the last step, the individual component recovery functions are convolved to obtain the building’s recovery function, which is a powerful tool to measure the seismic resilience of buildings.

El presente trabajo de investigación propone bases para evaluar la resiliencia sísmica de edificios, incorporando una nueva metodología que tiene en cuenta explícitamente los desplazamientos laterales permanentes (por ejemplo, la distorsión máxima de entrepiso RIDRmax o la distorsión permanente de azotea) de edificios bajo excitaciones sísmicas. El primer paso de la metodología, es necesario una estimación del RIDRmax para casos de edificios nuevos, o su medición in-situ después de un evento sísmico para el caso de edificios existentes. Para esta tarea, las ecuaciones predictivas para estimar RIDRmax se resumen en este trabajo. El segundo paso, a partir de una estimación de la distorsión máxima de entrepiso, RIDRmax, se estima una relación funcional adecuada entre RIDRmax e IDRmax. Para esta tarea, se presenta una nueva ecuación para estimar IDRmax a partir de RIDRmax es este trabajo, que es adecuada para edificios sujetos a movimientos del terreno de fuente cerca con efectos de directividad. En el tercer paso, la distorsión máxima de entrepiso se asocia a diferentes estados de daño a través de curvas de fragilidad que expresan la probabilidad de que un elemento estructural alcance o supere cierto estado de daño. Después de eso, se construyen funciones de recuperación basadas en el estado de daño a nivel de elemento, que expresan no solo la recuperación de la funcionalidad a través del tiempo, sino también la capacidad residual de cada elemento después del evento sísmico (es decir, la capacidad residual es igual a la funcionalidad completa menos la pérdida de funcionalidad). En el último paso, las funciones de recuperación de los elementos individuales se combinan para obtener la función de recuperación del edificio, que son una buena herramienta para estimar la resistencia sísmica de los edificios.