Método de tiempo de resistencia

El método del tiempo de resistencia ( ET ) ^{[ 1 ]} es un procedimiento de análisis estructural dinámico para la evaluación sísmica de estructuras. En este procedimiento, se utiliza una excitación dinámica intensificante como función de carga . ^{[ 2 ]} El método del tiempo de resistencia es un procedimiento de análisis dinámico basado en el historial de tiempo. Se obtiene una estimación de la respuesta estructural a diferentes niveles de intensidad sísmica equivalente en un único análisis de historial de respuesta. ^{[ 3 ]} Este método tiene aplicaciones en la evaluación sísmica de varios tipos de estructuras y en diferentes áreas de la ingeniería sísmica . ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

El método del tiempo de resistencia (ET) es un procedimiento de análisis estructural dinámico en el que se utiliza una excitación dinámica creciente como función de carga. En cada análisis de respuesta histórica se obtiene una estimación de la respuesta y/o el desempeño estructural en todo el rango de intensidad sísmica de interés. El concepto de análisis del tiempo de resistencia es similar a la prueba de esfuerzo aplicada en medicina. ^{[ 7 ]} Este mismo concepto también se ha extendido a aplicaciones en el análisis de plataformas marinas bajo oleaje. ^{[ 8 ]}

Los conceptos básicos del método del tiempo de resistencia se publicaron en 2004. ^{[ 9 ]} Su aplicación en el análisis sísmico lineal apareció en 2007. ^{[ 3 ]} Posteriormente, el ET se extendió al análisis no lineal de sistemas de un grado de libertad (SDOF) y de múltiples grados de libertad. ^{[ 10 ]} Posteriormente se desarrollaron procedimientos para el análisis sísmico multicomponente. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

Las funciones de excitación ET se generan utilizando métodos de optimización numérica . ^{[ 15 ] [ 16 ]} Las funciones de excitación ET están disponibles públicamente a través de sitios web de Internet. ^{[ 2 ] [ 17 ]} Las funciones de excitación ET se pueden clasificar en cinco generaciones de la siguiente manera:

1. La primera generación de funciones de excitación de ET (ETEF) es esencialmente un ruido blanco filtrado y perfilado . Estas se utilizaron para demostrar el concepto de ET y tienen una importancia práctica limitada. ^{[ 9 ]}
2. Los ETEF de segunda generación incorporan la coincidencia del espectro de respuesta . Estos ETEF producen resultados de análisis numéricamente significativos. ^{[ 18 ]}
3. Los ETEF de tercera generación están optimizados en el rango no lineal. Estos ETEF ofrecen un rendimiento de análisis mejorado.
4. Los ETEF de cuarta generación están optimizados para incluir consistencia de duración. ^{[ 19 ]}
5. Los ETEF de quinta generación están optimizados para incluir la consistencia del daño. ^{[ 20 ]}

El método del tiempo de resistencia se ha aplicado en las siguientes áreas de la ingeniería sísmica :

• Análisis dinámico no lineal de estructuras ^{[ 21 ] [ 22 ]}
• Evaluación sísmica de plataformas marinas tipo jacket ^{[ 23 ]}
• Ubicación óptima de amortiguadores en edificios con estructura de madera ^{[ 24 ] [ 25 ]}
• Diseño óptimo de sistemas de disipación de energía ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}
• Evaluación sísmica de estructuras ^{[ 10 ]}
• Método de diseño sísmico basado en el desempeño ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}
• Método de diseño sísmico basado en el colapso ^{[ 35 ]}
• Diseño sísmico basado en valores ^{[ 36 ] [ 37 ]}
• Optimización estructural ^{[ 38 ]}
• Análisis sísmico multicomponente ^{[ 14 ]}
• Interacción suelo-estructura ^{[ 39 ] [ 40 ]}
• interacción suelo-pilote-superestructura ^{[ 23 ]}
• Interacción líquido-estructura ^{[ 41 ]}
• Ingeniería de presas ^{[ 42 ]}
• Ingeniería de puentes ^{[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]}
• Rehabilitación sísmica ^{[ 46 ]}
• Análisis de colapso ^{[ 47 ]}

El método ET se ha aplicado en la evaluación sísmica de los siguientes tipos de estructuras:

• Sistemas de un solo grado de libertad
• Estructuras de acero arriostradas y resistentes a momentos ^{[ 14 ] [ 48 ] [ 49 ]}
• Estructuras de hormigón
• Puentes ^{[ 50 ] [ 51 ]}
• Presas de gravedad ^{[ 42 ]}
• Presas de arco ^{[ 52 ]}
• Estructuras de cáscara ^{[ 53 ]}
• Tanques de acero ^{[ 41 ] [ 54 ]}
• Estructuras marinas ^{[ 23 ]}

Las principales ventajas del método del tiempo de resistencia son las siguientes:

• ET reduce significativamente la demanda computacional requerida para realizar un análisis estándar de historial de respuesta de estructuras para evaluación sísmica, especialmente cuando se debe considerar la respuesta en múltiples niveles de intensidad. ^{[ 55 ]}
• ET es aplicable a una amplia gama de problemas de evaluación sísmica y proporciona un enfoque genérico para el análisis sísmico de una amplia variedad de tipos estructurales.
• El método ET es razonablemente simple y sensato cuando se requiere un análisis dinámico realista de una estructura compleja.

Las principales limitaciones del método del tiempo de resistencia son las siguientes:

• ET es un método aproximado para predecir la respuesta estructural.
• La elaboración de ETEF utilizables y aplicables en una situación particular puede resultar complicada.
• El procedimiento aún está en desarrollo y es posible que no se disponga de suficiente información de base para aplicaciones específicas.