Amplificación de las acciones internas en estructuras reticulares de concreto reforzado debido a la componente vertical del sismo del 19 de septiembre de 2017

Abstract

México se caracteriza por ser un país con gran exposición a la actividad sísmica de origen tectónico, siendo los eventos de subducción los que definen primordialmente el alto peligro sísmico presente en gran parte de la república; sin embargo, en años recientes la manifestación relativamente constante de eventos intraplaca ha derivado en la ampliación del estudio de sus efectos en las estructuras. Al ser este tipo de sismos de gran potencial destructivo, una de las hipótesis planteadas para su estudio es que tal potencial es objeto de la presencia de la componente vertical, así como la interacción dinámica con su correspondiente componente horizontal; diversos análisis se han orientado hacia esta problemática, aunque los resultados no han sido del todo concisos y se han fundamentado en suposiciones poco coherentes entre sí, lo que conlleva a la divergencia en la interpretación de la componente sísmica vertical. Por estas razones, se presenta el estudio de la respuesta estructural ante la acción simultánea de las componentes sísmicas horizontal y vertical, con estricto énfasis sobre las excitaciones sísmicas verticales, a través de la modelación del comportamiento dinámico en el rango elástico lineal de cinco marcos planos de concreto reforzado (uso y alturas convencionales) y con masa discretizada, donde tres de ellos son meramente casos hipotéticos de referencia, mientras que los dos restantes pertenecen a un grupo específico de estructuras con particularidades constructivas; todos ellos sometidos a las demandas accidentales presentadas durante el evento sísmico del 19 de septiembre de 2017, cuyas intensidades reflejaron valores sustanciales, que derivaron en grandes afectaciones sobre obras civiles en una región epicentral al centro de la República Mexicana. Con base en los resultados, se estima que los efectos de las aceleraciones verticales son importantes, con incrementos variables de los mecanismos de trabajo en elementos estructurales, sobre todo a nivel de azotea por ofrecer menor limitación de la amplitud modal vertical, e incluso incrementos críticos para el resto de los niveles en casos específicos, siendo los mecanismos de carga axial y cortante los más relevantes. Como resultado de este estudio, se establecen parámetros, índices de referencia y correlaciones entre diferentes tipos de intensidades sísmicas, todo como propuesta para caracterizar la componente vertical y su relación con el comportamiento estructural, a fin de deducir de forma preliminar el escenario esperado más desfavorable presente en las estructuras ante este tipo de condiciones accidentales, en aras de concebir construcciones con mayor margen de seguridad para provecho de la sociedad, así como promover la investigación respecto a la componente sísmica en cuestión para reducir la incertidumbre en la resistencia requerida por las líneas de defensa estructural.