Manual de Usuario PRODISIS V 2.0: Espectros de Diseño Sísmico

MANUAL DE USUARIO
PROGRAMA
PRODISIS V 2.0
Requerimientos del sistema, Instalación e Inicio
Uso del programa PRODISIS
1
REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA, INSTALACIÓN E INICIO
En esta sección se incluye la información relacionada con los siguientes tópicos:




1.1
Introducción
Requerimientos de Hardware y Software
Proceso de instalación
Ejecución del programa PRODISIS
INTRODUCCIÓN
La intensidad del movimiento sísmico es uno de los peligros al que están expuestas las
construcciones. Para tomar en cuenta el peligro sísmico, frecuentemente se recurre al uso de
espectros de diseño que dependen, entre otros aspectos, de la cercanía del sitio a las fuentes
generadoras de temblores y de las condiciones locales del terreno. En el pasado, esto se resolvió
mediante una regionalización sísmica del territorio mexicano que consistía en cuatro zonas, y una
clasificación en tres tipos de terreno. Se proporcionó una forma funcional del espectro de cinco
parámetros consignados en una tabla en que se atendía la zona sísmica y el tipo de terreno. El
usuario determinaba la zona sísmica en una carta de Regionalización Sísmica de la República
Mexicana. Cuando la determinación era ambigua, se recomendaba tomar los parámetros estipulados
para la zona de mayor sismicidad. Se procedía con una clasificación del tipo de terreno en función de
dos parámetros: el periodo dominante y la velocidad de propagación de ondas de corte en el sitio.
Como resultado se tenían doce espectros de diseño regionales, que cubrían grandes sectores de la
República y una gran variedad de condiciones del terreno. En particular, para terrenos tipo II y III se
tomaban en cuenta, implícitamente, los efectos de amplificación dinámica y de no linealidad. Si se
conocía el periodo del terreno se premian algunas modificaciones en los límites de la meseta
espectral. Esta forma de proceder fue bien aceptada en la comunidad porque, a pesar de su
simplicidad, fue un gran avance en la descripción de las variaciones de las intensidades sísmicas
debidas a la cercanía del sitio a las fuentes sísmicas y al tipo de terreno. Además, sentó las bases
del diseño sísmico óptimo.
No obstante, es posible y conveniente hacer una descripción del peligro sísmico con mayor
refinamiento porque, entre otros aspectos: a) se tienen avances recientes en materia de sismología y
sismicidad, b) los avances en tecnología computacional y la disponibilidad de recursos de cómputo
convencionales en el sector eléctrico, en empresas de servicios de ingeniería y en instituciones de
educación superior lo permiten y c) en la práctica de la ingeniería en México se reconoce que las
fuerzas símicas varían significativamente dentro del territorio mexicano y que no pueden ser
descritas, con detalle, con una regionalización sísmica de cuatro zonas. En esta versión, se
suministran espectros de diseño sísmico con variaciones continuas dentro del territorio mexicano que
se ajustan a la mayoría de las condiciones del terreno comunes en la práctica. Estos espectros son
transparentes, es decir, carecen de reducciones ajenas al peligro sísmico. Por ello pueden parecer
significativamente mayores que los propuestos en el capítulo de diseño por sismo de la edición de
1993 del MDOC. En el cuerpo del presente capítulo se explica cómo tomar en cuenta reducciones
debidas a la sobrerresistencia estructural en forma explícita. Los espectros así reducidos son
comparables con los recomendados en el pasado.
De esta misma forma, los avances en materia de ingeniería sísmica e ingeniería estructural, han
permitido refinar los criterios de diseño sísmico de estructuras, basándose en modelos matemáticos
más complejos, pero que gracias a la nueva era informática pueden resolverse rápidamente.
Además, los avances tecnológicos han hecho posible corroborar los resultados de los modelos
matemáticos con modelos en laboratorio a escala real, lo que le da una mayor validez a las
recomendaciones propuestas en las normas. La intensidad del movimiento sísmico es uno de los
peligros al que están expuestas las construcciones. Para tomar en cuenta el peligro sísmico,
frecuentemente se recurre al uso de espectros de diseño que dependen, entre otros aspectos, de la
cercanía del sitio a las fuentes generadoras de temblores y de las condiciones locales del terreno. En
el pasado, esto se resolvió mediante una regionalización sísmica del territorio mexicano que consistía
en cuatro zonas, y una clasificación en tres tipos de terreno. Se proporcionó una forma funcional del
espectro de cinco parámetros consignados en una tabla en que se atendía la zona sísmica y el tipo
de terreno. El usuario determinaba la zona sísmica en una carta de Regionalización Sísmica de la
República Mexicana. Cuando la determinación era ambigua, se recomendaba tomar los parámetros
estipulados para la zona de mayor sismicidad. Se procedía con una clasificación del tipo de terreno
en función de dos parámetros: el periodo dominante y la velocidad de propagación de ondas de corte
en el sitio. Como resultado se tenían doce espectros de diseño regionales, que cubrían grandes
sectores de la república y una gran variedad de condiciones del terreno. En particular, para terrenos
tipo II y III se tomaban en cuenta, implícitamente, los efectos de amplificación dinámica y de no
linealidad.
No obstante, es posible y conveniente hacer una descripción del peligro sísmico de mayor
refinamiento porque, entre otros aspectos: a) se tienen avances recientes en materia de sismología y
sismicidad, b) los avances en tecnología computacional y la disponibilidad de recursos de cómputo
convencionales en el sector eléctrico, en empresas de servicios de ingeniería y en instituciones de
educación superior lo permiten y c) en la práctica de la ingeniería en México se reconoce que las
fuerzas símicas varían significativamente dentro del territorio mexicano y que no pueden ser
descritas con detalle por una colección de doce espectros. Por lo tanto, en esta versión del MDOC,
se incluye un programa de cómputo, denominado PRODISIS; con el cual se podrán obtener
espectros de diseño sísmico con variaciones continuas dentro del territorio mexicano que se ajustan
a la mayoría de las condiciones del terreno comunes en la práctica.
Por otra parte, se podrán obtener, adicionalmente a los valores de aceleración máxima del terreno a
nivel de roca, la velocidad correspondiente a las mismas coordenadas del sitio de estudio.
1.2
ESPECTROS DE DISEÑO
Para la concepción de los espectros estipulados en este Manual se formuló la siguiente filosofía:
 Los espectros de diseño varían en forma continua dentro del territorio mexicano.
 La construcción de los espectros de diseño se inicia con un parámetro relacionado con el
peligro sísmico, que es la aceleración máxima en terreno rocoso, y se continúa con factores
con que se toman en cuenta las condiciones del terreno.
 Las aceleraciones máximas en roca están asociadas a coeficientes de diseño que son
óptimos para el estado límite de colapso de estructuras del Grupo B y corresponden a
periodos de retorno que varían espacialmente en forma continua.
 Los espectros de diseño son transparentes, es decir, carecen de factores de reducción ajenos
al peligro sísmico.
 Las ordenadas espectrales corresponden al 5% del amortiguamiento crítico estructural.
Podrán modificarse cuando se justifique un valor de amortiguamiento diferente o se
consideren efectos de interacción suelo–estructura.
 A periodo estructural largo, los espectros de desplazamiento que se derivan de los espectros
de aceleración tienden correctamente a los desplazamientos máximos del terreno.
 Se suministran espectros de diseño para el estado límite de servicio que no están afectados
por la no linealidad del suelo.
 Se proporcionan aceleraciones para tres niveles de importancia estructural: convencional (B),
importante (A) y muy importante (A+) (sólo para zonas de alta sismicidad).
En resumen, la construcción de un espectro de diseño sísmico se realizará con la siguiente
secuencia:
1.
Se determinará la aceleración máxima en roca localizando el sitio en el programa de cómputo
PRODISIS e indicando la importancia estructural (estructuras del grupo B, A o A+).
2.
Se obtendrá el factor de distancia relativa a las fuentes sísmicas.
3.
Se caracterizará el terreno de cimentación mediante el periodo dominante del terreno y la
velocidad de propagación de ondas de corte.
4.
Se obtendrán los factores del sitio de comportamiento lineal. Estos son el factor de sitio y el
factor de respuesta.
5.
Se obtendrán los factores del sitio de comportamiento no lineal. Estos son el factor no lineal y
factor de velocidad.
6.
Se calculará la aceleración máxima en el suelo con la aceleración máxima en roca, el factor
de sitio y el factor no lineal.
7.
Se calculará el coeficiente sísmico con la aceleración máxima del suelo y el factor de
respuesta.
8.
Se determinarán los límites de la meseta espectral con el periodo dominante del terreno y el
factor de velocidad.
9.
Se calculará el factor de amortiguamiento para valores diferentes a 5%.
10. Se procederá con la construcción del espectro, que puede resultar de tres o cuatro ramas
dependiendo del periodo dominante del terreno.
1.3
ACELEROGRAMAS REPRESENTATIVOS DEL PELIGRO SÍSMICO
El programa PRODISIS fue desarrollado en la primera parte de la actualización del capítulo de
diseño por sismo del Manual de Diseño de Obras Civiles de CFE. Sin embargo, en una segunda
parte se planteó incorporar nuevos módulos, con el objetivo de mejorar el funcionamiento del mismo.
Por esta razón, se propuso incluir un módulo para la generación de acelerogramas sintéticos
representativos del peligro sísmico del sitio de interés. En la metodología empleada para la
construcción de los acelerogramas sintéticos se realizó como primer paso, una aproximación del
movimiento del terreno utilizando ruido blanco. Enseguida se tomó como excitación un espectro de
peligro uniforme, deduciendo su correspondiente Espectro de Amplitudes de Fourier (EAF), a partir
de la relación que existe entre el espectro de respuesta de pseudovelocidad para amortiguamiento
nulo y el EAF de la aceleración del movimiento de la excitación. Para lo cual, estadísticamente, se
sabe que las respuestas espectrales de pseudovelocidad no amortiguadas son envolventes del EAF.
Con rigor, para cualquier tipo de señal, se ha demostrado que el EAF es casi siempre menor que el
espectro de pseudovelocidad. En combinación con esta similitud, se deduce el espectro de
pseudovelocidad Sv no amortiguado a partir del espectro de pseudoaceleración Sa amortiguado
(espectro de peligro uniforme), adaptando una correlación semiempírica para tal efecto.
Con lo anterior se garantizó que las ordenadas espectrales de respuesta, de cada simulación,
describiesen los detalles del peligro sísmico definido mediante el espectro de diseño.
En resumen, el programa PRODISIS es una herramienta que permitirá simplificar a los ingenieros
estructuristas la construcción de espectros de diseño.
1.4
REQUERIMIENTOS DE HARDWARE Y SOFTWARE
Se recomienda las siguientes características mínimas para garantizar el correcto funcionamiento del
programa PRODISIS.
o PC/Laptop con procesador Intel–Pentium IV o AMD.
o Monitor con resolución de 1024x768 y 256 colores (color de alta densidad de 16-bit).
o 128 MB de memória RAM o superior.
o Sistema operativo Windows 98/NT 4.0 o una versión mayor (Windows 2000/XP de
preferencia). La ejecución del programa sobre un sistema Windows 95 no se recomienda
porque el funcionamiento del mismo puede verse afectado.
o Espacio libre de 50 MB en el disco duro para el programa y los archivos de datos.
o Ratón gráfico estándar de dos botones (mouse genérico). Aunque se recomienda utilizar uno
con el tercer botón de desplazamiento.
o En un sistema operativo igual o superior a Windows Vista, es necesario deshabilitar el Control
de cuentas de usuario (UAC). Para ello se debe desactivar la casilla de verificación “Usar el
Control de usuario (UAC) para ayudar a proteger el equipo”, ubicada en: Panel de
control→Cuentas de usuario→Activar o desactivar el Control de cuentas de usuario. Será
necesario reiniciar el sistema para poder los cambios y poder así iniciar con la instalación.
o Los componentes .NET Framework 3.5 son opcionales, ya que el disco de instalación incluye
la versión necesaria para el correcto funcionamiento del programa. Sí el programa de
instalación no finaliza correctamente, se puede realizar manualmente con los archivos
proporcionados en el CD.
Nota: Características adicionales de memoria RAM, espacio libre en disco y resolución de pantalla,
mejoraran el funcionamiento del programa PRODISIS.
1.5
PROCESO DE INSTALACIÓN
Se deben cerrar todas las aplicaciones antes de instalar el programa PRODISIS. Una pantalla del
asistente de ayuda de instalación aparecerá cuando se coloca en la unidad correspondiente el CD de
instalación (figura 1). Si el asistente para la instalación no aparece, se le puede iniciar ejecutando el
archivo SETUP.EXE, localizado en el directorio de instalación del programa.
Nota: En sistemas con Windows NT, Windows 2000 o Windows XP, necesitará tener permisos de
una cuenta de administrador antes de iniciar la instalación.
Figura 1
A continuación aparece otra venta, para indicar en qué carpeta quedará instalado el programa. Así
mismo, se definen los permisos de acceso al programa para los usuarios del equipo. Lo anterior se
puede ver en la figura 2.
Figura 2
En la pantalla de la figura 3, se debe confirmar la instalación, o en su defecto, modificar las
características iníciales de la instalación.
Figura 3
La pantalla de la figura 4, envía el mensaje “PRODISIS se ha instalado correctamente”. A partir de
este momento se recomienda reiniciar el sistema para hacer efectivos los cambios realizados al
sistema.
Adicionalmente, se recomienda utilizar Windows Update para obtener actualizaciones necesarias de
las librerías .NET Framework, que pueden mejorar el funcionamiento del programa.
Figura 4
1.6
EJECUCIÓN DEL PROGRAMA PRODISIS
Para iniciar el programa PRODISIS, se debe dar doble clic sobre el ícono del programa PRODISIS,
localizado en el menú de programas de Inicio o en el acceso directo colocado en el escritorio de
Windows.
2
USO DEL PROGRAMA PRODISIS
En esta sección se incluyen la información relacionada con los siguientes tópicos:


Funciones básicas de operatividad
 Descripción de los elementos de la pantalla principal
 Descripción de los elementos del cuadro de opciones del espectro de diseño
 Descripción de los elementos de la ventana de simulación de acelerogramas
Manejo de información
2.1
Funciones básica de operatividad
Figura 5
Figura 6
2.1.1
Descripción de los elementos de la pantalla principal
a) Barra de herramientas con las funciones principales del programa.
 Nueva ubicación. Muestra un cuadro de diálogo en el que se puede introducir de dos formas la
localización de una nueva ubicación dentro del mapa. La primer forma es introduciendo las
coordenadas geográficas en formato decimal, respetando los limites para la longitud y latitud
del país (figura 7). La segunda forma es seleccionando el estado y el municipio del lugar que se
requiere (figura 8). Una vez definida la ubicación, al cerrar los cuadros de diálogo, se coloca un
punto en el mapa y se muestra en los ventanas adjuntas su respectivo espectro transparente.
(En ambas opciones se realizará una acercamiento al sitio seleccionado)
Figura 7

Figura 8
Espectro de diseño. Al seleccionar este ícono aparece dentro del cuadro de diálogo
“opciones”, la gráfica del espectro de diseño (figura 9),. Sus propiedades y parámetros pueden
modificarse con las opciones contenidas en las pestañas del cuadro de diálogo (figura 10). Una
vez realizado los cambios, estos se verán reflejados en la ventana del espectro de diseño
(figura 11), y se activará la opción de ver datos, que permitirá realizar una copia de los valores
a una hoja de cálculo, para su posterior tratamiento.
Figura 9
Figura 10
Figura 11
 Acelerogramas. En esta opción se genera un acelerograma sintético temporal en la pantalla
principal (área definida para visualizar acelerogramas, ver inciso e). Este acelerograma se
podrá exportar con la opción del menú “Ver datos”, a un archivo de texto. Cada vez que se
selecciona una nueva ubicación se limpia esta ventana para evitar posibles conflictos sobre la
fuente del peligro sísmico de la región seleccionada. Por tal motivo, con una nueva ubicación
se deberá ejecutar esta opción para generar nuevamente el acelerograma sintético.
 Herramientas de zoom. En esta opción de la barra de herramienta se tiene un conjunto de
botones con diferentes funcionalidades (figura 12), para el manejo gráfico del mapa de peligro
sísmico.
Figura 12
,
y
corresponde a la opción de vista global del mapa; sí se utilizan el resto de
herramientas, con esto se restablece el mapa a sus condiciones iníciales.
, corresponden a las herramientas de acercamiento y alejamiento respectivamente.
corresponden al desplazamiento en cualquier dirección.
Cabe mencionar que estas funciones de la opción zoom, están disponibles en los bótones del
ratón con la rueda central de desplazamiento, para facilitar el manejo del mapa.
 Salir. Cierra el programa reinicializando las características del programa.
 Ayuda. Hace referencia a este archivo de ayuda.
b) Ventana gráfica del mapa de peligro sísmico.
 En esta ventana aparece el mapa de la República Mexicana con su división política. En este
mapa se muestra la distribución continua del peligro sísmico, obtenido como resultado de la
actualización del MDOC. La escala de colores que se utiliza en el mapa va del color rojo
(indicando peligro máximo) al color verde (peligro menor). Con líneas continuas delgadas se
indican la división de las coordenadas geográficas (longitud y latitud). La longitud corresponde
al eje horizontal con valores desde 117º30’00”O hasta 86º00’00”O y latitud corresponde al eje
vertical con valores desde 14º30’00”N hasta 33º00’00”N. Al posicionar el cursor del ratón dentro
de esta ventana del mapa, cambia su imagen a una cruz para facilitar la localización de una
nueva ubicación. Al desplazar el cursor, en la ventana de la barra de estado (ver descripción
del inciso c) se muestra el cambio de las coordenadas de una forma dinámica, así como los
valores de la aceleración, velocidad desplazamiento máximos, y el periodo de retorno.
 Al dar un clic con el botón izquierdo del ratón en la ubicación deseada, se coloca un punto que
permanecerá fijo hasta que se defina otra ubicación. Con esto se muestra el espectro
transparente en la ventana de la gráfica correspondiente, (ver inciso d.) Dicho espectro
cambiará cada vez que se seleccione una nueva ubicación. También, al mantener presionado
el botón izquierdo del ratón y desplazándolo sobre el mapa, cambia dinámicamente el espectro
transparente correspondiente a los sitios por donde se mueve el cursor. Esta última
funcionalidad permite ver cómo cambian los espectros entre una zona y otra de manera
dinámica.
Cuando se disponga de un ratón con un tercer botón de desplazamiento, se podrá acceder de
forma directa a las funcionalidades de zoom. Por ejemplo, al girar la rueda se puede acercar o
alejar y al mantener presionado este mismo botón se puede arrastrar el mapa. De ésta manera
se simplifica mucho la localización de una nueva ubicación.
Figura 13
c) Barra de estado.
 Longitud y latitud. Está definida por dos celdas que indican la longitud y latitud, ambas en
formato sexagesimal. Los valores de la longitud, varían entre 117º30’00”O y 86º00’00”O, y para
la latitud entre 14º30’00”N y 33º00’00”N
Las coordenadas cambian conforme se mueve el cursor dentro de la ventana gráfica del mapa
de la República.
 Aceleración. Esta celda muestra el valor de la aceleración a nivel de roca. Este valor se
expresa en gales (cm/seg²).
 Velocidad y desplazamiento. Aquí se muestra la velocidad de propagación de ondas y el
desplazamiento a nivel de roca. Estos valores se expresan en m/s y cm, respectivamente.
 Periodo de retorno. Éste dato corresponde al tiempo en años del periodo de retorno. Este valor
esta expresado en años.
 Última ubicación. El conjunto de celdas mostradas corresponden a los datos de longitud,
latitud, aceleración y periodo de retorno del último punto localizado en el mapa. A partir del dato
de aceleración se construye el último espectro transparente mostrado (ver inciso d).
d) Gráfica del espectro transparente en roca
 En esta gráfica se construye el espectro transparente para el punto que se definió en el mapa
de peligro. Los datos con los que se genera dicha gráfica pueden ser vistos a través de la
opción del menú “Ver Datos”, de la barra de herramientas. Las unidades utilizadas en las
pseudoaceleraciones son partes de la gravedad (1/g) y para los periodos estructurales son
segundos (s). Se pueden ver los valores directamente en la gráfica (etiquetas), seleccionando
la línea del espectro y colocando el cursor sobre algunos de los nodos resaltados, como se
muestra en la siguiente figura.

Figura 14
e) Gráfica del acelerograma sintético
 En la ventana principal se pueden hacer simulaciones de una forma rápida con la opción
“Acelerograma” de la barra de herramientas. Y el resultado de esta simulación se muestra en el
área de Acelerograma Sintético. Los datos de la construcción de este acelerograma se pueden
ver con la opción del menú “Ver datos” en la barra de herramientas y se pueden exportar a
alguna otra aplicación (hoja de cálculo, archivo de texto). Los valores de las unidades de la
aceleración están dados en (m/s²) y los de tiempo en (s). Se puede consultar el valor de
algunos de los puntos a lo largo del acelerograma, seleccionándolo y colando el cursor en los
nodos resaltados.

Figura 15
f) Menú contextual
 Todas las opciones que se encuentran en la barra de herramientas están disponibles en el
menú contextual de la aplicación, que se muestra dando un clic con el botón derecho del ratón
en cualquier parte de la ventana principal. Adicionalmente, en la opción de acelerograma se
encuentra un submenú para la ventana de Simulación de Acelerogramas.
Figura 16
2.1.2
Descripción de los elementos del cuadro de opciones del espectro de diseño
Figura 17
a) Estado límite, propiedades de la roca basal y condiciones del suelo.
 Estado límite. Como se dijo, el espectro transparente en roca corresponde a una condición de
estado límite de colapso para estructuras del grupo B. Pero para condición de estado límite de
servicio, se concluye que, en términos generales, sería óptimo utilizar para este estado límite,
un coeficiente sísmico que fuera el asociado al estado límite de colapso dividido por un factor
de 5.5. Por lo tanto, para el estado límite de servicio las ordenadas espectrales se dividirán por
un factor de 5.5 y descontarán los efectos de no linealidad del suelo que estarán presentes en
los espectros de diseño de colapso. En efecto, los espectros de diseño de servicio deben estar
exentos de estos efectos de no linealidad descritos más adelante. Así mismo, para el estado
límite de servicio no se tomará en cuenta la importancia estructural.
 Propiedades de la roca basal o del semiespacio. Aquí se definen dos valores de la roca basal o
del estrato más cercano a la superficie. La velocidad de propagación de ondas en el medio
rocoso, en m/s con un intervalo entre 720 y 1,000 m/s, y la densidad en kg/m³ con un intervalo
comprendido entre 2,000 y 3,000 kg/m³.
 Estratigrafía del suelo. El movimiento del suelo en sitios de terreno blando es muy diferente del
que ocurre en terreno firme debido a la amplificación dinámica que sufren las ondas sísmicas al
propagarse a través de medios deformables. También las irregularidades topográficas y
geológicas producen amplificaciones y atenuaciones en el movimiento del terreno. Para fines
prácticos, sólo se tomarán en cuenta las amplificaciones producidas en depósitos de suelo con
estratificación horizontal. Para ello se puede discretizar el suelo introduciendo el número de
estratos, no mayor a 99, y seleccionado el material predominante. Es seguida, hay que definir
el espesor de i-ésimo estrato, en metros, con un rango de valores de 0.5 a 100 m cada uno.
También se define la densidad del material con un rango de valores de entre 800 y 3,000
kg/m³, la velocidad de propagación de ondas con un rango de valores entre 100 y 720 m/s.
Figura 18
Figura 19
b) Periodo y amortiguamiento estructurales efectivos del sistema suelo-estructura.
En esta parte se definen las propiedades necesarias para considerar la interacción dinámica
suelo-estructura, (ver más detalles en la sección 3.5 de la sección de recomendaciones). Podrá o
no considerarse estos efectos al seleccionar la casilla de verificación ubicada en la esquina inferior
derecha de la ventana.
 Propiedades de la cimentación. Son una serie de parámetros que define las propiedades
geométricas y físicas de la cimentación de la estructura. La masa de la cimentación está dada
en kilogramos (kg). La profundidad de desplante de la cimentación estará dada en metros con
un intervalo entre 0.5 y 20 m. El momento de inercia de peso de la cimentación estará dado en
kg-m². El radio equivalente de la cimentación en traslación y rotación estarán dados en metros.
Para más detalles sobre estos parámetros revisar la sección 3.5.
 Propiedades de la estructura. Estos datos definen las propiedades físicas y geométricas de la
estructura para la cual se desea conocer la interacción. La masa del edificio será dada en
kilogramos (kg). El amortiguamiento propio de la estructura esta dado entre un 5 y 10 %. El
periodo natural de la estructura estará dado en segundos con un rango comprendido entre 0.1
y 10 s. La altura efectiva de la estructura está dada en metros.
Figura 20
c) Resumen.
En esta última ventana del cuadro de diálogo de “Opciones” para el cálculo de los espectros de
diseño, se muestra un resumen de los valores que se utilizan en la construcción de la gráfica del
espectro de diseño y algunos factores utilizados en el proceso de cálculo.
 Respuesta dinámica. Se muestran los valores de velocidad efectiva, el periodo predominante
del sitio y el periodo efectivo de la estructura. Este último será diferente al periodo
predominante del suelo en el caso de que se haya seleccionado considerar la interacción
suelo-estructura. Ver la sección de recomendaciones 3.1.4.2. Cuando no se considere una
estratigrafía entre la estructura y la roca basal, es decir, que la estructura se desplante
directamente sobre roca, estos valores serán nulos.
A continuación se muestran los factores dependientes del sitio, que se utilizan para la
construcción de los espectros de diseño estipulados en este Manual. Cuando no se considere una
estratigrafía entre la estructura y la roca basal, es decir, que la estructura se desplante
directamente sobre roca, estos valores corresponderán a los definidos en la sección de
recomendaciones 3.1.
 Factores de terreno rocoso. El primero de estos es la aceleración máxima del terreno en roca,
que depende de las coordenadas geográficas, y el factor de distancia, que es una medida de la
distancia relativa a las fuentes generadoras de temblores en función de la intensidad sísmica.
 Factores de comportamiento lineal del suelo. Los factores de comportamiento lineal del suelo
son el factor de sitio Fs y el factor de respuesta Fr. Para determinarlos debe contarse con los
factores de terreno rocoso, así como, con el periodo dominante del depósito de suelo Ts y el
contraste de impedancias ps.
 Factores de comportamiento no lineal. Los efectos de la no linealidad de los materiales del
suelo en la respuesta dinámica se pueden reconocer como una reducción en la velocidad
efectiva de propagación de ondas en el manto de suelo, idealizado homogéneo, y por un
aumento en el amortiguamiento. Con el propósito de incorporar estos efectos en los espectros
de diseño, se hará una reducción de las ordenadas del espectro que reflejen los aumentos en
el amortiguamiento y se ajustará el valor del periodo dominante del sitio Ts, sólo para
determinar el ancho de la meseta espectral, como se indica en la sección de recomendaciones
3.1.
 Espectro de diseño. Aquí se muestran los factores utilizados en la construcción del espectro.
Para obtener dicho factores se tomó en cuenta el tipo de estructura, la importancia estructural y
los factores de sitio.
a0
c
Te
Ta
Tb
Te
k
e
es la aceleración máxima del terreno
es la aceleración máxima espectral o coeficiente sísmico
es el periodo estructural
es el límite inferior de la meseta del espectro de diseño
es el límite superior de la meseta del espectro de diseño
es el amortiguamiento estructural, o bien, el amortiguamiento efectivo debido a la
interacción suelo estructura
es el parámetro que controla la caída de las ordenada espectrales
es el factor de amortiguamiento
Figura 21
2.1.3
Figura 22
Descripción de los elementos de la ventana de generación de acelerogramas sintéticos
Figura 23
Figura 24
a) Espectro de sitio y espectro de diseño
 Espectro de sitio. Muestra el espectro de peligro sísmico de la ubicación seleccionada. Este
espectro consta de siete aceleraciones espectrales para los siguientes periodos estructurales:
0.05, 0.1, 0.15, 0.5, 1, 2, 3, 4 y 5s. Las unidades de la pseudoaceleración están dadas en
partes de la gravedad y en segundos los periodos estructurales. Se puede seleccionar la
gráfica para conocer el valor de algunos de los puntos de la misma.
 Espectro de diseño. Se puede mostrar, dependiendo de las opciones de importancia
estructural, entre otras, el espectro transparente en roca o el espectro de diseño para la
ubicación seleccionada. Éste espectro tiene las mismas unidades que el anterior. Y también se
puede seleccionar los puntos de la gráfica para conocer sus coordenadas. El rotulo del
espectro cambia de acuerdo al espectro mostrado.
b) Acelerograma sintético
 Muestra el resultado de la simulación de un acelerograma para el espectro objetivo
seleccionado. Para la construcción de dicha simulación se recurrió al uso de la Teoría de
Vibraciones Aleatorias (TVA). La construcción de estos acelerogramas garantiza que las
ordenadas espectrales de respuesta, de cada simulación, describan los detalles del peligro
sísmico estipulado mediante el espectro de diseño o de sitio. Adicionalmente, se puede
seleccionar la gráfica para poder conocer el valor de algunos puntos a lo largo de la simulación.
Las unidades para la aceleración están en metros por segundo al cuadrado, m/s², y las del
tiempo en segundos.
c) Espectro de respuesta
 En esta gráfica, se puede observar, en naranja, el espectro de respuesta del acelerograma
simulado y en azul el espectro objetivo. Se muestran ambas, para seleccionar la simulación
más aproximada al espectro objetivo (sitio o de respuesta). También, se pueden consultar los
valores de algunos puntos a lo largo del espectro de respuesta seleccionado únicamente la
gráfica.
2.2
Manejo de información
Existen varias herramientas y funcionalidades disponibles para el manejo de datos entre la
información proporcionada por el programa PRODISIS y otros programas, como editores de texto,
hojas de cálculo y programas especializados donde se utilicen espectros de diseño, espectros de
respuesta o acelerogramas.
De manera similar se puede importar información de dichos programas y aplicaciones hacia el
programa PRODISIS.
Todo depende de las fuentes de información y las habilidades para el manejo de ella. Básicamente,
se usan las herramientas de copiar y pegar, con los diferentes teclas de accesos directos, como
CTRL+INSERT o CTRL+C. o desde los menús de copiar de varias aplicaciones.
IMPORTAR DATOS
Una de las partes del programa PRODISIS que puede requerir más información, es cuando se
definen las propiedades de la estratigrafía de un sitio. Como ejemplo se establecerá la información
de un suelo con 20 estratos de diferentes características. Se inicia por definir, en una hoja de cálculo
las propiedades de los estratos, que posteriormente se seleccionan, copian y se pegan directamente
en el cuadro de dialogo de estratigrafía del programa PRODISIS.
Figura 25
Figura 26
Figura 27
Los datos que se muestran en el cuadro de “Ver datos”, pueden exportar. Dependiendo de la
información deseada, se seleccionan las celdas necesarias, desde un sólo valor hasta una selección
completa, y con el menú contextual se elige la opción copiar.
Ya con estos datos en el portapapeles se pueden exporta a cualquier aplicación, desde un editor de
texto, una hoja de cálculo o alguna aplicación especializada.
Figura 28
Figura 29
Figura 30
Figura 31
Figura 32
Otra manera de disponer de los datos proporcionados por el PRODISIS es a través de los archivos
generados en la simulación de acelerogramas. Estos archivos se encuentran en archivos de formato
“txt” para facilitar su manejo hacia otras aplicaciones.