El siguiente escrito lo realizo para tratar de esclarecer una duda surgida en mi curso de Espectros de Diseño Sísmico sobre porqué Espectros Regionales, Transparentes y de Diseño. Espero que con esto sea más fácil comprender cada término usado en el MOC-CDS-CFE2015.
En el 2003 (desde mi POV) CFE presenta el Capítulo Diseño Sísmico de su Manual de Obras Civiles con una propuesta regionalizada basada en un análisis de peligro sísmico para las principales regiones sismogénicas del país. En ella el concepto de sobre-resistencia estaba implícito en los espectros de diseño.
Se denominan “Espectros Regionales”, debido a que los parámetros de las curvas “envolventes” de la respuesta sísmica cambian de región a región.
En el 2008, CFE incorporó elementos de costo en el análisis del peligro sísmico y trató de evitar la clasificación por Regiones Sísmicas (A, B, C, D) usando un mapa de isosistas con parámetros de curvatura y amplitud de meseta basado en características dinámicas del sitio (Estratigrafía basada en ondas de corte y espesor de estratos). Sin embargo, la metodología para determinar la respuesta del suelo resultaba un tanto compleja para las estructuras más comunes y se tornó un tanto complicado para el ingeniero ordinario usarla.
Actualmente el análisis de los espectros no toma en cuenta la resistencia ni degradación de la estructura en la progresión de las aceleraciones durante un evento, más porque es aplicable a cualquier edificación y, se limita a calcular el espectro como una respuesta elástica de capacidad infinita según la demanda y con cierto grado de amortiguamiento, generalmente del 5%. Por ello estos espectros son denominados “Espectros Elásticos Regionales”.
Se les suele denominar “Espectros Transparentes” porque sobre de estos pueden afectarse condiciones particulares de cada estructura. En especial aquel comportamiento que mantiene a la estructura funcionando en rangos por encima de su capacidad “elástica”.
Una infinidad de estudios y evidencias en el comportamiento de las estructuras nos han dado la pauta de poder decir que las estructuras son capaces de soportar esfuerzos por encima de su rango elástico, debido a razones que intuitivamente podemos mencionar como: la sobrerresistencia, la ductilidad y la redundancia. Estos parámetros dependen de la estructura en particular que se esté analizando, y se aplican a los espectros elásticos transparentes para constituir un “Espectro Inelástico”.
Los espectros elásticos regionales se convierten en “Espectros Elásticos de Diseño”, cuando se aplican a un determinado suelo parametrizado y pueden usarse para diseñar estructuras de comportamiento elástico. Lo cual no siempre es recomendable debido al alto costo constructivo.
El PRODISIS nos genera un Espectro Elástico de Respuesta en Roca, que al tomar en cuenta la respuesta de sitio (terreno tipo I, II y III) se convierte en Espectro Elástico de Diseño, luego al aplicarle los parámetros que definen a la estructura en su rango inelástico (sobrerresistencia, ductilidad y redundancia) se transforman en inelásticos.
Los espectros que parten de una clasificación de suelo con parámetros de la estructura (sobrerresistencia, ductilidad y redundancia) son “Espectros Inelásticos de Diseño”. El uso cuidadoso de estos parámetros son responsabilidad del ingeniero estructurista.
Los espectros que emanan de las características del Manual CFE 2015, y en particular del PRODISIS, son regionales porque los parámetros para modelar las curvas de ascenso y descenso del espectro son características de las regiones. No obstante que se pueden modelar espectros de sitio a partir de acelerogramas reales y sintéticos.
