El análisis dinámico incremental ( IDA ) es un método de análisis computacional de ingeniería sísmica para realizar una evaluación integral del comportamiento de las estructuras bajo cargas sísmicas. [1] Se ha desarrollado para aprovechar los resultados del análisis de riesgo sísmico probabilístico con el fin de estimar el riesgo sísmico que enfrenta una estructura determinada. Puede considerarse el equivalente dinámico del análisis pushover estático .
La IDA implica la realización de múltiples análisis dinámicos no lineales de un modelo estructural bajo un conjunto de registros de movimiento del suelo , cada uno escalado a varios niveles de intensidad sísmica. Los niveles de escala se seleccionan adecuadamente para forzar a la estructura a través de todo el rango de comportamiento, desde elástico a inelástico y finalmente a la inestabilidad dinámica global, donde la estructura esencialmente experimenta un colapso. El posprocesamiento apropiado puede presentar los resultados en términos de curvas IDA, una para cada registro de movimiento del suelo, de la intensidad sísmica, típicamente representada por una Medida de Intensidad (IM) escalar, versus la respuesta estructural, medida por un parámetro de demanda de ingeniería (EDP).
Las posibles opciones para el IM son cantidades escalares (o raramente vectoriales) que se relacionan con la severidad del movimiento del suelo registrado y escalan lineal o no linealmente con su amplitud. El IM se elige adecuadamente para que se puedan producir mapas de riesgo apropiados (curvas de riesgo) para ellos mediante análisis de riesgo sísmico probabilístico. Además, el IM debe correlacionarse con la respuesta estructural de interés para disminuir la cantidad de análisis de historial de respuesta requeridos. [2] Las posibles opciones son la aceleración máxima del suelo , la velocidad máxima del suelo o la intensidad de Arias , pero la más utilizada es la aceleración espectral amortiguada al 5% en el período del primer modo de la estructura. Los resultados de los estudios recientes muestran que la intensidad del espectro (SI) es un IM apropiado. [2]
El EDP puede ser cualquier magnitud de respuesta estructural relacionada con daños estructurales, no estructurales o de contenido. Las opciones típicas son la deriva máxima entre pisos (en todos los pisos y en el tiempo), las derivas máximas de los pisos individuales y las aceleraciones máximas del piso.
El IDA surgió de la práctica habitual de escalar los acelerogramas multiplicándolos por un factor constante para representar movimientos del suelo más o menos severos que los que se registraron en un sitio. Dado que los registros naturales disponibles nunca son suficientes para cubrir todas las necesidades posibles, el escalamiento es un método simple, pero potencialmente problemático (si se usa incorrectamente) para "llenar" los vacíos en el catálogo actual de eventos. Aún así, en la mayoría de los casos, los investigadores escalarían solo un pequeño conjunto de tres a siete registros y, por lo general, solo una vez, solo para obtener una estimación de la respuesta en el área de interés.
A raíz de los daños causados por el terremoto de Northridge de 1994 , se lanzó el proyecto SAC/FEMA [3] para resolver el problema del bajo rendimiento de los marcos de acero resistentes a momentos debido a las conexiones viga-columna fracturadas. Dentro del entorno creativo de la cooperación en investigación, surgió la idea de someter una estructura a un rango más amplio de escalamiento. Inicialmente, el método se llamó Dynamic Pushover [4] y fue concebido como una forma de estimar un proxy para el colapso global de la estructura. Más tarde se reconoció que un método de este tipo también permitiría verificar múltiples estados límite, por ejemplo, para la seguridad de la vida, como es el estándar para la mayoría de los métodos de diseño sísmico, pero también para niveles más bajos y más altos de intensidad que representan diferentes niveles de amenaza, como la ocupación inmediata y la prevención del colapso. Así, nació la idea del Análisis Dinámico Incremental [1] , que fue adoptada principalmente y luego popularizada por investigadores del Centro de Investigación de Terremotos John A. Blume de la Universidad de Stanford . Esto ahora ha alcanzado un reconocimiento más amplio en la comunidad de investigación de terremotos y ha generado varios métodos y conceptos diferentes para estimar el desempeño estructural.
Se ha suscitado un debate sustancial sobre el posible sesgo en los resultados de IDA debido al uso de registros de movimientos del suelo a escala que no caracterizan adecuadamente el riesgo sísmico del sitio considerado en diferentes niveles de intensidad de terremoto. [5] [6] [7] [8]