Espectre de resposta

Archiu:Eqresp2.png

Gràfic de 2005.

Un espectre de resposta és un valor utilisat en els càlculs d'ingenieria sísmica, que medix la reacció d'una estructura davant la vibració del sol que la soporta.

Existixen diferents tipos d'espectres de resposta segons la reacció que es vullga comparar: espectre de resposta de velocitat, espectre de resposta de deformació... El més habitual en càlculs sísmics és l'espectre elàstic de resposta, que relaciona l'acceleració.

Es denomina de resposta ya que lo que medix és cóm respon l'estructura a les accions que se li induïxen des de l'exterior.

Espectre elàstic de resposta

Quan la base d'un edifici entra en vibració esta es transmet a la seua estructura, que també comença a vibrar. En un sistema completament rígit, la vibració de l'edifici seria exactament la mateixa de la de la seua base. No obstant, com les estructures tenen sempre una certa elasticitat, la vibració no és la mateixa i tant el periodo de vibració com les acceleració de base i estructura són diferents.

L'espectre elàstic de resposta mostra l'acceleració màxima absoluta de la vibració de l'estructura. Té, per lo tant, unitats d'acceleració. Estudis experimentals han demostrat que l'espectre depén fonamentalment de dos factors:

• L'acceleració de la vibració a la que se somet la base. Encara que la vibració de base i estructura siguen diferents, no són independents, sino que l'aument d'una implica l'aument de l'atra, generalment de forma llineal. Açò fa que en moltes ocasions l'espectre elàstic de resposta no siga mostrat com una acceleració, sino com el cocient entre l'espectre de resposta en sí i l'acceleració de la base.
• El periodo d'oscilació de l'estructura. Un periodo molt curt indica una estructura molt rígida, per lo que en periodos molt curts l'espectre elàstic de resposta és molt semblat a la vibració de la base. En periodos molt llarcs, la vibració és molt més llenta que la del sol, per lo que l'estructura s'independisa i l'espectre elàstic de resposta és molt reduït. Els majors valors d'espectre elàstic es donen per a periodos d'oscilació intermijos, entorn a 0,3-0,6 segons.

Existixen atres valors que també afecten en menor grau, com pot ser el tipo de sol sobre el que està vibrant l'estructura o el seu índex de amortiguamiento.

Us de l'espectre elàstic de resposta

Quan es realisen càlculs sísmics és necessari establir quin és l'espectre elàstic de resposta de l'estructura estudiada. La majoria de normatives sísmiques obliguen a utilisar per a este càlcul una formulació concreta. Per eixemple, en el cas de la NCSE espanyola, l'espectre de resposta elàstica per a sols bons en zones normals la fòrmula utilisada per a estructures en un periodo d'oscilació entre 0,1 i 0,4 segons és S = 2,5 · a_c. Açò implica que si un terremot té una acceleració sísmica d'1 m/s², l'espectre elàstic de resposta és de 2,5 m/s², lo que implica que l'estructura que reba eixe terremot es dissenyarà per a una acceleració de la vibració de 2,5 m/s².

Coneixent l'acceleració de la vibració es poden trobar les forces estàtiques equivalents que soporta l'estructura multiplicant l'acceleració per la massa que soporta l'estructura.