CARACTERÍSTICAS DE LA RESPUESTA SÍSMICA A TERREMOTOS DE CAMPO CERCANO O TIPO PULSO Ing. Carlos Daniel Frau CeReDeTeC, Facultad Regional Mendoza, Universidad Tecnológica Nacional Mendoza, Argentina. Prof. Rodolfo Saragoni H. Dpto. Ing. Civil, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Univ. de Chile Santiago, Chile. RESUMEN Los grandes terremotos del oeste argentino se han caracterizado por estar asociados a fallas activas que se encuentran próximas a importantes centros urbanos. La sismicidad está relacionada con terremotos superficiales intraplaca o corticales que dan origen a sismos tipo impulsivos o de fuente cercana como los registrados para el terremoto de Mendoza de 1985 y San Juan 1977. Las características impulsivas de este tipo de terremotos induce una respuesta sustancialmente diferente de la impuesta por terremotos con epicentro lejano. El trabajo comienza con un breve descripción del fenómeno de campo cercano y directividad a la vez que se citan algunos ejemplos de registros de este tipo. A continuación se analiza las características de la respuesta sísmica de sistemas de un grado de libertad y la relación entre la respuesta elástica y la inelástica. Se concluye que la respuesta sísmica a terremotos de campo cercano presenta significativas diferencias respecto a la demanda de campo lejano. Resulta necesario que la normas de diseño sísmico contemplen estos aspectos en sus prescripciones reglamentarias a fin de que puedan cumplir con el objetivo de preservar la vida frente a terremotos destructivos en zonas próximas a fallas activas. ABSTRACT The great earthquakes of the Argentine west have been characterized to be associate to active faults that are next to important urban centers. The seismicity is related to cortical superficial earthquakes intraplate that give to origin to impulsive earthquakes type or of near source like the registered ones for the earthquake of Mendoza of 1985 and San Juan 1977. The type pulse characteristics of this type of earthquakes induce an answer substantially different from the imposed one by earthquakes with distant epicenter. The work simultaneously begins with a brief description of the phenomenon of near field and directivity that mention some examples of registries of this type. Next one analyzes the characteristics of the seismic answer of systems of single degree of freedom and the relation between the elastic answer and the inelastic. One concludes that the seismic answer to earthquakes of near field displays significant differences with respect to the demand of far field. It is necessary that the norms of seismic design contemplate these aspects in their prescriptions in order that they can fulfill the objective to preserve the life for a destructive earthquakes in zones next to active faults.

1.- INTRODUCCION Durante muchos años la ingeniería sísmica sólo disponía de unos pocos registros de terremotos para realizar sus investigaciones. Debido a esta limitación muchos fenómenos propios de los terremotos altamente destructivos no pudieron visualizarse. En los últimos 20 años se han producido en las regiones de elevada peligrosidad sísmica importantes eventos sísmicos que en muchos casos presentan magnitudes superiores a 7. A partir del análisis de registros ubicados en la proximidad de la fuente se ha podido identificar la presencias de pulsos característicos tanto en la historia de tiempo de las aceleraciones como en las velocidades y desplazamientos del suelo, manifestándose este efecto con una marcada polarización de una dirección respecto de la otra. Esta circunstancia llevó a diferenciar terremotos de tipo impulsivos de aquellos de características vibratorias que dan lugar a respuesta estructural marcadamente diferentes. 1.1.- El fenómeno de campo cercano “near source, near field ó near fault” La forma en la cual una estructura sufre daños durante un terremoto está fuertemente influenciada por su proximidad a la zona de ruptura de la fuente sismogénica. Para estructuras ubicadas dentro de los 15 km de distancia a la fuente sísmica, a menudo el daño ocurre para pocos ciclos severos de deformación inelástica, que coinciden con pulsos de velocidad del suelo de gran amplitud. Este pulso se oriente generalmente en la dirección normal a la traza de la falla. En contraste para sitios ubicados relativamente lejos de la falla, el daño se produce a lo largo del movimiento que imparte energía a la estructura mediante muchos ciclos de desplazamientos inelásticos. En muchos casos las presencia de pulsos característicos se debe al llamado efecto de dirección de ruptura hacia delante (the forward rupture directivity effect) 1, este fenómeno se presenta cuando se reúnen dos condiciones: el frente de ruptura se propaga hacia el sitio de registro y la dirección del deslizamiento de la falla está alineado con él. La propagación de la ruptura hacia el sitio a una velocidad muy similar a la velocidad de las ondas de corte viajando por el suelo provoca que la mayor parte de la energía de ruptura llegue con un único y gran pulso de movimiento el cual ocurre al inicio del registro. Este pulso de movimiento representa el efecto acumulativo de gran parte de la radiación sísmica proveniente de la fuente. Este modelo de radiación de la dislocación de corte sobre la falla causa este gran pulso de movimiento que tiende a estar orientado en dirección perpendicular al deslizamiento de la falla. Las condiciones para este efecto pueden darse tanto en fallas del tipo transcurrente (strike fault) como del tipo normal (dip slip, normal) o inversa (dip slip, reverse). Los procedimiento de diseño sísmico que actualmente se usan en la práctica, han sido calibrados fundamentalmente con registros de sitios lejanos a la fuente sísmica. Hace relativamente pocos años el reconocimiento de la existencia del fenómeno “near-source” ha llevado a algunos códigos a introducir coeficientes en la determinación de las acciones sísmicas que ponderan la proximidad de la construcción a la fuente símica y elevan la demanda a fin de que las estructuras puedan mantenerse en pié cuando sean sometidas a terremotos de fuente cercana. Sin embargo la confiabilidad de este procedimiento está actualmente en discusión considerando la marcada diferencia en la respuesta que las estructuras presentan a movimientos cercanos y lejanos a la fuente sismogénica.

2.- REGISTROS SÍSMICO DE CAMPO CERCANO O IMPULSIVOS En la figura 1 se muestran el segmento más significativo de la historia de aceleración, velocidad y desplazamientos del suelo de aquellos registros que denotan una marcada presencia de pulsos significativos. Algunos presentan un pulso sostenido de aceleración, similar a una onda tipo rectangualar; por ejemplo para el terremoto de Loma Prieta, EEUU (1989), en la estación Los Gatos, entre 7 y 8 segundos contiene un pulso de aceleración de 0.4g que se sostiene por 0.8 segundos; también la estación Rinaldi en el terremoto de Northridge, EEUU (1994) entre los 2 y 3 segundos tiene un pulso de 0.8g durante 0.5 segundos de duración. Otros casos presentan pulsos de aceleración tipo pico o senoidal, de menor duración pero con aceleraciones superiores a 0.8g. Los registros del terremoto de Chi Chi, Taiwán (1999) y Kobe, Japón (1995) también presentan pulsos de tipo senoidal con bastante mayor duración.

Figura 1: registros de aceleración, velocidad y desplazamiento de suelo conteniendo pulsos característicos. 3.- RESPUESA ELÁSTICA 3.1.- Espectros de aceleración Si bien los efectos de los registros de campo cercano con directividad no pueden ser capturado por los espectros de respuesta elástica, éstos presentan una

marcada diferencia respecto de los registro de fuente lejana. Desde que el movimiento se polariza fuertemente en la dirección normal a la falla, las ordenadas espectrales para la componentes normal son mucho mayores que para la componente paralela. Las ordenadas espectrales promedio para ambas componentes (normal y paralela) son también mayores respecto de los casos que no presentan directividad. Cuando las componentes se rotan 45º la diferencia se hace más pequeña pero aún así una de las componentes impone demandas similares (a veces mayores) a la componente normal. Esto indica que una estructura orientada en forma cualquiera sometida a un terremoto “near fault” presenta alta probabilidad de ser excitada por un nivel de demanda similar al de la componente normal.

Figura 2: relación entre las ordenadas espectrales normal y paralela a la falla. Somerville y otros 1 desarrollaron modificaciones a las relaciones empíricas de atenuación para incorporar las condiciones promedio de directividad de la ruptura. Las modificaciones, basadas sobre un análisis empírico de datos “near fault” y verificados usando una amplia gama de terremotos artificiales, dan que las componentes del movimiento normal y paralela a la falla difieren unas de otras para periodos mayores a 0.5 seg dependiendo de la magnitud y la distancia. La dependencia de la relación falla normal a la respuesta promedio de la aceleración espectral son función de la magnitud y la distancia, mientras que la influencia del tipo de falla y las condiciones del sitio no son significativas, ver figura 2. El efecto de la distancia y la alineación con la traza de la falla también se manifiesta en las ordenadas espectrales para periodos mayores a 0.5 segundos. La figura 3 muestra las relaciones empíricas que involucran estas variables. Al analizar cómo varían las amplificaciones espectrales en las distintas regiones del espectro resulta que en general es conocido que en la región de periodos cortos son sensibles a la aceleración máxima del registro, mientras que en la región de periodo largo son sensibles al máximo desplazamiento del suelo. Para registros impulsivos Malhotra 2 confirmó que para registros impulsivos la amplificación espectral en las distintas regiones depende de los valores picos del

movimiento del suelo (aceleración, velocidad y desplazamiento; en adelante PGA, PGV y PGD), mientras que el ancho de cada región depende de las relaciones (cocientes) entre estos parámetros; un mayor PGV/PGA, lleva a ensanchar la zona sensible a las aceleraciones y un mayor PGD/PGV lleva a ensanchar la zona sensible a los desplazamientos.

Figura 3: Influencia de la distancia y alineación con la falla en las ordenadas espectrales 1. El efecto de directividad da lugar a registros con pulsos largos de aceleración que devienen en pulsos de velocidad de gran amplitud. Esto arroja altas relaciones PGV/PGA, y por consiguientes una zona sensible a las aceleraciones notablemente más ancha propia de registros impulsivos. Al respecto en la figura 4 se compara el ancho (en segundos) de la zona sensible a las aceleraciones que presentan algunas normas actuales con la de terremotos near source. Puede apreciarse el ensanche para los registros con alta relación PGV/PGA: Loma Prieta, Los Gatos (0.25); Kobe, JMA (0.10) y Northridge, Tarzana (0.07).

Figura 4: Espectro de aceleraciones para registros “near source”

Veletsos y Newmak 3 4 observaron que en los registros impulsivos sobre el pulso principal presentan oscilaciones secundarias de alta frecuencia. Estas oscilaciones son más pronunciadas en las historia de tiempo de aceleración y velocidad y menos en los desplazamientos y cuyo efecto es ensanchar la regiones del espectro donde la pseudo-velocidad y pseudo-aceleración alcanzan sus valores máximos. A pesar de analizar muy pocos registros reales pudo advertir que el efectos de las ondas (pulsos) de alta intensidad son los que controlan la respuesta para todo el rango de periodos. 3.2.- Espectros de desplazamientos Los espectros de desplazamiento elásticos para 5% de amortiguamiento ponen de manifiesto la gran demanda de desplazamiento que imponen los terremotos de campo cercano con fuertes pulsos de aceleración y velocidad. Frau y Saragoni 5 encontraron que pese a las condiciones locales del suelo se presentas mayores ordenadas de desplazamiento para suelo firme o roca, y no como podría esperarse en los suelos blandos. Detectaron una gran sensibilidad de la respuesta a la amplitud del pulso de velocidad del registro. Las mayores ordenadas espectrales se corresponden con los registros que cuentan con los mayores picos de velocidad del suelo. Algunos ejemplos son: Chi Chi 114.7 cm/s; Los Gatos 173.0 cm/s y Rinaldi 170.3 cm/s. Para algunos terremotos (Kobe por ejemplo) la diferencia entre los espectros elásticos de aceleración, velocidad y desplazamiento para roca y suelo se manifiestan sólo a partir de periodos mayores a 0.7 segundos. Si se recurre a la representación en formato Aceleración-Desplazamiento (A-D) se pone de manifiesto en ciertos casos una reducción del periodo no deviene, como sería de esperar, en una reducción de los desplazamientos. Nótese en la figura 5 el caso de Rinaldi donde el paso de un periodo de 2.0 a 1.0 segundos cuatriplica la aceleración espectral sin reducción sensible de los desplazamientos.

Figura 5: Espectros en formato Aceleración-Desplazamientos.

4.- RESPUESTA INELASTICA 4.1.- Respuesta no lineal en el tiempo Al estudiar la respuesta no lineal en el tiempo para sistemas de un grado de libertad Iwan 6 observó que en estructuras con periodo considerablemente más cortos que la duración del pulso, la respuesta pos-fluencia es altamente sensible a la historia de desplazamiento del suelo posterior al inicio de la fluencia. Una vez iniciada la fluencia el desplazamiento del sistema crece rápidamente debido a la caída de la rigidez, a menos que el movimiento del suelo se mueva en sentido contrario. Alavi y Krawinkler 7 basados en un ley bilineal observaron que la historia de desplazamientos inelásticos para registros de campo cercano se compone principalmente de unas pocas fuertes incursiones inelásticas seguidas de pequeñas oscilaciones elásticas. Frau y Saragoni 8 comprobaron también que la respuesta no lineal se reduce a unos pocos ciclos, llegando en algunos casos a desarrollarse en un solo ciclo. Así, el sistema no presenta comportamiento vibratorio sino que el movimiento se da a un solo lado de la posición de equilibrio con pequeñas oscilaciones alrededor de la posición deformada, la cual se ubica generalmente en la región de deformaciones plásticas. Estas características marca una notable diferencia de la respuesta a registros de fuente cercana respecto de los de campo lejano donde el comportamiento oscilatorio es típico. La figura 6 muestra un caso típico.

Figura 6: Desplazamiento no lineal en el tiempo para Rinaldi, T=0.45, fy=0.4 g. Bertero y otros 9 mediante el análisis de la respuesta elástica e inelástica de un sistema de un grado de libertad sometido a una excitación de aceleración tipo seno y otra impulsiva pusieron de manifiesto la diferencia sustancial en la repuesta elástica e inelástica cuando de acciones tipo pulso se trata. La figura 7 esquematiza el “input” empleado y sus resustados.

Figura 7: respuesta elástica e inelástica a excitación tipo seno y pulso trapecial. 4.2.- Espectros de Ductilidad Constante Los espectros de ductilidad constante y los factores de reducción de resistencia que la gran mayoría de las normas e investigadores aplican para obtener espectros inelásticos a partir de espectros elásticos presentan también importantes diferencias en los registros impulsivos respecto de los de campo lejano o vibratorios. Las demandas de ductilidad para registros tipo pulso se pueden relacionar con las regiones espectrales del espectro elástico de aceleraciones. En la región sensible a las aceleraciones las demandas de ductilidad son mayores que en la región sensible a las velocidades. Así, registros cercanos a fallas con pulsos largos de velocidad y elevado cociente entre el pico de velocidad y de aceleración del suelo (PGV/PGA), presentan regiones sensibles a la aceleración más anchas y por lo tanto los requerimientos de altas ductilidades se extienden a un rango de periodos mayores 2. Los espectros de ductilidad constante muestran que los picos del espectro elástico disminuyen al aumentar la ductilidad, suavizándose también las irregularidades del trazo. Esto puede se explica por el alargamiento del “periodo efectivo” al incursionar en el rango plástico. Puede observarse que para ductilidades del orden de 6 la demandas de resistencia son mucho más altas en registros de fuente cercana. Estas pueden llagar hasta 1.0 g en periodos cercanos a 0.5 7.

En cuanto al factor de reducción de resistencia provisto por comportamiento no lineal para near-source es generalmente mucho menor que para far-source en el rango de periodos cortos 10. Esto es a consecuencia del efecto del pulso característico del movimiento del suelo en la región cercana a la fuente que provoca, como se explicó en el apartado anterior, que la respuesta se desarrolle a un solo lado del sistema reduciendo la efectividad de la disipación histerética de energía. El factor de reducción tiene un pico cercano al periodo predominante del pulso del registro. Para periodo mucho menores que el predominante del pulso este factor es menor que 2 para un amplio rango de ductilidades. Para periodos cercanos o mayores que el predominante, mayores ductilidades producen un aumento en el factor de reducción 6. Dado que el periodo del pulso juega un papel fundamental en la respuesta, prácticamente todos los investigadores que han abordado este tema coinciden en que las relaciones para el factor de reducción deben ser formuladas en términos de relativos al periodo del pulso (T/Tp) donde T es el periodo del sistema y Tp el del pulso. 4.3.- Desplazamientos inelásticos vs. Desplazamientos Elásticos: Se analizará ahora la relación entre los desplazamientos elásticos e inelásticos en registros tipo pulso o de fuente cercana. Los primeros estudios sobre este tema fueron desarrollados por Veletsos y Newumark 3 4 , ellos estudiaron la respuesta de sistemas de un grado de libertad con distintas leyes elastoplásticas. Como excitación utilizaron el registro del terremoto de “El Centro”, en California de 1940 y pulsos de aceleración triangulares con aceleraciones máximas de 0.7 g. Expresan con sorpresa que contrariamente a lo que suponían, la máxima deformación del sistema inelástico y la correspondiente al sistema elástico no están relacionadas por el principio de igual energía, de manera que las áreas bajo las curvas carga-deformación sean iguales para los dos sistemas cuando ambos alcanzan la máxima deformación. En los resultados puede verse que el principio de conservación de la energía es válido solamente bajo muy estrictas condiciones, por lo que la relación entre las deformaciones máximas inelásticas (du) y elásticas (de) difiere significativamente en los diferentes rangos de periodos. En la región de periodos cortos, “du” es mucho mayor que “de”, no verificándose en esta zona el principio de igual energía. Esta relación varía fuertemente con el periodo y es muy sensible al nivel de la resistencia de fluencia del sistema. En la zona de periodos largos la deformaciones “du” son prácticamente iguales a “de” e iguales a la deformación máxima del suelo. Dentro de la zona de periodos intermedios “du” es ligeramente más pequeño que “de” cuando nos acercamos a los periodos cortos y tienden a ser iguales cuando nos acercamos a la zona de periodos largos. Este aspecto puede entenderse diciendo que un sistema elástoplastico difiere del elástico en dos aspectos: uno es que disipa energía en forma histerética y segundo que el sistema se “ablanda” con un periodo “aparente “ más bajo. El primer factor tiende a disminuir la deformación máxima, mientras que el segundo puede tender a disminuirla o aumentarla de acuerdo al valor que tome el periodo

“aparente”; según el aspecto que predomine de este último es el resultado de magnificación o reducción de las respuestas inelásticas. En este sentido, Iwan 6 también encontró que para periodos menores que el periodo predominante del suelo la relación entre “du” y “de” es extremadamente sensible al nivel de ductilidad con importantes amplificaciones de los desplazamientos inelásticos para periodos cortos. Para periodos excediendo el periodo predominante del suelo la relación se reduce levemente por debajo de la unidad y luego tiende prácticamente a uno. Observa que el pico del espectro elástico generalmente ocurre próximo al periodo donde la relación du/de se aproxima a la unidad. Baez y Miranda 11 encontraron al comparar un grupo de 82 registros de fuente cercana con 281 registros de campo lejano que para periodos menores a 1.80 segundos (principalmente entre 0.1 y 0.8 seg) las deformaciones inelásticas para terremotos de campo cercano son mayores que para los de campo lejano; esta diferencia es función de la velocidad incremental del suelo y aumenta con el nivel de ductilidad. Pudo comprobar las mayores deformaciones inelásticas se presentaban aún cuando las deformaciones elásticas eran muy similares. Para periodos mayores a 1.8 segundos la relación es inversa y también crece con la ductilidad. Similares diferencias encontraron la comparar las demandas inelásticas de la componente normal y paralela a la traza de la falla sismogénica. Afirma que los picos de aceleración y desplazamiento así como la distancia epicentral (dentro de un mismo tipo de registros: cercanos o lejanos) no tienen grandes influencias sobre la relación entre “du” y “de”. Por ultimo asevera que las modificaciones de las ordenadas espectrales de aceleración elástica (como las propuestas por código UBC-97), no son suficientes para controlar los desplazamientos inelásticos. Bertero 12, al estudiar los daños en el Hospital Olive View ante el terremoto de San Fernando de 1971 cuestionó seriamente la predicción de la respuesta inelástica a partir de la elástica en registros impulsivos. Afirma que la respuesta inelástica no puede ser inferida directamente de la respuesta elástica desde que las características del registro que gobiernan la respuesta elástica e inelástica son diferentes. En los códigos de diseños se utilizan espectros de respuesta de aceleración elástica cuyas ordenadas se reducen por el conocido factor de reducción “R” para obtener las acciones de diseño. Este factor contempla entre otros aspectos la incursión en el rango no lineal de la estructura. Mientras que las acciones de diseño son reducidas por “R” los desplazamientos se asumen a ser invariables por la acción inelástica, es la conocida regla de igual desplazamientos. Esto ha conducido a un desempeño aceptable de las estructuras para registros lejanos de la fuente. Sin embargo, el uso de factores de reducción y regla de igual desplazamiento ha sido cuestionada cuando de terremotos de campo cercano se trata debido a la presencia de pulsos en el movimiento 6. 4.4.- Influencia de la resistencia en los desplazamientos inelásticos Prácticamente como pioneros en el tema Veletsos y Newumark 3 4 expresan que en los espectros de desplazamientos inelásticos el aumento del periodo por el efecto del “ablandamiento” no debería influir en la región de periodos largos del

espectro, debería tender a reducir la respuesta en la región central y aumentarlo en la región izquierda. Por lo tanto el efecto de que en la región derecha y central es insensible a los cambios de frecuencia sugiere que la relación entre “du” y “de” en esta región también es insensible al nivel de resistencia de fluencia. Sobre el extremo izquierdo ocurre lo contrario. Encontraron que dentro de la zona de periodos intermedios la influencia del nivel de fluencia no esta clara y es poca, aquí “de” es afectado irregularmente por la resistencia del sistema. En la zona de altas frecuencias o bajos periodos donde “du” es mayor que de la relación es extremadamente sensible a las variaciones del nivel de fluencia, particularmente en la zona de muy bajos periodos. Para sistemas en esta región una variación muy pequeña en el nivel de resistencia de fluencia del sistema por debajo del necesario para resistencia elástica produce grandes deformaciones inelásticas. Con sorpresa notaron que en la región de bajos periodos el espectro de desplazamiento inelástico para un coeficiente de resistencia c=0.3 está por encima del correspondiente a c=0.1. Similares resultados también se han obtenido para registros de terremotos en distintos niveles de fluencia. Frau y Saragoni 5 representaron los espectros inelásticos de desplazamiento para una serie de registros de campo cercano con potencial destructivo mayor que 4 cm-s y potencia del acelerograma (aceleración máxima) mayor que 0.72g para tres niveles de resistencia: 0.4; 0.6 y 0.8 g. Pudo observarse la disparidad que muestran los espectros en el punto de confluencia de las ramas de distinta resistencia; variando desde 0.6 seg hasta más de 3.0 seg.

Figura 9: Espectros de desplazamientos inelásticos para resistencias de fluencia de 0.4 – 0.6 y 0.8 g. Contrariamente a lo que podría esperarse se comprobó que un aumento en la resistencia de fluencia del sistema no conduce sistemáticamente a una disminución de la deformación inelástica. Resultando ésta, una característica de los terremotos impulsivos que imponen a la estructura su propio patrón de deformación. Como ejemplo se puede citar el caso del registro de Rinaldi y un sistema de periodo igual a 0.5 seg, al duplicar la resistencia de fluencia pasando de 0.4g a 0.8g se obtiene: un aumento en el desplazamiento inelástico máximo de 75%, ver figura 8.

4.5.- Influencia del amortiguamiento: Los resultados muestran que la reducción de la deformación espectral elástica para un nivel de amortiguamiento dado varía según la región del espectro y, dentro de una misma región es diferente para cada tipo de pulso. En la región espectral de periodos largos la reducción en generalmente pequeña, debido a que la máxima respuesta del sistema es alcanzada tempranamente (a una fracción del periodo natural del sistema) y el efecto del amortiguamiento necesita de tiempo para ponerse de manifiesto. En la región de periodo corto la efectividad del amortiguamiento depende principalmente si la función de aceleración es continua o discontinua. Para una función continua el efecto es pequeño. El gran efecto se da en la zona de periodos intermedios donde a mayor periodicidad del trazo de velocidad mayor es la reducción resultante en el valor de la máxima deformación 3 4. Debido a que el amortiguamiento es más efectivo en las estructuras de periodos intermedio que en las de periodo corto, los terremotos impulsivos al generar una zona sensible a las aceleraciones más ancha, provoca que un mayor número de estructuras se comporten como rígidas reduciendo el efecto del amortiguamiento 2 . El efecto de la acción inelástica es reducir las fuerzas para las cuales debe ser diseñada una estructura a fin de resistir un determinado terremoto. En este sentido, el efecto sería similar al amortiguamiento viscoso que tiende a reducir la respuesta en todo el rango de periodos. Sin embargo, comparando los espectros de deformación elástica para distintos amortiguamientos y los espectros inelásticos se puede ver que la efectividad relativa de estos factores se diferencian sustancialmente entre si en la distintas regiones del espectro. En particular en la región de periodos largos del espectro para el cual el efecto del amortiguamiento puede ser considerado despreciable, el efecto de la acción inelástica es extremadamente importante. Estos resultados muestran claramente que, en general, los efectos de la acción inelástica no pueden ser representados mediante un “amortiguamiento equivalente” 3. El concepto de amortiguamiento viscoso equivalente no es válido en el caso de terremotos near-source debido a que la respuesta no es predominantemente cíclica y que resultados obtenidos indican que el método del amortiguamiento equivalente en registros “near fault” es no conservador para periodos más cortos y más largos que el predominante del pulso y particularmente para valores altos de ductilidad. Solo acuerda bien para una estrecha franja de periodos cercanos al periodo del pulso del suelo 8 10. 5.- CONCLUSIONES Las características de la respuesta sísmica es muy diferente cuando se comparan registros de campo cercano con aquellos ubicados a cierta distancia de la fuente. La respuesta elástica para sismos “near source” presenta elevadas ordenadas espectrales que se extienden a una zona más ancha del espectro. Los espectros elásticos si bien presentan características propias, no son capaces de capturar el fenómeno de campo cercano.

En terremotos impulsivos no es posible inferir el comportamiento inelástico a partir de respuestas elástica. La efecto atenuador del amortiguamiento es más reducido en registros impulsivos. Resulta necesario que las normas de diseño sísmico de la Argentina contemplen este aspecto a fin de que las construcciones emplazadas en zonas próximas a fuentes sísmicas puedan alcanzar un desempeño aceptable ante la ocurrencia de un terremoto destructivo. 6.- AGRADECIMIENTO Los autores agradecen al Programa de Becas de Posgrado de la Universidad Tecnológica Nacional que permitió llevar adelante esta invetigación. 7.- REFERENCIAS [1] SOMERVILLE, P. G., NANCY F. SMITH AND ROBERT F. GRAVES. (1997). Modification of empirical strong ground motion attenuation relations to include the amplitude and duration effects of rupture directivity. Seismological Research Letters, Volume 68, Nº 1, 199-222. [2] MALHOTRA, PRAVEEN K. (1999). Response of building to near-field pulselike ground motions. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 28, 13091326. John Wiley & Sons, Ltd. [3] VELETSOS, A. S., N. M. NEWMARK and C. V. CHELAPATI. (1965). Deformation Spectra for Elastic and Elastoplastic Systems Subjected to Ground Shock and Earthquake Motions. Proceedings of the third World Conference on Earthquake Engineering. New Zealand, Vol. II, pp. 663-682. [4] VELETSOS, A. S. (1969). Maximum Deformations of Certain Nonlinear Systems. Proceedings of the Fourth World Conference on Earthquake Engineering. Santiago de Chile, January 13-18, 1969, Vol. II, A-4 pp. 155-170. [5] FRAU, C. D. y R. SARAGONI H. (2005). Respuesta No Lineal de Sistemas Simples a Campo Cercano. Encuentro de Investigadores y Docentes de Ingeniería 2005, EnIDI 2005, Mendoza, Argentina. [6] IWAN, WILFRED D., CHING-TUNG HUANG and ANDREW C. GUYADER. (2000). Importance features of the Inelastic Structures to Near-Fiel Ground Motion. 12th World Conference in Earthquake Engineering. Paper Nº 1740, New Zealand Society for Earthquake Engineering. [7] ALAVI, BABAK and KRAWINKLER, HELMUT. (2001). Effects of Near-Fiedl Ground Motion on Building Structures. CUREE Publication Nº CKIII-02. CUREEKajima Joint Research Program, Phase II. [8] FRAU, C. D. ; SILVA, E. O. (2003). Demanda sísmica en aceleración y desplazamiento de grandes terremotos. 6º Encuentro de Investigadores y Profesionales Argentinos de la Construcción y XI Seminario Iberoamericano de Ingeniería Sísmica. Mendoza, Argentina.

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