Microzonación del periodo fundamental de vibración del terreno y edificios del Recinto Universitario de Mayagüez de la Universidad de Puerto Rico

Abstract

The Nakamura’s technique is as an excellent alternative in urban environment for estimating site fundamental period compared to traditional methods such as invasive methods (SPT test), where we need to know in advance geological features of the sites. The Nakamura’s method is useful in areas with low seismic activity rate, allowing the dynamic characterization of soils, and seismic zonation in theories of the dominant vibration of the sites. This research was conducted by obtaining, first, measurements of microtremors distributed in 144 sites throughout the University of Puerto Rico, Mayagüez Campus, and 7 measurements in certain university building. The fundamental vibration periods of the soils were estimated using Nakamura’s technique. We found that taking a single measurement on the roof of the buildings does not allow estimating the fundamental periods of the structures, therefore, were taken simultaneous measurements (roof and floor) combined with the Potential Spectral Density (PSD) to estimate periods of the buildings. Based in the comparison of the soils and buildings fundamental periods, buildings were identified in the University of Puerto Rico, Mayagüez Campus with the largest seismic vulnerability, these being: Civil Engineering and Surveying, and five levels sides of the Student Center. Finally an isoperiods map for the University of Puerto Rico, Mayagüez Campus was obtained.

El uso de la técnica de Nakamura se presenta como una excelente alternativa en entornos urbanos para la estimación del periodo fundamental frente a métodos tradicionales como los métodos invasivos (ensayos SPT) donde se requiere conocer de antemano las características geológicas del lugar. El método de Nakamura es de gran utilidad en lugares sísmicamente activos pero con baja intensidad sísmica, ya que permite la caracterización dinámica de los suelos y la zonificación sísmica del lugar. En esta investigación se ejecutó una campaña de mediciones de microtemblores distribuidas a lo largo del Campus de la Universidad de Puerto Rico, Recinto Universitario de Mayagüez, realizando un levantamiento de 144 mediciones en el suelo y 7 mediciones distribuidas en ciertos edificios de esta universidad. Haciendo uso de la técnica de Nakamura se estimaron los periodos fundamentales de vibración de los suelos. Se encontró que el realizar una medición individual en la azotea de los edificios no permite estimar el valor del periodo preferencial de vibración de las estructuras, por tanto, se hicieron mediciones simultáneas (azotea y planta baja) combinado con el método de los espectros de Potencia de Densidad Espectral para estimar los periodos de los edificios. Se identificaron los edificios en la Universidad de Puerto Rico, Recinto Universitario de Mayagüez con mayor vulnerabilidad sísmica basado en la comparación del periodo fundamental del suelo y del edificio, siendo estos, Ingeniería Civil y Agrimensura, y la parte de cinco niveles del Centro de Estudiantes. Finalmente, se construyó un mapa de isoperiodos para la Universidad de Puerto Rico, Recinto Universitario de Mayagüez.