La edición 2022 del estándar ASCE 7 (Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures) introduce modificaciones significativas en sus capítulos 17 y 18, dedicados a sistemas de aislamiento sísmico y sistemas de disipación de energía respectivamente. Para los ingenieros estructurales que proyectan hospitales, puentes y edificios esenciales en México y Latinoamérica —donde el ASCE 7 es la norma de referencia o complementaria a los códigos locales— estos cambios impactan directamente en los procedimientos de análisis, los criterios de aceptación y los requisitos de prueba de los dispositivos.
Capítulo 17: Sistemas de aislamiento sísmico
1. Nuevo procedimiento de análisis tiempo-historia no lineal (NLTHA)
La versión 2022 hace obligatorio el análisis tiempo-historia no lineal para prácticamente todos los edificios aislados de alta importancia (Risk Category III y IV), eliminando la posibilidad de usar el procedimiento de respuesta modal espectral como único análisis de diseño para estas categorías. El cambio más relevante es la definición del conjunto mínimo de registros sísmicos:
- Se exigen al menos 11 pares de registros seleccionados y escalados (antes eran 7), con criterios más estrictos de selección basados en magnitud, distancia y tipo de suelo.
- Los registros deben representar tanto el sismo de diseño (DBE) como el sismo máximo considerado (MCER).
- Las demandas de diseño se obtienen promediando los resultados de los 11 pares, en lugar de tomar el máximo de 7.
2. Revisión de los parámetros del aislador
El ASCE 7-22 refina la definición de los factores de modificación de propiedades (λ) para aisladores, que representan la variación de rigidez y amortiguamiento a lo largo de la vida útil del dispositivo por efectos de envejecimiento, temperatura, velocidad de carga y contaminación:
| Parámetro | ASCE 7-16 | ASCE 7-22 |
|---|---|---|
| Factores λ considerados | λmin y λmax | λspec,min, λspec,max, λtest,min, λtest,max |
| Propiedades de prueba de prototipo | Referencia ATC-120 | Integradas directamente en el capítulo con tablas actualizadas |
| Efecto de velocidad en FPS/LRB | Mencionado | Procedimiento explícito de corrección por velocidad |
| Verificación post-instalación | Opcional | Requerida para Risk Category IV |
3. Requisitos de prueba de prototipos y producción
Los requisitos de prueba de los dispositivos son ahora más detallados y exigentes:
- Pruebas de prototipo: se exige caracterizar los dispositivos bajo tres velocidades de carga distintas para cubrir el efecto de la tasa de deformación (especialmente relevante para aisladores FPS y DVF).
- Pruebas de producción: al menos el 100% de los dispositivos de producción (antes era una muestra representativa) deben someterse a prueba de carga vertical y desplazamiento horizontal para verificar que sus propiedades quedan dentro de las tolerancias de diseño (±10% de rigidez efectiva, ±15% de energía disipada).
- Se define un protocolo específico de prueba para dispositivos con comportamiento dependiente de la temperatura (importante para proyectos en clima frío o en altitudes elevadas).
Capítulo 18: Sistemas de disipación de energía
4. Aclaración en el procedimiento de fuerza equivalente
Para estructuras con disipadores de fluido viscoso (DVF) y disipadores de fricción (DEF), el ASCE 7-22 clarifica el Procedimiento de Fuerza Lateral Equivalente (ELF), que en la edición 2016 generaba interpretaciones divergentes respecto a cómo tratar la interacción entre la rigidez del sistema de disipación y la rigidez lateral de la estructura principal.
5. Nuevos criterios para disipadores con comportamiento no lineal de velocidad
Los DVF con exponente de velocidad α < 1 (los más comunes en aplicaciones sísmicas) tienen ahora un procedimiento de diseño más explícito que reconoce que la fuerza máxima del disipador y el desplazamiento máximo ocurren en distintos instantes del ciclo sísmico:
- Se introduce el concepto de fuerza de disipación combinada que el ingeniero debe verificar en los elementos de conexión.
- Los análisis de tiempo-historia para sistemas con DVF deben usar modelos con comportamiento velocidad-dependiente, no simplificaciones lineales equivalentes.
Implicaciones para proyectos en México y Latinoamérica
La NTC-CDMX 2023 adoptó varios conceptos del ASCE 7-22 en su sección de aislamiento sísmico, particularmente los factores de modificación de propiedades y los requisitos de prueba de producción. La CFE-Sismo 2015 (próxima actualización) también incorpora este enfoque.
Para proyectos bajo normativa mexicana que referencien el ASCE 7 como estándar complementario, los cambios más importantes a considerar de forma inmediata son:
- Aumentar el conjunto de registros sísmicos a 11 pares para NLTHA en edificios de alta importancia.
- Verificar que las memorias de caracterización de los dispositivos incluyan los cuatro factores λ (spec y test, min y max).
- Exigir al fabricante el protocolo de prueba de producción al 100% de los dispositivos.
The 2022 edition of the ASCE 7 standard (Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures) introduces significant changes in its Chapters 17 and 18, dedicated to seismic isolation systems and energy dissipation systems respectively. For structural engineers designing hospitals, bridges and essential buildings in Mexico and Latin America —where ASCE 7 is the reference standard or complements local codes— these changes have a direct impact on the analysis procedures, acceptance criteria and testing requirements for the devices.
Chapter 17: Seismic isolation systems
1. New nonlinear response history analysis (NLTHA) procedure
The 2022 version makes nonlinear response history analysis mandatory for virtually all high-importance isolated buildings (Risk Category III and IV), eliminating the possibility of using the modal response spectrum procedure as the sole design analysis for these categories. The most relevant change is the definition of the minimum set of ground motion records:
- At least 11 pairs of records selected and scaled are required (previously 7), with stricter selection criteria based on magnitude, distance and soil type.
- The records must represent both the design basis earthquake (DBE) and the maximum considered earthquake (MCER).
- Design demands are obtained by averaging the results of the 11 pairs, instead of taking the maximum of 7.
2. Revision of isolator parameters
ASCE 7-22 refines the definition of the property modification factors (λ) for isolators, which represent the variation of stiffness and damping over the service life of the device due to aging, temperature, loading rate and contamination effects:
| Parameter | ASCE 7-16 | ASCE 7-22 |
|---|---|---|
| λ factors considered | λmin and λmax | λspec,min, λspec,max, λtest,min, λtest,max |
| Prototype testing properties | ATC-120 reference | Integrated directly into the chapter with updated tables |
| Velocity effect on FPS/LRB | Mentioned | Explicit velocity correction procedure |
| Post-installation verification | Optional | Required for Risk Category IV |
3. Prototype and production testing requirements
The testing requirements for the devices are now more detailed and demanding:
- Prototype tests: the devices must be characterized under three different loading velocities to cover the effect of the strain rate (especially relevant for FPS and DVF isolators).
- Production tests: at least 100% of the production devices (previously a representative sample) must be subjected to vertical load and horizontal displacement testing to verify that their properties remain within the design tolerances (±10% of effective stiffness, ±15% of dissipated energy).
- A specific testing protocol is defined for devices with temperature-dependent behavior (important for projects in cold climates or at high altitudes).
Chapter 18: Energy dissipation systems
4. Clarification of the equivalent force procedure
For structures with fluid viscous dampers (DVF) and friction dampers (DEF), ASCE 7-22 clarifies the Equivalent Lateral Force (ELF) Procedure, which in the 2016 edition gave rise to divergent interpretations regarding how to treat the interaction between the stiffness of the dissipation system and the lateral stiffness of the main structure.
5. New criteria for dampers with nonlinear velocity behavior
DVF with a velocity exponent α < 1 (the most common in seismic applications) now have a more explicit design procedure that recognizes that the maximum damper force and the maximum displacement occur at different instants of the seismic cycle:
- The concept of combined dissipation force is introduced, which the engineer must verify in the connection elements.
- Response history analyses for systems with DVF must use models with velocity-dependent behavior, not equivalent linear simplifications.
Implications for projects in Mexico and Latin America
NTC-CDMX 2023 adopted several concepts from ASCE 7-22 in its seismic isolation section, particularly the property modification factors and the production testing requirements. CFE-Sismo 2015 (upcoming update) also incorporates this approach.
For projects under Mexican regulations that reference ASCE 7 as a complementary standard, the most important changes to consider immediately are:
- Increase the set of ground motion records to 11 pairs for NLTHA in high-importance buildings.
- Verify that the device characterization reports include the four λ factors (spec and test, min and max).
- Require the manufacturer to provide the production testing protocol for 100% of the devices.