CAPITULO I INGENIERA SISMORESISTENTE

CAPITULO IINGENIERA SISMORESISTENTERama de la ingeniera cuyo objetivo principal es lograr un comportamiento satisfactorio de obras civiles durante los sismos. Antes solo buscaba evitar el colapso de las construcciones; ahora trata de cuantificar este objetivo en funcin de probabilidad y riesgo.En todo proyecto es necesario conocer la frecuencia y la severidad de los sismos que lo afectarn.El comportamiento de las estructuras durante un sismo es un problema dinmico ALTAMENTE COMPLEJO; por un lado el movimiento del suelo (altamente complejo), las propiedades estructurales (rigidez, amortiguamiento) cambian durante el sismo.Durante un sismo las estructuras sufren grandes daos por ello es importante anticipar su comportamiento, para lo cual es necesario conocer el comportamiento de los materiales as como de cada uno de los elementos estructurales que intervienen.Para lograr estructuras resistentes a los sismos es necesario el aporte de varias disciplinas como: materiales de construccin, mecnica y dinmica estructural, sismologa, geologa, mecnica de suelos, concreto armado, etc.

LA INVESTIGACIN Y LAS LECCIONES DE LOS SISMOS PASADOSLa investigacin experimental juega un papel importante en la ingeniera sismo resistente. Experimentalmente se estudia suelos, comportamiento de materiales, elementos estructurales y sistemas estructurales.Como es altamente complicado reproducir las condiciones de campo de un terremoto en laboratorio, la investigacin tiene serias limitaciones, pero resulta igualmente valioso su aporte.Se suele indicar que los verdaderos laboratorios de ingeniera sismoresistente de las diferentes obras o proyectos, son los mismos terremotos por cuanto nos permiten evaluar el comportamiento de los diversos sistemas estructurales planteados, la confiabilidad de nuestros mtodos de anlisis y diseo y evidencian los errores cometidos en la etapa de diseo.La ingeniera sismoresistente se ha desarrollado tambin gracias a la investigacin terica .Mucho de lo que hoy se conoce, proviene de la observacin de sismos pasados , varios criterios y reglas de buena practica , se sustentan exclusivamente de observaciones de campo, llegando inclusive a no poderlos explicar ni cuantificar.

CAPITULO IIFUNDAMENTOS DE LA SISMOLOGA Y RIESGO SISMICOTECTNICA DE PLACASEn el siglo V a.c. Herodoto descubri fsiles marinos en el desierto de Libia (antes fue fondo marino).En el siglo XVII, Francisco Bacn hizo notar la correlacin entre las costas orientales de amrica del sur y las costas occidentales de frica (alguna vez estuvieron juntas).Hutton en 1975 trato de explicar la dinmica general del planeta.En el siglo XIX, se postularon varias teoras, pero recin en las dcadas de los 60 y 70, gracias al avance de la geologa se desarrollo la actual teora de: TECTNICA DE PLACAS.Conformacin de la tierra:Ncleo generador de gradientes de alta temperatura y cuya conformacin bsicamente es de Hierro y NquelManto (astensfera y mesosfera), el primero de material semifundido sobre el cual descansa la litsfera.Corteza o Litosfera que descansa sobre la astensfera, cuya superficie exterior corresponde al fondo marino y a los continentes..

La litsfera esta conformado por placas tectnicas, de las cuales las de mayor dimensin son: Pacfico, Amrica, Euroasitica, Australia India, frica y Antrtida.Antiguamente nuestro planeta estaba conformado por un solo continente llamado PANGEA.Dichas placas se encuentran flotando y en constante movimiento (a razn de 6 cm por ao Deriva continental) debido a que estas placas descansan en la astensfera, la cual es un material semifundido donde se presentan corrientes de convexin, debido a los altos gradientes de temperatura que se generan en el ncleo.Segn el tipo de la convergencia de las corrientes de convexin y el efecto entre placas, se generan tres tipos de lmites de placas: Convergentes, en la cual se generan dos tipos de bordes: Borde de Subduccin y Borde de Colisin Divergentes, la cual permite la regeneracin de la corteza terrestre, se da en el fondo marino y genera las Dorsales Ocenicas (Borde de extensin) cuya caractersticas principales son su longitud, su paralelismo a los continentes y su inestabilidad.

Transformantes, cuando las placas se deslizan paralelas al borde y en sentido contrario; este tipo de limite tambin se considera dentro del lmite de colisin.Como ejemplo de borde de subduccin tenemos el proceso de subduccin entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana.Como ejemplo de borde de colisin tenemos la interaccin de las placas Indo Australiana y Euroasitica, cuyo borde de colisin (sin buzamiento) genera la cadena del Himalaya.Como ejemplo de borde de transformacin entre las placas de Amrica del Norte y Pacfico tenemos la falla de San Andrs. Casi la totalidad de los terremotos en el mundo se producen en los bordes de las placas tectnicas ; y como se ver luego las caractersticas de cada sismo, depende del tipo de borde.

BORDE DE SUBDUCCIN

BORDE DE COLISIN U OBDUCCIN

BORDE DE TRANSFORMACIN

MECANISMO DE GENERACIN DE TERREMOTOSComo consecuencia de la interaccin de las placas tectnicas , la litsfera est sometida a fuerzas que la van deformando paulatinamente. Mientras los esfuerzos que acompaan las deformaciones, pueden ser soportados por el material, la corteza incrementa sus deformaciones y va almacenando energa de deformacin elstica; ha este proceso se conoce como REFUERZO LENTO DE ENERGA.Cuando los esfuerzos en el interior alcanza valores elevados, se produce un rompimiento repentino, rompiendo la corteza y liberando la energa en forma de friccin, calor y ONDAS SISMICAS, durante unos segundos.Durante un terremoto, el rompimiento del material empieza en una pequea zona, de menor resistencia o de esfuerzos elevados; La zona fallada va propagndose en todas direcciones dentro de un plano, denominado plano de falla.

EPICENTRO Y FOCOEl rompimiento de la corteza se produce en una superficie considerable, pero se debe identificar un punto como inicio de la ruptura o el centro de propagacin de ondas ssmicas. Este punto se denomina HIPOCENTRO o FOCO y se define con coordenadas de latitud, longitud y profundidad.La proyeccin del foco a la superficie terrestre se denomina el EPICENTRO

PARMETROS DE FALLA

TIPOS DE FALLAS

ONDAS SSMICASONDAS DE CUERPOSon las ondas que viajan en el interior de la tierra, son dos tipos:Ondas Primarias (P). Hace que las partculas se desplacen en la misma direccin de su propagacin , causando a su paso compresin. Estas ondas son las ms veloces pudiendo viajar tanto en el magma como roca y ocanos.Ondas Secundarias (S). Hacen vibrar la roca en direccin perpendicular de su propagacin, no pueden propagarse en los ocanos debido a las deformaciones angulares que producen.ONDAS SUPERFICIALESSon de dos tipos:Ondas Love. Mueven el suelo horizontalmente en direccin perpendicular de su propagacin, son las causantes de grandes daos a las estructuras.Ondas Rayleigh. Mueven las partculas en un plano vertical , haciendo describir elipses, son ondas de menor velocidad de propagacin

REGISTRO DEL MOVIMIENTO DEL SUELOEn un punto de la superficie , el paso de los diferentes trenes de onda causa un movimiento altamente complejo, del cual se registra la aceleracin o el desplazamiento en tres direcciones, mutuamente perpendiculares; se obtienen dos componentes: horizontal y vertical del movimiento.Los aparatos que registran los desplazamientos y las aceleraciones se denominan SISMMETROS Y ACELERMETROS respectivamente.

SEVERIDAD LOCAL DE LA SACUDIDA, INTENSIDADDurante un terremoto, tanto los daos producidos como la amplitud del movimiento del suelo varan con la ubicacin del lugar de observacin. Generalmente a mayor distancia epicentral el movimiento y los daos decrecen.La severidad de la sacudida en una determinada ubicacin geogrfica se denomina INTENSIDAD y esta en funcin de la percepcin y se cuantifica en funcin de los daos producidos.CATEGORIA DE LAS CONSTRUCCIONES:Tipo A: Estructuras de acero y concreto armado, diseadas para resistir fuerzas ssmicas y que se han construido adecuadamente.Tipo B: Estructuras de concreto armado sin diseo sismoresistente detallado, pero con buena calidad de construccin.Tipo C: Estructuras sin diseo sismoresistente y con calidad de construccin regular.Tipo D: Estructuras con materiales pobres, como adobe y sin resistencia lateral

TAMAO DE UN TERREMOTO, MAGNITUD Y ENERGAEl tamao de un terremoto, visto como un fenmeno tectnico completo, se denomina MAGNITUD y se relaciona directamente con la cantidad de energa liberada durante el evento.Una de las escalas ms utilizadas es la de Ritcher quien en 1935 defini la magnitud en funcin de la amplitud mxima registrada a 100 km del epicentro por un sismmetro del tipo Wood Anderson.Ritcher defini la magnitud (M) en funcin de la amplitud mxima (A, en m), registrada a cierta distancia y un trmino (A0) para considerar la atenuacin de la distancia.M = log (A) log (A0)Se han propuesto tambin expresiones para la magnitud en funcin de la amplitud mxima del suelo (a, en m) y la distancia epicentral ( en Km), por ejemplo para terremotos en California.M = log (a) log ()-2.92La energa liberada durante un terremoto (E, ergios) puede estimarse en funcin de la magnitud Ms como:E = 11.4 + 1.5 Ms