vulnerab edificios
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TALLER SOBRE SEGURIDAD Y EVALUACIÓN POST-SÍSMICA ENEDIFICACIONES
Sandra Santa Cruz / Alejandro Muñoz
Pontificia Universidad Católica del Perú
MÓDULO 1: RIESGO SÍSMICO Y ESCENARIOLa sismicidad en el Perú y en la Ciudad de Lima
Tipos de edificacionesVulnerabilidad de los edificios
Casuística de daños y Principales fallasEstudio de casos
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1 La Sismicidad en el Perú yen la Ciudad de Lima
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SISMICIDADLa Interacción entre placas tectónicas almacena energía que
puede ser liberada en pocos segundos en forma de calor y de
ondas sísmicas.Estas ondas pueden producir en algunos casos grandes daños en
las construcciones e incluso en el paisaje.
Click para ver animación
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CLASIFICACIÓN DE SISMO DE ACUERDO A LA PROFUNDIDAD:
Superficiales Intermedios Profundos
0-60 km 60-300 Km 300-700 km
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MAGNITUD DEL SISMOMedida indirecta de la cantidad total de energía liberada por
una falla durante un sismo.
Para medirlo se puede usar sismogramas y métodosmatemáticos.
Las escalas más usadas son las de Richter (Ms) y Kanamori
(Mw). La primera mide las ondas superficiales y la segunda
mide la energía liberada.
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UBICACIÓN Y MAGNITUD PRINCIPALES TERREMOTOSEN EL PERÚ
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INTENSIDAD DEL SISMO Severidad de la sacudida y está relacionada con la
ubicación y magnitud del sismo en la superficie.Se puede medir a partir de la impresión humana, yefectos sobre las construcciones y la naturaleza
(Mercalli, MSK, MMA) o por el movimiento máximo
del terreno (Aceleración PGA, Aceleración AT,Velocidad ).
MMA-2001 (Julio Kuroiwa)
I No sentido, sólo registro
instrumental
II-V Percepción humana
VI-IX Daños en construcciones
X-XII Efectos sobre la naturaleza
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Estos mapas sirven para
ver la escala de
intensidades y su
afectación en las ciudadesaledañas o cercanas al
sismo.
MAPAS DE ISOSISTAS
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Población expuesta al sismo
Intensidad MMI Población
Hab.
VIII 583 000
VII 846 000
VI 8 410 000
Fuente: USGS
SISMO PISCO 2007
Ica
C asav e r d e - V ar gas
Sar agoni
Lima
Callao
Pisco
0
0.25
0.5
50 75 100 125 150 175 200 225 250
Distancia (Km)
A
c e l e r a c i ó n
( g )
???
???
Ms = 7.9
FUENTE: USGS
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Escala cualitativa que describe la percepción subjetiva de las personas ante un sismo
en un lugar específico. Consta de 12 grados medidos en romanos desde l I hasta el XII.
Está relacionada con el daño en el lugar.
I No es sentido, excepto por algunas personas bajo circunstancias especialmente
favorables.
II Sentido sólo por muy pocas personas en posición de descanso, especialmente en los
pisos altos de los edificios. Objetos delicadamente suspendidos pueden oscilar.
III Sentido muy claramente en interiores, especialmente en pisos altos de los edificios,
aunque mucha gente no lo reconoce como un terremoto. Automóviles parados pueden
balancearse ligeramente. Vibraciones como al paso de un camión. Duración apreciable
IV Durante el día sentido en interiores por muchos, al aire libre por algunos. Por la noche
algunos despiertan. Platos, ventanas y puertas agitados; las paredes crujen. Automóviles
parados se balancean apreciablemente.
V Sentido por casi todos, muchos se despiertan. Algunos platos, ventanas y similares rotos;
grietas en el revestimiento en algunos sitios. Objetos inestables volcados. Algunas veces
se aprecia balanceo de árboles, postes y otros objetos altos.
VI Sentido por todos, muchos se asustan y salen al exterior. Algún mueble pesado se
mueve; algunos casos de caída de revestimientos y chimeneas dañadas. Daño leve.
ESCALA DE MERCALLI
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VII Todo el mundo corre al exterior. Daño insignificante en edificios de buen diseño y
construcción; leve a moderado en estructuras comunes bien construidas; considerable
en estructuras pobremente construidas o mal diseñadas; se rompen algunas chimeneas.
VIII
Daño leve en estructuras diseñadas especialmente para resistir sismos; considerable,
en edificios comunes bien construidos, llegando hasta colapso parcial; grande, en
estructuras de construcción pobre. Los muros de relleno se separan de la estructura.
Caída de chimeneas, objetos apilados, postes, monumentos y paredes. Muebles
pesados volcados.
IX Daño considerable en estructuras de diseño especial; estructuras bien diseñadas
pierden la vertical; daño mayor en edificios sólidos, colapso parcial. Edificios
desplazados de los cimientos. Grietas visibles en el suelo. Tuberías subterráneas rotas.
X Algunos estructuras bien construidas en madera, destruidas; la mayoría de estructuras
de mampostería y marcos destruidas incluyendo sus cimientos; suelo muy agrietado.
Rieles torcidos.
XI Pocas o ninguna obra de albañilería quedan en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas
en el suelo. Tuberías subterráneas completamente fuera de servicio. La tierra se hunde
y el suelo se desliza en terrenos blandos. Rieles muy retorcidos.
XII
Destrucción total. Se ven ondas sobre la superficie del suelo. Líneas de mira (visuales)
y de nivel deformadas. Objetos lanzados al aire.
…ESCALA DE MERCALLI
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Medida de los sismosMagnitud Intensidad
Mide el tamaño del sismo Mide el impacto del sismo en
un punto de interés
La magnitud no depende de la
distancia a la ubicación de
interés
La intensidad varía con la
ubicación
La relación entre la magnitud
y el daño no es
necesariamente directa
La intensidad está relacionada
con el daño que ocurre en un
lugar
La ubicación de los
fenómenos y sus magnitudes
puede reflejarse en un mapa
de sismicidad
La variación espacial de la
intensidad puede reflejarse en
un mapa de peligro
Es una medida cuantitativa Puede expresarse en términos
cuantitativos o cualitativos 12
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PELIGRO SÍSMICOA partir del análisis de las fuentes sísmicas e intensidades
probables se obtienen mapas que se pueden simplificar en
zonas con fines normativos.
Zonificación
sísmica
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EFECTOS INDUCIDOS POR EL SISMO
• Tsunami
• Licuación de suelos
• Derrumbes
• Incendios, radiación, químicos, tóxicos,
explosiones, etc.
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Tsunami
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Licuación de suelos
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Derrumbes, deslizamientos
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Incendios, radiación, químicos, tóxicos, explosiones
Fukushima (Japón 2011)
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2 Tipos de Edificaciones
Transmisión de Cargas de gravedad
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Transmisión de Cargas de gravedadPórticos
COLUMNAS
ZAPATAS
VIGAS
DIAFRAGMA
TABIQUERÍA
T i ió d C d d d
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Transmisión de Cargas de gravedad
Muros de corte
MUROS
TABIQUERÍA
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VIGAS
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COLUMNAS DE C° A°
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NUDOS COLUMNA-VIGA DE C°A°
Vista desde el interiorde edificios
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Tabiquería
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Parapetos
Las fuerzas sísmicas se pueden imaginar como fuerzas
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DIAFRAGMA = VIGA
Las fuerzas sísmicas se pueden imaginar como fuerzas
aplicadas a nivel de los techos
Ó Í
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TRANSMISIÓN DE CARGAS SÍSMICAS
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EDIFICIOS DE ALBAÑILERÍA
Albañilería confinada o armada, con diafragma (techo) rígido.
Normalmente edificios de 1 a 4 pisos. Las cargas de gravedad y
las cargas sísmicas son resistidas por los muros.
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EDIFICIOS DE PÓRTICOS DE CONCRETO ARMADO
Posee columnas y vigas de concreto armado. Las cargas de
gravedad son resistidas por las columnas y las cargas sísmicas
por los pórticos.
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EDIFICIOS DE MUROS DE CONCRETO ARMADO
Las cargas de sísmicas y de gravedad son resistidas por los
muros o “placas” de concreto armado.
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EDIFICIOS DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA
Edificios de concreto armado con muros delgados (10-12cm
de espesor) y con un máximo de 7 pisos. Las cargas de
sísmicas y de gravedad son resistidas por los muros.
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EDIFICIOS DUALES
Estructura de pórticos y muros de concreto armado. Las
cargas de gravedad son resistidas por los muros y las
columnas y las cargas sísmicas son resistidas principalmente
por los muros.
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3 Vulnerabilidad de los
edificios
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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VULNERABILIDAD
• Antigüedad en relación a loscódigos de diseño.
• Deficiente supervisión
técnica durante laconstrucción.
• Configuraciones
estructurales deficientes: Enplanta o verticales.
• Modificaciones en la
estructura y en el uso.
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Antigüedad en lo Códigos de diseño.
Edificio Pre 70’s Edificio actual
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Deficiente supervisión técnica durante laconstrucción
f ó l l
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Configuración estructural en planta
Edificios en forma de “L”
fi ió l l
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Edificios con problemasen diafragmas
Configuración estructural en planta
C fi ió l l
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Configuración estructural en planta
Edificios con problemas de torsión
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Discontinuidad en altura
Piso blando
Configuración estructural en elevación
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Discontinuidad en altura
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Edificios con problema de piso blando
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Edificios con
problema de pisoblando
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4 Casuística de DañosDaños estructurales
Daños No estructurales
FALLAS EN VIGAS
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FALLAS EN VIGAS
FALLAS EN VIGAS
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FALLAS EN VIGAS
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FALLAS EN COLUMNAS
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FALLAS EN COLUMNAS
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FALLAS EN COLUMNAS
FALLAS EN COLUMNAS COLUMNA CORTA
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FALLAS EN COLUMNAS – COLUMNA CORTA
Esquema de columna
cautiva
Columna corta
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FALLAS EN COLUMNAS – COLUMNA CORTA
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COLUMNA CORTA EN
ESQUINA DE EDIFICIO
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.Muñoz/ 2009
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GRIETAS DE CORTEEN COLUMNAS
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.
Muñoz/ 2009
FALLAS EN COLUMNAS COLUMNA CORTA
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FALLAS EN COLUMNAS – COLUMNA CORTA
FALLAS EN COLUMNAS APLASTAMIENTO
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FALLAS EN COLUMNAS – APLASTAMIENTO
FALLAS EN COLUMNAS
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FALLAS EN COLUMNAS
FALLAS EN NUDOS
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FALLAS EN NUDOS
FALLAS EN NUDOS
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FALLAS EN NUDOS
FALLAS EN NUDOS
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FALLAS EN NUDOS
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FALLA EN MUROS DE ALBAÑILERÍA
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FALLA EN MUROS DE ALBAÑILERÍA
Foto y Esquema de falla en muros largos de albañilería
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
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FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
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FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
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FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
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FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN TABIQUERÍA
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Esquema y foto de falla de grieta en diagonal por efecto puntal en
muro de albañilería confinada
FALLA EN TABIQUERÍA
FALLA EN TABIQUERÍA
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FALLA EN TABIQUERÍA
Esquema y foto de falla de volteo por desprendimiento de
tabiquería interior
FALLA EN TABIQUERÍA
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FALLA EN TABIQUERÍA
Esquema y foto de falla de volteo por desprendimiento de
tabiquería exterior
FALLA EN PARAPETOS
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FALLA EN PARAPETOS
EDIFICIO CON DAÑOS NO ESTRUCTURALES
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EDIFICIO CON DAÑOS NO ESTRUCTURALES
TABIQUE VOLCADO POR
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QANCLAJE DEFECTUOSO
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DAÑOS ENELEMENTOS NO
ESTRUCTURALES.CIELO RASO.
DAÑOS EN VENTANAS
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DAÑO EN TABIQUESEXTERIORES.
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.
Muñoz/ 2009
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DAÑO EN TABIQUESEXTERIORES.
DAÑO EN TABIQUES INTERIORES
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DAÑO EN MOBILIARIO
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MURO DE CERCO
VOLTEADO
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.
Muñoz/ 2009
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MURO DE CERCO VOLTEADO
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5 Estudios colapsados enterremotos recientes
Colapso de edificios
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en Perú.Pisco 2007
Colapso de edificios
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en Chile.Concepción 2010
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