analisis de espectros de respuesta en managua

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍARECINTO UNIVERSITARIO "PEDRO ARÁUZ PALACIOS"FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN

ANÁLISISDE ESPECTROS DE RESPUESTA

EN EL ÁREA DE LA CIUDAD DE MANAGUA

Monografía presentada por:

•Rainer Manolo Parrales Espinoza

•Mauricio José Picado Romero

Tutor:

Ing. Franklin Anthony Moore Coleman, MSc.

Managua, Nicaragua, abril de 2001

SUMARIO Objetivos ix

Introducción x

Parte 1. Conceptos generales 1 Capítulo 1.1. Tectónica global 1 Sección 1.1.1. Origen de los terremotos 1 Sección 1.1.2. Placas tectónicas 1 Sección 1.1.3. Límites de interacción de las placas 3 Capítulo 1.2. Sismología 4 Sección 1.2.1. La Sismología y la Ingeniería Sísmica 4 Sección 1.2.2. Ondas sísmicas 5 Sección 1.2.3. Registros 7 Sección 1.2.4. Acelerogramas de diseño 8 Sección 1.2.5. Localización del temblor 8 Capítulo 1.3. Peligro sísmico 10 Sección 1.3.1. Magnitud 10 Sección 1.3.2. Intensidad 10 Sección 1.3.3. Daños producidos por los terremotos 11 Sección 1.3.4. Análisis del peligro sísmico 11

Parte 2. Información geotécnica y sismológica 13 Capítulo 2.1. Geología y tectónica del área de Managua 13 Sección 2.1.1. Marco tectónico regional 13 Sección 2.1.2. Tectónica local de Managua 15 Sección 2.1.3. Geología del área de Managua 17 Capítulo 2.2. Sismicidad del área de Managua 18 Sección 2.2.1. Descripción completa de los terremotos 18 Sección 2.2.2. Fuentes generadoras de sismos 19 Sección 2.2.3. Sismos de diseño 22 Sección 2.2.4. Sismos utilizados en el estudio 25

Parte 3. Análisis dinámico 32 Capítulo 3.1. Modelos del subsuelo 32 Sección 3.1.1. Propiedades dinámicas 32 Sección 3.1.2. Modelo del basamento 36 Sección 3.1.3. Modelo del suelo 37 Capítulo 3.2. Análisis de la respuesta del terreno 39 Sección 3.2.1. Análisis dinámico de un sistema unidimensional 41 Sección 3.2.2. El software SHAKE 42 Sección 3.2.3. Espectros de aceleración 44

Análisis de espectros de respuesta en el área de la ciudad de Managua

R. M. Parrales M. J. Picado

Parte 4. Resultados y discusión 48 Capítulo 4.1. Resultados 48 Capítulo 4.2. Conclusiones 50 Capítulo 4.3. Recomendaciones 50

Referencias bibliográficas 52

Anexo I: La escala de intensidades Mercalli Modificada 58

Anexo II: Acelerogramas de diseño 61

Anexo III: Curvas de módulo de cortante y amortiguamiento 63

Anexo IV: Ejemplo de archivo de entrada del SHAKE 70

Anexo V: Perfiles de suelo y espectros de respuesta 73

Anexo VI: Espectros suavizados 190

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Realizar el análisis de espectros de respuesta del suelo del área de Managua, cuyos resultados puedan ser utilizados en el mejoramiento del Reglamento Nacional de la Construcción.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Adquirir los conocimientos necesarios para hacer el análisis de la influencia de

las condiciones del suelo sobre los movimientos del terreno como respuesta ante un temblor y aplicar el programa SHAKE91 para dicho análisis.

Ofrecer información actualizada a estudiantes e investigadores sobre la influencia que ejercen las características del suelo en el movimiento del terreno, y de esto último en la respuesta de las estructuras durante un terremoto.

Generar espectros suavizados que muestren las características generales de la respuesta de los suelos de Managua. Identificar diferencias en la respuesta de diferentes zonas de la ciudad, que justifiquen proponer espectros suavizados distintos para cada una.

INTRODUCCIÓN

Los terremotos se producen como consecuencia de la interacción entre las placas tectónicas en que está dividida la litosfera terrestre, cada una de las cuales se mueve como un todo sobre una capa de fluidez elevada llamada astenosfera, que corresponde a la parte superior del manto de la Tierra.

El origen de los temblores en Nicaragua es la interacción de las placas de Cocos (una placa oceánica) y del Caribe (una placa continental, sobre la cual se encuentra ubicada prácticamente toda la América Central), resultando la subducción de la placa de Cocos bajo la placa del Caribe. En el borde de interacción de las dos placas se desarrolla lo que se conoce como una fosa oceánica (Fosa Mesoamericana) y en el continente un complejo sistema estructural conocido como transarco, en el que se destaca una cordillera volcánica, pliegues, fallamentos, montañas y depresiones.

Pueden identificarse dos mecanismos de fuentes de sismicidad para la región occidental del territorio nicaragüense, ambos como efecto de la subducción. El primero está asociado con los esfuerzos regionales que actúan en la zona de fallamento de la Fosa Mesoamericana. La sismicidad en esta zona (denominada Zona Benioff) es de poco profunda a intermedia y generalmente de energía elevada. El segundo mecanismo está relacionado con los esfuerzos locales de tensión resultantes de los antes mencionados, que actúan propiamente en la Depresión Nicaragüense, con sismicidad somera, siendo prácticamente superficial en la zona de Managua, y con energías sísmicas bajas o intermedias.

Como consecuencia, la sismicidad en Nicaragua es de mayor intensidad en la región del Pacífico; que es donde se concentra la mayor parte de la población nicaragüense; de ahí que los terremotos en esta área sean capaces de producir daños extensos, como en efecto sucedió en los terremotos de marzo de 1931 y diciembre de 1972, cuando la ciudad capital fue destruida. Por tanto los estudios asociados a la sismología y a la ingeniería sísmica son temas particularmente importantes para nuestro país.

Un factor de primera importancia en los daños provocados por los sismos es el comportamiento del suelo durante los temblores, porque es soporte de las estructuras y agente transmisor de la excitación sísmica, y así es que induce fuerzas y desplazamientos en las estructuras de todo tipo, además de afectar la estructura del suelo mismo.

Las características del movimiento superficie del terreno dependen de las propiedades dinámicas de los materiales a lo largo de las rutas a través de las cuales las ondas sísmicas viajan desde el foco, incluyendo las condiciones geológicas locales del sitio bajo consideración. Esto se debe a que el suelo opera como un filtro de modo que ajusta algunas características de la onda a sus propiedades dinámicas particulares, con efectos de amplificación o atenuación de los movimientos, en dependencia de la combinación con otros factores, como el



espesor del suelo o estrato de suelo y las características de amplitud y frecuencia de los movimientos originales.

La respuesta del terreno a los sismos, expresada como la amplitud de la aceleración, en combinación con sus componentes de frecuencia se representa convenientemente por medio de un gráfico que muestra las máximas aceleraciones inducidas por el movimiento del terreno en osciladores de un sólo grado de libertad con periodos fundamentales que van desde cero hasta varios segundos. Tal gráfico se llama espectro de aceleraciones.

La aplicación más importante del análisis espectral de la respuesta del suelo es el cálculo de la fuerza dinámica lateral máxima que actúa sobre una estructura durante un temblor, hecho a partir de la aceleración espectral correspondiente al periodo fundamental de la estructura en cuestión.

El análisis de la respuesta del suelo en el área de Managua, llevado a cabo por medio de los espectros de aceleración obtenidos para distintos puntos de la ciudad, es el principal objetivo de este trabajo, con la aplicación de un programa de ordenador que utiliza métodos analíticos para determinar el efecto de las condiciones del suelo en las características del movimiento del terreno cuando está estratificado horizontalmente.

Este análisis tuvo como base estudios previamente desarrollados sobre la geotecnia de Managua y sobre el comportamiento dinámico del suelo durante sismos. Esta monografía complementa tales estudios, lo que constituye otro de los objetivos propuestos.

xi

PARTE 1 CONCEPTOS GENERALES

1.1. TECTÓNICA GLOBAL.

1.1.1. Origen de los terremotos.

Los terremotos se producen en su mayoría como consecuencia de la actividad tectónica de la Tierra, aunque otros fenómenos pueden dar origen a un temblor, como las explosiones, el colapso de techos de cavernas y minas, etc. Sin embargo, la causa principal y la de mayor importancia desde el punto de vista de la ingeniería es el movimiento de las placas tectónicas (véase la sección 1.1.2.) debido a la frecuencia con que ocurren los sismos de origen tectónico, la energía que liberan y la extensión de las áreas que afectan(31).

Durante la interacción de las placas tectónicas (véase la sección 1.1.3.) el material de la corteza de la Tierra es comprimido lentamente, incrementándose las tensiones con el tiempo, de tal modo que grandes volúmenes de rocas se deforman y se pliegan, acumulando energía potencial, hasta que la resistencia del material es excedida y éste termina por romperse, liberando bruscamente la energía almacenada durante largos periodos que pueden ir desde decenas de años hasta varios siglos. Se produce entonces una perturbación que se transmite por medio de ondas elásticas que sacuden la superficie terrestre. Esto es un terremoto.

1.1.2. Placas tectónicas De acuerdo con los datos obtenidos por la sismología, la Tierra se divide en

tres capas concéntricas principales: la corteza, el manto y el núcleo, las cuales tienen propiedades físico-mecánicas distintas. Mientras que la corteza representa el 1% del volumen terrestre y el núcleo el 19%, el volumen del manto representa el 80% del volumen total de la Tierra(4).

El manto superior de nuestro planeta se compone de una capa exterior, elástica y rígida, la cual conforma con la corteza terrestre, hasta una profundidad de 70 km, una unidad por sus propiedades mecánicas: la litosfera. Existe otra capa, subyacente, en un intervalo de profundidades entre 70 y 250 km, de fluidez elevada, llamada astenosfera(60).

La litosfera está fragmentada aproximadamente en 12 plataformas grandes, o placas litosféricas, que están en contacto entre sí y que se mueven como un todo cada una en direcciones diferentes, produciendo erupciones volcánicas y sismos.



Figura 1.1. Principales placas tectónicas de la Tierra. 1) zonas de subducción; 2) límites de las placas trazadas sin seguridad; 3) fallas transformantes; 4) ejes de las dorsales; 5) direcciones del movimiento de las placas; 6) zonas de terremotos de focos profundos(60).

El movimiento de las placas litosféricas está relacionado con el fenómeno de convección térmica del manto de la Tierra, es decir, las corrientes de magma que surgen del fondo del manto hasta tocar la corteza y que luego se hunden en un movimiento continuo.

Figura 1.2. Distribución de los cinturones sísmicos(8).

2



Las placas litosféricas se distinguen por los cinturones de sismicidad que las rodean. De hecho, la distribución de los terremotos en estas zonas sísmicas estrechas sirvió para identificar las placas, porque tales fajas de sismicidad corresponden a las fronteras de las placas que se separan, chocan o interactúan de los modos que se explican a continuación.

1.1.3. Bordes o límites de interacción de las placas. La interacción de las placas tectónicas en sus bordes o límites puede ser de

tres tipos(60)(29): 1. Límites constructivos o de crecimiento de las placas (bordes divergentes).

2. Límites destructivos o de absorción de las placas (bordes convergentes)

3. Límites de deslizamiento relacionados con las fallas transformantes.

Los límites del primer tipo corresponden a zonas de dispersión de las placas, pues se separan a partir de las dorsales oceánicas, creando grandes fisuras submarinas por donde emerge el magma desde el manto, haciendo crecer las placas; son las zonas de extensión de la litosfera(60). Este tipo de contacto se conoce como extrusión(4).

Los límites del segundo tipo corresponden a zonas de convergencia(48), donde las placas chocan entre sí en las zonas de subducción y en los del tercer tipo se deslizan unas con respecto a otras a lo largo de las fallas transformantes(60).

Figura 1.3. Esquema general de los desplazamientos de las placas

tectónicas. Modificado de Barbat y Canet (1994)(4). Para este estudio, el modo de interacción que más interesa es el de los

límites de convergencia, por ser de esta clase el de las placas litosféricas cuya interacción influye directamente en las características geológicas de Nicaragua y condiciona la sismicidad que la afecta.

3



Los bordes convergentes pueden ser, a su vez, de tres tipos. Los del primero son encuadrados por fosas oceánicas luego de las cuales sigue un arco insular, muchas veces separado del continente por el mar marginal. Otro tipo de los límites de absorción está representado por la fosa oceánica, después de la cual va un sistema montañoso volcánico situado en el continente.

Figura 1.4. (1) Dorsales, (2) Fallas transformantes, (3) Trinchera, (4) Litosfera fría, (5) Material caliente, (6) Magma ascendente, (7) Área con tensiones, (8) Fallas Dip-Slip(13).

El último tipo corresponde al choque de dos placas continentales acompañado del hundimiento parcial de un continente bajo el otro.

En los lugares de situación de las fosas oceánicas las placas tectónicas empiezan a hundirse (una bajo la otra) en el manto, en donde se funden debido a las altas presiones y temperaturas que se generan a una profundidad aproximada de 700 km. Estos lugares se denominan zonas de subducción. Los límites en las zonas de subducción son de compresión de la litosfera(60).

1.2. SISMOLOGÍA.

1.2.1. La Sismología y la Ingeniería Sísmica. Barbat y Canet(4) definen la relación de la Sismología con la Ingeniería

Sísmica de la siguiente manera: “La Sismología es la ciencia que estudia las causas y el mecanismo de los terremotos, los parámetros que caracterizan la transmisión de las ondas sísmicas a través de las capas de suelo, así como la predicción del fenómeno sísmico. Desde el punto de vista ingenieril, la sismología debe proporcionar datos necesarios para la definición de la acción sísmica a considerar en el diseño de estructuras”.

4



1.2.2. Ondas sísmicas. Durante los terremotos, de una zona limitada bajo la superficie de la Tierra

se emiten oscilaciones elásticas, o sea, ondas sísmicas que son, en realidad, ondas acústicas de baja frecuencia en la Tierra sólida elástica.

Figura 1.5. Tipos de ondas sísmicas (1) ondas de superficie; (2) ondas másicas; (3) oscilaciones libres(4).

Las ondas sísmicas se dividen en volumétricas o másicas y superficiales. La propagación de las ondas volumétricas en la Tierra es semejante a la difusión de rayos luminosos en medios ópticos. Atraviesan todo el volumen (todo el cuerpo) de nuestro planeta.

Las ondas volumétricas pueden ser de dos tipos. Las del primer tipo son las ondas longitudinales, ondas elásticas de compresión cuya propagación implica cambios de volumen en el medio y pueden atravesar tanto sólidos como fluidos. El segundo tipo son las ondas transversales (ondas de cortante), que son ondas de desplazamiento y se propagan exclusivamente en sólidos(4)(60). La velocidad de las ondas longitudinales es un 70% mayor que la de las ondas transversales(60) por lo tanto estas se registran con anterioridad y se llaman ondas P (primarias), mientras que las ondas de cortante se llaman ondas S (secundarias).

Figura 1.6. Propagación de las ondas sísmicas en la tierra(22). El modo en que las ondas se propagan da lugar a “zonas de sombra” sísmica, en donde no se perciben los sismos

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Figura 1.7. Propagación de ondas másicas. Ondas P, S y P+S(4).

Las ondas superficiales se propagan a lo largo de la superficie terrestre y pueden ser de dos tipos, que han recibido los nombres de ondas de Rayleigh y ondas de Love, en honor de los científicos que las estudiaron teóricamente en 1885 y 1911, respectivamente. En la onda de Rayleigh el desplazamiento de las partículas del suelo se halla en el plano vertical, mientras que las propias partículas describen una elipse moviéndose en el sentido contrario al de las agujas del reloj. El movimiento de las partículas en la onda sucede como si estas rodasen sobre la fuente de la onda. El desplazamiento de las partículas en las ondas de Love sucede en el plano horizontal perpendicularmente a la dirección de difusión de las ondas(60) (véase la figura 1.8). Las ondas de Rayleigh producen, al igual que las ondas P, cambio de volumen, mientras que las de Love, lo mismo que las ondas S, originan movimientos de las partículas en sentido normal a la dirección de propagación(4).

Figura 1.8. Propagación de las ondas de superficie(22).

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1.2.3. Registros. Los instrumentos para registrar sismos empezaron a ser utilizados más

sistemáticamente alrededor de comienzos del siglo y desde entonces ha habido un rápido desarrollo de variados equipos de registro, todos llamados genéricamente sismógrafos, incluyendo instrumentación adecuada a los movimientos fuertes cada vez más perfeccionada(22)(30)(32).

La mayoría de los aparatos modernos registra la variación de la aceleración del terreno en función del tiempo; son los más utilizados en la ingeniería sísmica y se denominan acelerógrafos. Es usual que un acelerógrafo moderno involucre tres acelerómetros de un solo grado de libertad en direcciones ortogonales (las dos componentes horizontales y la componente vertical), lo cual permite un registro total del movimiento con un solo instrumento.

El sismógrafo detecta y registra (en un sismograma) las ondas sísmicas al pasar éstas por el sitio donde se ha colocado el instrumento. Tal registro refleja el efecto combinado del mecanismo de liberación de la energía, de la trayectoria de la propagación, de las características del instrumento registrador y de las condiciones de ruido ambiental en el lugar del registro(4)(40). Por otra parte, las características más importantes de una onda, al menos desde el punto de vista de la ingeniería sísmica, que son frecuencia, amplitud y duración total, pueden ser analizadas en los sismogramas(40)(55).

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

Figura 1.9. Acelerograma del terremoto de Managua. Choque principal 23.12.1972. Refinería ESSO 0629GCT. Componente Norte - Sur.

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1.2.4. Acelerograma de diseño. Así, pues, los sismogramas (en particular los acelerogramas) son elementos

de estudio de gran importancia para los ingenieros puesto que dan informaciones sobre las características locales de los terremotos. Para lograr registros de aceleraciones se requiere una red más amplia de instrumentos que aquella para ubicar hipocentros o epicentros(40) (véase la sección 1.2.5.).

Cuando se pretende expresar las características del movimiento del terreno durante terremotos, tal como en este estudio se definirá el espectro de diseño del movimiento en la superficie, se utilizan registros de sismos cuyas características (magnitud, duración, amplitud, contenido de frecuencias, distancia a la fuente, etc.) sean similares a las estimadas para los temblores con que se hará el análisis. Esta estimación constituye el sismo de diseño.

Lo más común es que registros que se correspondan con el sismo de diseño no estén disponibles, pero pueden modificarse algunas de las características mencionadas en acelerogramas existentes para hacerlos aplicables al estudio. Otro recurso es generar registros artificiales por métodos matemáticos(4).

Sobre los parámetros que describen un terremoto se habla con mayor detalle en la sección 2.2.1. Los sismos de diseño se presentan en la sección 2.2.4. y los acelerogramas aplicados en este estudio se describen en la sección 3.2.2.

1.2.5. Localización del temblor. Para describir la localización de la fuente de un evento sísmico se utilizan

los términos epicentro e hipocentro. El hipocentro o foco es aquel punto bajo la superficie que se considera como

el sitio donde se da la ruptura de la roca y se origina el movimiento. Esto es bastante ambiguo, porque para sismos fuertes la fuente del movimiento abarca un área muy grande, que puede cubrir cientos de kilómetros (véase figura 1.11). No obstante, el foco puede ubicarse por ciertos medios matemáticos y es posible fijar un punto determinado, el cual tiene significación dentro del método empleado para hallarlo, pero no se le puede atribuir un alto grado de precisión(30).

Figura 1.10. Relación geométrica entre foco y sitio.

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(b) (a)

Figura 1.11. Mecanismo de los terremotos(29)(4).

Según la profundidad del hipocentro, los sismos se clasifican en poco profundos o litosféricos con profundidades menores que 70 km, intermedios o astenosféricos con profundidades focales entre 70 y 300 km, y profundos los de mayor profundidad. No se han observado terremotos más profundos de los 720 kilómetros(60). Pero los movimientos del terreno suficientemente intensos para tener significado en ingeniería son invariablemente producidos por sismos de focos superficiales que se originan a una profundidad menor que 75 kilómetros(23).

El epicentro de un terremoto es la traza sobre la superficie de la Tierra de la proyección del foco, es decir, el lugar en superficie directamente por encima del hipocentro.

Con una sola estación sismográfica es posible determinar la distancia entre la estación y el foco del temblor, midiendo la diferencia de los tiempos de llegada de las ondas P y S y con el conocimiento de sus respectivas velocidades. La profundidad está dada por las diferencias en los tiempos de llegada de las ondas reflejadas. El acimut (ángulo horizontal) a la fuente está dado cuando las amplitudes del sismograma del primer movimiento registrado en una estación con tres componentes ortogonales son dibujadas en un diagrama tridimensional(22).

El epicentro del temblor puede establecerse con la información proporcionada por una red de al menos 3 estaciones sincronizadas en el tiempo, midiendo el tiempo de llegada de la onda P en cada una de las estaciones(40).

La determinación del foco es un problema en el espacio y requiere como mínimo 4 estaciones sismológicas sincronizadas en una red(22)(40). El tiempo de llegada para cada estación está dado por la asunción de las velocidades de la onda, tiempo de origen y localización del origen. Estos son comparados con los tiempos de llegada observados. Se alcanza una solución por iteración, haciendo correcciones sucesivas de tiempo y localización del origen hasta que las diferencias sean minimizadas(22).

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1.3. PELIGRO SÍSMICO.

1.3.1. Magnitud. Un terremoto es la liberación súbita de las tensiones acumuladas en las

rocas. La fuerza del terremoto depende de la cantidad de energía que se había acumulado (que depende de las características del material afectado). Para cuantificar la energía liberada en el foco normalmente se utiliza una escala de magnitudes.

Hoy en día existen diferentes escalas de magnitudes, cada una asociada con diferentes instrumentos y diferentes ondas medidas en los sismogramas. La más conocida es la Richter, o magnitud local, obtenida de la mayor amplitud registrada1. Ya que se mide en frecuencias que interesan al ingeniero y se determina a partir de registros obtenidos cerca del epicentro, es el mejor índice de la energía que provoca el movimiento del terreno(20).

Otras escalas de magnitud son las basadas en las ondas volumétricas, las ondas superficiales y la duración. De todas estas, Båth (1970)(22) sugiere la utilización de la magnitud de la onda superficial para aplicaciones estadísticas. También se considera que esta es el mejor indicador de la duración del temblor y de la longitud de la ruptura de la falla.

Teóricamente, la magnitud no tiene límites. La magnitud de temblores leves que alcanzan a ser registrados llega hasta –3(60), mientras que la mayor magnitud en la práctica parece ser un poco menos que 9(22).

1.3.2. Intensidad. Se puede describir el efecto de un terremoto en un sitio determinado

utilizando una escala de grados de intensidad, que es una medida subjetiva del sismo basada en la reacción psicológica de las personas y en la observación de los efectos causados por el temblor en objetos, estructuras y el suelo. Es decir, la acción destructiva del terremoto está caracterizada por su graduación en la escala de intensidades.

Se observa que la intensidad no da información alguna sobre la energía del temblor en su fuente, pero sí de la reacción del terreno en un sitio(21).

Hay diferentes escalas de intensidad. Las más comunes son la escala Mercalli modificada (MM) y la escala MSK, propuesta en 1964 por Medvédeev, Sponheuer y Karnik. Ambas son de 12 grados, y difieren apenas en los grados inferiores. La escala MSK tiene en cuenta, para los grados VI a X, los tipos de construcciones, porcentaje de edificios dañados y la naturaleza de los daños, así que es más precisa que otras escalas de intensidades(32).

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1 Aunque la más de las veces se utiliza la expresión “magnitud Richter” para diferenciar las escalas de magnitud de la graduación de intensidad.



1.3.3. Daños producidos por los terremotos. Los daños provocados por los terremotos pueden tener tres causas

diferentes, a saber: a. Comportamiento dinámico de los suelos en el sitio. b. Estructuras de fallas geológicas asociadas con el mecanismo del

terremoto. c. Generación de maremotos (tsunamis). Los efectos geológicos tales como deslizamientos, licuefacción,

hundimientos, etc., ocurren debido a alguna condición física especial de los materiales involucrados, pero todos ellos se activan por un nivel particular de la vibración del suelo(47). Otro efecto posible es la reanudación de la actividad volcánica al originar aperturas de fallas en emplazamientos volcánicos importantes(49).

Por otro lado, la capacidad de destrucción de un terremoto en un sitio determinado (riesgo sísmico) depende de la combinación de varios factores(2)(8), que se listan a continuación:

1. Magnitud. 2. Distancia al foco. 3. Características del depósito de suelo. 4. Diseño, construcción y tipo de las estructuras. 5. Nivel de preparación de la población y de las instituciones.

La relación entre los primeros tres de estos factores determina las características de los sismos que tienen mayor influencia en el daño sufrido por las estructuras, tales como la intensidad, la aceleración máxima en el terreno, el contenido de frecuencias, la duración, entre otros. Estos son los parámetros del peligro sísmico cuya evaluación permitirá definir la acción sísmica a la que estarán expuestas las estructuras.

Los últimos dos factores definen la vulnerabilidad en el sitio; de las estructuras y de la población. Así pues, la conjugación de los parámetros de peligro sísmico y vulnerabilidad es lo que determina el riesgo sísmico.

1.3.4. Análisis de peligro sísmico. Los parámetros del peligro sísmico pueden ser agrupados en tres

categorías(22): 1. Movimientos del terreno.

a. aceleración b. velocidad c. desplazamiento

2. Frecuencia predominante. 3. Duración.

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La escala de intensidades, aunque no es basada en registros instrumentales, es utilizada de un modo comparable a la aceleración máxima en el terreno para describir el efecto de los temblores.

Larsson y Mattson(22) indican la metodología para definir el peligro sísmico, haciendo una evaluación probabilística de los siguientes factores:

1. Cuándo ocurren los terremotos. Se calcula la probabilidad de ocurrencia de los terremotos.

2. Cuál es su tamaño. Se define la máxima magnitud que puede esperarse en un intervalo de tiempo determinado.

3. Dónde ocurren los terremotos. Se establece la distancia a las fuentes de sismos que pueden afectar el sitio bajo investigación.

4. Cuál es la influencia local en el sitio. Se encuentra una relación de atenuación de las ondas sísmicas. En todos los pasos necesarios para hacer esta evaluación existe

incertidumbre provocada por datos escasos, simplicidad excesiva de los modelos teóricos o de la dispersión de los resultados empíricos(34).

La descripción detallada de la evaluación de los parámetros del peligro sísmico se hace en la sección 2.2.4.

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PARTE 2 INFORMACIÓN GEOTÉCNICA Y SISMOLÓGICA

2.1. GEOLOGÍA Y TECTÓNICA DEL ÁREA DE MANAGUA.

2.1.1. Marco tectónico regional.

El occidente de Nicaragua, así como el resto del occidente de Centroamérica, está dentro del llamado Cinturón de Fuego Circumpacífico, caracterizado por una intensa actividad sísmica y volcánica.

Figura 2.1. Cinturón de Fuego Circumpacífico mostrando las zonas de mayor ocurrencia de terremotos(24).

Los principales rasgos estructurales y tectónicos incluyen las placas de

Cocos y del Caribe, la Fosa Mesoamericana, la Cadena Volcánica Centroamericana y un graben o depresión que atraviesa parte del istmo.

La placa del Caribe se está desplazando hacia el este. En su margen oeste está siendo presionada por la placa de Cocos, que se mueve hacia el noreste a mayor velocidad1. El resultado es la subducción de esta última bajo la placa del Caribe y algunas de sus consecuencias el desarrollo de la Fosa Mesoamericana en su unión, en el continente la depresión o graben y dentro de éste, la Cadena Volcánica, fenómenos típicos de la subducción, como se vio en la sección 1.1.3.

1 La velocidad del desplazamiento de la placa de Cocos es de unos 8 cm/año(22)(27)(60); es la placa con mayor velocidad absoluta media(60).



Figura 2.2. Esquema de corte generalizado a través de Nicaragua(2).

La Fosa o Trinchera Mesoamericana tiene de 4 a 5 km de profundidad(52) y se extiende aproximadamente a 130 km de la costa del Pacífico de Centroamérica(27), desde México hasta Costa Rica.

Por su parte el graben es una depresión tectónica alargada paralela a la costa del Pacífico y se extiende al sur hasta la parte norte de Panamá, y en dirección norte continúa hasta la región central de Guatemala(6). La sección de esta depresión que se encuentra en el territorio de Nicaragua constituye un graben asimétrico y es conocido como Graben o Depresión Nicaragüense. Está situado a unos 200 km de distancia de la Fosa Mesoamericana(2) y atraviesa el occidente del país con rumbo NO, desde el Golfo de Fonseca al norte hasta cerca de El Limón, en Costa Rica, al sur. Contiene los dos grandes lagos de agua dulce, el Lago Xolotlán y el Lago Cocibolca, e incluye la mayoría de los centros volcánicos en Nicaragua.

La Cadena Volcánica Centroamericana está alineada paralela a la Fosa Mesoamericana y se extiende desde México hasta Costa Rica. Parte de ella son los volcanes de la Cordillera de los Marrabios alineados a lo largo de una línea segmentada de unos 300 kilómetros de largo dirigida NO-SE. Casi al medio, donde la Cadena Volcánica sufre una flexión hacia el sur, está Managua (fig. 2.3).

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Figura 2.3. Posición tectónica del área de Managua y flexión de la alineación volcánica cerca de ésta(24).

2.1.2. Tectónica local de Managua.

Managua está situada en la costa sureña del Lago Xolotlán, entre dos segmentos de la Cadena Volcánica (mostrados en la figura 2.3). Dentro de esa área se localiza una depresión estructural: el Graben de Managua. Es un micrograben dentro de la depresión Nicaragüense que tiene aproximadamente 15 km de ancho al sur y 26 km al norte, y una longitud de por lo menos 36 km(58).

La segmentación de la línea de la Cadena Volcánica se debe a la interrupción o cambio en la orientación en la placa que está subduciendo, aunque no puede afirmarse con certeza si la placa de Cocos se está rompiendo o si se está doblando simplemente(58). De ahí que el Graben de Managua se considera como una zona límite entre dos segmentos de placa, según la definición de Stoiber y Carr (1973, citados por WOODWARD-CLYDE(58)).

Los esfuerzos provocados por la interacción de las placas y el cortante en la zona límite de los segmentos de placa, además influenciado por la migración del magma en las cámaras magmáticas dentro del graben producen el complejo fallamiento que presenta el Graben de Managua.

El borde occidental del Graben de Managua lo forma una zona de colapso volcánico, de 8 a 10 km de ancho, cuya estructura principal es el alineamiento de Nejapa - Miraflores(58), una línea de conos de cenizas y calderas de colapso y de explosión que se extiende por unos 20 km en una dirección muy próxima al Norte-Sur(16).

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Por el este, el graben está limitado por una serie de fallas normales con escarpes de unos 40 km de largo(16) en una zona de aproximadamente 2 km de ancho al sur, pero más delgada cerca de Tipitapa. Este sistema de fallas se denomina Cofradía y fue identificado originalmente por Ferrer (1971)(58). El sistema de falla de Cofradía tiene una orientación con tendencia N-S(51).

Dentro del graben de Managua se encuentran numerosas fallas ligeramente curvadas, conformando un conjunto denso y complejo con orientación general NE-SO. En general, las trazas de las fallas consisten en un grupo complejo de grietas, fisuras y fracturas en el terreno poco separadas y orientadas sistemáticamente, las cuales definen zonas continuas o semi continuas de fallas superficiales(6), la mayoría de las cuales alcanzan de 8 a 10 km de profundidad.

Figura 2.4. Modelo Digital del Terreno con los principales rasgos geológicos señalados. Modificado de http://www.ineter.gob.ni.

El sistema de falla del centro de Managua reúne las fallas de Tiscapa, Chico Pelón, Los Bancos, Estadio(51). Hernández et. al.(16) hacen notar que en este sistema de fallas, relativamente pequeñas, se concentra la mayor cantidad de energía sísmica liberada, mientras que las fallas mayores son menos activas, como es el caso de las fallas Mateare y Las Nubes, por ejemplo.

La falla Mateare, de casi 70 km de longitud, está localizada al oeste de Managua con tendencia NO-SE, mientras que la falla Las Nubes constituye un

16

http://www.ineter.gob.ni/



rasgo dominante de 1000 m de altura al sur de la ciudad, con rumbo fuertemente NE-SO(51). Otra estructura geológica notable es la falla Aeropuerto, importante por su longitud. Atraviesa la parte este de Managua, con rumbo NE-SO(51).

Las fallas dentro del graben de Managua han estado activas durante milenios, y desencadenan movimientos sísmicos cíclicamente, a profundidades focales de 5 a 12 km(43). A pesar de que estos eventos son de intensidad pequeña a moderada, son capaces de producir daños extensos, como en efecto sucedió durante los terremotos de 1931 y de 1972 (ver el cuadro 2.1.).

2.1.3. Geología del área de Managua.

La ciudad de Managua se asienta en una superficie relativamente plana, que se inclina suavemente hacia el Lago Xolotlán; inclinación interrumpida en varios lugares por lomas, la mayoría de origen volcánico.

Figura 2.5. Columna estratigráfica compuesta(28).

17



Subyaciendo el área se encuentra una brecha de toba volcánica (cantera) que pertenece a la parte superior del Grupo Las Sierras. Está cubierta por materiales piroclásticos del volcanismo del Holoceno; una secuencia que consiste de lapilli, pómez, cenizas, tobas, etc. Los suelos se clasifican principalmente como limos no cohesivos, arenas y gravas, de pobre a bien consolidados y con diferentes grados de cementación, presentando por lo general bajas densidades y alta porosidad(56).

Estos materiales se presentan en capas bien definidas con espesores y grado de compactación variables aún entre sitios cercanos. Esas variaciones en la distribución de los suelos dificultan establecer patrones regulares en los perfiles de suelo.

Se han propuesto, sin embargo, columnas estratigráficas simples y compuestas (por ejemplo Woodward-Clyde, 1975; Bice, 1973; Collins, etc.) que muestran la secuencia de materiales sobreyaciendo al Grupo Las Sierras.

No obstante, desde el punto de vista de la Ingeniería Sísmica, el subsuelo de Managua puede considerarse como relativamente homogéneo(21), y su comportamiento dinámico ha sido por lo general bueno durante los eventos sísmicos(15), en el sentido de que no ocurrieron grandes efectos geológicos.

Se muestra a continuación una relación de las densidades en la estratigrafía del grupo Managua, y los valores de N para cada tipo de material (Ing. Helman Taleno Delgadillo, comunicación personal).

Tipo de materiales Peso unitario (ton/m³) Número de golpes por pie

Toba El Retiro ρ = 1.25 ton/m³ 6 < N < 50 Tres capas (Formación San Judas – cenizas) ρ = 1.3 ton/m³ 13 < N < 34

Suelo (fósil) debajo de la Formación San Judas. ρ = 1.3 ton/m³ 10 < N < 32

Pómez. ρ = 0.82 ton/m³ 10 < N < 33 Lapilli Fontana (escoria negra). ρ = 1.03 ton/m³ 21 < N < 48

Arenas (limosas, francas y gruesas).

ρ = 1.41 ton/m³ (1.5 ton/m³ máx.) 17 < N < 56

Suelos pumáceos. 1.16 < ρ < 1.4 ton/m³ 15 < N < 32 Suelos aluviales indiferenciados (suelos finos a gruesos).

1.13 < ρ < 1.32 ton/m³ ρprom. = 1.22 ton/m³ 12 < N < 32

Suelos indiferenciados (capas superiores de color café o marrón sucio).

ρ = 1.06 ton/m³ 6 < N < 29

Arcilla limosa (casi nunca presente). ρ = 1.2 ton/m³ 20 < N < 66

18



2.2. SISMICIDAD DEL ÁREA DE MANAGUA.

2.2.1. Descripción completa de los terremotos. El primer paso, que es fundamental, del proceso para especificar los

espectros de diseño para estructuras civiles es evaluar la sismicidad local. Arboleda y Ordaz(1) definen: "Por sismicidad local se entiende el grado de

actividad sísmica en un volumen de la corteza terrestre, y su cuantificación está dada por la magnitud máxima que puede alcanzar un temblor, el número de temblores que ocurren en un intervalo de tiempo, la energía liberada u otra medida similar".

El estudio de la sismicidad local es posible a partir del conocimiento de las características y el potencial de los temblores que pueden generarse en una fuente determinada. Barbat y Canet(4) afirman que las características más importantes que se deben considerar a fin de conseguir una descripción completa de los terremotos son las que se listan a continuación: ♦ Datos acerca de las fallas (posición, tipo, superficie de rotura). ♦ Datos relativos al foco (profundidad, mecanismo). ♦ Datos sobre los epicentros (localización). ♦ Datos acerca de su potencial destructivo (magnitud, intensidad). ♦ Características cinemáticas (registros de desplazamiento, velocidad y

aceleración del movimiento del terreno o, al menos, sus valores máximos; frecuencia predominante de vibración).

♦ Duración del choque principal. ♦ Periodo de retorno.

Además, estos autores señalan que algunos de estos factores (p. ej., intensidad, aceleración, duración) pueden ser observados y registrados, mientras que otros (como magnitud, frecuencia, distancia) deben ser calculados. Puede notarse también que estas características corresponden a los parámetros del riesgo sísmico (véase la sección 1.3.4.).

Mediante un modelo probabilístico, a partir de la sismicidad de la región de Managua, se describirán las posibles características de los temblores para utilizarlos en la determinación del espectro de diseño en las próximas páginas.

2.2.2. Fuentes generadoras de sismos. Los temblores sentidos en Managua tienen origen en diferentes fuentes

sísmicas. En la figura 2.6 se ilustran las diferentes zonas sísmicas cuya influencia puede ser determinante en diversos puntos del territorio nacional. Cada una de estas zonas presenta comportamientos característicos(51). Las dos fuentes sísmicas que mayores daños pueden causar en las ciudades del Pacífico de Nicaragua son los temblores relacionados con la subducción y los temblores ocurridos dentro de la corteza, al interior de la placa Caribe.

19



Figura 2.6. Modelo de fuentes sismogeneradoras que afectan el territorio de Nicaragua(51).

1. Zona sísmica del Golfo de Fonseca. 2. Zona sísmica de Masachapa. 3. Zona sísmica de Papagayo. 4. Zona sísmica del fallamento Ante Arco. 5. Zona sísmica del Arco Volcánico de Occidente. 6. Zona sísmica de Managua. 7. Zona sísmica superficial del Arco Volcánico del Sudeste. 8. Zona sísmica del Graben de Nicaragua. 9. Zona sísmica de Nueva Segovia - Guayape. 10. Zona sísmica Tras Arco. 11. Zona sísmica de Subducción Frontal. 12. Zona sísmica Central de Nicaragua. 13. Zona sísmica de Subducción Profunda.

20



El proceso de subducción genera temblores a partir de unos 10 km de profundidad bajo el piso oceánico hasta profundidades máximas de unos 250 km. La zona sísmica de la subducción se denomina zona de Wadatti-Benioff, que se divide en dos segmentos de acuerdo a sus características geométricas(51), descritos a continuación.

Los sismos que ocurren a profundidades entre 15 y 50 km se denominan sismos interplaca. Se distribuyen en las tres primeras fuentes sísmicas de la figura 2.6. En el segundo segmento o subzona se originan los temblores intraplaca, a profundidades mayores a 50 km en el interior de la placa Cocos cuando una parte de ésta se sumerge en la astenosfera. Los temblores intraplaca se distribuyen en las zonas sísmicas 11, 12 y 13 de la figura. Por otra parte, los temblores que ocurren al interior de la placa Caribe que podrían contribuir a la amenaza sísmica de la ciudad capital se distribuyen en las zonas sísmicas 5 a 8.

Segura(50) elaboró un cuadro comparativo de la sismicidad de la Zona de Subducción y el Graben Nicaragüense.

Zona de Subducción Graben NicaragüenseCantidad de sismos 90% de los sismos 10% de los sismosRango de profundidad hipocentral

0 a 250 km 0 a 30 km

Magnitud (Richter) máximas de 8 máximas de 6Frecuencia (aproximada) uno cada 130 años uno cada 10,8 añosDestructividad El sismo máximo puede

destruir varias ciudades simultáneamente.

El sismo máximo puede destruir un poblado o parte de él.

Fenómenos peligrosos asociados

Ondas sísmicas marinas capaces de destruir poblados costeros

Ondas sísmicas lacustres dañinas para poblados de las riberas de los lagos

Energía sísmica El evento máximo es mil veces más energético que el máximo del graben

Mil veces menor en energía que el de la subducción.

Cuadro 2.1. Diferencia entre las fuentes sísmicas. Tomado de Segura, 1996(50)2.

Los sismos originados en la Zona de Subducción representan una amenaza menor para el área de la ciudad de Managua que los originados en el sistema local de fallas(28). En este estudio se desprecia la probabilidad de que un terremoto originado en la Zona Wadatti–Benioff cause daños estructurales en la ciudad de Managua.

21

2 Al parecer Segura confunde los sismos dañinos relacionados al fallamiento de la cordillera volcánica con los relacionados a grandes fallas que tienen un periodo de recurrencia de 30 a 50 años, que son los que pueden generar las máximas magnitudes en el Graben Nicaragüense(57).



2.2.3. Sismos de diseño. El fenómeno sísmico es fundamentalmente un proceso aleatorio; existen

incertidumbres en cuanto a la distribución espacial y temporal de los eventos. Este hecho en primer lugar, y las limitaciones en cuanto a la cantidad y calidad de datos sismológicos con los que se cuenta, en segundo lugar, exige introducir conceptos probabilistas en los estudios de la Ingeniería Sísmica.

El planteamiento probabilista de las características de los terremotos de diseño aplica un tratamiento numérico basado en la Teoría de las Probabilidades y en la de los Procesos Estocásticos3, y es el utilizado cada vez más en las normas sísmicas del mundo.

El planteamiento determinista se aplica aquí para estimar la máxima magnitud en la fuente sísmica considerada (ver “Estimación de magnitudes” en la sección 2.2.4). Se hace de este modo debido a la complejidad que presenta la determinación de la máxima magnitud únicamente haciendo consideraciones probabilísticas.

Los conceptos más importantes para definir la acción sísmica comprenden el periodo de retorno de los terremotos y la probabilidad de excedencia. Estos se asociarán luego con la vida útil (o vida económica) de las estructuras.

El proceso de Poisson Es frecuente idealizar los fenómenos sísmicos como procesos de Poisson. La

distribución de Poisson se basa en que no haya dependencia entre sucesos ni respecto al tiempo. Asumir que la ocurrencia de un terremoto no influye en el próximo no corresponde a la realidad. De hecho, los datos estadísticos muestran que los terremotos más fuertes ocurren de acuerdo a procesos que se asemejan más a la periodicidad(34)(60).

La razón para utilizar esta distribución es la simplicidad y la facilidad de manejo antes que la adecuación de la hipótesis a la realidad(4). Sin embargo, Larsson y Mattson(22) anotan que comparaciones con los resultados de cálculos hechos con distribuciones que se adaptan mejor a la naturaleza de los fenómenos sísmicos muestran diferencias muy pequeñas.

El proceso de Poisson puede describirse mediante la variable aleatoria n que representa el número de sucesos durante la vida útil t. La función de probabilidad de n es:

( ) ( )!neNtnpNtn

t

−

=

n=0,1,2,... ;N>0

22

3 El término “estocástico” significa que involucra una variable aleatoria.



donde pt es la probabilidad de que n terremotos ocurrirán durante el periodo t (en años) y N es el número medio de sucesos de ciertas características que ocurren por unidad de tiempo.

Periodo de retorno de los terremotos El periodo de retorno puede ser definido como el tiempo medio entre

sucesos sísmicos de iguales características (estas características pueden ser la intensidad, la aceleración máxima o la magnitud, por ejemplo).

El periodo de retorno se define formalmente por: [ ]XET =

donde E[X] representa la esperanza de la variable aleatoria X, la cual

representa los valores máximos de la característica que se haya escogido en un intervalo de tiempo dado(4).

En procesos naturales, como el sísmico, el periodo de retorno no presenta ningún tipo de periodicidad, es decir que entre los instantes de ocurrencia de dos terremotos que presentan las mismas características, no transcurren exactamente tantos años como el valor del periodo de retorno.

Por tal razón, el empleo del periodo de retorno en la predicción de características4 deberá tener un carácter probabilista, según explica Egozcue(12). Aquí una razón más para hacer una definición probabilista de la acción sísmica.

El periodo de retorno para sucesos que obedecen a un proceso de Poisson es:

NT 1

=

Probabilidad de excedencia La probabilidad de excedencia es la probabilidad de que al menos un sismo

de ciertas características tendrá lugar en un periodo de tiempo dado(4)(22):

( )01 =−= npP t

NteP −−= 1 La probabilidad de que ocurra al menos un terremoto con un periodo de

retorno igual a la vida útil de la estructura es constante:

23

4 Según Barbat y Canet(4): “La predicción sísmica (...) puede clasificarse, según sean sus objetivos, en dos grupos. Por una parte puede mencionarse la predicción temporal, la cual tiene como objetivo la obtención aproximada de la fecha y del lugar de los futuros terremotos (...) Por otro lado, está la predicción de características, que pretende deducir los parámetros generales de los sucesos esperados en la región”.



11 −−= eP .0=P 632si T=t

La probabilidad calculada es aproximadamente un 63-64%, resultado que

es válido para periodos de retorno mayores de 20 años(4). En la figura 2.7 se muestra una familia de curvas que relacionan

probabilidades anuales de ocurrencia con la vida útil para diferentes periodos de retorno. Las vidas útiles que se consideran para construcciones comunes de tipo urbano o industrial están entre 50 y 100 años(5)(26).

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 20 40 60 80 100 120 140 160Vida útil (años)

Probabilidad anual (%)

T=50 años

T=70 años

T=100 años

T=250 años

T=500 años

T=1000 años

Figura 2.7. Probabilidades de ocurrencia contra Vida útil para diferentes Periodos de retorno(5).

Sismos operativo y accidental La probabilidad de excedencia que se asocia al sismo de diseño caracteriza

el nivel de intensidad del mismo. Se consideran dos probabilidades de excedencia de interés. Una asociada

con la ocurrencia de sismos de magnitud moderada, pero con probabilidades de ocurrencia relativamente altas, llamados sismos de operación; otra asociada a eventos de gran magnitud, pero de ocurrencia esporádica; el terremoto más fuerte

24



que se espera se produzca durante la vida de una estructura, denominado sismo accidental(5)(4)(20).

Esta definición de los niveles de intensidad de los sismos fue desarrollada inicialmente para centrales nucleares en normativas como, por ejemplo, las de la U. S. Atomic Energy Commission, que los define de este modo: Operating Basis Earthquake (OBE) – corresponde al sismo de operación -; Safe Shutdown Earthquake (SSE) – corresponde al sismo accidental -.

Posteriormente estas definiciones han sido aplicadas en un sentido más general para expresar los niveles de la acción de los terremotos en otros tipos de estructuras. El sismo de operación es un sismo de magnitud moderada que puede ocurrir varias veces durante la vida de una estructura. La estructura debe resistir su acción sin que sufra daños importantes que la pongan fuera de uso. La reparación de daños debe tener un costo razonable. El sismo accidental es el terremoto más fuerte que se espera ocurra una sola vez durante la vida de una estructura. Se tiene la justificación económica de aceptar que un terremoto con estas características produzca daños estructurales importantes, siempre que al mismo tiempo, se evite el colapso de la construcción, las pérdidas de vidas y de bienes materiales(4).

Para los sismos de operación se consideraron en este trabajo probabilidades de excedencia entre 50% y 64%, que corresponden a razones de T/t de 1,4 a 1,0. Carballo(5) considera que razones mayores (es decir, probabilidades menores) no corresponden a condiciones de operación.

Para el caso accidental se tomó como parámetro una probabilidad del 10%, correspondiente a la consideración hecha en el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-83)(26). Más adelante se verán los inconvenientes encontrados para aplicar esta probabilidad.

Carballo(5) afirma que la selección de un nivel razonable de seguridad para tomar en cuenta acciones accidentales es un trabajo subjetivo. El nivel aceptable de riesgo está regido por factores diversos, como la posibilidad económica para poder aceptar dicho riesgo y los efectos que pudiera tener sobre la población un mal desempeño de las estructuras.

2.2.4. Sismos utilizados en el estudio. Una vez definidas las probabilidades de excedencia para los sismos de

diseño, con auxilio de la figura 2.7 se determina el periodo de retorno para cada una de las probabilidades usadas.

Con base a estos periodos de retorno se obtienen las aceleraciones máximas del terreno en la curva de peligro sísmico calculada por Ordaz y Miranda(35) (ilustración 2.8).

La aceleración asociada a un sitio en particular se puede relacionar con la magnitud de un sismo y su distancia al punto donde se originó mediante una ley de atenuación.

25



En este estudio se considera una distancia hipocentral de 5 km, comparable a la profundidad focal del terremoto de Managua de 1972(14).

Los efectos de los temblores en un sitio y la respuesta de las estructuras no son determinados solamente por la aceleración máxima, también dependen de las características de la frecuencia de los movimientos del terreno y de su duración(34)(45).

Estimación de las aceleraciones La máxima aceleración inducida en el terreno y su relación con la

probabilidad de excedencia y a la vida útil de las edificaciones y, por ende, con el periodo de retorno, puede representarse de diversas maneras, por ejemplo en un gráfico de aceleración como función del tiempo (vida útil) para determinada probabilidad, en un mapa de isoaceleraciones(22), en una curva de aceleración contra probabilidad de excedencia(51), o bien una curva de periodo de retorno como función de la aceleración para un sitio específico, como las curvas que aparecen el RNC-83.

Se utiliza en esta investigación la curva propuesta en el estudio reciente de Ordaz y Miranda(35) de riesgo sísmico en Managua para una construcción comercial.

0.1

1

10

100

1000

10000

1 10 100 1000

AcMáx (gal)

Perio

do d

e re

torn

o(añ

os)

Figura 2.8. Periodos de retorno de amáx para la ciudad de Managua.

(Modificado de Ordaz y Miranda(35)).

26



Las aceleraciones del terreno inducidas por un temblor en un sitio particular dependen principalmente de dos valores estocásticos: la magnitud (M) del terremoto y la distancia hipocentral (R)(22).

El movimiento del suelo se atenúa con la distancia desde el foco o hipocentro. Existen numerosas expresiones que relacionan el movimiento máximo del suelo (velocidad o aceleración) con la magnitud y con la distancia hipocentral o la distancia epicentral (D).

Tales expresiones, o ecuaciones de atenuación, están basadas en diferentes cantidades de datos o en diferente calidad de mediciones hechas en diversas partes del mundo(11).

Esto es importante de mencionar por cuanto el tipo de terreno y, en general, la ubicación geográfica de los sismos utilizados para desarrollar las ecuaciones de atenuación determinan su aplicabilidad a un sitio dado. En el cuadro 2.2 pueden verse las restricciones para varias de las ecuaciones de atenuación más conocidas. Todas estas ecuaciones están dadas para la aceleración en la roca aflorante (sólida).

Dowrick(11) advierte que las ecuaciones de atenuación son generalmente inapropiadas para el área epicentral (15 – 20 km desde el epicentro), mientras que la comprensión actual de las consideraciones que deben tenerse al respecto es muy limitada.

La ecuación de Campbell (1981) es señalada como la más indicada para distancias pequeñas. Escobar y Corea(14) demostraron la conveniencia de utilizarla para analizar el efecto de sismos de origen local en Managua.

Ecuación Autor(es) ObservacionesEsteva y Rosenbleth (1964) Complementada por Esteva (1967)(22)

Esteva (1967) Aplicada por Shah et. al.(51)

Donovan (1973) "Quizá la ecuación más correcta""Estimación conservadora (,,,) ensitios con 6 m o más de suelo sobre la roca" (11).

Esteva y Villaverde (1974) Válida para R>15 km(11)

Campbell (1981) Apropiada para valores pequeños deR(28).

40020002

8.0

+=Rea

M

( )28.0

405000

+=Rea

M

( ) 32.1

5.0

251080

+=R

eaM

( )28.0

405600

+=Rea

M

( ) 09.17.0

868.0

0606.00159.0

M

M

eRea

+=

Cuadro 2.2. Relaciones de atenuación

27



Estimación de magnitudes A partir de las aceleraciones máximas obtenidas de la ilustración 2.8 (0,29g

para el sismo operativo y 0,56g para el accidental) y, teniendo en cuenta una distancia hipocentral de 5 km, de la relación de atenuación de Campbell (1981) se deducen valores de Magnitud Richter de 6.2 y 7.8 para los sismos operativo y accidental, respectivamente.

Ahora bien, los datos sismológicos son las bases para la estimación de los movimientos sísmicos futuros en un sitio particular. Se asume que la historia sísmica de una región da una clave de lo que ha de esperarse en el futuro; que éste seguirá el mismo patrón(20)(22).

A partir de los estudios de la historia sísmica, diferentes autores han propuesto las magnitudes máximas que pueden presentarse en las zonas sismogeneradoras. Se presentan a continuación cuadros con los sismos históricos más relevantes que han afectado la ciudad y las máximas magnitudes para el área de la ciudad según diversos estudios.

Año Magnitud

1876 5,3 -5,991907 5,3 - 5,991928 5,3 - 5,991931 5,61968 4,61972 4,21972 6,2

Cuadro 2.3. Historia sísmica de Managua. Modificado de Johansson(21).

Es evidente la dispersión que presentan los valores (cuadro 2.4 en la

siguiente página), especialmente del sismo máximo posible pero, en general, se descarta la posibilidad de que ocurra un evento sísmico con magnitud 7.8 Richter en la fuente sismogeneradora considerada.

Se decidió tomar como límite de este una magnitud de 6.75, atendiendo los argumentos presentados por Montero(27) sobre el sismo máximo posible a lo largo del cordón volcánico cuaternario centroamericano, en donde el evento de mayor magnitud observado es de Ms = 6.8, acaecido en el sudoeste de Guatemala en 1930. Nótese que se tomó un valor mayor que el propuesto por el mismo Montero, mas plausible para el tipo de fallamento asociado.

28



Máx. Probable Máx. PosibleSaint-Amand (1973) 6,0 - 6,5 Saint-Amand (73)Niccua et. al. (1973) 6,50 Johansson (1988)Woodward-Clyde (1975) 6,0 - 6,25 6,75 - 7,25 Woodward-Clyde (75)Shah et. al. (1975) 6,50 6,70 Shah et. al. (1975)Argeñal (1981) 6,90 7,50 Johansson (1988)Moore y Maltéz (1982) 6,40 Larsson y Mattson (87)Zapata (1984) 6,20 Zapata (1984)Larsson y Mattson (1987) 7,00 Larsson y Mattson (87)Montero (1990) 6,50 Montero (1990)Ordaz y Miranda (1996) 6,50 Ordaz y Miranda (96)Segura y Rojas (1996) 6,20 Segura y Rojas (1996)

Autores Magnitudes Observaciones

Cuadro 2.4. Magnitudes máximas estimadas para Managua.

Estimación del periodo predominante Además de la aceleración, el contenido de frecuencia del movimiento del

suelo es muy importante de estudiar. La estructura de suelo del sitio puede amplificar los movimientos que son transmitidos a la superficie como consecuencia de la resonancia entre el periodo natural del suelo y el periodo predominante del terremoto. Asimismo, los peores daños tendrán lugar si el periodo predominante del sismo corresponde al periodo fundamental (o periodo de resonancia) de las estructuras.

Figura 2.9. Periodos predominantes para aceleraciones máximas en roca (Seed, 1968)(11).

29



El contenido de la frecuencia, especialmente en el área epicentral, se presume es una función del mecanismo de origen del sismo(11).

En la figura 2.9 puede verse la tendencia del periodo predominante hacia valores mayores a medida que se incrementa la distancia desde el epicentro, porque los movimientos de alta frecuencia son filtrados, apagándose. Este fenómeno fue estudiado por Housner ya en 1959(11)(30)(45).

Estimación de la duración La relación entre la duración del movimiento fuerte y la magnitud del

terremoto fue propuesta por Housner en 1965 y luego confirmada por Donovan en 1974(11). La duración de los sismos empleados en este estudio es, sin embargo, de 16 segundos, congruente con la duración del terremoto de Managua de 1972.

Figura 2.10. Duración del movimiento fuerte como una función de la magnitud del sismo (Donovan, 1974)(11).

Características de los sismos de diseño. A partir del modelo de sismicidad para Managua se determinaron los

sismos para el diseño. Los parámetros de estos terremotos son, para el sismo operativo: ➡ Magnitud: 6.2. ➡ Aceleración máxima en la roca: 0.292g. ➡ Periodo de retorno: 100 años. ➡ Probabilidad de excedencia: 63 % para vida útil de 100 años. ➡ Relación T/t: 1. ➡ Distancia hipocentral: 5 km. ➡ Periodo predominante: 0.27s. ➡ Duración: 16 s.

30



Para el sismo accidental:

➡ Magnitud: 6.75. ➡ Aceleración máxima en la roca: 0.377g ➡ Periodo de retorno: 200 años. ➡ Probabilidad de excedencia: 39.4% para vida útil de 100 años. ➡ Relación T/t: 2. ➡ Distancia hipocentral: 5 km. ➡ Periodo predominante: 0.3 s ➡ Duración: 16 s.

Los acelerogramas con que se hace la simulación de la ocurrencia de terremotos en este trabajo son compatibles con los parámetros de los sismos de diseño arriba detallados. Tales acelerogramas se presentan en el Anexo II.

31

PARTE 3 ANÁLISIS DINÁMICO

3.1. MODELOS DEL SUBSUELO.

3.1.1. Propiedades dinámicas.

En la sección 1.1.3. se mencionaron los daños que provocados por los terremotos dependen de las características del suelo. Efectos como asentamientos, licuefacción y deslizamientos son causados por características particulares del suelo, tales como el tipo de material o el grado de saturación(45).

Sin embargo, en el caso de Managua, la importancia de estos parámetros se reduce debido a la cercanía de la actividad sísmica(52), así que el que los suelos puedan fallar no es, por lo general, una fuente importante de problemas(39).

Figura 3.1. Ilustración para definir el efecto de la deformación por cortante sobre el amortiguamiento y el módulo de cortante de los suelos(11).

Análisis de espectros de respuesta en el área de la ciudad de Managua R. M. Parrales M. J. Picado

Pero las condiciones del suelo afectan de una manera menos evidente por la influencia que ejercen en la intensidad del movimiento del terreno y, por tanto, en el daño estructural, aún cuando los suelos bajo las estructuras permanezcan perfectamente estables durante el temblor(45). El efecto del suelo en la onda incidente es operar como un filtro, de modo que incorpora a la señal las características propias de resonancia del suelo mismo(40). La resonancia entre las estructuras y los suelos es causa mayor de daños.

Para determinar la respuesta posible del terreno ante un sismo, primero deben determinarse las propiedades dinámicas de los diferentes tipos de suelos.

Los principales parámetros para el análisis de la respuesta dinámica son el módulo de cortante y el amortiguamiento, los cuales están interrelacionados con la densidad, la velocidad de onda de corte, la relación de Poisson, etc. (véase la ilustración 3.1).

Cuando se realiza el análisis de la respuesta del terreno, como se hizo en este trabajo, independientemente del método, es necesario tener en cuenta las características no lineales de las relaciones esfuerzo-deformación de los suelos(45)(46) (véase el capítulo 3.2, que trata acerca de los métodos de análisis).

La incorporación del comportamiento no lineal de los suelos se logra usando valores de módulo de cortante y de amortiguamiento compatibles con las deformaciones desarrolladas en los estratos, de tal modo que las características de los materiales varían con la intensidad de los movimientos del terreno y las deformaciones correspondientes(46).

Módulo de cortante

El módulo de rigidez al cortante depende principalmente de la magnitud de la deformación por cortante (véase la ilustración 3.1). Las deformaciones unitarias por cortante desarrolladas durante los terremotos pueden oscilar entre 10-3% en sismos pequeños y 10-1% para sismos mayores(7)(11)(25), y la deformación máxima unitaria será diferente en cada ciclo(11).

Existen varios procedimientos, de laboratorio y de campo, para estimar el valor del módulo de cortante de los suelos.

Con las pruebas de campo se pretende conocer la velocidad de las ondas sísmicas. Consisten en generar ondas sísmicas, usualmente con explosivos o bien, con el impacto de cargas pesadas en el suelo. De esas pruebas, varias han sido aplicadas en Managua: el método downhole(15)(43), el método de refracción sísmica y más recientemente el SASW(13).

El módulo de cortante se calcula entonces a partir de la ecuación:

sG v 2ρ= γρ = g

donde G es el módulo de cortante, ρ es la densidad de masa y γ es el peso volumétrico.

33


Las ondas sísmicas generadas en los métodos de campo desarrollan intensidades bajas, así que las perturbaciones provocadas están dentro del rango elástico de las deformaciones(25). Para niveles de deformación casi cero el módulo de rigidez es máximo(7).

Figura 3.2. Variación del módulo de cortante con la amplitud de las deformaciones para dos muestras representativas de suelos de Managua (según Faccioli et. al.(15)).

Los métodos de laboratorio, como la prueba triaxial cíclica, la columna de resonancia o el péndulo de torsión, generalmente determinan G a partir del análisis de una curva esfuerzo-deformación unitaria(11).

Hay también métodos indirectos para estimar el módulo de rigidez al cortante, por medio de relaciones empíricas entre G y el número de golpes por cada 30 cm de la prueba de penetración estándar (ASTM D-1586).

Algunas de esas relaciones han sido aplicadas en estudios de riesgo sísmico para Managua, como la de Ohsaki e Iwasaki, 1973(28) y la de Ohta y Goto, 1976(21). Otras (Hardin y Black, 1968; Hardin, 1978) resultaron no ser apropiadas para las condiciones locales de los suelos(21).

Aquí se utilizó la relación de Imai, Fumoto y sus colaboradores (Japón, 1975) para calcular la velocidad de la onda de corte, para entonces calcular el módulo de cortante de los materiales:

341.08.89 NVs =

34


Esta ecuación se ha utilizado anteriormente en trabajos similares a este (Astacio y González, 1996(3); Escobar y Corea, 1998(14)) aunque los valores obtenidos se presume son todavía altos comparados con las condiciones reales de los suelos de Managua. (Taleno, comunicaciones personales).

Amortiguamiento El amortiguamiento de un suelo es su capacidad para disipar energía en los

procesos cíclicos de carga y descarga que el sismo le comunica. Asociados a los suelos hay dos fenómenos de amortiguación,

fundamentalmente diferentes(11): a) amortiguamiento del material (o interno), que ocurre en el suelo cuando lo atraviesa una onda de vibración, y b) amortiguamiento por radiación, un efecto puramente geométrico que se presenta también en la vibración de cimentaciones.

El amortiguamiento interno, así como el módulo de cortante, resultan principalmente por histéresis del suelo. Esto significa que tales parámetros no sufren cambios significativos si las cargas aplicadas se efectúan a diferentes frecuencias, dependen sólo de las deformaciones.

0

5

10

15

20

25

30

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10

Deformación (%)

Amor

tigua

mie

nto

(%)

Figura 3.3. Curva de amortiguamiento para la arena. Idriss 1990(19).

Convencionalmente, el amortiguamiento es expresado como una fracción del amortiguamiento crítico1.

35

1 Amortiguamiento crítico es la menor cantidad de amortiguamiento para el cual no ocurre vibración en el movimiento libre(7). Al respecto, véase una explicación muy sencilla de los conceptos amortiguamiento crítico y amortiguamiento fracción del crítico en Marín, 1983?(23), y el procedimiento analítico para obtenerlo en Colindres, 1993(7).


Los datos a la fecha publicados sobre relaciones de amortiguamiento son escasos y deducidos de pruebas en muestras pequeñas o estimaciones teóricas, y no se han hecho determinaciones in situ. Por eso, las relaciones de amortiguamiento solo pueden usarse de comparativamente(11).

3.1.2. Modelo de basamento.

Para realizar los cálculos de respuesta del suelo ante los sismos debe conocerse la profundidad al lecho de roca o de material de roca, o similar, con velocidad de onda de corte mucho mayor que la de los depósitos sobreyacentes(13).

En algunos casos, si es grande la profundidad hasta la roca, puede ser necesario definir la profundidad al basamento de forma arbitraria, estableciendo una "profundidad significativa" hasta el "lecho de roca equivalente". Se trata del material que pueda considerarse rígido para fines prácticos y que no está sobreyaciendo a materiales que tienen velocidades de onda de cortante significativamente menores(11)(36).

Diversos criterios para definir el lecho de roca equivalente se han establecido en varias partes del mundo. Estratos con velocidades de onda de corte del orden de 600 m/s ya pueden ser considerados como lecho rocoso(13) tal y como en el código guatemalteco definido por la Universidad de Stanford (EE.UU.)(7).

Es un poco más común definir el semiespacio con vs=700 m/s(34) (Escobar y Corea(14) sostienen que "el efecto de amplificación del movimiento sísmico provocado por rocas con velocidades mayores de 700 m/s es mínimo"). Por su parte, el Comité de Sismología de la Asociación de Ingenieros Estructurales de California definió el basamento como cualquier material con vs igual o superior a 762 m/s para deformaciones del orden de 0,0001%(7); y el Dr. H. B. Seed (1973) establece la velocidad vs=750 m/s(28).

Ovando y Romo(36) sugieren vs ≥ 800m/s para la región de Acapulco, México, en donde los depósitos de arenas pueden superar los 50 m de espesor. Por otro lado, otros estudios de riesgo sísmico para varias ciudades mexicanas establecen el semiespacio a partir de estratos "firmes" con N>50.

En Managua, los resultados de estudios geofísicos recientes(13) ubican el semiespacio a profundidades que van desde 2 a 9 metros. Por otro lado, el grupo Las Sierras es comúnmente identificado como la base rocosa en un sentido geológico.

Sin embargo, no es tan fácil ubicar y definir el basamento en la ciudad capital en lo que a aspectos sísmicos se refiere.

36

A pesar de que los materiales del grupo Las Sierras responden como una unidad ante sacudidas sísmicas (Schmoll et. al., 1973, según Johansson(21)), los investigadores coinciden en lo inapropiado de ubicar el semiespacio en Las Sierras superior: los estratos firmes aparecen a partir de los 4 ó 5 metros de profundidad, pero las velocidades de onda de corte aumentan tan lentamente con la profundidad que no existe un contraste marcado con los suelos sobreyacentes como para considerar esas capas firmes poco profundas como basamento(15)(21).


Recientemente se han hecho investigaciones que incluyen estudios para conocer con más detalle las características del basamento bajo Managua (Proyecto "Managua: Ciudad Más Vulnerable"). A partir de los resultados preliminares de esos estudios se elaboró un modelo uniforme de Las Sierras superior.

m ft ton/m² kcf m/s ft/sN = 100 0.7 2.0 1.48 0.092 313 1 028N = 300 2.5 8.0 1.60 0.100 480 1 572N = 600 3.0 10.0 1.80 0.112 630 2 066

1.80 0.112 700 2 296

vs

semiespacio

N espesor γ

Cuadro 3.1. Modelo adoptado del grupo Las Sierras.

3.1.3. Modelo del suelo.

Los sondeos estudiados proceden en su mayoría de la base de datos de la monografía Carta geotécnica de la ciudad de Managua(10). De ahí se escogieron una cantidad de sondeos cuya distribución permitió una cobertura uniforme del área de la ciudad, teniendo en cuenta los resultados del estudio de Escobar y Corea en la monografía Microzonificación sísmica de la ciudad de Managua(14).

Para mejorar la cobertura se incorporaron varios sondeos practicados en las áreas menos estudiadas de la ciudad. En la ilustración 3.5 se muestra la ubicación de todos los sondeos utilizados en este trabajo.

Capa Nº Propiedades

1 vs1, ρ1 h1

2 vs2, ρ2 h2 · · ·

n-3 vsn-3=313m/s, ρn-3=1.48ton/m² hn-3=0.7m

n-2 vsn-2=480m/s, ρn-2=1.6ton/m² hn-2=2.5m

n-1 vsn-1=630m/s, ρn-1=1.8ton/m² hn-1=3m

n vn=700m/s, ρn=1.8ton/m² hn=α

Figura 3.4. Modelo del perfil de suelo para el análisis unidimensional.

37


Fig.

3.5

. Map

a de

ubi

caci

ón d

e so

nde

os g

eoté

cnic

os.

38


El modelo adoptado para representar los perfiles de suelo en el análisis dinámico se describe como un sistema de n capas horizontales y que tiene un semiespacio como el estrato inferior. Cada capa está caracterizada por el espesor h, la densidad ρ y la velocidad de onda cortante vs, a partir de la cual se determina el módulo de cortante.

3.2. ANÁLISIS DE LA RESPUESTA DEL TERRENO.

Los movimientos del terreno que se desarrollan en un depósito de suelo durante un terremoto pueden atribuirse en muchos casos principalmente a la propagación en sentido vertical de ondas de cortante desde la formación rocosa subyacente. Los métodos analíticos desarrollados para determinar bajo estas condiciones la respuesta del terreno a excitaciones sísmicas incorporan las características no lineales de la relación esfuerzo-deformación de los suelos(42)(46).

La aplicación de los métodos analíticos, en los cuales la restricción de propagación vertical de la onda está implícita, se justifica en las siguientes consideraciones(25):

1. Los sismos fuertes que afectan el área de la ciudad ocurren a muy poca distancia, prácticamente debajo de ella. Y la profundidad es mayor que el diámetro de la zona donde un terremoto causaría daños peores, y es mayor también que la distancia entre cualesquiera sitios en esa zona y las trazas superficiales de cualquier falla que pudiera originar un temblor fuerte(15). De ahí que las ondas sísmicas incidan con pequeño ángulo respecto a la vertical.

2. La propagación de las ondas sísmicas tiende a hacerse vertical según las ondas se refractan hacia medios menos densos que casi invariablemente están más cercanos a la superficie, disminuyendo así su velocidad. Se cumple así la Ley de Snell:

1

2

1

2

sensen

vv

=θθ

3. Se asume(55) que las ondas superficiales, de periodo largo (figura 3.6), provoquen que los depósitos de suelo se agiten aproximadamente en fase, como si estuvieran sometidos a la excitación de ondas volumétricas planas incidiendo verticalmente2.

39

2 Sin embargo, se ha sugerido(55) que, para terremotos destructivos cercanos de focos someros, la respuesta del terreno debería ser tratada como un problema de propagación de ondas en dos dimensiones, porque el movimiento del terreno sería el resultado de ondas arribando por diferentes rutas.


Figura 3.6. Ondas que arriban horizontalmente de un sismo de foco superficial. La teoría unidimensional es aplicable solamente si λ/2≥L(55).

La propagación vertical de las ondas de corte provoca únicamente desplazamientos horizontales.

Figura 3.7. Relación esquemática entre fuente, trayectoria de viaje y sitio, supuesta en el estudio de ondas de cortante unidimensionales (55).

La elección del método depende de la configuración del depósito de suelo(45). Para casos en los cuales todas las fronteras de un depósito estratificado u homogéneo son esencialmente horizontales, el suelo puede tomarse como una serie de estratos semi-infinitos. Así, el análisis se reduce a un problema unidimensional. Esta técnica también es conocida como modelo de la viga cortante vertical(11).

Por otra parte, si el depósito presenta fronteras irregulares o inclinadas, se requiere aplicar un procedimiento que tenga en cuenta los aspectos bidimensionales del problema. Un método apropiado es el de Elementos Finitos.

40


3.2.1. Análisis dinámico de un sistema unidimensional.

El análisis de la respuesta del terreno como un sistema unidimensional es aplicable al estudio del comportamiento de los suelos de Managua por cuanto los materiales del grupo Managua, que sobreyace al grupo Las Sierras, se presentan en capas bien definidas, como se dijo en la sección 2.1.3, y sus límites son esencialmente horizontales.

Existen dos métodos de análisis basados en estas condiciones, uno basado en la solución continua de la ecuación de la onda en el campo de la frecuencia y otro en el cual el depósito de suelo está representado por una serie de masas concentradas conectadas a resortes(45).

Ambos métodos dan los mismos resultados(28)(45), y se ha comprobado que sus resultados están en razonable acuerdo con observaciones de campo(42)(45).

Cualquiera que sea el método que se aplique, será posible hacer evaluaciones razonablemente buenas de las características del movimiento de la superficie del terreno si las propiedades de los suelos han sido evaluadas correctamente y los movimientos de la base lo han sido con cierta precisión.

En el método de concentración de masas las características de los elementos rígidos (resortes) están determinadas por las relaciones esfuerzo-deformación de los suelos. Asimismo, las características de los suelos determinan el amortiguamiento del sistema. La respuesta del sistema a los movimientos en la base se hace por análisis dinámico convencional.

Por su parte, la solución continua de la ecuación de la onda supone que cada estrato del depósito posee propiedades viscoelásticas uniformes y que el movimiento en el basamento subyacente consiste en una serie de movimientos sinusoidales en diferentes frecuencias. Este método tiene la ventaja que permite un fácil manejo de muchos estratos con distintas propiedades, pudiendo utilizarse cualquier amortiguamiento lineal(11).

Con estos métodos se obtiene un valor máximo de pseudoaceleración, que no presenta diferencias importantes con la aceleración máxima real siempre que la amortiguación sea inferior al 20% de la crítica(30). En los espectros de respuesta se utiliza normalmente valores de amortiguamiento de 2% a 8% en edificios y de 5% a 10% para los suelos(7). El 5% del valor del amortiguamiento crítico es pertinente desde el punto de vista de la ingeniería estructural(37) y es con el que se dibujaron todos los espectros.

El procedimiento analítico basado en este método, incorporando el comportamiento no lineal del suelo, supone los pasos siguientes(42)(46):

1. Evaluar las características de los movimientos que podrían desarrollarse en la roca subyacente el sitio (ver la sección 2.2.4) y seleccionar un acelerograma con esas características para utilizarse en el análisis. La aceleración máxima, el período predominante y la duración efectiva son los parámetros del terremoto que son más importantes a considerar.

41


2. Determinar la configuración y extensión de los estratos que comprenden el depósito, desde la superficie hasta el basamento. (Véase las secciones 3.1.2 y 3.1.3, y en el Anexo V la configuración de cada uno de los perfiles estudiados).

3. Evaluar las propiedades dinámicas (módulo de cortante y amortiguamiento) de los diferentes tipos de suelos, y cómo varían con la deformación. (Véase la sección 3.1.1.).

4. Calcular la respuesta del depósito del suelo a los movimientos de la base rocosa. El espectro de Fourier3 del movimiento de la base se multiplica por la función de transferencia que transforma los movimientos armónicos de inducción en el lecho de roca en movimientos en la superficie(11). El espectro de Fourier resultante se invierte para conocer la amplitud de los movimientos en la superficie de terreno(45).

3.2.2. El software SHAKE.

El análisis dinámico se realizó por medio del programa SHAKE91, modificado del software original SHAKE desarrollado en 1972. Este programa calcula la respuesta de un sistema suelo-roca estratificado horizontalmente y sujeto a ondas de cortante transitorias que viajan en sentido vertical. Está basado en la solución continua de la ecuación de la onda, adaptada para usar con movimientos transitorios por medio del algoritmo de la Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform).

Las propiedades de los suelos que el programa usa son lineales equivalentes con un procedimiento iterativo para obtener propiedades que sean compatibles con las deformaciones desarrolladas en cada estrato(42).

Los programas de ordenador basados en el método de propagación unidimensional de ondas, que toman en cuenta el análisis de Fourier y las funciones de transferencia (el espectro de amplificación, en el caso del SHAKE) son simples y pueden resultar más económicos que los basados en la solución de masas concentradas.

Otra ventaja, que se deriva de la técnica de la función de transferencia, es que los movimientos en el basamento pueden estimarse con facilidad a partir de los movimientos en la superficie, que son los que normalmente se registran. Constituye así una fuente útil de datos de inducción en lecho rocoso de otro sitio(11). La relevancia de este hecho queda demostrada a continuación.

42

3 Una función dada tiene dos modos equivalentes de representación: uno en el dominio del tiempo, otro en el dominio de la frecuencia(18). La transformada de Fourier convierte la señal en el dominio del tiempo (p. ej. un acelerograma) en una señal en el dominio de la frecuencia (p. ej. el espectro de aceleraciones)(41).


Acelerogramas de diseño.

En la sección 2.2.4 se determinaron las características de los sismos de diseño para calcular la respuesta del terreno en el área de la ciudad de Managua ante la acción de los terremotos. Para llevar a cabo el análisis aplicando el programa SHAKE, se requiere un acelerograma que se corresponda con el sismo de diseño.

Podría elegirse el registro de un sismo real similar, sin embargo este método es poco satisfactorio por la dificultad en obtener registros que se ajusten a las condiciones de diseño: magnitud, distancia epicentral, profundidad focal y perfil del suelo.

Resulta más apropiado generar acelerogramas simulados que se ajusten al sismo de diseño, sea por medio de métodos matemáticos o simplemente modificando registros existentes.

Figura 3.8. Representación esquemática del procedimiento para calcular los efectos de las condiciones locales del suelo en los movimientos del terreno(42).

El último método se adoptó por su simplicidad y conveniencia, puesto que se cuenta con el registro del terremoto de Managua de 1972. Lo que sigue es determinar el movimiento en la base rocosa a partir del registro en la superficie, modificar ese movimiento en el basamento para incorporar las características de periodo predominante, aceleración máxima y duración del sismo de diseño.

La aproximación del movimiento de la base a partir de registros de sismos obtenidos en sitios con suelos más suaves encima de la roca es un proceso llamado deconvolución. En principio, un sismograma puede tomarse como la señal verdadera convolucionada con los impulsos de respuesta de una serie de filtros; en este caso serían los varios estratos del sitio donde fue registrado el temblor a medida que la onda se propaga en dirección a la superficie.

Aquí entra en juego la capacidad del SHAKE de estimar el movimiento real en el basamento si se conoce la configuración y propiedades del sitio donde

43


estaba ubicado el instrumento. Hacerlo es posible gracias a la técnica de la función de transferencia.

El acelerograma obtenido se filtra nuevamente en materiales cuyas propiedades induzcan los cambios necesarios para ajustar el movimiento a cada uno de los sismos de diseño determinados en la sección 2.2.4.

-0,3

-0,2

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

Figura 3.9. Terremoto de Managua (1972), componente Norte - Sur, deconvolucionado a roca aflorada.

3.2.3. Espectros de aceleración.

Con el programa SHAKE es posible obtener la historia completa de los movimientos de respuesta en un sitio durante un sismo, y de ahí tomar el máximo valor absoluto de la aceleración del terreno como expresión de la fuerza destructiva del terremoto. Pero hacerlo puede llevar a resultados erróneos, porque otras características como el contenido de frecuencias, la duración, el número y frecuencia de choques de un sismo, entre otras, también influyen en el daño sufrido por las estructuras(4)(45).

La excitación que corresponde a un temblor es el resultado de la superposición de una gran cantidad de ondas de diferentes frecuencias y de diferente amplitud, que constituyen el acelerograma(40).

Pueden dibujarse en un diagrama los valores máximos de respuesta que se presentan ante la acción de determinado sismo y dibujarlos para distintas frecuencias y amortiguamientos. Tal diagrama se llama espectro de respuesta. Representa en un solo gráfico las influencias combinadas de las amplitudes de las aceleraciones del terreno, las componentes frecuenciales del movimiento y, en cierta medida, la duración del sismo(45). Se logra entonces una descripción de las características más importantes de la respuesta(4).

Existen varias medidas de la respuesta de un sistema sometido a la acción sísmica. Las tres cantidades de mayor interés son el desplazamiento relativo, la

44


velocidad máxima y la aceleración máxima, dado que las aceleraciones afectan la respuesta de las estructuras rígidas (de alta frecuencia), y los desplazamientos afectan la respuesta de las estructuras de muy baja frecuencia (elevado periodo) o las fundadas en materiales muy blandos, mientras que la velocidad afecta la respuesta de las estructuras intermedias(30).

Puede representarse estas tres cantidades al mismo tiempo en un gráfico logarítmico tripartito, como en la ilustración 3.10.

En la actualidad las aceleraciones espectrales son los parámetros de la perturbación sísmica que se consideran mejor relacionados con los daños a la posible falla estructural(34). El espectro de respuesta resulta un medio conveniente para evaluar la fuerza lateral máxima desarrollada en estructuras sujetas a un movimiento dado en la base(45). Esta constituye la aplicación quizás más importante de los espectros de respuesta, a tal grado que es la base de procedimientos de análisis de empleo muy generalizado(38), no sólo para el diseño lineal elástico, sino que en las normas existentes en distintos países, se ha extendido también al análisis no lineal de estructuras(4). Es un elemento hoy indispensable que los ingenieros deben introducir en sus cálculos(32).

Figura 3.10. Espectros de respuesta. Terremoto de El Centro del 18 de mayo de 1940, según Newmark y Hall (1973). Tomado de Larsson y Mattson(22).

Por otro lado, ya que la historia en el tiempo de la excitación sísmica en un sitio (sismograma) está caracterizada por el espectro de respuesta correspondiente, las diferencias entre las historias de los movimientos de sitios distintos pueden ser analizadas por la comparación de sus espectros de respuesta(45). Parte del trabajo que implicó esta monografía es precisamente hacer comparaciones entre los espectros de aceleración obtenidos para los sitios mostrados en la ilustración 3.5.

45


Otras ventajas son producto del hecho de que los espectros de respuesta pueden suavizarse, promediarse o simplemente modificarse para incluir las condiciones del terreno aunque no se conozcan los detalles del proceso de excitación(4).

Espectros de diseño

En el Anexo V pueden verse los espectros de aceleración de respuesta de diferentes puntos de la ciudad. En ellos puede notarse discontinuidades más o menos agudas, que indican solamente resonancias locales, por eso, para el diseño sísmico de estructuras, es más apropiado un espectro de diseño.

Producto del análisis de los varios espectros de respuesta se puede estimar las características esenciales de la respuesta en una región sísmica entera, a veces hasta para un tipo de terremoto en particular. El resultado es un espectro suavizado normalizado a un cierto nivel considerado aplicable al diseño.

Una manera común de suavizar el espectro de diseño es tal y como aparece en el RNC-83: en el rango de los periodos muy bajos, la aceleración de diseño crece linealmente de 0,5 a 1 veces amáx, a partir de ahí este valor permanece constante (meseta) hasta cubrir el rango de periodos de máximas en los espectros de respuesta. Finalmente la aceleración de diseño decrece a razón de T1 . También puede seguirse el método de L Zeevaert(7).

En otros casos(5)(31) la meseta se extiende hasta T=0. Los argumentos para sobreestimar las aceleraciones en periodos muy bajos, especialmente cuando se considera el análisis de estructuras muy rígidas(34), son: 1) protege contra subestimaciones apreciables del periodo fundamental de las estructuras, 2) asegura que el alargamiento de los periodos de vibración de las estructuras, provocado por fallas incipientes, no deje a las estructuras en una condición menos favorable, y 3) el sobrediseño sísmico de las estructuras muy rígidas no implica, generalmente, un costo inicial excesivo. Una aceleración de diseño constante en el rango de los periodos cortos está justificada para las estructuras en terreno firme, en los que la aceleración máxima espectral corresponde a periodos naturales en el rango de 0,05 a 0,5 s, aproximadamente(34).

Respecto de los periodos grandes, para no sobreestimar demasiado las aceleraciones, se han propuesto razones de decrecimiento mayores, como ( )21 T (5) y 32T1 (28).

Proponer un espectro de diseño escapa del alcance de este estudio. Barbat y Canet(4) explican que la definición del espectro de diseño requiere ajustar el espectro suavizado a las diferentes subzonas de la región para la cual es válido, y luego ajustarlo a la estructura que se diseña. Este ajuste se hace multiplicándolo por diferentes coeficientes.

Para ajustar a una subzona de la región se usan coeficientes, generalmente empíricos, que caracterizan dicha subzona, a partir de criterios tales como la sismicidad, peligro sísmico, importancia socioeconómica, geología, entre otros.

46


Los coeficientes para ajustar los espectros a las estructuras tienen como criterios el tipo de estructura, su rigidez y ductilidad, las características de los materiales utilizados, el tipo de cimentación, las características de amortiguamiento, la importancia de la estructura inmediatamente después del sismo, etc.

En el Anexo VI se muestran los espectros suavizados producto del análisis de los espectros de respuesta obtenidos. En nuestro caso, se han suavizado los espectros a partir de curvas obtenidas por regresión de datos.

Proceso de cálculo

El proceso de cálculo, según varias normas de cálculo sísmico, de las fuerzas sísmicas equivalentes que se utilizarán para determinar la respuesta estructural, en el caso de edificios, se desarrolla en las siguientes etapas:

1. Cálculo de los periodos propios de la estructura y de las formas modales correspondientes. En muchas normas, para los edificios de cortante se incluyen fórmulas empíricas que proporcionan, de manera simplificada, dichas características dinámicas.

2. Para cada modo de vibración que se incluye en el análisis se utiliza el espectro de respuesta proporcionado por la norma y se determinan las ordenadas espectrales correspondientes.

3. Se calculan las fuerzas sísmicas equivalentes de cada modo de vibración, multiplicando las ordenadas espectrales por la masa y por el coeficiente de participación modal.

4. Se efectúa un cálculo estático de la estructura sometida a la acción de estas fuerzas sísmicas modales equivalentes. Se obtienen, de esta manera, valores máximos, en cada modo de vibración, de los esfuerzos en la estructura. Los esfuerzos totales se calculan efectuando la superposición modal de los esfuerzos máximos modales como raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los esfuerzos modales máximos.

5. Cuando el centro de masa de una planta de un edificio no coincide con el centro de rigidez (o de torsión) de la misma, aparece en dicha planta un momento de torsión. Este es el momento de las fuerzas sísmicas equivalentes (que se aplican en el centro de masa) respecto al centro de rigidez. El mencionado momento de torsión debe de ser absorbido por los pilares que soportan la planta, en los cuales produce esfuerzos que se añaden a los calculados a partir de las fuerzas horizontales. Vale aclarar que los tres primeros pasos tienen carácter dinámico y el

cuarto es estático, razón por la cual este tipo de análisis es llamado "pseudodinámico".

47

PARTE 4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1. RESULTADOS. Se analizaron los espectros de respuesta de 58 puntos distintos de la

ciudad de Managua. Los espectros fueron obtenidos siguiendo métodos analíticos para determinar el efecto de las condiciones del suelo sobre el movimiento del terreno cuando está estratificado horizontalmente.

Para llevar a cabo este análisis se determinaron los parámetros de los sismos de diseño, luego se describieron los depósitos de suelo por sus propiedades físicas y dinámicas, y se estableció un modelo uniforme del Grupo Las Sierras como basamento.

Por último, se han propuesto espectros suavizados para las dos probabilidades de excedencia de interés en el análisis sísmico de las estructuras.

Los resultados obtenidos de la respuesta dinámica muestran que los periodos naturales de los depósitos analizados oscilan entre 0,09 y 0,45; el 90% no superan los 0,20 segundos.

La máxima aceleración espectral al nivel del basamento, por efecto de un evento sísmico moderado considerado como de base operativa, es 1,13g para un periodo de 0,36s, y por el sismo accidental, 1,54g para 0,26s. El espectro de respuesta en la base rocosa bajo la acción del sismo accidental presenta además un pico con un máximo de 0,99g en el periodo 0,62s.

Un pico similar se observa en el estudio de Faccioli, Santoyo y León (1973)(15), de ahí que se presuma es parte del contenido frecuencial del sismo del 23.XII.1972, a partir del cual se generaron los acelerogramas de diseño. Es posible que, efecto de la modificación hecha al acelerograma deconvolucionado, se hayan introducido amplificaciones en los periodos cercanos a 0,62s.

Como quiera que sea, aunque no se cree que los sismos que se producirán en el sistema de fallas de Managua puedan incluir ondas de gran energía con esos periodos, nunca se tiene certeza de las características exactas de los movimientos que ocurrirán en el futuro.

En lo que respecta a las respuestas al nivel del terreno, como resultado de la acción del sismo de base operativa, se observan aceleraciones máximas inducidas en la superficie que van, la mayoría, de 0,50g a 0,69g, en un rango de 0,38g a 0,74g.

Las aceleraciones espectrales máximas extremas son 1,2g, mínimo, y 2,98g, máximo, y la aceleración máxima espectral promedio resulta en 1,57g. Estas aceleraciones se desarrollaron para periodos de oscilación entre 0,10s y 0,27s, con dos excepciones para 0,36 y 0,37segundos.

El espectro ha sido suavizado siguiendo la curva ) para los periodos menores a 0,1 segundos; entre 0,1s y 0,4s la aceleración es constante

( 3871,1044623,0 xey +−=


igual a 1,45g; y para periodos mayores a 0,4s se sigue la curva ( )22129,0317,0 xy += .

( 23855,321698,0 xy +=

La ordenada de aceleración en la meseta ha sido fijada en este caso, así como en el del espectro para el sismo accidental, siguiendo la recomendación de Newmark(30) de dibujar los espectros suavizados con más o menos el 90% de los valores reales calculados.

Por otra parte, bajo la acción del evento más desfavorable (sismo accidental), las aceleraciones máximas en superficie van de 0,41g a 0,68g, y las aceleraciones máximas espectrales oscilan entre 1,71g y 4,01g, con un promedio de 2,24g. Las mayores aceleraciones se dan entre 0,20s y 0,26s, con un pico importante en 0,12s. En muy pocos sitios (siete en total) los valores de aceleración superan los 3g.

Ya que el sismo accidental es de mayor magnitud, se esperaría que la respuesta en la superficie bajo esta condición fuera mayor. En cambio, las aceleraciones en superficie bajo el sismo operativo son mayores en prácticamente todos los casos. Este resultado es atribuido a las características del contenido frecuencial de los acelerogramas generados, y no se considera errado. Mas el contenido frecuencial de un evento real puede ser diferente al contenido frecuencial del aplicado en este estudio, aun si cumpliera con los parámetros del sismo de diseño. Por tanto, no necesariamente un sismo de tal magnitud producirá aceleraciones en superficie menores que uno de magnitud similar a la del terremoto de 1972.

Las curvas para suavizar el espectro del sismo accidental son para las aceleraciones menores a 0,1 segundos; entre 0,1s y

0,3s la aceleración es constante igual a 2g; finalmente, para los periodos mayores a 0,3s las aceleraciones decrecen según la ecuación ( )xy 231,2156,01 +−= . Esta última curva, a diferencia de las anteriores, no fue seleccionada por ajustarse mejor al conjunto de datos en los intervalos de periodo dados, sino que deliberadamente toma valores mayores de aceleración en el rango de 0,3s a 0,56s para no menospreciar el pico en el periodo de 0,62 segundos.

)

Los valores de aceleración en el periodo 0,62s normalmente se mantienen entre 1g y 1,15g en todos los sitios, con excepción de cuatro, uno de los cuales, la Refinería ESSO (S01), con un periodo natural de 0,45s, presenta una aceleración de 1,75g; apenas menor que la aceleración espectral máxima de 1,81g.

Los otros tres sitios son parte del grupo de siete con aceleraciones espectrales máximas mayores que 3g, en los que existen grandes probabilidades de presentarse el fenómeno de resonancia entre su propio periodo natural y el periodo predominante de los terremotos. Los depósitos en cuestión son Altagracia (S56), Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua - RURD (S57) y el Teatro Nacional (S09), con periodos naturales de 0,29s, 0,27s y 0,31s, respectivamente. Mientras, los periodos predominantes de los sismos de diseño son 0.27s y 0.3s.

49


La singularidad de la respuesta en estos sitios no es sorprendente, por cuanto ya investigaciones previas(15)(21)(25)(58) arrojan resultados comparables con los aquí presentados.

4.2. CONCLUSIONES. Los periodos naturales de los depósitos sometidos al análisis indican que la

ciudad descansa sobre suelos firmes. Por su configuración son suelos de condiciones dinámicas estables.

Las formas espectrales de la respuesta presentan un desplazamiento del período de la máxima aceleración espectral hacia periodos más bajos en los suelos al oriente de la ciudad. No obstante, las diferencias encontradas son muy pequeñas como para justificar el proponer espectros suavizados distintos para las zonas oriental y occidental de la ciudad.

Los periodos de vibración para los cuales se producen las mayores aceleraciones espectrales, entre 0,10s y 0,36s, se corresponden con los periodos de oscilación de las estructuras más comunes (desde pórticos de un nivel(30) hasta edificios de 4 ó 5 niveles1), lo que significa que las construcciones que de ordinario se pueden encontrar en Managua son precisamente las que presentan mayor riesgo sísmico. La tendencia actual en la ciudad es a construir edificios de unos pocos niveles en vez de una sola planta, especialmente con la aparición de nuevos hoteles y centros comerciales. La mayor parte de estas edificaciones será también susceptible de sufrir las mayores aceleraciones durante un evento sísmico con origen en una fuente somera.

4.3. RECOMENDACIONES. 1) Con el afán de reducir el potencial de daño en los edificios sometidos a

movimientos del terreno provocados por terremotos, debe cuidarse de que sus características estructurales tengan la capacidad de soportar las fuerzas dinámicas inducidas por sismos. Por las condiciones que se encuentran en la ciudad de Managua: periodos naturales bajos y epicentros cercanos, es recomendable la construcción de edificios flexibles, que por sus periodos fundamentales largos reducen la posibilidad de resonancia que induzca grandes amplificaciones en las fuerzas sísmicas.

Sea que las construcciones resistan las fuerzas sísmicas oponiéndose a ellas (estructuras rígidas) o absorbiéndolas al flexionarse sin fallar (estructuras flexibles), debe considerarse cuidadosamente las ventajas de ambas formas, deben tomarse precauciones especiales respecto al cálculo estructural, respecto

50

1 El periodo fundamental de oscilación de la estructura puede estimarse utilizando las fórmulas que aparecen en el Reglamento Nacional de la Construcción(26), Título II, Capítulo I, Arto. 23. Un cálculo menos preciso, pero útil de todos modos, se obtiene con la relación: T = N/10(46), donde N es el número de pisos de la construcción.


de las fuerzas sísmicas para las cuales se proyecta el edificio, en fin, el proceso de diseño debe ser muy cuidadoso.

Además, la calidad en el proceso constructivo, tanto de los materiales de construcción como de la supervisión de las obras, debe cumplir con normas exigentes que garanticen la seguridad de las estructuras ante los eventos sísmicos.

2) Los resultados de este trabajo resaltan las peculiaridades del comportamiento dinámico de algunos puntos de la ciudad. Un estudio detallado de las características de los suelos en estos sitios; su profundidad y composición, propiedades mecánicas y dinámicas permitirá determinar con precisión las amplificaciones que se darían durante un sismo en aquellas zonas donde los perfiles de suelo presentan periodos naturales relativamente largos; también se debe establecer el potencial de efectos geológicos como deslizamientos o, en sitios como los muy próximos al lago Xolotlán, el potencial de licuefacción.

3) Los materiales que conforman los depósitos más comunes a lo largo y ancho de la ciudad también están caracterizados de manera incompleta desde el punto de vista de sus propiedades dinámicas, por lo que algunas de esas características se calculan con métodos indirectos, como la Prueba de Penetración Estándar. Aún cuando no parece que tales propiedades difieran dramáticamente de las supuestas en este trabajo, un mejor conocimiento de propiedades como la velocidad de propagación de la onda de cortante, o la investigación del módulo de cortante y el amortiguamiento de los materiales, es deseable.

Igualmente necesario es investigar la composición, potencia y las propiedades mecánicas y dinámicas de la formación Las Sierras, sobre la que se asientan los suelos en el área de la ciudad, aplicando métodos geofísicos y geotécnicos, para determinar con toda seguridad el basamento subyaciendo los depósitos de suelo.

Es muy importante realizar estudios completos de las zonas en donde no existen registros geotécnicos y geofísicos, que no están apropiadamente cubiertas en este trabajo, especialmente aquellas destinadas a la expansión urbana, de manera que sea posible evaluar el peligro sísmico en tales zonas.

4) Las especificaciones de diseño de las estructuras deben considerar la interacción suelo - estructura, que puede ser particularmente compleja cuando los edificios están más bien "incrustados" en el suelo (Newmark & Hall, 1975(52))

5) Las demás ciudades de la franja del Pacífico nicaragüense, bajo amenaza sísmica, precisan de investigaciones orientadas a establecer el peligro sísmico al que están expuestas, dado que están a menor distancia de la zona Wadatti - Benioff y son igualmente susceptibles de ser afectadas por terremotos de origen en el Graben Nicaragüense.

6) Finalmente, con el objetivo de mejorar el Reglamento Nacional de Construcción, estudios extensivos deberán llevarse a cabo para poder establecer coeficientes de diseño sísmico que incluyan todas las consideraciones mencionadas en "Espectros de diseño" en la sección 3.2.3).

51

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55



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56

Anexos

Anexo I Escala de intensidades Mercalli

Modificada



DEFINICIONES ABREVIADAS DE LOS EFECTOS OBSERVABLES PARA LA ESCALA DE INTENSIDADES DE MERCALLI (MODIFICADA).

I. El terremoto no se nota, es registrado únicamente por los instrumentos. II. Lo sienten las personas en reposo, en los pisos superiores o favorablemente

situadas. III. Sacudida ligera, puede que no se le reconozca como un sismo. Se siente

adentro de la casa. Vibración similar al paso de camiones ligeros. Se puede estimar la duración.

IV. Sentida por muchas personas en el interior de las casas y por pocas en el exterior. Los objetos colgantes se mecen. Vibración similar al paso de camiones pesados. Los carros estacionados se mecen. Las ventanillas, la vajilla y las puertas vibran. Los edificios y pórticos de madera se fisuran en sus plantas superiores.

V. Se siente en el exterior de los edificios. Se puede estimar la dirección. Las personas que duermen se despiertan. Los líquidos se agitan, y algunos se derraman. Los objetos pequeños e inestables se desplazan o se vuelcan. Las puertas se cierran o se abren. Son afectados los relojes de péndulo.

VI. Lo sienten todas las personas, muchos huyen del interior. Se camina con paso inseguro. Se rompen las ventanas y los objetos de vidrio. Los libros y otros objetos se caen de los anaqueles y los cuadros de las paredes. Los muebles se mueven o se vuelcan. Se caen los revoques. Las campanas pequeñas suenan. Los árboles y arbustos se agitan (visiblemente, o se escucha su murmullo). Las estructuras débiles de mampostería se agrietan.

VII. Es difícil estar de pie. Lo notan los conductores. Se agrietan las estructuras ordinarias de mampostería. Se rompen los muebles. Se cae el mortero; los ladrillos, piedras, azulejos y cornisas se sueltan (también los parapetos no arriostrados y los ornamentos arquitectónicos). Oleaje en los estanques; el agua se enturbia con fango. Las campanas grandes repican. Deslizamientos en bancos de arena y grava.

VIII. Colapso parcial de estructuras corrientes. Algunos daños en aquellas bien ejecutadas de mampostería pero diseñadas sin tomar en cuenta las fuerzas laterales. Caída de chimeneas, monumentos, torres y tanques elevados. Las estructuras de marcos se mueven en sus cimientos si no están apernadas. Se precipitan tableros de muros que estén sueltos. Se quiebran las ramas de los árboles. Cambio en el flujo o temperatura de los manantiales y pozos. Grietas en el terreno húmedo y en las pendientes muy empinadas.

IX. Pánico general. Daños importantes o incluso el colapso de estructuras ordinarias de mampostería. Las estructuras con diseño antisísmico son seriamente dañadas. Daños generales en los cimientos. Los marcos se rompen. Severos daños en los embalses. Se rompen las tuberías

59



subterráneas. Grietas conspicuas en el terreno. En zonas aluviales la arena es expulsada.

X. La mayor parte de las estructuras de mampostería y pórticos se destruyen junto con sus cimientos. Algunas estructuras y puentes de madera bien construidos se destruyen. Daños severos a las presas, diques y terraplenes. Grandes deslizamientos de tierra. El agua se lanza contra las márgenes de los canales, ríos, lagos, etc. La arena y el fango se desplazan horizontalmente en las playas y terrenos bajos. Los rieles se doblan ligeramente. Grietas en el suelo.

XI. Los rieles se doblan mucho. Tuberías subterráneas fuera de servicio XII. La destrucción es casi total. Se desplazan grandes masas de rocas. Las

líneas de vista y de nivel distorsionadas. Los objetos son arrojados al aire.

60

Anexo II Acelerogramas de diseño

R. M. ParralesM. J. Picado

Acelerogramas de diseño

Acelerograma de diseño para el sismo básico operativo

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

Acelerograma de diseño para el sismo accidental

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

62

Anexo III Curvas de módulo de cortante y

amortiguamiento

R. M. ParralesM. J. Picado Análisis de espectros de respuesta en el área de la ciudad de Managua

64

Curva de reducción del módulopara arcilla (febrero 1988)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

Deformación

G/G

máx

IP=10-20

IP=20-40

IP=40-80


65

Amortiguamiento para arcillafebrero 1971

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

Deformación

Amor

tigua

mie

nto

IP=10-20

IP=20-40

IP=40-80


66

Curvas de reducción del módulopara Arena (11/3 1988)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.0001 0.001 0.01 0.1 1

Deformación

G/G

máx

Arena 1

Arena 2

Arena 3

Arena 4


67

Amortiguamiento para arenafebrero 1971

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10

Deformación

Amor

tigua

mie

nto


68

Curva de reducción del móduloSemiespacio rocoso (Schanbel et. al. 1972)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.0001 0.001 0.01 0.1 1

Deformación

G/G

máx


69

Curva de amortiguamientoSemiespacio (Schnabel et. al. 1972)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

0.0001 0.001 0.01 0.1 1

Deformación

Amor

tigua

mie

nto

Anexo IV Ejemplo de archivo de entrada del

SHAKE91



opción 1 - Propiedades dinámicas de los suelos 1 8 10 #1 C4 Arcilla con IP=40-80 0.0001 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 3.16 10.0 1.0 0.995 0.982 0.934 0.819 0.610 0.410 0.202 0.118 0.035 10 #1 Amortiguam. Arcilla 9/4/91 (Curvas de Dobry & Vucetic) 0.0001 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 3.16 10.0 1.55 1.55 1.8 2.7 4.0 5.55 8.90 12.6 16.65 19.0 10 #2 C3 Arcilla con IP=20-40 Curvas red. módulo. feb, 1988 0.0001 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 3.16 10.0 1.000 0.999 0.980 0.920 0.780 0.532 0.293 0.137 0.075 0.025 10 #2 Amortiguam. Arcilla 9/4/91 (Curvas de Dobry & Vucetic) 0.0001 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 3.16 10.0 1.55 1.55 2.2 3.7 6.0 8.7 12.5 17.0 21.0 22.75 10 #3 C2 Arcilla con IP=10-20 Curvas red. módulo. feb, 1988 0.0001 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 3.16 10.0 1.000 0.997 0.974 0.881 0.674 0.425 0.220 0.076 0.030 0.010 10 #3 Amortiguam. Arcilla 9/4/91 (Curvas de Dobry & Vucetic) 0.0001 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 3.16 10.0 1.55 1.55 2.55 4.55 7.9 11.55 16.15 19.95 23.05 25.0 9 #4 S4 ( ) Curvas reducc. módulo 11/3 1988 0.0001 0.000316 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 1.000 0.999 0.982 0.934 0.816 0.596 0.386 0.285 0.228 9 Amortiguamiento de la arena, febrero 1971 0.0001 0.001 0.003 0.01 0.03 0.1 0.3 1.0 10.0 1.0 1.6 3.12 5.8 9.5 15.4 20.9 25.0 25.5 9 #5 S3 (Arena CP>3.0 KSC) Curvas red. módulo 11/3 1988 0.0001 0.000316 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 1.000 0.991 0.969 0.908 0.782 0.602 0.393 0.266 0.183 9 Amortiguamiento de la arena, febrero 1971 0.0001 0.001 0.003 0.01 0.03 0.1 0.3 1.0 10.0 1.0 1.6 3.12 5.8 9.5 15.4 20.9 25.0 25.5 9 #6 S2 (Arena CP=1-3 KSC) Curvas reducc. módulo 11/3 1988 0.0001 0.000316 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 1.000 0.985 0.952 0.873 0.724 0.532 0.332 0.200 0.114 9 Amortiguamiento de la arena, febrero 1971 0.0001 0.001 0.003 0.01 0.03 0.1 0.3 1.0 10.0 1.0 1.6 3.12 5.8 9.5 15.4 20.9 25.0 25.5 9 #7 S1 (Arena CP<1.0 KSC) Curvas reducc. módulo 11/3 1988 0.0001 0.000316 0.001 0.00316 0.01 0.0316 0.1 0.316 1.0 1.000 0.978 0.934 0.838 0.672 0.463 0.253 0.140 0.057

70



9 Amortiguamiento de la arena, febrero 1971 0.0001 0.001 0.003 0.01 0.03 0.1 0.3 1.0 10.0 1.0 1.6 3.12 5.8 9.5 15.4 20.9 25.0 25.5 8 #8 Módulo. Semiespacio rocoso (Schnabel et al, 1972) 0.0001 0.0003 0.001 0.003 0.01 0.03 0.1 1.0 1. 1. 0.9875 0.9525 0.9000 0.81 0.7250 0.55 5 #8 Amortiguamiento para la roca (Schnabel et al, 1972) 0.0001 0.001 0.01 0.1 1.0 0.4 0.8 1.5 3.0 4.6 4 2 3 5 8 opción 2 - Perfil de entrada 2 11 8 EDIF. SILVIO MAYORGA 1 2 6.00 .10 .071 758.0 2 3 10.00 .10 .092 1284.0 3 5 18.00 .10 .083 1118.0 4 5 8.00 .10 .094 1312.0 5 8 2.00 .05 .092 1028.0 6 8 8.00 .05 .100 1572.0 7 8 10.00 .05 .112 2066.0 8 8 .05 .112 2296.0 opción 3 - Sismo de entrada 3 800 1024 0.02 SBásOp.acg (8f9.6) .292 25. 3 8 opción 4 - Estrato donde se da el sismo 4 8 0 opción 5 - Número de iteraciones 5 0 8 0.52 opción 6 - Cálculo de aceleraciones 6 1 8 8 0 1 0 0 0 0 opción 9 - Espectro de respuesta 9 1 0 1 0 981.0 0.05 opción 10 - Espectro de amplificaciones 10 8 0 1 0 0.125 la ejecución terminará cuando el programa encuentre 0 0

71

Anexo V Perfiles de suelo y espectros de

respuesta


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 1 ESSO: 1342.2ºN, 574.2ºENúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 88.9 ft.

No. Tipo Espesor N Prof. Pres. Tot. Módulo Amortig. Peso u. Vel. Cort.(ft) (ft) (ksf) (ksf) (kcf) (fps)

1 3 4.00 5 2.00 0.13 390 0.100 0.066 436.42 4 15.70 23 11.85 0.39 922 0.100 0.078 616.83 4 49.20 45 44.30 1.04 2201 0.100 0.084 918.64 8 2.00 ~ 69.90 1.60 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 74.90 1.78 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 83.90 2.18 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0

Periodo = 0.34 veloc. de corte promedio = 1034

Máx. valor de respuesta de la aceleración = 2.227para la frecuencia = 2.70 c/seg.

para el periodo = 0.37 seg.

Espectro de aceleracionesSismo operativo. M=6.2

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

74




Espectro de aceleracionesSismo accidental. M=6.75

ESSO: 1342.2ºN, 574.2ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

75


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 2 Linda VistaNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 53 ft.


1 3 7.50 15 3.75 0.27 1214 0.100 0.071 742.02 4 8.00 29 11.50 0.59 2037 0.100 0.076 929.03 6 17.50 45 24.25 0.80 2929 0.100 0.081 1079.04 8 2.00 ~ 34.00 1.00 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 39.00 1.18 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 48.00 1.57 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

76





Linda Vista

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

77


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 3 Proy. Aguas ServidasNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 50 ft.


1 3 8.00 9 4.00 0.28 832 0.100 0.069 623.12 3 3.00 30 9.50 0.57 2083 0.100 0.076 939.43 5 19.00 50 20.50 0.79 3222 0.100 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 31.00 1.01 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 36.00 1.19 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 45.00 1.59 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

78





Proy. Aguas Servidas

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

79


Perfil de suelo



1 4 2.00 23 1.00 0.07 1692 0.100 0.074 858.02 6 15.00 48 9.50 0.30 3098 0.100 0.082 1103.03 6 11.00 65 22.50 0.59 4134 0.100 0.089 1223.04 8 2.00 ~ 29.00 0.76 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 34.00 0.94 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 43.00 1.34 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

80






0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

81


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 5 MontoyaNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 45 ft.


1 3 7.00 13 3.50 0.25 1084 0.100 0.070 706.02 4 5.00 50 9.50 0.54 3222 0.100 0.083 1118.03 6 10.00 33 17.00 0.67 2250 0.100 0.077 970.04 6 3.00 60 23.50 0.78 3826 0.100 0.087 1190.05 8 2.00 ~ 26.00 0.84 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 31.00 1.02 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 40.00 1.42 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

82





Montoya

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

83


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 6 Julio MartínezNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 64.2 ft.


1 3 9.20 6 4.60 0.31 614 0.100 0.067 543.02 3 10.50 21 14.45 0.67 1569 0.100 0.073 832.03 3 24.50 50 31.95 0.98 3222 0.100 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 45.20 1.26 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 50.20 1.44 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 59.20 1.84 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

84





Julio Martínez

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

85


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 7 Escombros: 1343.01ºN, 578.57ºENúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 43 ft.


1 4 11.00 14 5.50 0.39 1156 0.100 0.071 724.02 4 5.50 47 13.75 0.83 3053 0.100 0.082 1095.03 5 6.50 72 19.75 0.98 4530 0.100 0.091 1266.04 8 2.00 ~ 24.00 1.10 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 29.00 1.28 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 38.00 1.68 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

86





Escombros: 1343.01ºN, 578.57ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

87


Perfil de suelo



1 3 15.00 13 7.50 0.52 1084 0.100 0.070 706.02 3 12.00 50 21.00 1.17 3205 0.100 0.083 1115.03 7 3.00 23 28.50 1.31 1700 0.100 0.074 860.04 8 2.00 ~ 31.00 1.36 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 36.00 1.54 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 45.00 1.94 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

88






0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

89


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 9 Teatro Rubén DaríoNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 71 ft.


1 5 8.00 6 4.00 0.27 613 0.100 0.067 542.82 5 26.00 20 21.00 0.66 1497 0.100 0.072 818.33 5 17.00 46 42.50 0.95 3010 0.100 0.082 1087.14 8 2.00 ~ 52.00 1.15 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 57.00 1.33 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 66.00 1.73 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

90





Teatro Rubén Darío

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

91


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 10 Instituto LoyolaNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 5 7.00 7 3.50 0.24 691 0.100 0.068 572.02 5 11.00 31 12.50 0.55 2130 0.100 0.076 950.03 5 2.00 60 19.00 0.65 3820 0.100 0.087 1189.04 8 2.00 ~ 21.00 0.70 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.88 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.28 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

92





Instituto Loyola

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

93


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 11 Edif. Silvio MayorgaNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 62 ft.


1 2 6.00 16 3.00 0.21 1267 0.100 0.071 758.02 3 10.00 75 11.00 0.57 4710 0.100 0.092 1284.03 5 18.00 50 25.00 0.91 3222 0.100 0.083 1118.04 5 8.00 80 38.00 1.22 5025 0.100 0.094 1312.05 8 2.00 ~ 43.00 1.38 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 48.00 1.56 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 57.00 1.95 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

94





Edif. Silvio Mayorga

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

95


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 12 C.C. Ciudad JardínNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 45 ft.


1 5 9.00 7 4.50 0.31 691 0.100 0.068 572.02 5 4.00 22 11.00 0.63 1619 0.100 0.073 845.03 5 6.00 48 16.00 0.71 3093 0.100 0.082 1102.04 5 6.00 60 22.00 0.85 3826 0.100 0.087 1190.05 8 2.00 ~ 26.00 0.95 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 31.00 1.13 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 40.00 1.53 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

96





C. C. Ciudad Jardín

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

97


Perfil de suelo



1 2 6.00 21 3.00 0.22 1569 0.100 0.073 832.02 5 3.00 37 7.50 0.46 2498 0.100 0.079 1009.03 6 11.00 50 14.50 0.60 3222 0.100 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 21.00 0.74 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.92 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.32 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

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0.0

0.5

1.0

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2.0

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3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

99


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 14 km 6,5 Carret. NorteNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 44 ft.


1 3 10.00 9 5.00 0.34 832 0.100 0.069 623.02 2 4.50 37 12.25 0.73 2498 0.100 0.079 1009.03 5 9.50 44 19.25 0.85 2883 0.100 0.081 1070.54 8 2.00 ~ 25.00 0.97 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 30.00 1.15 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 39.00 1.55 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

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1.5

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

100





km 6,5 Carret. Norte

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

101


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 15 Bello HorizonteNúmero de capas = 6 Prof. al basam. = 40 ft.


1 2 6.00 17 3.00 0.21 1321 0.100 0.071 774.02 6 14.00 46 13.00 0.56 3009 0.100 0.082 1087.03 8 2.00 ~ 21.00 0.73 3019 0.020 0.092 1028.04 8 8.00 ~ 26.00 0.91 7674 0.020 0.100 1572.05 8 10.00 ~ 35.00 1.31 14846 0.050 0.112 2066.06 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

102





Bello Horizonte

0.0

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1.5

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2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

103


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 16 TexnicsaNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 5 7.50 23 3.75 0.28 1692 0.100 0.074 858.02 5 4.50 60 9.75 0.61 3826 0.100 0.087 1190.03 5 8.00 75 16.00 0.78 4710 0.100 0.092 1284.04 8 2.00 ~ 21.00 0.93 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 1.11 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.51 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

104





Texnicsa

0.0

0.5

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1.5

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2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

105


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 17 Sn. Isidro: 1335.0ºN, 581.0ºENúmero de capas = 11 Prof. al basam. = 62 ft.


1 3 9.00 17 4.50 0.32 1322 0.100 0.071 774.22 5 4.50 57 11.25 0.69 3651 0.100 0.086 1169.23 6 7.50 35 17.25 0.80 2344 0.100 0.077 990.04 5 7.50 66 24.75 0.95 4168 0.100 0.089 1228.05 4 4.50 31 30.75 1.08 2130 0.100 0.076 950.06 5 3.00 59 34.50 1.15 3738 0.100 0.086 1183.07 5 6.00 78 39.00 1.28 4911 0.100 0.093 1304.08 8 2.00 ~ 43.00 1.40 3019 0.020 0.092 1028.09 8 8.00 ~ 48.00 1.58 7674 0.020 0.100 1572.0

10 8 10.00 ~ 57.00 1.98 14846 0.050 0.112 2066.011 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

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1.0

1.5

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2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

106





Sn. Isidro: 1335.0ºN, 581.0ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

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3.0

3.5

4.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

107


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 18 TANIC Carret. NorteNúmero de capas = 7 Pro.f al basam. = 35 ft.


1 3 3.00 30 1.50 0.11 2081 0.100 0.076 939.02 2 4.50 29 5.25 0.26 2037 0.100 0.076 929.03 5 7.50 50 11.25 0.37 3222 0.100 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 16.00 0.47 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 21.00 0.65 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 30.00 1.05 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

108





TANIC Carret. Norte

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

109


Perfil de suelo



1 5 3.00 19 1.50 0.11 1445 0.100 0.072 804.02 4 3.00 6 4.50 0.22 614 0.100 0.067 543.03 5 4.50 19 8.25 0.25 1445 0.100 0.072 804.04 6 9.50 50 15.25 0.37 3222 0.100 0.083 1118.05 8 2.00 ~ 21.00 0.50 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 26.00 0.68 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 35.00 1.08 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

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2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

110




Espectro de aceleracionessismo accidental. M=6.75


0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

111


Perfil de suelo



1 4 1.50 13 0.75 0.05 1084 0.100 0.070 706.02 4 9.00 10 6.00 0.13 894 0.100 0.069 646.03 6 4.50 50 12.75 0.21 3222 0.100 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 16.00 0.29 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 21.00 0.47 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 30.00 0.87 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

112






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0.5

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

113


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 21 Hotel Las MercedesNúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 4.50 10 2.25 0.16 894 0.100 0.069 646.02 5 4.50 13 6.75 0.33 1084 0.100 0.070 706.03 6 7.50 50 12.75 0.42 3222 0.100 0.083 1118.04 3 1.50 12 17.25 0.50 1011 0.100 0.069 687.05 6 2.00 60 19.00 0.53 3826 0.100 0.087 1190.06 8 2.00 ~ 21.00 0.59 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 26.00 0.77 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 35.00 1.17 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

114





Hotel Las Mercedes

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

115


Perfil de suelo



1 4 3.00 6 1.50 0.10 614 0.100 0.067 543.02 6 12.00 50 9.00 0.32 3222 0.100 0.083 1118.03 5 6.00 43 18.00 0.50 2837 0.100 0.081 1062.04 8 2.00 ~ 22.00 0.59 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 27.00 0.77 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 36.00 1.17 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0




Espectro de aceleracionesSismo opertativo. M=6.2

0.0

0.5

1.0

1.5

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

116






0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

117


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 23 Costado N. Mcdo. MayoreoNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 6 1.50 30 0.75 0.06 3222 0.100 0.083 1118.02 5 6.50 22 4.75 0.16 1619 0.100 0.073 845.03 6 12.00 60 14.00 0.34 3826 0.100 0.087 1190.04 8 2.00 ~ 21.00 0.52 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.70 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.10 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

118





Costado Norte Mcdo. Mayoreo

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

119


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 24 Proy. Hab. Mcdo. MayoreoNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 3.00 31 1.50 0.11 2130 0.100 0.076 950.02 5 4.50 23 5.25 0.25 1692 0.100 0.074 858.03 6 4.50 36 9.75 0.32 2422 0.100 0.078 1000.04 6 8.00 60 16.00 0.45 3826 0.100 0.087 1190.05 8 2.00 ~ 21.00 0.58 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 26.00 0.76 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 35.00 1.16 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

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Proy. Hab. Mcdo. Mayoreo

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

121


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 25 Las Jagüitas: 1337.80ºN, 585.10ºENúmero de capas = 7 Prof al basam. = 33 ft.

No. Tipo Espesor N Prof. Pres. Tot. Módulo Amortig. Peso u. Vel. cort.(ft) (ft) (ksf) (ksf) (kcf) (fps)

1 5 5.00 17 2.50 0.18 1322 0.100 0.071 774.22 5 3.50 10 6.75 0.37 894 0.100 0.069 646.03 4 4.50 30 10.75 0.41 2084 0.100 0.076 939.64 8 2.00 ~ 14.00 0.47 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 19.00 0.65 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 28.00 1.05 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

122





Las Jagüitas: 1337.80ºN, 585.10ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

123


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 26 NestléNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 45 ft.


1 3 3.00 4 1.50 0.10 466 0.100 0.067 473.02 5 10.50 10 8.25 0.24 894 0.100 0.069 646.03 6 11.50 30 19.25 0.35 2081 0.100 0.076 939.04 8 2.00 ~ 26.00 0.46 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 31.00 0.64 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 40.00 1.03 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

124





Nestlé

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

125


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 27 Cruz Roja (Belmonte)Número de capas = 7 Prof. al basam. = 50 ft.


1 3 11.00 14 5.50 0.39 1156 0.100 0.071 724.02 5 9.00 45 15.50 0.86 2929 0.100 0.081 1079.03 6 10.00 60 25.00 1.07 3826 0.100 0.087 1190.04 8 2.00 ~ 31.00 1.22 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 36.00 1.40 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 45.00 1.80 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

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0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

126





Cruz Roja (Belmonte)

0.0

0.5

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1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

127


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 28 Bo. San JudasNúmero de capas = 6 Prof. al basam. = 50 ft.


1 3 13.00 21 6.50 0.47 1569 0.100 0.073 832.02 4 17.00 49 21.50 1.12 3138 0.100 0.082 1110.03 8 2.00 ~ 31.00 1.31 3019 0.020 0.092 1028.04 8 8.00 ~ 36.00 1.49 7674 0.020 0.100 1572.05 8 10.00 ~ 45.00 1.89 14846 0.050 0.112 2066.06 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

128





Bo. San Judas

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

129


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 29 1341.84ºN, 576.04ºENúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 45 ft.

No. Tipo Espesor N Prof. Pres.Tot. Módulo Amortig. Peso u. Vel. Cort.(ft) (ft) (ksf) (ksf) (kcf) (fps)

1 3 5.00 28 2.50 0.19 1959 0.100 0.075 917.02 5 15.00 48 12.50 0.52 3093 0.100 0.082 1102.03 5 5.00 55 22.50 0.73 3521 0.100 0.085 1155.04 8 2.00 ~ 26.00 0.81 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 31.00 0.99 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 40.00 1.39 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

130





1341.84ºN, 576.04ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

131


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 30 Sabana Grande: 1340.0ºN, 587.3ºENúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 36.5 ft.


1 5 3.00 24 1.50 0.11 1743 0.100 0.074 870.82 4 10.50 27 8.25 0.28 1897 0.100 0.074 908.63 5 3.00 25 15.00 0.36 1792 0.100 0.074 883.04 8 2.00 ~ 17.50 0.41 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 22.50 0.59 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 31.50 0.99 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

132





Sabana Grande: 1340.0ºN, 587.3ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

133


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 31 DiplotiendasNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 46 ft.


1 5 18.00 13 9.00 0.63 1084 0.100 0.070 706.02 5 4.00 38 20.00 1.29 2543 0.100 0.079 1018.03 5 4.00 58 24.00 1.37 3694 0.100 0.086 1176.04 8 2.00 ~ 27.00 1.45 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 32.00 1.63 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 41.00 2.03 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

134





Diplotiendas

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

135


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 32 Colonial Los RoblesNúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 45 ft.


1 5 3.00 30 1.50 0.11 2081 0.100 0.076 939.02 5 3.00 10 4.50 0.24 894 0.100 0.069 646.03 5 5.50 23 8.75 0.28 1692 0.100 0.074 858.04 3 8.50 60 15.75 0.42 3826 0.100 0.087 1190.05 4 5.00 56 22.50 0.58 3564 0.100 0.085 1162.06 8 2.00 ~ 26.00 0.66 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 31.00 0.84 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 40.00 1.24 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

136





Colonial Los Robles

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

137


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 33 Frente al Sandy'sNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 44 ft.


1 5 10.00 18 5.00 0.36 1392 0.100 0.072 789.02 4 4.00 40 12.00 0.75 2633 0.100 0.079 1036.03 5 10.00 65 19.00 0.92 4134 0.100 0.089 1223.04 8 2.00 ~ 25.00 1.08 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 30.00 1.26 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 39.00 1.66 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

138





Frente al Sandy´s

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

139


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 34 Laboratorios UCANúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 51 ft.


1 2 8.00 9 4.00 0.28 832 0.100 0.069 623.02 5 2.00 25 9.00 0.56 1792 0.100 0.074 883.03 5 11.00 38 15.50 0.67 2543 0.100 0.079 1018.04 5 7.00 27 24.50 0.80 1912 0.100 0.075 906.05 5 3.00 58 29.50 0.88 3694 0.100 0.086 1176.06 8 2.00 ~ 32.00 0.95 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 37.00 1.13 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 46.00 1.52 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

140





Laboratorios uca

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

141


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 35 Puente INE CentralNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 5 6.00 11 3.00 0.21 953 0.100 0.069 667.02 3 6.00 20 9.00 0.44 1496 0.100 0.072 818.03 5 8.00 60 16.00 0.57 3826 0.100 0.087 1190.04 8 2.00 ~ 21.00 0.70 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.88 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.28 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

142





Puente ine Central

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

143


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 36 P. SuzukyNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 7.50 9 3.75 0.26 832 0.100 0.069 623.02 5 3.50 35 9.25 0.54 2344 0.100 0.077 990.03 5 9.00 70 15.50 0.69 4395 0.100 0.090 1254.04 8 2.00 ~ 21.00 0.85 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 1.03 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.43 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

144





P. Suzuki

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

145


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 37 UCA - RURMANúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 45 ft.


1 5 7.50 30 3.75 0.28 2081 0.100 0.076 939.02 4 4.00 42 9.50 0.61 2760 0.100 0.080 1054.03 5 4.50 58 13.75 0.69 3694 0.100 0.086 1176.04 5 4.50 39 18.25 0.78 2588 0.100 0.079 1027.05 5 4.50 50 22.75 0.87 3222 0.100 0.083 1118.06 8 2.00 ~ 26.00 0.94 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 31.00 1.12 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 40.00 1.52 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

146





UCA - RURMA

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

147


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 38 C.C. San FranciscoNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 45 ft.


1 3 6.00 12 3.00 0.21 1011 0.100 0.069 687.02 5 3.00 7 7.50 0.42 691 0.100 0.068 572.03 5 11.00 28 14.50 0.50 1963 0.100 0.075 918.04 5 5.00 60 22.50 0.63 3826 0.100 0.087 1190.05 8 2.00 ~ 26.00 0.72 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 31.00 0.90 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 40.00 1.30 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

148





C. C. San Francisco

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

149


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 39 Plaza EspañaNúmero de capas = 6 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 9.00 28 4.50 0.34 1959 0.100 0.075 917.02 5 11.00 60 14.50 0.81 3826 0.100 0.087 1190.03 8 2.00 ~ 21.00 0.98 3019 0.020 0.092 1028.04 8 8.00 ~ 26.00 1.16 7674 0.020 0.100 1572.05 8 10.00 ~ 35.00 1.55 14846 0.050 0.112 2066.06 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

150





Plaza España

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

151


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 40 UPOLINúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 45 ft.


1 3 6.00 7 3.00 0.20 691 0.100 0.068 572.02 4 6.00 18 9.00 0.44 1392 0.100 0.072 789.03 5 13.00 43 18.50 0.59 2837 0.100 0.081 1062.04 8 2.00 ~ 26.00 0.74 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 31.00 0.92 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 40.00 1.32 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

152





UPOLI

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

153


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 41 SINAFORPNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 4.00 21 2.00 0.15 1569 0.100 0.073 832.02 4 14.00 25 11.00 0.37 1792 0.100 0.074 883.03 6 2.00 50 19.00 0.48 3222 0.100 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 21.00 0.53 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.71 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.10 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

154





SINAFORP

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

155


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 42 Centro Don BoscoNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 4 6.00 7 3.00 0.20 691 0.100 0.068 572.02 6 7.00 24 9.50 0.45 1743 0.100 0.074 871.03 5 7.00 50 16.50 0.56 3222 0.100 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 21.00 0.66 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.84 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.24 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

156





Centro don Bosco

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

157


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 43 Mcdo. Roberto HuembesNúmero de capas = 6 Prof. al basam. = 40 ft.


1 5 10.00 24 5.00 0.37 1743 0.100 0.074 871.02 6 10.00 46 15.00 0.84 3009 0.100 0.082 1087.03 8 2.00 ~ 21.00 0.97 3019 0.020 0.092 1028.04 8 8.00 ~ 26.00 1.15 7674 0.020 0.100 1572.05 8 10.00 ~ 35.00 1.54 14846 0.050 0.112 2066.06 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

158




Espectro de aceleracionesSismo accidental. M=6.75Mcdo. Roberto Huembes

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

159


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 44 Reparto Villa FlorNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 3.00 21 1.50 0.11 1569 0.100 0.073 832.02 2 3.50 5 4.75 0.23 541 0.100 0.067 510.03 5 13.50 25 13.25 0.31 1792 0.100 0.074 883.04 8 2.00 ~ 21.00 0.42 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.60 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.00 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

160





Reparto Villa Flor

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

161


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 45 Tanques de INAANúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 50 ft.


1 2 6.50 8 3.25 0.22 758 0.100 0.068 599.02 5 10.50 27 11.75 0.51 1912 0.100 0.075 906.03 6 13.00 42 23.50 0.69 2760 0.100 0.080 1054.04 8 2.00 ~ 31.00 0.83 3019 0.020 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 36.00 1.01 7674 0.020 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 45.00 1.41 14846 0.050 0.112 2066.07 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

162





Tanques de INAA

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

163


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 46 FAS-DAA. 1334.10ºN, 589.00ºENúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 30.5 ft.


1 5 1.50 13 0.75 0.05 1085 0.100 0.070 706.52 6 3.00 28 3.00 0.12 1962 0.100 0.075 917.83 5 4.50 20 6.75 0.16 1497 0.100 0.072 818.34 4 1.50 36 9.75 0.20 2422 0.100 0.078 999.95 8 2.00 ~ 11.50 0.24 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 16.50 0.42 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 25.50 0.82 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

164





FAS-DAA. 1334.10ºN, 589.00ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

165


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 47 Talleres MICONSNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 45 ft.


1 4 6.00 12 3.00 0.21 1011 0.100 0.069 687.02 5 4.00 29 8.00 0.44 2033 0.100 0.076 928.03 5 8.00 55 14.00 0.56 3521 0.100 0.085 1155.04 5 7.00 60 21.50 0.74 3826 0.100 0.087 1190.05 8 2.00 ~ 26.00 0.85 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 31.00 1.03 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 40.00 1.43 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

166





Talleres MICONS

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

167


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 48 Centro de DiscapacitadosNúmero de capas = 6 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 12.00 17 6.00 0.43 1321 0.100 0.071 774.02 5 8.00 52 16.00 0.94 3349 0.100 0.084 1133.03 8 2.00 ~ 21.00 1.05 3019 0.020 0.092 1028.04 8 8.00 ~ 26.00 1.23 7674 0.020 0.100 1572.05 8 10.00 ~ 35.00 1.63 14846 0.050 0.112 2066.06 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

168




Espectro de aceleracionesSismo accidental. M=6.75Centro de Discapacitados

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

169


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 49 Altos de Sto. DomingoNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 50 ft.


1 5 5.00 14 2.50 0.18 1156 0.100 0.071 724.02 6 7.00 44 8.50 0.42 2880 0.100 0.081 1070.03 7 10.00 27 17.00 0.55 1912 0.100 0.075 906.04 6 8.00 46 26.00 0.69 3009 0.100 0.082 1087.05 8 2.00 ~ 31.00 0.80 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 36.00 0.98 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 45.00 1.38 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

170




Espectro de aceleracionesSismo accidental. M=6.75Altos de Santo Domingo

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

171


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 50 Las ColinasNúmero de capas = 7 Prof. al basam. = 40 ft.


1 3 4.00 6 2.00 0.13 614 0.10 0.067 543.02 5 6.00 22 7.00 0.30 1619 0.10 0.073 845.03 6 10.00 50 15.00 0.43 3222 0.10 0.083 1118.04 8 2.00 ~ 21.00 0.57 3019 0.02 0.092 1028.05 8 8.00 ~ 26.00 0.75 7674 0.02 0.100 1572.06 8 10.00 ~ 35.00 1.15 14846 0.05 0.112 2066.07 BASE 18336 0.05 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

172





Las Colinas

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

173


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 51 Col. Pureza de MaríaNúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 50 ft.


1 4 3.00 5 1.50 0.10 541 0.100 0.067 510.02 3 4.00 31 5.00 0.23 2130 0.100 0.076 950.03 6 4.00 50 9.00 0.30 3222 0.100 0.083 1118.04 6 10.50 30 16.25 0.41 2081 0.100 0.076 939.05 6 8.50 60 25.75 0.59 3826 0.100 0.087 1190.06 8 2.00 ~ 31.00 0.72 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 36.00 0.90 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 45.00 1.30 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

174




Espectro de aceleracionesSismo accidental. M=6.75Colegio Pureza de maría

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

175


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 52 Jallalilla CentroNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 45.5 ft.


1 6 6.00 8 3.00 0.20 757 0.100 0.068 598.72 6 9.00 24 10.50 0.46 1743 0.100 0.074 870.83 5 4.50 30 17.25 0.54 2084 0.100 0.076 939.64 6 6.00 39 22.50 0.62 2591 0.100 0.079 1027.65 8 2.00 ~ 26.50 0.70 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 31.50 0.88 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 40.50 1.28 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

176





Jallalilla Centro

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

177


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 53 Las Colinas: 1337.60ºN, 584.287ºENúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 50 ft.


1 5 5.50 36 2.75 0.21 2418 0.100 0.078 999.02 5 5.00 15 8.00 0.45 1214 0.100 0.071 742.03 5 6.00 54 13.50 0.54 3438 0.100 0.084 1148.04 6 10.50 40 21.75 0.69 2633 0.100 0.079 1036.05 5 3.00 89 28.50 0.83 5580 0.100 0.097 1361.06 8 2.00 ~ 31.00 0.91 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 36.00 1.09 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 45.00 1.49 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

178





Las Colinas: 1337.60ºN, 584.287ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

179


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 54 Sto. Domingo: 1336.0ºN, 583.125ºENúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 48.5 ft.


1 5 12.00 20 6.00 0.43 1522 0.100 0.072 825.02 5 3.00 57 13.50 0.90 3607 0.100 0.085 1169.03 4 3.00 35 16.50 0.95 2344 0.100 0.077 990.04 6 1.50 71 18.75 1.00 4487 0.100 0.091 1260.05 6 9.00 43 24.00 1.10 2837 0.100 0.081 1062.06 8 2.00 ~ 29.50 1.22 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 34.50 1.40 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 43.50 1.79 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

180





Sto. Domingo: 1336.0ºN, 583.125ºE

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

181


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 55 Don Bosco (1º de Mayo)Número de capas = 8 Prof. al basam. = 38 ft.


1 5 1.50 18 0.75 0.05 1393 0.100 0.072 789.42 4 7.50 34 5.25 0.16 2297 0.100 0.077 980.03 6 3.00 71 10.50 0.26 4490 0.100 0.091 1260.54 6 6.00 50 15.00 0.37 3222 0.100 0.083 1118.05 8 2.00 ~ 19.00 0.46 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 24.00 0.64 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 33.00 1.03 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

182




Espectro de aceleracionesSismo accidental. M=6.75Don Bosco (1º de Mayo)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

183


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 56 AltagraciaNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 74 ft.


1 4 10.50 29 5.25 0.40 2050 0.100 0.076 932.02 6 21.00 40 21.00 0.97 2633 0.100 0.079 1036.03 5 7.50 48 35.25 1.22 3098 0.100 0.082 1103.04 6 15.00 77 46.50 1.52 4799 0.100 0.092 1296.05 8 2.00 ~ 55.00 1.77 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 60.00 1.95 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 69.00 2.35 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

184





Altagracia

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

185


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 57 UNAN - RURDNúmero de capas = 8 Prof. al basam. = 66.5 ft.


1 3 8.00 13 4.00 0.28 1085 0.100 0.070 706.52 5 10.00 23 13.00 0.62 1693 0.100 0.074 858.23 4 20.00 34 28.00 0.82 2299 0.100 0.077 980.64 3 8.50 53 42.25 1.06 3396 0.100 0.084 1140.95 8 2.00 ~ 47.50 1.18 3019 0.020 0.092 1028.06 8 8.00 ~ 52.50 1.36 7674 0.020 0.100 1572.07 8 10.00 ~ 61.50 1.76 14846 0.050 0.112 2066.08 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

186





UNAN - RURD

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

187


Perfil de suelo

Perfil de suelo # 58 Cristo del RosarioNúmero de capas = 9 Prof. al basam. = 45 ft.


1 3 4.50 14 2.25 0.16 1158 0.100 0.071 724.62 5 7.50 20 8.25 0.36 1497 0.100 0.072 818.33 6 2.50 78 13.25 0.43 4946 0.100 0.094 1301.64 5 2.50 28 15.75 0.49 1962 0.100 0.075 917.85 5 8.00 63 21.00 0.60 3956 0.100 0.087 1210.16 8 2.00 ~ 26.00 0.73 3019 0.020 0.092 1028.07 8 8.00 ~ 31.00 0.91 7674 0.020 0.100 1572.08 8 10.00 ~ 40.00 1.31 14846 0.050 0.112 2066.09 BASE 18336 0.050 0.112 2296.0





0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

188





Cristo del Rosario

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

189

Anexo VI Espectros suavizados


191

Espectros promedio y suavizadoSismo operativo. M = 6.2

0.0

0.6

1.2

1.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Periodo (s)

Acel

erac

ión

(g)


192

Espectros promedio y suavizadoSismo accidental. M = 6.75

0.0

0.6

1.2

1.8

2.4

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Periodo (s)

Acel

erac

ión

(g)

analisis de espectros de respuesta en managua

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