aspectos básicos de sismologíaaspectos básicos de...

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVILFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Ingeniería AntisísmicaIngeniería Antisísmica

Aspectos Básicos de SismologíaAspectos Básicos de SismologíaAspectos Básicos de SismologíaAspectos Básicos de Sismología

Ing. Rafael Salinas Basualdo

MayoreMayores Sismos Catastróficos s Sismos Catastróficos Recientes en el MundoRecientes en el Mundo

NN°° SismoSismo FechaFecha MMww/M/Mss VíctimasVíctimas

11 Ancash (Perú)Ancash (Perú) 31/05/7031/05/70 7 9/7 87 9/7 8 67 00067 000112233

Ancash (Perú)Ancash (Perú)Tangshan (China)Tangshan (China)México D.F.México D.F.

31/05/7031/05/7028/7/7628/7/7619/9/8519/9/85

7.9/7.87.9/7.87.0/7.47.0/7.48.0/8.18.0/8.1

67 00067 000242 400242 40010 00010 000

4455

Spitak (Armenia)Spitak (Armenia)LomaLoma--Prieta (USA)Prieta (USA)

d ád á

7/12/887/12/8817/10/8917/10/89

/ // /

6.7/6.86.7/6.86.9/7.16.9/7.1

//

25 25 –– 55 00055 0006767

667788

Norte de IránNorte de IránNorthridge (USA)Northridge (USA)Kobe (Japón)Kobe (Japón)

21/6/9021/6/9017/1/9417/1/9417/1/9517/1/95

7.4/7.77.4/7.76.7/6.86.7/6.86 9/6 86 9/6 8

40 00040 00057575 5005 50088

991010

Kobe (Japón)Kobe (Japón)Kocaeli (Turquía)Kocaeli (Turquía)ChiChi--Chi (Taiwan)Chi (Taiwan)

17/1/9517/1/9517/8/9917/8/9921/9/9921/9/99

6.9/6.86.9/6.87.6/7.87.6/7.87.6/7.77.6/7.7

5 5005 50018 37318 3732 4002 400

1111 Sumatra (Indonesia)Sumatra (Indonesia) 26/12/0426/12/04 9.1/9.09.1/9.0 157 500157 500

Factores que influyen en elFactores que influyen en elííPeligro SísmicoPeligro Sísmico

FUENTEFUENTE T ñ d l f t bi ió d l-- FUENTEFUENTE:: Tamaño de la fuente, ubicación del

foco, propagación de la ruptura, efecto dep p g p

directividad.

MEDIOMEDIO DEDE PROPAGACIÓNPROPAGACIÓN:: Atenuaciones-- MEDIOMEDIO DEDE PROPAGACIÓNPROPAGACIÓN:: Atenuaciones

geométricas, amortiguamiento anelástico.

-- EFECTOSEFECTOS LOCALESLOCALES DEDE SITIOSITIO:: Amplificación

sísmica cambio del contenido de frecuenciassísmica, cambio del contenido de frecuencias,

efectos topográficos, zonas de contacto, licuación,

densificación, deslizamientos, etc.

Factores que afectan el Movimiento del Factores que afectan el Movimiento del SueloSuelo

DISTANCIA EPICENTRALDISTANCIA EPICENTRAL: Es la distancia desde elDISTANCIA EPICENTRALDISTANCIA EPICENTRAL: Es la distancia desde el epicentro hasta la obra. La disminución de la intensidad del movimiento con la distancia seintensidad del movimiento con la distancia se llama atenuaciónatenuación. La atenuación depende del tipo de roca y formaciones geológicas por las quede roca y formaciones geológicas por las que pasan las ondas sísmicas.MAGNITUD DEL SISMOMAGNITUD DEL SISMO it d d lMAGNITUD DEL SISMOMAGNITUD DEL SISMO: a mayor magnitud del sismo, mayores son las aceleraciones.

El efecto de la distancia y de la magnitud se y gincluyen en una ley de atenuaciónley de atenuación.

Factores que afectan el Movimiento del Factores que afectan el Movimiento del S lS lSueloSuelo

CONDICIONES LOCALES DEL SUELOCONDICIONES LOCALES DEL SUELO: Llamado también efecto de sitio o de microzona. Influye en:

La aceleración máxima del terrenoLa aceleración máxima del terreno.El contenido de frecuencia del movimiento.

El f t d iti l t d l tEl efecto de sitio es la respuesta del terreno con características distintas en amplitud, duración o f i á d id t lfrecuencias, en un área reducida con respecto al entorno regional. Depende de la topografía,

di t ib ió d l t tespesor y distribución de los estratos, propiedades mecánicas de los suelos (velocidades d d P S d id d ti i t )de ondas P y S, densidad, amortiguamiento).

Factores que afectan el Movimiento del Factores que afectan el Movimiento del S lS lSueloSuelo

Ley de atenuaciónLey de atenuación. Para los sismos de subducción yyen el Perú, por ejemplo, Casaverde y Vargas (1980) en base a acelerogramas de sismos ( ) gregistrados en Lima y alrededores, plantearon:

768 Ms80

)s/cm(25Re7,68a 2

Ms8,0

max+

=

Donde R es la distancia epicentral (en Km) y Ms la

25R +

magnitud de ondas superficiales.Existen leyes similares para las velocidades y los y p ydesplazamientos máximos.

Factores que afectan el Factores que afectan el Movimiento del SueloMovimiento del Suelo

(Fuente: Kuroiwa, 2000)(Fuente: Kuroiwa, 2000)

Efectos de las Condiciones Locales de Sitio Efectos de las Condiciones Locales de Sitio Sismo de México 1985Sismo de México 1985Sismo de México 1985Sismo de México 1985

PELIGRO SISMICO, VULNERABILIDAD PELIGRO SISMICO, VULNERABILIDAD Y RIESGO SISMICOY RIESGO SISMICOY RIESGO SISMICOY RIESGO SISMICO

PELIGRO SÍSMICOPELIGRO SÍSMICOEs el efecto sobre el suelo de una zona producido por

l t t t d l i t id d tidlos terremotos, representado por la intensidad sentida en dicha zona. Para calcularla, es expresado en términos de una probabilidad que el movimiento del suelode una probabilidad que el movimiento del suelo (aceleración, velocidad, intensidad) supere un nivel dado durante un tiempo de interés (la vida útil de una obra). Su evaluación corresponde a sismólogos o ingenieros.

VULNERABILIDADVULNERABILIDADVULNERABILIDADVULNERABILIDADRespuesta de una estructura determinada ante una

solicitación sísmica. Su evaluación corresponde asolicitación sísmica. Su evaluación corresponde a ingenieros y arquitectos.

PELIGRO SISMICO, VULNERABILIDAD PELIGRO SISMICO, VULNERABILIDAD Y RIESGO SISMICOY RIESGO SISMICO

RIESGO SÍSMICORIESGO SÍSMICO

Y RIESGO SISMICOY RIESGO SISMICO

RIESGO SÍSMICORIESGO SÍSMICOEs la consideración conjunta del peligro sísmico en

una zona, la vulnerabilidad de las edificaciones sobreuna zona, la vulnerabilidad de las edificaciones sobre aquella y el costo económico involucrado en las pérdidas y reparaciones. Su evaluación corresponde a ingenieros, economistas y compañías de seguros.

PELIGRO SÍSMICOPELIGRO SÍSMICOPELIGRO SÍSMICOPELIGRO SÍSMICOxx

RIESGO SÍSMICORIESGO SÍSMICOVULNERABILIDAD =VULNERABILIDAD = RIESGO SÍSMICORIESGO SÍSMICOxx

COSTO ECONÓMICOCOSTO ECONÓMICO

Factores que Influyen en la Factores que Influyen en la VulnerabilidadVulnerabilidadVulnerabilidadVulnerabilidad

1 Selección del sitio y tipo de proyecto1. Selección del sitio y tipo de proyecto

- Amplificaciones de intensidades sísmicas- Susceptibilidad de licuefacción- Efecto de sitio

Terrenos inestables- Terrenos inestables

El Salvador, 2001El Salvador, 2001


2 Vulnerabilidad estructural por la configuración2. Vulnerabilidad estructural por la configuración arquitectónica

- Sencillez y simetría arquitectónica- Compatibilidad, uniformidad y proporcionalidad

AntesAntes DespuésDespués


3 Vulnerabilidad de elementos estructurales3. Vulnerabilidad de elementos estructurales

- Columnas cortas- Fallas por insuficiente adherencia o anclaje de los

refuerzos de aceroFallas frágiles por cortante- Fallas frágiles por cortante

FactoresFactores que Influyen en la que Influyen en la VulnerabilidadVulnerabilidadVulnerabilidadVulnerabilidad

4 Vulnerabilidad global de la estructura4. Vulnerabilidad global de la estructura

- Piso débil- Torsión en planta


5 Juntas de dilatación sísmicas y interacción entre5. Juntas de dilatación sísmicas y interacción entre estructuras

- Mala práctica constructiva- Mal mantenimiento

Holg ra ins ficiente- Holgura insuficiente

Turquía, 1999Turquía, 1999


6 Interacción entre los elementos estructurales y los no6. Interacción entre los elementos estructurales y los noestructurales

- Estructura flexible- Mampostería mal confinada y/o mal arriostrada


7 Solicitaciones sísmicas de diseño y respuesta7. Solicitaciones sísmicas de diseño y respuesta estructural

- Sismos de servicio: Aquellos que pueden ocurrir varias veces durante la vida útil de la estructura. Se espera q e la estr ct ra no e perimente dañoespera que la estructura no experimente daño estructural, y con un nivel de daño no estructural pequeño tal que no altere su normal funcionamiento.pequeño tal que no altere su normal funcionamiento.

- Sismos de diseño último: Evento que probablemente ocurrirá al menos una vez durante la vida útil de la estructura. Se espera que la estructura experimente daño estructural moderado en elementos secundarios y vigasestructural moderado en elementos secundarios y vigas mínimo o inexistente en las columnas.

8. Deformaciones, ductilidad global y mecanismo de falladeseables

- Deformaciones deseables: Distorsiones de entrepiso con máximos admisibles. Para el diseño de hospitales son deseables niveles más conservadoresPara el diseño de hospitales son deseables niveles más conservadores.

- Ductilidad global deseable: Es conveniente diseñar los hospitales con suficiente resistencia y que las ductilidades sean bajas.resistencia y que las ductilidades sean bajas.

- Mecanismo de falla deseable: Lo deseable es el mecanismo de “falla dúctil” y el sistema denominado columna fuerte-viga débil (en pórticos).g ( p )

(Fuente: OPS, 200O)(Fuente: OPS, 200O)

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