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  • 1

    EFECTOS DE LOS TERREMOTOS CHILENOS EN LAS OBRAS CIVILES

    Maximiliano Astroza I.Departamento de Ingeniera Civil - FCFM

    Universidad de Chile

    Las obras civiles se ven afectadas por el movimiento del suelo que produce un terremoto y por otros fenmenos que se desencadenan con el terremoto, por ejemplo: tsunami, licuacin del suelo, avalanchas, deslizamientos, etc.

  • 2

    INDICE Antecedentes sismolgicos Efectos del movimiento del suelo

    Movimiento del suelo Intensidad macrossmica Vulnerabilidad ssmica estructural Vulnerabilidad ssmica no-estructural Daos en terremotos chilenos: edificios, instalaciones

    industriales, obras portuarias, infraestructura vial. Efectos de otros fenmenos producidos por un sismo

    Tsunami Licuacin Avalanchas Deslizamiento

    Comentarios Finales

    ANTECEDENTES SISMOLGICOS

  • 3

    Vigny, 2008

    SITUACIN TECTNICA

    FUENTES SISMOGNICAS

    M 8.0

    M 7.0

    M 8.5

  • 4

    TERREMOTOS CHILENOSULTIMO SIGLO

    ValparaValparaso 1906 so 1906 BB Talca 1928 Talca 1928 BB ChillChilln 1939 n 1939 CC Santiago 1945Santiago 1945 CC Las Melosas 1958Las Melosas 1958 DD Sur de Chile 1960Sur de Chile 1960 BB La Ligua 1965La Ligua 1965 CC Llolleo 1985 Llolleo 1985 BB Arica 1987Arica 1987 CC Antofagasta 1995Antofagasta 1995 BB Punitaqui 1997Punitaqui 1997 CC TarapacTarapac 2005 2005 CC Tocopilla 2007Tocopilla 2007 BB

    EFECTOS DEL MOVIMIENTO DEL SUELO

  • 5

    MOVIMIENTO DEL SUELO

    Epicentro

    Hipocentro

    Dh=Distancia hipocentral

    Dh

    De

    De = Distancia epicentral

    FACTORES QUE CONTROLAN EL MOVIMIENTO DEL SUELO

    Estos factores estn asociados con condiciones naturales y por lo mismo sobre ellos no se puede intervenir.

    La fuente sismognica (Tipo B, C o D). La magnitud del evento (Energa liberada). La distancia del lugar a la fuente sismognica (Epicentro,

    propagacin de la falla). El tipo de depsito geolgico donde se ubica la

    construccin. La topografa del lugar. Las propiedades del suelo sobre el cual se apoya la

    fundacin de la estructura. La profundidad del nivel fretico.

  • 6

    RESPUESTA AL MOVIMIENTO DEL SUELO

    FACTORES QUE CONTROLAN LA RESPUESTA AL MOVIMIENTO DEL

    SUELOEstos factores quedan definidos en la etapa conceptual del proyecto y estn relacionados con las caractersticas de la estructura; entre ellos se pueden destacar entre otros:

    El tipo de construccin (Material y refuerzos). La integridad global y local de la estructura (Unin entre

    elementos y refuerzos). La configuracin arquitectnica y estructural de la

    construccin. Propiedades dinmicas de la estructura (Masa, rigidez,

    amortiguamiento). Ubicacin de los contenidos y elementos arquitectnicos

    a lo alto de una estructura. Mantencin o conservacin.

  • 7

    INTENSIDAD MACROSSMICA

    INTENSIDAD MACROSSMICA

    La Intensidad Macrossmica es la forma ms antigua (Escala de Rossi y Forel, 1873) para medir los efectos del movimiento del suelo.

    Su valor se determina normalmente en una escala de XII grados (Escala MMI o EMS-98) considerando los efectos que produce el terremoto en los seres humanos(sensaciones), en los objetos (movimientos) y en las construcciones (daos) de un lugar o de un sector de una ciudad.

  • 8

    Intensidad Efecto Descripcin

    A mucha gente le cuesta mantenerse de pie. Muchas viviendas muestran grietas grandes en los muros. Unos pocos edificios ordinarios bien construidos muestran daos serios en los muros, mientras que las estructuras antiguas y dbiles pueden colapsar.

    Causa daos severos

    VIII

    INTENSIDADES MACROSSMICASIntensidad Efecto Descripcin

    Sentidos por casi todos en el interior y por pocos en el exterior. Muchas personas se despiertan. Algunos se asustan. Los edificios tiemblan en su totalidad. Los objetos colgantes se balancean apreciablemente. Pequeos objetos se desplazan. Las puertas y ventanas se abren y se cierran.

    FuerteV

    Escala EMS-98 (XII Grados). Versin abreviada

    INTENSIDADES MACROSSMICAS

    A medida que el valor de la intensidad aumenta, se puede esperar que:

    Seres vivientes: una mayor proporcin de personas nota el movimiento del suelo y se asusta debido a ello.

    Objetos de uso comn: un mayor nmero de objetos de uso domstico vibra, se desordena y cae al suelo.

    Edificios: los edificios experimentan progresivamente ms daos.

  • 9

    INTENSIDADES MACROSSMICASCurvas Isosistas

    Determinado el grado de la intensidad macrossmica en distintos lugares donde ha sido percibido un terremoto, es posible trazar las curvas que separan reas de igual intensidad.

    Terremoto de Valparaso -16 Agosto 1906 (Ms = 8.2 8.4)

    Kausel, 1989

    INTENSIDADES MACROSSMICASCurvas Isosistas

  • 10

    INTENSIDADES MACROSSMICASEfectos de la fuentes sismognica

    INTENSIDADES MACROSSMICASEfectos condiciones locales

    INTENSIDADES PLAN VALPARAISO 1906

    (Carvajal y Saragoni, 1989)

  • 11

    INTENSIDADES MACROSSMICASEfectos condiciones locales

    INTENSIDADES PLAN VALPARAISO 1906

    (Acevedo et al., 1996)(Carvajal y Saragoni, 1989)

    INTENSIDADES MACROSSMICASEfectos condiciones locales

    I= 910

    I=78

    DAOS EN VALDIVIA 1960

    (Lazo, 2008)

  • 12

    I0.5 1.01.0 2.01.5 2.52.0 2.5

    Depsito coluvialDepsito de cenizas pumicticas

    Depsito lacustre, aluvional actual

    Tipo de DepsitoDeposito fluvial de grava

    VARIACION DE LA INTENSIDADVARIACION DE LA INTENSIDADCON RESPECTO AL VALOR EN ROCACON RESPECTO AL VALOR EN ROCA

    INTENSIDADES MACROSSMICASEfectos condiciones locales

    VULNERABILIDAD SSMICA ESTRUCTURAL

  • 13

    VULNERABILIDAD SSMICA ESTRUCTURAL

    De acuerdo con la forma como responden al movimiento del suelo, las construcciones se clasifican segn su vulnerabilidad ssmica.

    En una primera aproximacin, esta clasificacin se puede hacer en funcin del material del cual estn construidas y de los refuerzos que tengan.

    VIVIENDAS CHILENAS SIN DISEO SISMICO

    CLASE Tipo de Construccin

    Construcciones de albailera de piedra unidas con mortero de barro.

    Construcciones de adobe.

    Construcciones de albailera de ladrillos cermicos sin refuerzosunidas con mortero de barro o de cal y arena. Construcciones de albailera de ladrillos o piedras labradas sinrefuerzos unidas con mortero de cemento.

    Construcciones de tabiquera de madera rellena con adobe.

    Construcciones del tipo palo ahogado sin malla de refuerzo.

    Construcciones de albailera confinada con elementos de hormignarmado.

    Construcciones de madera bien construidas.

    Construcciones del tipo palo ahogado con malla de refuerzo.

    A

    B

    C

  • 14

    EJEMPLOS DE VIVIENDAS CHILENAS SIN DISEO SISMICO

    ADOBE (Clase A)

    PIEDRA ASENTADA EN BARRO(CLASE A)

    TABIQUERIA DE MADERARELLENA (Clase B o C)

    ALBAILERIA SINREFUERZO (Clase B)

    DAOS OBSERVADOS EN LAS VIVIENDAS CHILENAS SIN DISEO SISMICO

    G4

    G4G4

    G3

    PIEDRA ASENTADA EN BARRO(CLASE A)

    ADOBE (Clase A)

    CONSTRUCCIN INFORMAL(Clase A)

    G5

    ALBAILERA SIN REFUERZO (Clase B)

    MAMPOSTERIA DE PIEDRA UNIDA CON BARRO (Clase A)

  • 15

    ESCENARIO FRENTE A UN SISMO DE LAS CONSTRUCCIONES SIN DISEO SSMICO

    Grado Dao % Grado Dao % Grado Dao %G5 5 G4 5 G3 5G4 50 G3 50 G2 50G3 35 G2 35 G1 35G2 10 G1 10 G0 10

    VIII

    IntensidadClase A Clase B Clase C

    Clase de vulnerabilidad

    Grado Dao % Grado Dao % Grado Dao %G4 5 G2 50 G1 50G3 50 G1 35 G0 50G2 35 G0 15G1 10

    VII

    Intensidad Clase de vulnerabilidadClase A Clase B Clase C

    Grado G0G1G2G3G4G5

    Dao Muy SeveroColapso

    No se requiere accinRequiere reparacin arquitectnica

    No se requiere evacuar edificioEvacuar edificio y reforzarEvacuar edificio y demoler

    Despejar el sitio y reconstruir

    Dao leveSin dao

    Dao ModeradoDao Severo

    Clasificacin de los daos Descripcin Accin a Adoptar

    Segn la Intensidad Macrossmica

    ESCENARIO FRENTE A UN SISMO DE LAS CONSTRUCCIONES CON DISEO SSMICO

    Grado G0G1G2G3G4G5

    Dao Muy SeveroColapso

    No se requiere accinRequiere reparacin arquitectnica

    No se requiere evacuar edificioEvacuar edificio y reforzarEvacuar edificio y demoler

    Despejar el sitio y reconstruir

    Dao leveSin dao

    Dao ModeradoDao Severo

    Clasificacin de los daos Descripcin Accin a Adoptar

    Grado Dao %G2 5G1 50G0 45

    Intensidad Clase de VulnerabilidadClase DVIII

    Grado Dao % Grado Dao % Grado Dao % Grado Dao % Grado Dao %G5 50 G5 5 G4 5 G3 5 G2 5G4 35 G4 50 G3 50 G2 50 G1 50G3 15 G3 35 G2 35 G1 35 G0 45

    G2 10 G1 10 G0 1

    Intensidad

    IX

    Clase de VulnerabilidadClase A Clase B Clase C Clase D Clase E

    Segn la Intensidad Macrossmica

  • 16

    VULNERABILIDAD SSMICA ESTRUCTURALDE CONSTRUCCIONES CON DISEO SISMICO

    La vulnerabilidad estructural de los edificios con diseo ssmico depende de aspectos cualitativos relacionados con su forma y con las caractersticas del sistema estructural, los que se definen en la etapa conceptual del diseo de un proyecto.

    La evaluacin de la vulnerabilidad estructural debe considerar: Forma:

    1. Planta: simetra, proporcin, continuidad.2. Elevacin: simetra, proporcin, continuidad.

    Sistema Estructural:1. Componentes: densidad, continuidad, conexiones.2. Configuracin: simetra, uniformidad, relacin con

    elementos no estructurales.

    FORMAPlanta - Elevacin

    b

    h

    h

  • 17

    SISTEMA ESTRUCTURALDistribucin en Planta

    Si

    No

    No

    Torsin

    Villa Olmpica S