UNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONALHERMILIO VALDIZANHERMILIO VALDIZAN

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL YFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y

ARQUITECTURAARQUITECTURA

Curso: Diseño Sísmico

Tema: Intensidades Sísmicas en Escalas de Mercalli

Integrantes :

- Acevedo Laguna, Katty Rocio.

- Coz Loarte, Mabel.

- Mendoza Masgo, Charlie Leyden.

- Naupay Gonzales, Yesi.

- Palacios Palacios, Sonia.

HUÁNUCO – PERUHUÁNUCO – PERU JUNIO 2006JUNIO 2006

INTRODUCCION

La siguiente exposición describe los efectos ocasionados por los movimientos sísmicos tomando en cuenta las intensidades medidas a través de la escala de Mercalli; para los diferentes tipos de estructuras.

Incluyendo recomendaciones para disminuir la gravedad de los daños en dichas estructuras.

CATEGORIA DE LAS CONSTRUCCIONES

TIPO A : Estructuras de acero y concreto armado diseñadaTIPO A : Estructuras de acero y concreto armado diseñada para resistir fuerzas sísmicas y que han sidopara resistir fuerzas sísmicas y que han sido construidas adecuadamente.construidas adecuadamente.

TIPO B : Estructuras de concreto armado sin diseñoTIPO B : Estructuras de concreto armado sin diseño

sismorresistente detallado, pero con buena calidadsismorresistente detallado, pero con buena calidad

de construcción.de construcción.

TIPO C : Estructuras sin diseño sismorresistente y conTIPO C : Estructuras sin diseño sismorresistente y con

calidad de construcción regular.calidad de construcción regular.

TIPO D : Estructuras de materiales pobres, como adobe, yTIPO D : Estructuras de materiales pobres, como adobe, y

sin resistencia lateral.sin resistencia lateral.

GRADO I GRADO I ::Sacudida y sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables, las estructuras no presentan fallas tan solo es registrados por los sismógrafos.

GRADO II :GRADO II :Sacudida y sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.

GRADO III :GRADO III :Sacudida y sentida en los interiores, especialmente en los pisos altos de los edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un vehiculo liviano.

GRADO IV GRADO IV :: Objetos suspendidos oscilan visiblemente, Vehículos estacionados se bambolean, cristalería y vidrios suenan, puertas y paredes de madera crujen.

GRADO V GRADO V :: Sentida aún en el exterior de lo edificios, permite estimar la dirección de las ondas, personas dormidas se despiertan, el contenido liquido de recientes y tanque es perturbado y se puede derramar.

objetos inestables son desplazados, las puertas giran abriéndose y cerrándose, se detienen los relojes de péndulo.

El rango de intensidad en la escala de Mercalli Modificado El rango de intensidad en la escala de Mercalli Modificado hasta la Intensidad VI no es relevante en términos de riesgo hasta la Intensidad VI no es relevante en términos de riesgo sísmico. El 90% del daño ocasionado por terremotos sísmico. El 90% del daño ocasionado por terremotos corresponde a eventos con intensidad grado VII a más. corresponde a eventos con intensidad grado VII a más.

GRADO VI GRADO VI :: Sacudida y sentida casi por todas las personas que despiertan y huyen hacia el exterior. Caminar inestable . Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, objeto de los armarios, etcétera, se rompen; muebles desplazados pocos casos de agrietamiento en revestimiento y construcciones tipo D . Pequeñas campanas que tañen.

GRADO VII GRADO VII :: Se tiene dificultad en permanecer parado, percibido por los conductores de vehículos en marcha, muebles se rompen, daños y colapso de mampostería tipo D

alguna grietas en mampostería tipo c Las chimeneas se fracturan a nivel del techo, caída de

revoque de mortero, tejas, cornisas y parapetos sin anclaje, algunas grietas en mampostería de

Campanas grandes tañen, ondas en embalse y depósitos de agua

GRADO VIII GRADO VIII :: La conducción de vehículos se dificulta, daños de consideración y colapso de mamposterías tipo c, algún daño en mampostería tipo d

, alguna daño en mampostería tipo A; casida del revoque de mortero y de algunas paredes de mampostería, caída de chimenea de fabricas, monumentos y tanque elevados, algunas rama s de árboles se quiebran, cambio en el flujo o temperatura de posos de agua, grites en terrenos húmedos y taludes inclinados.

GRADO IX GRADO IX :: Pánico general, construcciones de tipo de totalmente destruidas, daño severo y aun colapso de mampostería tipo C, daño de consideración en mampostería tipo B, daños a fundaciones, daños y colapso de estructuras aporticadas, daños en ensambles y depósitos de agua, ruptura de tubería cerrada, grietas significativas visibles en el terreno.

GRADO X GRADO X :: La mayoría de las construcciones de mampostería y a base de pórticos destruidas, algunas construcciones de madera de buena calidad dañada, puentes destruidos, daño severo a represas, diques y terraplenes, grandes deslizamientos de tierra, el agua se rebalsa en los bordes de ríos, lagos y embalses, rieles de ferrocarril deformados ligeramente.

GRADO XI GRADO XI :: Los rieles de ferrocarril deformados severamente, ruptura de tuberías enterradas que quedan fuera de servicio.

GRADO XII GRADO XII :: Destrucción total, grandes masa desde rocas desplazadas, las líneas de visión óptica distorsionadas objetos lanzados al aire.

CONSTRUCCIONES TIPO “D”

MESA VIBRADORAMESA VIBRADORA

CASAS NO REFORZADASCASAS NO REFORZADAS

construyeron modelos a escala de casas de adobe con las características constructivas de costa y sierra

A estos modelos se les sometió a sacudidas en la mesa vibradora, con un movimiento similar a los que producen las ondas sísmicas. Se estudió en detalle el comportamiento de modelos de casas de adobe no reforzadas Fisuras Abundantes

fase 3 de movimiento

CASAS NO REFORZADASCASAS NO REFORZADAS

Colapso Total del módulo después de la fase 5

fase 5 de movimiento

CONCLUSION DE ENSAYOS EN LABORATORIO CONCLUSION DE ENSAYOS EN LABORATORIO CON CASAS NO REFORZADASCON CASAS NO REFORZADAS

• "Usualmente, la primera falla sísmica que se "Usualmente, la primera falla sísmica que se presenta en las viviendas de adobe no reforzadas, se presenta en las viviendas de adobe no reforzadas, se manifiesta a través de una grieta vertical en el manifiesta a través de una grieta vertical en el encuentro entre las paredes ortogonales y en la encuentro entre las paredes ortogonales y en la región central superior de los murosregión central superior de los muros..

• • Esta falla se debe a que las cargas sísmicas Esta falla se debe a que las cargas sísmicas

perpendiculares al plano del muro producen flexión perpendiculares al plano del muro producen flexión en su parte central superior, la que se vuelve crítica en su parte central superior, la que se vuelve crítica ante la carencia de una viga solera, y a que las ante la carencia de una viga solera, y a que las tracciones presentes en el muro no son tracciones presentes en el muro no son adecuadamente transmitidas hacia el muro adecuadamente transmitidas hacia el muro transversal por la débil conexión que existe entre transversal por la débil conexión que existe entre ellos, incluso cuando la conexión es dentada. El ellos, incluso cuando la conexión es dentada. El siguiente tipo de falla es producido por la fuerza siguiente tipo de falla es producido por la fuerza cortante coplanar, y se manifiesta a través de cortante coplanar, y se manifiesta a través de grietas diagonales en los murogrietas diagonales en los muro

Muro No. 1 no reforzado, al borde de colapsar (derecha), y muro 2 con tablas, las que controlaron las grietas, después de un sismo moderado.

Muro 3 con soga (der.) y muro con malla de alambre (izq.), después de la aplicación de un sismo moderado. En ambos casos el refuerzo controló el agrietamiento.

CASAS REFORZADAS

CONCLUSION DE ENSAYOS EN CONCLUSION DE ENSAYOS EN LABORATORIO CON CASAS LABORATORIO CON CASAS

REFORZADASREFORZADAS

• Los ensayos mostraron que ante un sismo moderado el muro Los ensayos mostraron que ante un sismo moderado el muro no reforzado colapsó 20 segundos antes que los reforzados no reforzado colapsó 20 segundos antes que los reforzados con tablas, soga, alambre #16 y malla horizontal con tablas, soga, alambre #16 y malla horizontal electrosoldada,electrosoldada, mientras que los muros reforzados con mallas mientras que los muros reforzados con mallas de alambre de gallinero y electrosoldada dispuestas en de alambre de gallinero y electrosoldada dispuestas en franjas horizontales y verticales, simulando vigas y columnas, franjas horizontales y verticales, simulando vigas y columnas, respectivamente, recién colapsaron ante el sismo severo.respectivamente, recién colapsaron ante el sismo severo.

• El objetivo fue encontrar el reforzamiento más eficaz, es El objetivo fue encontrar el reforzamiento más eficaz, es decir aquel que prolongue la "vida útil" de la casa, ampliando decir aquel que prolongue la "vida útil" de la casa, ampliando el tiempo entre el inicio del sismo y el colapso de la viviendael tiempo entre el inicio del sismo y el colapso de la vivienda a fin de permitir mayor tiempo de evacuación, habiéndose a fin de permitir mayor tiempo de evacuación, habiéndose alcanzado un tiempo máximo de 28 segundos; al mismo alcanzado un tiempo máximo de 28 segundos; al mismo tiempo que el costo de reforzamiento sea el menor posible, y tiempo que el costo de reforzamiento sea el menor posible, y aquel que utilice materiales simples- malla, clavos, alambre, aquel que utilice materiales simples- malla, clavos, alambre, chapitas, cemento - que se encuentran en cualquier chapitas, cemento - que se encuentran en cualquier ferretería, y el que fuera el más sencillo de aplicar -sin ferretería, y el que fuera el más sencillo de aplicar -sin alterar la estructura de la casa existente.alterar la estructura de la casa existente.

Defectos en los que no se recomienda Defectos en los que no se recomienda la aplicación de técnla aplicación de técnicas de icas de reforzamientoreforzamiento

• Viviendas ubicadas sobre suelos de baja calidad Viviendas ubicadas sobre suelos de baja calidad (arenas sueltas, arcilla expansiva, arena con (arenas sueltas, arcilla expansiva, arena con posibilidad de licuación etc.). posibilidad de licuación etc.).

• Viviendas ubicadas en terrenos con pendiente, con Viviendas ubicadas en terrenos con pendiente, con cimentación superficial sobre suelos de poca cimentación superficial sobre suelos de poca capacidad portante (por ejemplo arenas sueltas). capacidad portante (por ejemplo arenas sueltas).

• Viviendas con más de dos pisos. Viviendas con más de dos pisos.

INTENSIDAD VIITIPO D

EDIFICACIÓN DE TAPIAL CUYO SEGUNDO NIVEL COLAPSÓ, EN PROCESO DE DEMOLICIÓN.

INTENSIDAD VIIITIPO D

INTENSIDAD IXTIPO D

CONSTRUCCIONES TIPO “C”

INTENSIDAD VIITIPO C

Caída del revoque de mortero en edificaciones a base un sistema aporticado.

INTENSIDAD VIIITIPO C

Mortero desprendido y muros no diseñados para resistir cargas laterales colapsados.

INTENSIDAD IXTIPO C

Daño en estructuras reforzadas para resistir cargas de sismos.

INTENSIDAD XTIPO C

Destrucción de muro diseñado para resistir cargas laterales.

- Relación de altura a menor dimensión de la base menor de 2.5.- Relación de largo a ancho de la base menor de 2.5.

- El peso de cada nivel, incluyendo la carga viva que debe considerarse para diseño sísmico, no es mayor que el del piso inmediato inferior ni exepción hecha del último nivel de la construcción, es menor que 70 por ciento de dicho peso.- Todas las columnas están restringidas en todos los pisos en dos direcciones ortogonales por diafragmas horizontales y por trabes o losas planas.

- La rigidez al corte de ningún entrepiso excede en más de 100 por ciento a la del entrepiso inmediatamente inferior.

- Es importante tener una adecuada densidad de muros en las dos direcciones de manera que puedan absorver los esfuerzos del sismo de manera eficaz.

CONSTRUCCIONES TIPO “B”

CATEGORIA BCATEGORIA B• ESTRUCTURA. Son estructuras de Concreto ESTRUCTURA. Son estructuras de Concreto

Armado, sin diseño sismo resistente Armado, sin diseño sismo resistente detallado, pero con buena calidad de detallado, pero con buena calidad de construcción.construcción.

• Regular o Irregular. (Acero, muros de Regular o Irregular. (Acero, muros de Concreto Armado, Albañilería Armada o Concreto Armado, Albañilería Armada o Confinada, Sistema Dual, Madera).Confinada, Sistema Dual, Madera).

• USO. Edificaciones importantes, donde se USO. Edificaciones importantes, donde se reúnen gran cantidad de personas como reúnen gran cantidad de personas como teatros, estadios, centros comerciales, teatros, estadios, centros comerciales, museos, bibliotecas, depósitos de granos, etc.museos, bibliotecas, depósitos de granos, etc.

Vista de un ambiente interno del Palacio Municipal de Vista de un ambiente interno del Palacio Municipal de la Provincia de Moquegua.la Provincia de Moquegua.Daños en tabiques, no presentan daños estructurales, Daños en tabiques, no presentan daños estructurales, dado que la construcción es de concreto armado.dado que la construcción es de concreto armado.

• INTENSIDAD INTENSIDAD VIII:VIII:

La conducción de vehículo se La conducción de vehículo se dificulta, daños de consideración dificulta, daños de consideración y colapso parcial de mampostería y colapso parcial de mampostería tipo C, algún daño menor en tipo C, algún daño menor en mampostería tipo B; algún daño mampostería tipo B; algún daño en mampostería tipo A; caída de en mampostería tipo A; caída de revoque de mortero y de algunas revoque de mortero y de algunas de paredes de mampostería, de paredes de mampostería, caída de chimeneas de fabricas, caída de chimeneas de fabricas, monumentos y tanques elevados, monumentos y tanques elevados, alguna ramas de árboles se alguna ramas de árboles se quiebran, cambio en el flujo o quiebran, cambio en el flujo o temperatura de pozos de agua, temperatura de pozos de agua, grietas en terrenos húmedos y grietas en terrenos húmedos y taludes inclinadas.taludes inclinadas.

COMENTARIOCOMENTARIO

• La forma de la construcción, el tipo y el arreglo La forma de la construcción, el tipo y el arreglo de los elementos estructurales y la distribución de los elementos estructurales y la distribución de las masas del edificio tiene una influencia de las masas del edificio tiene una influencia decisiva en la bondad de diseño sismorresistente decisiva en la bondad de diseño sismorresistente ; mucho mas que para el diseño ante otras ; mucho mas que para el diseño ante otras acciones.acciones.

• Es obligación del proyectista, tratar que la Es obligación del proyectista, tratar que la construcción tenga éstas características, siempre construcción tenga éstas características, siempre y cuando no se descuide necesidades primarias y cuando no se descuide necesidades primarias de funcionamiento y de estética.de funcionamiento y de estética.

• Centro Educativo San Agustín - Centro Educativo San Agustín - Hunter.Hunter.Construcción del sistema aporticado Construcción del sistema aporticado que se ha declarado inhabitable por que se ha declarado inhabitable por los daños que presentan en sus los daños que presentan en sus elementos. Hace solo unos meses elementos. Hace solo unos meses finalizo su rehabilitación, después finalizo su rehabilitación, después de haber sufrido daños similares en de haber sufrido daños similares en el anterior sismo (de Nazca el anterior sismo (de Nazca construcción tipo B ).construcción tipo B ).

• Intensidad IXIntensidad IX

COMENTARIOCOMENTARIO

• El arte de diseño contra los sismos , implica producir El arte de diseño contra los sismos , implica producir sistemas que se caractericen por una óptima sistemas que se caractericen por una óptima combinación de propiedades tales como resistencia, combinación de propiedades tales como resistencia, rigidez y capacidad para disipar energía y para rigidez y capacidad para disipar energía y para deformarse dúctilmente. Estas propiedades les permitirán deformarse dúctilmente. Estas propiedades les permitirán responder a sismos frecuentes y moderados sin sufrir responder a sismos frecuentes y moderados sin sufrir daños significativos.daños significativos.

• El logro de éstos objetivos implica mucho mas que la El logro de éstos objetivos implica mucho mas que la aplicación de requisitos reglamentarios ; exige la aplicación de requisitos reglamentarios ; exige la compresión de los factores básicos que determinan la compresión de los factores básicos que determinan la respuesta sísmica de las estructuras.respuesta sísmica de las estructuras.

• El costo necesario para que la resistencia de la estructura El costo necesario para que la resistencia de la estructura sea tal que se mantenga elástica bajo el sismo de diseño sea tal que se mantenga elástica bajo el sismo de diseño es alto, excepto cuando se trate de estructuraciones que es alto, excepto cuando se trate de estructuraciones que posean alta resistencia ante cargas laterales.posean alta resistencia ante cargas laterales.

Falla en construcción tipo BFalla en construcción tipo B

COMENTARIOCOMENTARIO

• Deben evitarse las zonas débiles .El efecto sísmico trata Deben evitarse las zonas débiles .El efecto sísmico trata de localizar las zonas débiles de la estructura para disipar de localizar las zonas débiles de la estructura para disipar alli su energía con lo cual puede generar fallas locales alli su energía con lo cual puede generar fallas locales difíciles de reparar. Los huecos para ductos, ventanas, los difíciles de reparar. Los huecos para ductos, ventanas, los cambios bruscos de sección, las juntas de colado, las cambios bruscos de sección, las juntas de colado, las conexiones entre elementos son lugares que deben conexiones entre elementos son lugares que deben detallarse con cuidado para evitar éste tipo de fallas.detallarse con cuidado para evitar éste tipo de fallas.

• Deben asegurarse que los sistemas de piso y techo sean Deben asegurarse que los sistemas de piso y techo sean suficientemente rígidos para absorver las fuerzas que se suficientemente rígidos para absorver las fuerzas que se originan en su plano a fin de poder distibuir las fuerzas de originan en su plano a fin de poder distibuir las fuerzas de inercia entre los elementos verticales de diferente rigidez.inercia entre los elementos verticales de diferente rigidez.

COMENTARIOCOMENTARIO

• Las columnas cortas soportan principalmente Las columnas cortas soportan principalmente cargas a compresión.En la figurase observa cargas a compresión.En la figurase observa elementos reforzados con barras de acero elementos reforzados con barras de acero longitudinal con diferentes tipos de refuerzo longitudinal con diferentes tipos de refuerzo transversal.transversal.

• Se observa que el concreto falla por aplastamiento Se observa que el concreto falla por aplastamiento y por corte hacia fuera a lo largo de planos y por corte hacia fuera a lo largo de planos inclinados, mientras que el acero longitudinal falla inclinados, mientras que el acero longitudinal falla por pandeo hacia fuera .por pandeo hacia fuera .

• Se presenta el descasramiento de la columna, Se presenta el descasramiento de la columna, aunque el elemento no falla en realidad no se aunque el elemento no falla en realidad no se puede considerar com funcinal.puede considerar com funcinal.

• Por lo que se debe considerar en las columnas Por lo que se debe considerar en las columnas cortas un refuerzo mínimo en espiral.cortas un refuerzo mínimo en espiral.

Falla por columna corta , se muestra la columna del Falla por columna corta , se muestra la columna del edificio totalmente inservible.edificio totalmente inservible.

CONSTRUCCIONES TIPO “A”

CONSTRUCCIONES TIPO “A”

• Edificaciones escenciales cuya función no debería interrumpirse inmediatamente después que ocurra un sismo , como hospitales , centrales de comunicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas , reservorios de agua. Centros educativos y edificaciones que puedan servir de refugio después de un desastre.

• También se incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional , como grandes hornos , depósitos de materiales Inflamables o tóxicos.

Corredor exterior del Corredor exterior del Hospital.Hospital.Se pueden apreciar grietas Se pueden apreciar grietas a la a la altura de las columnas altura de las columnas circulares circulares por efectos del sismo.por efectos del sismo. La losa del techo se La losa del techo se pandeó pandeó durante el sismo debida durante el sismo debida al hundimiento del al hundimiento del terreno .terreno .

TIPO A INTENSIDAD VIII

TIPO A INTENSIDAD VIII

Se muestra el portal de una iglesia con daños de colapso , que sin Se muestra el portal de una iglesia con daños de colapso , que sin embargo resiste por la forma de arco.embargo resiste por la forma de arco.

INTENSIDAD IXTIPO A

El único daño estructural fue la aparición de grietas en el muro de hormigón que formaba el núcleo de ascensores. En las plantas bajas, el daño visible, fue la caída de algunas placas de mármol que cubrían el núcleo de ascensores como puede verse en la fotografía.

Daño en deposito de Daño en deposito de aguaagua

Fisuras en represa que esta a punto de colapsar debida al Fisuras en represa que esta a punto de colapsar debida al efecto del sismoefecto del sismo

TIPO A

INTENSIDAD IX

Se puede apreciar problemas de piso blando en la parte Se puede apreciar problemas de piso blando en la parte superior del edificiosuperior del edificio

TIPO A INTENSIDAD X

TIPO A

INTENSIDAD X

Problemas de piso blandoProblemas de piso blando

Vemos que los edificios diseñados sísmica mente no se Vemos que los edificios diseñados sísmica mente no se destruyeron solo se pandearon las columnas la cual brindan destruyeron solo se pandearon las columnas la cual brindan tiempo para poder evacuar ante un desastre natural.tiempo para poder evacuar ante un desastre natural.

TIPO A INTENSIDAD X

INTENSIDAD XINTENSIDAD XTIPO A

INTENSIDAD XITIPO A

INTENSIDAD XIITIPO A

TIPO A

Colapso total del primer piso en edificio de concreto de seis pisos.El rótulo Restaurante, estuvo originalmente a unos 5 metros de altura.

Se presentan fallos en la base de los pilares: aparición de fisuras en la conexión soldada entre la columna y la placa base

TIPO A

* 8.1 grados en la escala de Richter

 Las estructuras metálicas, cuando son muy esbeltas y tienen unos soportes muy resistentes, caen muy fácilmente

En las edificaciones de bastante altura se producen frecuentes desprendimientos de los cerramientos de fachadas, siendo las plantas altas las más afectadas.

En las zonas de alto riesgo sísmico, se debe reforzar mediante perfiles metálicos o cualquier otro sistema que le proporcione la ductilidad necesaria las chimeneas, para que no se produzca su caída al suelo.

Los sistemas de forjado de hormigón colocado in situ, constituyen diafragmas horizontales suficientemente rígidos para transmitir los efectos sísmicos a los muros resistentes en cada dirección, lo que mejora notablemente el comportamiento tanto bajo fuerzas laterales debidas al sismo como bajo el efecto de hundimientos diferenciales en zonas de terreno compresible.

RECOMENDACIONES

FIN