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Espectros de diseño por sismo
Mario Ordaz
Mesa redonda “AVANCES Y PROPUESTAS PARA LA ACTUALIZACION DE LAS NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS DEL REGLAMENTO
DE CONSTRUCCIONES PARA EL DISTRITO FEDERAL PARA DISEÑO POR SISMO“
CICM, noviembre de 2013
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Objetivo
! Presentar un resumen de los cálculos que se
han llevado a cabo para determinar los tamaños y formas de los espectros de diseño de las nuevas NTCDS
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Contenido
! Estimaciones del movimiento del suelo en
terreno firme ! Estimaciones en terreno blando
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Terreno firme
Nueva consideración: ! Posible ocurrencia de un sismo de magnitud 8.6 en
la brecha de Guerrero
*El espectro de diseño de la figura esta multiplicado por un factor de sobrerresistencia de 2; MC quiere decir “media cuadrática”
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1 2 3 4 5
Sa (g
al)
T (seg)
Diseño
OBS M=8.1 MC
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Terreno firme
Métodos empleados para la estimación del movimiento del suelo durante este evento:
! Relación de atenuación de Reyes (1999) ! Relación de atenuación de Jaimes (2005) ! Escalamiento teórico de los registros de 1985
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Calibración con el sismo de 1985
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5
Sa (g
al)
T (seg)
OBS M=8.1 MC
M=8.1, R=300 Km, Reyes
M=8.1, R=300 Km, Jaimes
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Estimaciones para M=8.4, 8.6
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1 2 3 4 5
Sa (gal)
T (seg)
Diseño
M=8.1, R=300 Km, Reyes
OBS M=8.1 MC
M=8.1, R=300 Km, Jaimes
M=8.4, R=300 Km, Reyes
SIM M=8.4 MC
M=8.4, R=300 Km, Jaimes
M=8.6, R=300 Km, Reyes
SIM M=8.6 MC
M=8.6, R=300 Km, Jaimes
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Estimaciones para M=8.4, 8.6
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
0 1 2 3 4 5
Cociente
T (seg)
Sim 8.4/OBS MC
M8.4/M8.1 Reyes
M8.4/M8.1 Jaimes
SIM 8.6 / OBS MC
M8.6/M8.1 Reyes
M8.6/M8.1 Jaimes
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Peligro sísmico (solo costeros)
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1 2 3 4 5
Sa (gal)
T (seg)
Diseño
M=8.1, R=300 Km, Reyes
M=8.4, R=300 Km, Reyes
M=8.6, R=300 Km, Reyes
EPU 100 años, Reyes
EPU 250 años, Reyes
EPU 500 años, Reyes
EPU 1000 años, Reyes
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Peligro sísmico (solo costeros)
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1 2 3 4 5
Sa (gal)
T (seg)
Diseño
M=8.4, R=300 Km, Reyes,Pct 84
M=8.6, R=300 Km, Reyes, Pct 84
EPU 100 años, Reyes
EPU 250 años, Reyes
EPU 500 años, Reyes
EPU 1000 años, Reyes
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Conclusiones Terreno Firme
! Para M=8.4, los espectros es CU serían entre 1.3 y 1.5 veces más grandes que en 1985
! Para M=8.6, los factores serían 1.6 a 2, dependiendo del periodo estructural
! Estos espectros están cubiertos con el espectro de diseño actual en terreno firme… aunque seguramente los daños serían mayores a los de 1985!
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Terreno blando
! Escalamiento de los acelerogramas registrados en SCT para el sismo de 1985 a M=8.4 y M=8.6
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Terreno blando
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 1 2 3 4 5 6
Sa (gal)
T (seg)
OBS
SIM 8.4
SIM 8.6
Diseño, Apéndice A
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Terreno blando
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
0 1 2 3 4 5
Sa (gal)
T (seg)
8.4/OBS
8.6/OBS
Lineal (8.4/OBS)
Lineal (8.6/OBS)
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Terreno blando
! Todo indica que habría que subir los valores de la meseta espectral (del Apéndice A) por lo menos por un factor de 1.3
! Sin embargo:
a) Falta examinar con detenimiento otros sitios b) Falta incorporar el efecto del cambio de periodo
predominante del suelo
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Terreno blando
! Examinaremos primero el efecto del cambio de periodo
! En algunas zonas del DF, los periodos predominantes del suelo se han ido acortando
! Pero no de manera homogénea…
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Terreno blando
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Terreno blando
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Terreno blando
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Terreno blando
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Terreno blando
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Terreno blando
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Terreno blando
Examinaremos primero el efecto del cambio de periodo. Supondremos lo siguiente: ! Un modelo de evolución del periodo con el tiempo
en diversos sitios del DF ! Las FT normalizadas no cambiarán con el tiempo
Hacemos cálculos similares a los que se hicieron para las NTC2000, pero con mapas de periodo diferentes
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Efecto del cambio de periodo
0
5
10
15
20
0 1 2 3 4 5 6 FA
T (seg)
FT
1985
2010
0
5
10
15
20
0 0.5 1 1.5 2 2.5
FA
T/Ts
FT(T/Ts)
1985
2010
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Efecto del cambio de periodo
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 1 2 3 4 5 6
SA
1985
2010
10*SaCU
0
5
10
15
20
0 1 2 3 4 5 6
FA
T (seg)
FT
1985
2010
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Parámetro C del espectro, NTC 2000
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Parámetro C del espectro, NTC 2012
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Terreno blando
! Ahora, aumentamos el periodo de retorno del espectro de entrada de 125 años (NTC2000) a 250 años (NTC2012):
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Parámetro C del espectro, NTC 2012
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Parámetro A0 del espectro, NTC 2012
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Figure 4. Points: values of the corresponding para
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Espectros Sa
Figure 4. Points: values of the corresponding para
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Espectros D
Figure 4. Points: values of the corresponding para
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Espectros IDR
Figure 4. Points: values of the corresponding para
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Espectros inelásticos (1,1.5,2 seg)
Figure 4. Points: values of the corresponding para
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Espectros inelásticos (3,4 seg)
Figure 4. Points: values of the corresponding para
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2
)1( ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−+=TTkkp b
( )
⎪⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧
≥⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
<≤
<≤−+
=
bb
ba
aa
TTsiTT
cp
TTTsic
TTsiTTaca
a
;
;
0 ;
2
00
β
β
β
Espectros elásticos
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T E X C O C O
" C A R A C O L "
A E R O P U E R T O
19.20
19.25
19.30
19.35
19.40
19.45
19.50
19.55
19.60
Latitud
-99.20 -99.15 -99.10 -99.05 -99.00 -98.95 -98.90
Longitud
Mapa de periodos
![Page 39: Mario Ordaz - SMIE · 2020-03-26 · Conclusiones Terreno Firme ! Para M=8.4, los espectros es CU serían entre 1.3 y 1.5 veces más grandes que en 1985 ! Para M=8.6, los factores](https://reader035.vdocuments.co/reader035/viewer/2022062402/5f8c036c5442d1633d44465d/html5/thumbnails/39.jpg)
)(),(')(),(TRQTQ
TaQTan =
a(T) : espectro elástico
Q’(Q,T) : reducción por ductilidad
R(T) : reducción por sobrerresistencia
Espectro de resistencia necesaria
![Page 40: Mario Ordaz - SMIE · 2020-03-26 · Conclusiones Terreno Firme ! Para M=8.4, los espectros es CU serían entre 1.3 y 1.5 veces más grandes que en 1985 ! Para M=8.6, los factores](https://reader035.vdocuments.co/reader035/viewer/2022062402/5f8c036c5442d1633d44465d/html5/thumbnails/40.jpg)
⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪
⎨
⎧
>−+
≤<−
+
≤−
+
=
b
ba
aa
TTsikpQ
TTTsik
Q
TTsiTT
kQ
Q
;)1(1
;11
;11
’
2
)1( ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−+=TTkkp b
Reducciones por ductilidad
![Page 41: Mario Ordaz - SMIE · 2020-03-26 · Conclusiones Terreno Firme ! Para M=8.4, los espectros es CU serían entre 1.3 y 1.5 veces más grandes que en 1985 ! Para M=8.6, los factores](https://reader035.vdocuments.co/reader035/viewer/2022062402/5f8c036c5442d1633d44465d/html5/thumbnails/41.jpg)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0 1 2 3 4 5T (seg)
Q'
Ts=0.5
Ts=1
Ts=1.5
Ts=2
Ts=2.5
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 1 2 3 4 5T (seg)
Q'
Ts=0.5
Ts=1
Ts=1.5
Ts=2
Ts=2.5
0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0
0 1 2 3 4 5T (seg)
Q'
Ts=0.5
Ts=1
Ts=1.5
Ts=2
Ts=2.5
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
0 1 2 3 4 5T (seg)
Q'
Ts=0.5
Ts=1
Ts=1.5
Ts=2
Ts=2.5
Q’
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“Si del análisis se encuentra que en la dirección que se considera, la fuerza cortante Vo es menor que amínWo , se incrementarán todas las fuerzas de diseño en una proporción tal que Vo iguale a ese valor; los desplazamientos no se afectarán por esta corrección. amín se tomará igual a 0.03 cuando Ts < 1 s o 0.05 cuando Ts ≥ 1 s.”
Limitación a la resistencia necesaria
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Efectos pendientes de incorporar
0
20
40
60
80
100
120
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
Sa (g
al)
T (seg)
11/12/2011 MC
OBS M=8.1 MC
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Efectos pendientes de incorporar
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1 2 3 4 5
Sa (gal)
Periodo (seg)
Tr=250 años
Costeros +EV
Todos
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