presentación modificaciones espectro nch433

8/4/2019 Presentación Modificaciones Espectro NCh433

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18 de agosto de 2010

Propuesta deModificación Espectro

de Diseño NCh433

Rubén Boroschek K.

Víctor Contreras L.

Universidad de Chile



R. Boroschek - V. ContrerasUniversidad de Chile

Introducción Daños típicos observados en edificios altos 27-02-2010:

1. Grieta horizontal/ pérdida de material en murosestructurales de pisos inferiores o primeros

subterráneos2. Fractura de armaduras longitudinales en muros

3. Desaplome de muros estructurales

4. Daños severos en elementos secundarios o noestructurales

Causas contribuyentes a los daños observados:1. Detallamiento del refuerzo y geometría (esbeltez de

muros, irregularidades, etc.)

2. Severidad y duración del movimiento fuerte3. Sensibilidad de la demanda a la clasificación geotécnica

de suelos

4. Otros, en estudio




Introducción Respuesta de la Comunidad

Modificación de Reglamentos/ Normas Existentes:

NCh433

NCh430 Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones

Desarrollo de Nuevas Normas o Requisitos.

Elementos no estructurales

Ascensores

Edificios patrimoniales

Requisitos de proyectos de cálculo estructural

Empujes de suelo sísmicos y estáticos sobre subterráneosde edificios

Norma de diseño estructural para maremotos y zonasinundables




Introducción

Respuesta preliminar para la incertidumbre en nuevosproyectos basado en la NCh433:

Clasificar el suelo en una categoría más conservadora(ej.: I I I en vez de II )

Utilizar una zona sísmica con mayor demanda (ej.: 3 envez de 2)

Cambio de categoría de edificios con factor de

importancia mayor (ej.: I=1.2)

Recomendaciones transitorias norma NCh433 :

Busca respaldar un número importante de proyectos

que requieren desarrollarse y no pueden esperar uncambio normativo formal, el cual podría tomar variosmeses, sino años.




UNIV OF CHILE - R. Boroschekwww.terremotosuchile.cl




UNIVERSIDAD DE CHILE - R. Boroschek

www.terremotosuchile.cl

PETRU S ORTIGOSA




UNIVERSIDAD DE CHILE - R. Boroschekwww.terremotosuchile.cl




Inconsistencia en la Demanda de NCh433




Espectro de Diseño P ropuesto

Premisas Mantener la aceleración efectiva máxima A

0y la actual

demanda para períodos bajos (T <1 segundo)

Conservador en la demanda de desplazamientos paraperiodos mayores a 1 segundo





Antecedentes para la definición de nuevos espectros dediseño

Se consideraron registros de sismos disponibles entre1981 y 2010 con M ≥ 7 y PGA ≥ 0.1g en alguna de suscomponentes (incluye 23 registros del 27-02-2010)

Clasificación del Tipo de Suelo preliminar yconservadora según NCh433. Algunos suelos seclasifican en dos categorías hasta que se clarifique sudefinición.

No se cuenta con registros para suelo Tipo IV

Se mantiene la demanda de PSa para periodos bajos yse tiende al valor entregado por la NCh2745 paraperiodos altos.




Comparación Espectros Propuestos v/ s Demanda




Espectro de Diseño Propuesto Suelo Tipo III

Antecedentes para la definición de nuevos espectros dediseño para Suelo Tipo III

Se distinguieron 2 casos:

Suelo II I-A: Ajuste realizado para que Sd(T =1.75s) ~50 cm.en Zona 3. Esto es aproximadamente el valor existente dela NCh433 Of 2009.

Suelo III-B: Ajuste realizado para que Sd(T =2.00s) ~110cm. en Zona 3. Valor conservador para abarcar casos nocomprendidos en la norma existente (incluso si seconsidera Suelo Tipo IV)





Se propone preliminarmente solicitar un estudio dedemanda sísmica local cuando el suelo no se puedaclasificar como I, II o III.

En el caso del Suelo Tipo III, si solamente se utilizan losantecedentes de la Tabla 4.3 actual de la NCh433 para laclasificación del tipo de suelo se debe utilizar Suelo TipoIII-B. Se podrá usar Suelo Tipo III-A sólo cuando se cuentecon la información siguiente:

a) Estudio de estratigrafía y velocidades de onda de cortepor estrato hasta el basamento rocoso ó 30 metros.

b) Profundidad del basamento rocoso conocida.

c) Modelo computacional geotécnico o antecedentesexperimentales que demuestren un periodo del sueloante eventos sísmicos severos menor a 1.3 segundos.




Espectros de Aceleraciones (Zona 3)




Espectros de Desplazamientos (Zona 3)




Comparación Espectros Propuestos v/ s NCh433




Figura gentileza de IEC Ingeniería S.A.

Estudio de calibración del espectro propuesto




Comentarios a la modificación de espectro

NCh433 Ventajas:

Se mantiene la aceleración efectiva máxima A0

y la

actual demanda para períodos bajos (T < 1 segundo)

Criterio conservador en los desplazamientos(envolvente de lo observado que es el criterio de laNCh2745)

No se modifican en esta etapa los valores de los factoresde reducción ni límites de cortante existentes

Desventajas: El espectro propuesto (también el actual de Nch433) no

está relacionado con un estudio probabil ístico y/ odeterminístico.

Existe un número signif icativo de registros que superanampliamente la demanda elástica para períodosmenores a 1.3 segundos




Comentarios a la modificación de espectro

NCh433

En el futuro es necesario estimar un espectro con base aestudios probabilísticos y estadísticos, el cual debe ir de lamano con el cambio de los factores de reducción y otrosparámetros que posee la norma. Si bien esto sería deseabley razonable, hacerlo lleva tiempo, pero estamos trabajandoen esa dirección.



R. Boroschek - V. Contreras


Espectro de Diseño P ropuesto Se incorpora factor Z que depende de la zona sísmica

No altera la forma de los espectros de distintas zonas

Tabla 1: Factor Z de modificación del espectro según zona sísmica.

Tabla 2: Constantes de los espectros de pseudo aceleraciones propuesto.

* En este caso el espectro de pseudo aceleraciones definido no presenta rama develocidad

1.000.403

0.750.302

0.500.201 Z A0 [g]Zona Sísmica

1.000.403

0.750.302

0.500.201 Z A0 [g]Zona Sísmica

-110.0 Z-1142 Z1.951.950.3750.00III-B *

0.650.0 Z144.0 Z1142 Z1.750.680.3750.00III-A

0.637.5 Z88.0 Z1099 Z2.020.320.2000.00II

0.825.0 Z51.5 Z1087 Z2.530.220.1300.00I

cmcm/scm/s2ssssSuelo

pD D

V V

A AT

d T c

T bT

aTipo de

-110.0 Z-1142 Z1.951.950.3750.00III-B *

0.650.0 Z144.0 Z1142 Z1.750.680.3750.00III-A

0.637.5 Z88.0 Z1099 Z2.020.320.2000.00II

0.825.0 Z51.5 Z1087 Z2.530.220.1300.00I

cmcm/scm/s2ssssSuelo

pD D

V V

A AT

d T c

T bT

aTipo de





4.2.4 Cuando la información sobre el suelo de

fundación permita clasificarlo dentro de dos o mástipos de acuerdo con lo establecido en Tabla 4.3,se debe suponer el perfil del suelo que resulte enel caso más desfavorable.

4.2.4 Cuando la información sobre el suelo de

fundación no baste para clasificarlo de acuerdocon lo establecido en Tabla 4.3, se debe suponerel perfil del suelo que resulte en el mayor valor delesfuerzo de corte basal.

4.2.2 Los siguientes tipos de suelos requieren de

un estudio especial en el cual se establezca unespectro de diseño local:

a) suelos potencialmente licuables, entendiendopor ellos las arenas, arenas limosas o limos,saturados, con Índice de Penetración EstándarN menor que 20, (normalizado a la presiónefectiva de sobrecarga de 0,10 MPa);

b) suelos susceptibles de densificación porvibración;

c) suelos clasificados como tipo IV o noclasificables en los alcances de la Tabla 4.3.

4.2.2 Se excluyen de Tabla 4.3 los siguientes

tipos de suelos, los cuales requieren de unestudio especial:

a) suelos potencialmente licuables, entendiendopor ellos las arenas, arenas limosas o limos,saturados, con Índice de Penetración EstándarN menor que 20, (normalizado a la presiónefectiva de sobrecarga de 0,10 MPa);

b) suelos susceptibles de densificación porvibración.

4.2 Efecto del suelo de fundación y de latopografía en las características delmovimiento sísmico.

4.2 Efecto del suelo de fundación y de latopografía en las características delmovimiento sísmico.

Modificaciones propuestasCódigo actual NCh433

Modificaciones a la Norma NCh433.Of1996





6.3.5.1 El espectro de diseño que determina laresistencia sísmica de la estructura está definido por:

(8)

en que el valor de I se determina en la formaestipulada en 6.2.3.

6.3.5.1 El espectro de diseño que determina laresistencia sísmica de la estructura estádefinido por:

(8)

en que los valores de I y A0 se determinan en laforma estipulada en 6.2.3.

6.3.5.2 El espectro de pseudo aceleración elásticoSae se debe construir de acuerdo a la definicióngenérica presentada en la Figura 6.1 yconjuntamente con los valores indicados en Tabla 6.2y Tabla 6.5.

Figura 6.1 – Definición genérica espectro de pseudoaceleración .

6.3.5.2 El factor de amplificación a sedetermina para cada modo de vibrar n , deacuerdo con la expresión:

(9)

en que:

Tn = período de vibración del modo n;T0 , p = parámetros relativos al tipo de suelode fundación que se determinan de Tabla 6.3según la clasificación de Tabla 4.3.

6.3.5 Espectro de diseño6.3.5 Espectro de diseñoModificaciones propuestasCódigo actual NCh433

( )*

aea

SS

R I

=0

*a

IA

S

α

=

0

3

0

1 4, 5

1

p

n

n

T

T

T

T

α

⎛ ⎞+ ⎜ ⎟

⎝ ⎠=⎛ ⎞

+ ⎜ ⎟⎝ ⎠






Tabla 6.2 - Valor de la aceleración efectiva A0

y del

factor Z de zonificación sísmica

Tabla 6.2 - Valor de la aceleración

efectiva A0

Si el suelo de fundación se ha clasificado como tipo IIIutilizando solamente lo establecido en Tabla 4.3, se debenusar los valores definidos para Suelo Tipo III-B de Tabla6.5. Se podrán usar los valores definidos para Suelo TipoIII-A sólo cuando se cuente con la información siguiente:

a) Estudio de estratigrafía y velocidades de onda de cortepor estrato hasta el basamento rocoso ó 30 metros;

b) Profundidad del basamento rocoso conocida;

c) Modelo computacional geotécnico o antecedentesexperimentales que demuestren un periodo del suelo ante

eventos sísmicos severos menor a 1.3 segundos.


Zona Sísmica0

A 1 0,20 g

2 0,30 g

3 0,40 g

Zona Sísmica0

A Z 1 0,20 g 0,50

2 0,30 g 0,75

3 0,40 g 1,00






Tabla 6.3 - Valor de los parámetros que dependendel tipo de suelo

Tabla 6.3 - Valor de los parámetrosque dependen del tipo de suelo

*En este caso el espectro de pseudo aceleracionesdefinido no presenta rama de velocidad

Tabla 6.5 - Valor de los parámetros que definen elespectro de pseudo aceleración elástico


0T 'T Tipo de

Suelos

s s

n p

I 0,90 0,15 0,20 1,00 2,0

II 1,00 0,30 0,35 1,33 1,5

III 1,20 0,75 0,85 1,80 1,0

IV 1,30 1,20 1,35 1,80 1,0

0T 'T Tipo de

Suelos

s s

n

I 0,90 0,15 0,20 0,85

II 1,00 0,30 0,35 0,70

III-A 1,20 0,75 0,85 0,80

III-B 1,20 0,75 1,95 2,05

aT

bT

cT

d T

A Aα

V V α

D Dα Tipo de

Suelos s s s cm/s

2cm/s cm/s

p

I 0,0 0,130 0,22 2,53 1087 Z 51,5 Z 25,0 Z 0,8

II 0,0 0,200 0,32 2,02 1099 Z 88,0 Z 37,5 Z 0,6

III-A 0,0 0,375 0,68 1,75 1142 Z 144,0 Z 50,0 Z 0,6

III-B * 0,0 0,375 1,95 1,95 1142 Z - 110,0 Z -


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