View
223
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
EL TERREMOTO DE SEPTIEMBRE 2017: CAMBIOS
NECESARIOS EN LA PRÁCTICA DE DISEÑO Y
CONSTRUCCIÓN SISMORRESISTENTE EN MÉXICO
Mario E. Rodriguez
Instituto de Ingeniería, UNAM
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS 06SEPT2018
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
TEMAS A TRATAR
• Algunas características de daños observados en el terremoto de
2017 en la CDMX
• Comparativa de demanda de desplazamientos laterales en
edificaciones en los terremotos de 1985 y 2017. ¿Daño
acumulado?
• Características del daño por sismo en estructuras. Un enfoque
experimental
• Indice de rigidez y índice de daño para la evaluación del
comportamiento estructural de edificaciones en 2017
• Interpretación de daños de edificaciones en 2017
• Recomendaciones
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ubicación de colapsos en el terremoto de 2017 en la CDMX, de
algunas estaciones y curvas de igual periodos del suelo (2015)
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
Marcos sin muros divisorios, T=N/8
Marcos con muros divisorios, T=N/15
Calle
Periodos medidos en la
dirección paralela a la
calle, T= N/8
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Periodos en edificios medidos por integrantes de varias Universidades de EEUU
patrocinadas por la NSF para el estudio del terremoto de 2017 en la CDMX
T= N/15
8
NT
r Distorsion gl lH
aD ob
8 (3 ) 24
d dr
S SD
H N h T m T
1.5r r Distorsion de entrD od epis
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
DEMANDA
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
Intensidad de daño versus distorsión de entrepiso en
edificios con muros divisorios (Algan, 1982)
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
CAPACIDAD
Desplazamientos espectrales para el registro de la estación Roma
del 19 de septiembre 2017. Casos de daños en elementos no
estructurales en los edificios Oaxaca 80 y Amsterdam 82 (7 y 8
niveles, respectivamente). Se emplea T=N/8
DEMANDAS SISMICAS ELASTICAS (Sa, Sd) PARA EL REGISTRO SCT 2017 Y
COMPARATIVA CON LA NORMA POR SISMO DE 2004 PARA LA CDMX
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Desplazamientos espectrales elásticos é inelásticos para
registros obtenidos en la estación SCT en 1985 y 2017
¿Porqué algunos edificios no muy lejos de la estación SCT
colapsaron o tuvieron daños severos en 2017 y no en 1985?
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Menos de
12 niveles
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
• Esta pregunta no es posible responderla con
procedimientos convencionales (llevan a demandas
sísmicas comparables y en 1985 los niveles de daño o
no se observaron o fueron menores a los de 2017))
• ¿Cuáles son las características del daño por sismo en
estructuras ?
• ¿Se debe considerar el daño acumulado por
terremotos ?
¿Porqué algunos edificios cerca de la
estación SCT colapsaron o tuvieron daños
severos en 2017 y no en 1985?
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
CARACTERISTICAS DEL DAÑO POR SISMO
EN ESTRUCTURAS. UN ENFOQUE
EXPERIMENTAL
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
Análisis de la respuesta de columnas de CR
ensayadas ante cargas laterales por Takemura y
Kawashima (1997)
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
-8%
-6%
-4%
-2%
0%
2%
4%
6%
8%
0 1000 2000 3000 4000 5000
Dri
ft r
aio
Load number
TP 01
Historia de carga
Especimen 1
Historia de carga
Especimen 4
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Observación: La capacidad de deformación
lateral depende de la historia de cargas
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
65
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
DEMANDA CAPACIDAD
(Desplazamiento o Resistencia)
EL PROBLEMA DEL DISEÑO
SISMORRESISTENTE:
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 1 2 3 4
Sd
(m
)
T (s)
4 Sept. 2010
4 Sept. 2010
22 Feb. 2011
NZS (2004) 500 años
NZS (2004) 2500 años
ESPECTROS DE DESPLAZAMIENTOS ELASTICOS PARA REGISTROS
DE LOS TERREMOTOS DE CHRISTCHURCH (NZ) DE 2010 Y 2011
EN MENOS DE 6 MESES
OCURRIERON LOS TERREMOTOS
DE DISEÑO CON PERIODOS DE
RETORNO DE 500 Y 2500 AÑOS
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
CADE PAMAND DA CIDA
(Desplazamientos)
EL PROBLEMA DEL DISEÑO
SISMORRESISTENTE:
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
Especímenes 2, 3 y 4
Capacidades de distorsión
difieren en alrededor de
100%
43
2
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
¿Es EH como la
gasolina de un carro?
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
Relación fuerza
lateral-desplazamiento
Hd
λ
EI =
E
Indice de daño por sismo:
EH calculado de la respuesta
no lineal de un sistema de
1GDL para un registro de
aceleraciones dado
Id = 1, colapso
Id = 0, respuesta elástica
18/09/2018
Id ha sido calibrado con registros y daños observados en 12
terremotos en el mundo (2015, 2018)
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
Hd
rc
EI
HD
T
2
2
2
.rcD 0025
T= periodo fundamental
Γ= factor de participación,
varia entre 1 y 1.5
H/T= índice de rigidez
Marcos (<H/T)
Muros de CR (>H/T)
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
H/To=Altura entre
To (con sección
bruta)
oo
H H 2 H
T 3 T2T1
o
n nT
λ 8
λh 8s * 3 24m/s 36mT T
/m sH H
(en México)
INDICE DE RIGIDEZ H/T
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Deriva global Drm versus H/T0 para 2,622 edificios chilenos. u=1.3 Sde ,
obtenida con espectros de la norma chilena NCh433. To= periodo
sección no agrietada (Lagos et al., 2012)
H/T0 (m/s)
1000 u/H
40 70
36
Marcos
en México
18/09/2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
Hd
rc
IH
DT
E
2
2
2
A mayor valor de H/T menor daño:
Un aumento de H/T al doble reduce el valor
de Id a la cuarta parte
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 1 2 3 4 5
Peri
od
o T
(s)
Numero de ensaye
VARIACION DEL PERIODO FUNDAMENTAL EN ENSAYES EN MESA
VIBRADORA EN UCSD (Panagiotou, Restrepo y Conte, 2011)
Cuatro registros de aceleraciones
consecutivas con amplitudes
crecientes: EQ1, EQ2, EQ3 y EQ4
Numero
de ensaye
0 Ruido blanco antes de EQ1, T=0.51s, (Ig)
1 25 ensayes de ruido blanco antes de EQ1, T=0.59s
2 Despues de EQ1, T=0.65s
3 Despues de EQ2, T=0.82s
4 Despues de EQ3, T=0.88s
5 Despues de EQ4, T=1.16s
Tipo de ensaye
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Registros de aceleraciones para la estación SCT en 1985 y en
2017 considerados como un solo registro continuo
19852017
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
LOS TERREMOTOS DE 1985 Y 2017 EN LA CDMX
Indice de daño Id para marcos
que responden a los registros
de la SCT para los casos
individuales de los terremotos
de 1985 y 20172017
1985
2017
1985+2017
Indice de daño Id para
marcos que responden a los
registros combinados de la
SCT para los terremotos de
1985 y 2017, y para 2017
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Indice de daño para sistemas de marcos (T=N/7) y
sistemas duales(T=N/10)
(a) Sistema a base
de marcos
(b) Sistemas duales
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
COMENTARIOS
FINALES
NO SABEMOS LO SUFICIENTE SOBRE
DISEÑO SISMORRESISTENTE .
LAS FUERZAS SISMICAS DE DISEÑO SON
SOLO APROXIMADAS Y EN ALGUNOS
CASOS HAN SIDO REBASADAS EN MAS
DEL 100% EN TERREMOTOS OCURRIDOS
EN EL MUNDO INCLUYENDO MEXICO (1985)
EXISTEN INCERTIDUMBRES PARA DEFINIR EL SISMO DE
DISEÑO PERO PODRIAMOS CONTROLAR LA
RESPUESTA ESTRUCTURAL.
EL PROBLEMA NO ES SOLO DE DEMANDA SINO
TAMBIEN DE CAPACIDAD18/09/2018
Ciudad de México, 6 y 7 de septiembre 2018
18/09/2018
• El comportamiento de edificaciones que tuvieron daños
severos o colapsos en 2017 no se puede explicar con
procedimientos convencionales
• La capacidad de una edificación para llegar a los
desplazamientos laterales que impone un terremoto sin
colapso es incierta. Esta capacidad depende por ejemplo
no solo de las máximas amplitudes de la demanda por
sismo, sino también de la historia en el tiempo de estas
amplitudes.
• La revisión de los procedimientos convencionales de
diseño sismorresistente para incorporar nuevos
conceptos como el de daño acumulado tomará
tiempo.
• ¿Qué se puede hacer de inmediato en México?
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
RECOMENDACIONES DE CAMBIOS EN LAS NORMATIVAS
DE DISEÑO SISMORRESISTENTE EN MEXICO
• Las normativas deben ser restrictivas, como en otros
países. Las edificaciones muy irregulares en planta y en
elevación no debieran permitirse en zonas de alta
sismicidad
• Las edificaciones en zonas de alta sismicidad debieran
diseñarse con detallados que permitan una aceptable
capacidad de deformación lateral, por ejemplo en el caso
de CR siguiendo el Capítulo 18 del ACI 318-14. No se
debiera permitir edificaciones con ductilidad de
desplazamiento limitada (Q=2).
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
• Las normativas en México deberían limitar el empleo de
edificaciones a base de marcos de concreto reforzado, y
reconocer las ventajas del empleo de edificaciones con
muros estructurales de concreto reforzado, como ocurre
por ejemplo en la práctica de países con alta actividad
sísmica, como Japón y Chile.
18/09/2018 Mario Rodriguez, Simposio SMIS
06SEPT2018
• No todo debe ser estructuras convencionales
• La filosofía de diseño por sismo de algunas normativas
en el mundo y en México se basan en aceptar daños
estructurales para el sismo de diseño. Estructuras
esenciales, por ejemplo hospitales, no se deberían
diseñar con esta filosofía, en estos casos se deben
emplear soluciones estructurales innovadoras, por
ejemplo el empleo de aisladores de base, o elementos
disipadores de energía.
Recommended