M.Sc. Ing. Carlos Córdova Rojas

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LA COSTA PERUANA SE ENCUENTRA UBICADA ENTRE LAS

PLACAS DE NAZCA Y LA PLACA SUDAMERICANA

(ZONA DE SUBDUCCIÓN)

ZONA DE SUBDUCCIÓN

TABLA N° 01

FACTORES DE ZONA "Z"

ZONA Z

4 0.45

3 0.35

2 0.25

1 0.10

CHIMBOTE

CAÑETE

NAZCA

ICA

AREQUIPA

MOQUEGUA

SISMICIDAD ZONA DE SUBDUCCIÓN PLACA DE NAZCA 1973 – 2012

F: Ing. A. Muñoz

F: Ing. A. Muñoz

S0 = Roca dura

S1 = Roca o Suelos Muy Rígidos

S2= Suelos Intermedios

S3 = Suelos Blandos

S4 = Condiciones Excepcionales

FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SISMICA “C”

RESEÑA HISTÓRICA DE LOS ÚLTIMOS SISMOS EN EL PERÚ

Oscilan entre 15,000 y 20,000 fallecidos – Terremoto y Maremoto

Solo sobrevivieron 200 Chalacos de 5,000 en total

LIMA - CALLAO - 28 de Octubre de 1,746 - Magnitud ≈ 9.0° Mw - Richter

Vista del malecón de Chorrillos (Foto el Comercio)

LIMA - CALLAO - 24 de Mayo de 1,940 - Magnitud = 8.2 ° Richter

HUACHO - LIMA - 17 de Octubre de 1,966 - Magnitud = 8.1° Mw - Richter

220 muertos, 1800 heridos, la Casona de San Marcos sufre serios daños

70,000 muertos (50,000 muertos + 20,000 desparecidos)

HUARAZ – ANCASH - 31 de Mayo de 1,970 - Magnitud = 7.8° Mw - Richter

252 muertos, 3,600 heridos, 2,700 millones de soles en perdidas

CAÑETE - LIMA - 03 de Octubre de 1,974 - Magnitud = 7.6° Mw - Richter

NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 ° Mw

Palacio Municipal de Nazca

Más de 20 muertos, 2,000 heridos y 100,000 damnificados

4,000 casas se derrumbaron

NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 ° Mw

Hubo daños en estructuras importantes de concreto armado

Se dañaron 91 escuelas y 100 centros de salud.

MOQUEGUA - 23 de Junio de 2001 - Magnitud = 8.4 ° Mw

Instantes en que falla la Torre de la catedral de Arequipa

Afecto al Sur del Perú (Moquegua, Tacna y Arequipa)

MOQUEGUA - 23 de Junio de 2001 - Magnitud = 8.4 ° Mw

Luego del sismo vino el Tsunami en la ciudad de Camaná

102 muertos y 70 desaparecidos

PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 ° Mw

595 muertos, 2,991 heridos y 431,000 damnificados

Colapsa Iglesia del Señor de Luren - ICA

PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 ° Mw

RECIENTES TERREMOTOS EN EL MUNDO

VALDIVIA – CHILE, 22 de Mayo 1960 – Magnitud = 9.5° Richter

Mayor terremoto registrado en la historia de la humanidad

SUMATRA – INDONESIA , 26 de Diciembre 2004 – Magnitud = 9.3° Richter

275,000 muertos – Devastador Tsunami

PUERTO PRINCIPE - HAITI

12 de Enero de 2010 – Magnitud = 6.9° Richter

317,000 muertos, 350,000 heridos y 1’500,000 damnificados

500 muertos aprox. - 2,700 millones de dólares en perdidas

CONCEPCION – CHILE , 27 de febrero de 2010 – Magnitud = 8.8° Richter

TURQUIA, 23 de octubre de 2011 – Magnitud = 7.4° Richter

100 edificios colapsaron tras el sismo principal y posteriormente, unos

500 colapsaron debido a las réplicas. 59 personas murieron y 150

resultaron heridas.

JAPON , 11 de Marzo de 2011 – Magnitud = 9° Richter

Devastador Tsunami - 15,893 muertos, 6152 heridos, 2,567 desaparecidos

millones de $ en pérdidas

CHILE – COQUIMBO, 16 de Septiembre de 2015 – Magnitud = 8.4° Mw - Richter

15 muertos y 5 heridos - 27 722 personas damnificadas, 2442 viviendas destruidas

ECUADOR – MANABI – PEDERNALES , 16 de Abril de 2016 – Magnitud = 7.8° Richter

673 muertos y 6,274 heridos – 28,775 personas damnificadas

ITALIA – AMATRICE, 24 de Agosto de 2016 – Magnitud = 6° ± 0.3º Richter

291 muertos, 388 heridos – 1,500 personas damnificadas

¿Qué tan grande será el próximo terremoto?

¿Cual es el riesgo sísmico de una edificación?

RIESGO SÍSMICO: PELIGRO SÍSMICO x VULNERABILIDAD x VALOR

RIESGO SÍSMICO: Se define como el grado de pérdida, destrucción o daño

esperado debido a la ocurrencia de un determinado sismo.

PELIGRO SÍSMICO: Se define como la probabilidad de que ocurra un sismo

potencialmente desastroso durante cierto periodo de tiempo en un sitio dado. El Perú

se encuentra en la zona sísmica más activa del mundo, en el llamado "Cinturón de

Fuego del Pacífico". La placa de Nazca se mueve aproximadamente 10 cm por año

contra la placa sudamericana que se mueve 4 cm por año en sentido contrario, lo

cual genera una gran acumulación de energía, liberándose en forma de actividad

sísmica.

VULNERABILIDAD SÍSMICA: Es una propiedad intrínseca de la estructura, una

característica de su comportamiento, que puede entenderse como predisposición

intrínseca de un elemento o grupo de elementos expuesto a ser afectado o ser

susceptible a sufrir daño, ante la ocurrencia de un evento sísmico determinado.

E – 030

La filosofía del diseño

sismorresistente

consiste en:

a. Evitar pérdidas de vidas

b. Asegurar la continuidad

de los servicios básicos

c. Minimizar los daños a la

propiedad.

ISO 3010

Bases del diseño

sismorresistente

1. Prevenir lesiones a las

personas

2. Asegurar la continuidad

de los servicios

3. Minimizar el daño a la

propiedad

Se reconoce que dar protección completa frente a todos los sismos

no es técnica ni económicamente factible para la mayoría de las

estructuras.

FILOSOFÍA DE DISEÑO - NORMA TÉCNICA E.030

DISEÑO SISMORRESISTENTE

PRINCIPIOS DE DISEÑO - NORMA TÉCNICA E.030

DISEÑO SISMORRESISTENTE

a. La estructura no debería colapsar ni causar daños graves a las personas, aunque podría

presentar daños importantes, debido a movimientos sísmicos calificados como severos

para el lugar del proyecto.

b. La estructura debería soportar movimientos del suelo calificados como moderados para el

lugar del proyecto, pudiendo experimentar daños reparables dentro de límites aceptables.

c. Para las edificaciones esenciales, definidas en la Tabla Nº 5, se tendrán consideraciones

especiales orientadas a lograr que permanezcan en condiciones operativas luego de un

sismo severo.

“Los sismos No matan a la gente. Los edificios pueden matar a la gente si no se

diseñan para soportar daños (Dr. Javier Piqué)

PRINCIPIOS DE DISEÑO - NORMA TECNICA E.030

DISEÑO SISMORRESISTENTE

O = Operacional

IO = Ocupación inmediata

LS = Seguridad de vidas

CP= Prevención del Colapso

C = Colapso

Z = Factor de Zona

U = Factor de Uso

S = Factor de Suelo

C = Factor de amplificación sísmica

R = Factor de reducción

V = (ZUSC / R) P = % Peso

Sa = (ZUSC / R) g = % g

g = aceleración de la gravedad

F: Ing. A. Muñoz

LEY DE SITTER (Sitter, 1984 CEB RILEM)

EXCELENTES PROYECTOS DE ARQUITECTURA PUEDEN

TERMINAR EN COLAPSOS!!!!!!

RIO ALTO CONCEPCION - CHILE

CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL SISMORRESISTENTE

Debe tomarse en cuenta la importancia de los siguientes aspectos:

Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces.

Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.

Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.

Resistencia adecuada frente a las cargas laterales.

Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación.

Ductilidad, entendida como la capacidad de deformación de la estructura más allá del rango elástico.

Deformación lateral limitada (Rigidez).

Inclusión de líneas sucesivas de resistencia (redundancia estructural).

Consideración de las condiciones locales.

Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.

Hospital III Nivel Clínica Privada III Nivel

CATEGORIA A1: ESTABLECIMIENTOS DE SALUD (PÚBLICOS Y PRIVADOS) DE 2do y 3er NIVEL

Se requiere

sistema de

aislamiento

de base en

Zonas 3 y 4

CATEGORÍA DE LAS ESTRUCTURAS

Factor de Uso U = 1.0; para sistemas con aislamiento de base, Z = 3 y 4

U = 1.5; para sistemas sin aislamiento de base, Z = 1 y 2

FACTOR DE USO Y NIVELES DE DISEÑO

U = 1.5 - Sismo con un período de retorno de 2,500 años

U = 1.3 - Sismo con un período de retorno de 1,000 años

U = 1.0 - Sismo con un período de retorno de 500 años

CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5

Hospital I Nivel AeropuertosPuertos

Locales Municipales Centrales de Comunicaciones Estación de Bomberos

CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5

Cuarteles de las Fuerzas Armadas Comisarias

Instalaciones de generación y

transformación eléctrica

Tanques Elevados Reservorios

CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5

Plantas de tratamiento de agua Plantas de tratamiento de desagüe Instituciones Educativas

Institutos Superiores Tecnológicos Universidades

CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5

Depósitos de materiales Inflamables o tóxicos

Fabricas de materiales inflamablesGrandes Hornos

Edificios que almacenan archivos e

Información esencial del Estado

CATEGORIA B: EDIFICACIONES IMPORTANTES; U = 1.3

Cines Teatros

Estadios Coliseos

CATEGORIA B: EDIFICACIONES IMPORTANTES; U = 1.3

Centros Comerciales Terminales de Pasajeros

Establecimientos Penitenciarios Museos

CATEGORIA B: EDIFICACIONES IMPORTANTES; U = 1.3

Museos Bibliotecas

Depósitos de GranosAlmacenes para abastecimiento

CATEGORIA C: EDIFICACIONES COMUNES; U = 1.0

Edificio de Viviendas Edificio de Oficinas

Hoteles Restaurantes

CATEGORIA C: EDIFICACIONES COMUNES; U = 1.0

Depósitos o instalaciones industriales que no acarrean peligro de incendio o fugas de contaminantes

CATEGORIA D: EDIFICACIONES TEMPORALES

SISTEMAS ESTRUCTURALES

MUROS ESTRUCTURALES

R=6: Los muros toman el

70% o más de la fuerza

cortante basal

Los pórticos deben ser

diseñados para tomar

como mínimo el 30% de la

fuerza cortante basal

DUAL (MUROS + PÓRTICOS)

R=7: Los muros toman el

entre el 30% y 70% de la

fuerza cortante basal

PÓRTICOS

R=8: Los muros toman

menos del 30% de la fuerza

cortante basal

Más del 70% de la fuerza

cortante basal lo toman los

pórticos

MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA

R=4: Máximo 8 pisos y no

se puede combinar con

muros dúctiles (muros

estructurales)

ESTRUCTURAS METÁLICAS

ALBAÑILERÍA ARMADA O CONFINADA

MADERA

ADOBE

SISTEMAS ESTRUCTURALES DE NUEVOS EDIFICIOS EN LIMA

HOTEL WESTIN EDIFICIO DE OFICINAS GNV

CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL

ESTRUCTURAS REGULARESESTRUCTURAS IRREGULARES

IRREGULARIDADES EN ALTURA

(Ia)

IRREGULARIDADES EN PLANTA

(Ip)

TIPOS DE IRREGULARIDADES

IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ - PISO BLANDOIRREGULARIDAD DE RESISTENCIA - PISO DEBIL

IRREGULARIDADES EN ALTURA

DISCONTINUIDAD DE LOS SISTEMAS RESISTENTES

IRREGULARIDAD GEOMETRICA VERTICALIRREGULARIDAD DE MASA O PESO

IRREGULARIDAD TORSIONAL

ESQUINAS ENTRANTES

IRREGULARIDADES EN PLANTA

DISCONTINUIDAD DEL DIAFRAGMA

SISTEMAS NO PARALELOS

Piso Blando Ia = 0.75

Piso Blando Extremo Ia = 0.50

Piso Débil Ia = 0.75

Piso Débil Extremo Ia = 0.50

Irregularidad de masa o peso Ia = 0.90

Discontinuidad de los sistemas Resistentes Ia = 0.80

Discontinuidad Extrema de los sistemas resistentes Ia = 0.60

FACTORES DE IRREGULARIDAD EN ALTURA (Ia)

Irregularidad Torsional Ip = 0.75

Irregularidad Torsional Extrema Ip = 0.50

Esquinas Entrantes Ip = 0.90

Discontinuidad del Diafragma Ip = 0.85

Sistemas No Paralelos Ip = 0.90

FACTORES DE IRREGULARIDAD EN PLANTA (Ip)

SISTEMAS DE TRANSFERENCIA

En las zonas sísmicas 4, 3 y 2

no se permiten estructuras con

sistema de transferencia en los

que más del 25 % de las cargas

de gravedad o de las cargas

sísmicas en cualquier nivel

sean soportadas por elementos

verticales que no son

continuos hasta la cimentación.

Esta disposición no se aplica

para el último entrepiso de las

edificaciones.

COLAPSOS Y FALLAS MÁS FRECUENTES EN ESTRUCTURAS

RELACIONAS AL PROYECTO ARQUITECTÓNICO

Un buen proyecto arquitectónico es aquel

que toma en cuenta la estructura

sismorresistente desde la concepción del

mismo.

Existe una mala práctica en el Perú de primero diseñar el proyecto arquitectónico del edificio y

luego introducirle la estructura, esto sería análogo a que un ser humano se forme en el vientre de la

madre sin huesos y después de haber nacido le introduzcamos el esqueleto.

COLAPSO DE EDIFICIOS POR IRREGULARIDAD DE PISO BLANDO

COLAPSO DE EDIFICIO POR GRAN DIFERENCIA EN RELACION DE DIMENSIONES (EDIFICIOS ALARGADOS)

a) Movimiento diferente del

suelo en distintos apoyos.

b) Deformación de la planta del

edificio.

FALLAS EN EDIFICIOS DEBIDO A FORMAS COMPLEJAS ASIMETRICAS

“Fenómeno

de

Aleteo”

FALLAS EN EDIFICIOS DEBIDO A IRREGULARIDAD GEOMETRICA VERTICAL

“Fenómeno

de

Latigazo”

Proporcionar menor resistencia que la

columna a la que se une ( columna

fuerte-viga débil).

Mecanismo con daño en vigas

( recomendado)

COLAPSO DE EDIFICIO DEBIDO A QUE LAS COLUMNAS SON MAS DEBILES QUE LAS VIGAS

COLAPSO DE EDIFICIO DEBIDO AL VOLTEO

COLAPSO DE EDIFICIO DEBIDO A LA IRREGULARIDAD TORSIONAL Y PISO BLANDO

FALLAS EN ESTRUCTURA DEBIDO A LA FALTA DE LINEAS SUCESIVAS DE RESISTENCIA

(REDUNDANCIA ESTRUCTURAL)

Marco sin redundancia, si falla

una columna la estructura

colapsa.

Marco con redundancia, si falla

una columna la estructura sigue

estable.

CHOQUE ENTRE EDIFICIOS DEBIDO A LA AUSENCIA DE UNA JUNTA SISMICA

COLAPSO DEBIDO A LA UTILIZACION DE PUENTES ENTRE EDIFICOS

FALLAS DEBIDO AL EFECTO DE COLUMNA CORTA

Efecto de columna corta

COLAPSO DE EDIFICIOS PRESENTADAS EN EL RECIENTE

SISMO DE ECUADOR 16/04/2016

3.9 Sistemas de Aislamiento Sísmico y Sistemas de Disipación de Energía

Se permite la utilización de sistemas de aislamiento sísmico o de sistemas de

disipación de energía en la edificación, siempre y cuando se cumplan las

disposiciones de esta Norma (mínima fuerza cortante en la base, distorsión de

entrepiso máxima permisible), y en la medida que sean aplicables los requisitos

del documento siguiente: “Minimum Design Loads for Building and Other

Structures”, ASCE/SEI 7-10, Structural Engineering Institute of the American

Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, USA, 2010.

La instalación de sistemas de aislamiento sísmico o de sistemas de disipación de

energía deberá someterse a una supervisión técnica especializada a cargo de un

ingeniero civil.

SISTEMAS DE PROTECCIÓN SÍSMICA

EDIFICIO SIN DISIPADORES DE ENERGÍA EDIFICIO CON DISIPADORES DE ENERGÍA

EFECTO EN EL ESPECTRO DE ACELERACION AL

INCREMENTAR LA RIGIDEZ Y EL AMORTIGUAMIENTO

DISIPADORES DE ENERGÍA EN LA CIUDAD DE LIMA

PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON DISIPADORES DE ENERGÍA

MINISTERIO DE ECONOMÍA Y FINANZAS

PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON DISIPADORES DE ENERGÍA

UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO

PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON DISIPADORES DE ENERGÍA

INEN - 2016

AISLADORES DE BASE EN LA CIUDAD DE LIMA

EDIFICIO MULTIFAMILIAR - MADRE

CON AISLADORES SIN AISLADORES

CENTRO DE INFORMACION E INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - UNI

AULARIOS DE LA PUCP

UNIVERSIDAD DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - UTEC

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