Evolución Criterios D S-R Uni 2005
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Evolución de los Criterios de Diseño Sismo Resistente
Lima 2005
Alejandro Muñoz
Las obras de Ingeniería
Experimentación en Ingeniería Sismorresistente
Experimentación en ingeniería S-R
Sismicidad
Zonas Sísmicas
1963
Z=1.0Z=0.7Z=0.4
Zonas Sísmicas Norma 1977
Aceleración Esperada
TR = 500 años
Castillo y Alva 1993
Z=0.4Z=0.3Z=0.15
Zonas Sísmicas Normas
1997, 2003
/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005
Objetivos del Diseño S-R
Objetivo Tradicional:sobreviviencia en sismos severos
evitar el colapso
Operatividad luego del sismo
Objetivos ampliados del D-S-R
Reparabilidad
Diseño por Desempeño
Período deretorno (años)
Sismos frecuentes 43Sismos ocasionales 72Sismos raros 475Sismos muy raros 970
Sismo de DiseñoAceleración
(g)0.200.250.400.50
Sismos de Diseño
Niveles de Desempeño
FSUPERVIVENCIA
OPERACIONAL
COMPLETAMENTEOPERACIONAL
CERCA AL COLAPSO
CompletamenteOperacional Operacional Supervivencia Cerca al
Colapso
TR=50 años
TR=100
TR=500
TR=1000
Representación de las Acciones Sísmicas
Zonas Sísmicas
1963
Z=1.0Z=0.7Z=0.4
Zonas Sísmicas Norma 1977
Aceleración Esperada
TR = 500 años
Castillo y Alva 1993
Z=0.4Z=0.3Z=0.15
Zonas Sísmicas Norma 1997
Sismo = Fuerzas laterales ?
0.05 P
0.05 P
0.05 P
0.05 P
0.05 P
Sismo = Fuerzas de Inercia?
La Dinámica de Estructuras
SISMO
RespuestaMáxima
Respuesta espectral
Desplazamiento
Aceleración
Espectros de Demanda Espectros de Demanda
Formas Estructurales y Desempeño
Sismorresistente
Irregularidades en Planta
Banco CentralBanco Central
Banco de AméricaBanco de América
9@ 2.30 = 20.70m
Planta Típica
““….los movimientos del ….los movimientos del terreno han producido en terreno han producido en este caso deterioros en la este caso deterioros en la torre del edificio “rígido” torre del edificio “rígido” demostrando que las demostrando que las vibraciones se han vibraciones se han transmitido en su transmitido en su integridad a las partes integridad a las partes
altas….altas….””
daños
Edificio A
variaciones en altura
““….mientras que en ….mientras que en el edificio B (con el edificio B (con primer piso blando) primer piso blando) los daños se han los daños se han localizado en la localizado en la parte flexible parte flexible protegiendo los protegiendo los
pisos altos ,….pisos altos ,….” ”
Sin daños
daños
Edificio B
Observaciones de campo
Efecto de los Suelos en el Desempeño S-R
SUELO BLANDOSUELO DURO
Periodo
Sa
Periodo
Sa
Suelo Blando
Suelo Duro
Periodo
Despl
Desplazamientos crecientesDesplazamientos crecientes con la con la flexibilidad flexibilidad
SUELO BLANDOSUELO DURO
“ ... el edificio colapsó porque la fuerza sísmica fue mayor que la resistencia del edificio ”
Resistencia y Colapso
F
F
xx
E
F
x
E
1F
x1
1
1
F
R
xxy
1
F3
x3
3
3
F
R
xxy
31
. . .
Fn
xn
n
F
R
xxy
3 n1
. . .. . .
F
"Colapso"
R
xxy cx
3 n1
. . .. . .
Fuerzas y deformaciones
limitadas
... “el edificio colapsó porque la fuerza sísmica fue mayor que la resistencia del edificio”
... “el edificio colapsó porque los desplazamientos a los que fue llevado fueron mayores que los que pudo tolerar”
FrágilDúctil
∆
P
/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005
Tradicional:DuctilidadResistencia
Estrategias de Diseño S-R
Ductilidad y supervivencia
FSUPERVIVENCIA
COMPLETAMENTEOPERACIONAL
Fn
xn
n
∆
/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005
Ductilidad = Daño y colapso
Ductilidad = Sobrevivencia CON DAÑO
/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005
Diseño Sismorresistente
Estrategia Basada en observaciones de campo:
Rigidez
Tenacidad ¡¡¡
Flexibilidad =
colapso
Rigidez =
prevención del colapso
Daños sin colapso
/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005
costos de demolición
Tenacidad
P
δ
P
δ
/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005
Tenacidad
D
FMayor
tenacidad
Diseño por control de desplazamientos
∆
T
Desp.
Tn
RigidezT
Fuerza
Tn
VResistencia
.
SISTEMAS DE SISTEMAS DE PROTECCIÓN PROTECCIÓN
SÍSMICASÍSMICA