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Setiembre 2013 Ingeniería Sismorresistente
RIESGO SISMICO Clase 3
CURSO
INGENIERÍA SISMORRESISTENTE
Introducción.- Peligro Sísmico.- Vulnerabilidad.- Riesgo.- Sísmico.- Objetivos del Diseño Sismorresitente.-
Ing. Omart Tello Malpartida
Introducción
El daño que podría presentar una obra de ingeniería
por efecto de los sismos depende tanto de la sismicidad del lugar donde se ubica, como de las características propias de la obra la misma.
En zonas de alta sismicidad, las obras civiles, están expuestas a sufrir daños importantes, el daño que experimenten dependerá de las características propias de cada obra en particular.
Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente
Peligro Sísmico
La severidad de los sismos en un emplazamiento
determinado se denomina Peligro Sísmico y depende exclusivamente del panorama sismotectónico de la zona, de las características del suelo y de la topografía local.
Para propósitos de ingeniería, el peligro se expresa por el valor máximo que podría alcanzar en el sitio un determinado parámetro que indica la severidad, por ejemplo la aceleración máxima del suelo o la intensidad local.
Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
Peligro Sísmico
PERU EN ZONA SISMICA
Zona de Convergencia de Placas Tectónicas
Subducción de la placa oceánica de Nazca bajo la placa continental Sudamericana (9 cm / año)
ALTO PELIGRO SISMICO PERU
ESTIMACION DE PELIGRO SISMICO
• Datos característicos del sismo - Magnitud - Duración - Frecuencia - Origen
• Características del subsuelo y la respuesta de éstos al paso de los trenes de ondas sísmicas
- Litología de rocas y sedimentos no consolidados - Espesor de unidades litológicas - Presencia de fallas activas - Efectos topográficos - Efectos secundarios (remociones en masa, asentamientos,
licuefacción, etc)
Para estimar el peligro sísmico se requiere obtener datos sobre dos tipos de variables:
MAGNITUD SISMICA
MAGNITUD: Es una medida que tiene relación con la cantidad de energía liberada en forma de ondas. Ej: Magnitud de Compresión (Gutenberg y Richter, 1956)
A: amplitud del movimiento del suelo T: periodo de la onda considerada Q: función entre distancia (D) y profundidad (h)
Mb = log (A/T) +Q(D,h)
INTENSIDAD: Es una medida de los efectos producidos por un sismo en personas, animales, estructuras y terreno en un lugar particular. (Escala de Intensidades de Mercalli Modificada).
Depende de:
- Magnitud - Distancia Epicentral - Geología Local - Tipo de Construcciones
“Un sismo posee solamente una medida de magnitud y varias observaciones de intensidad“.
INTENSIDAD SISMICA
Zonas sismogénicas principales:
a. Zona Costera o de subducción
Ej: Valparaíso 1985
b. Zona Intraplaca (>50 km)
Ej: Chillán 1939 y Calama 1950
c. Zona Cordillerana (<20 km)
Ej: Las Melosas 1958
ZONAS SISMOGENICAS
ZONA DE RUPTURA Y DISTANCIA EPICENTRAL
Ej: Terremoto de 1985 (Kausel, 1996)
ISOSISTAS
N11º (d) Distancia
a la Línea Epicentral
Línea Epicentral
Distancia Hipocentral
TERREMOTOS HISTÓRICOS
SISMOS COSTEROS DE SUBDUCCIÓN (Ms > 7.5)
Zona Intraplaca (Ms = 8): Chillán 1939 y Calama 1950 Zona Cordillerana (Ms < 6): Las Melosas 1958
TERREMOTOS HISTÓRICOS CHILE CENTRAL
Terremotos (Ms~8.0) en Chile Central:
1575, 1647, 1730, 1822, 1906, 1985.
Recurrencia = 82 +- 6 años
* Todos tienen epicentros costa afuera
* Zonas de ruptura coinciden entre 33° y 33.5°, frente a Valparaiso-Algarrobo.
ASPEREZA
FORMULAS DE ATENUACION DE INTENSIDAD
I (M,r) = a1 M + a2 Log (r) + a3 r + a4 h + a5
BARRIENTOS (1980)
I (M,r) : Atenuación de Intensidad M : Magnitud Ms r : Distancia hipocentral h : Profundidad focal R : Distancia a la Línea Epicentral
a1 = 1.4239 a2 = - 4.1245 a3 = - 0.0003 a4 = 0.5835 a5 = 3.9095
r2 = R2 + h2
SISMOS HISTORICOS
Calculo Constantes
NO CONSIDERA CONDICIONES LOCALES DEL SUBSUELO
FORMULAS DE ATENUACION DE INTENSIDAD
I (d) = 7.54e-0.0029d
MENENDEZ (1991)
I (d) : Atenuación de Intensidad en roca d : Distancia epicentral
Valido solo para el terremoto de 1985 de magnitud 7.8
Diferencia de casi 2 grados
Sedimentos no consolidados
6.06.5
>7.07.0
AREA DEREPLICAS
1985
AREA DEREPLICAS
1971
AREADE SISMOS
PRECURSORES
SANTIAGO
RANCAGUA
MELIPILLA
SAN FERNANDO
PICHILEMU
ILOCA
CONSTITUCION
HUALANE
CURICO
TALCA
RAPEL
CAUQUENES
CHILLAN
SANANTONIO
VALPARAISO
QUINTAY
LOS VILOS
SAN FELIPE
LA LIGUA
ZAPALLAR
VENTANAS
VIÑADEL MAR
LAS TORTOLAS
ILLAPEL
LLAY LLAY
35º
72º
36º
34º
33º
32º 32º
33º
34º
35º
36º
73º 71º 70º 69º
69º70º71º72º73º
100km500
SIMBOLOGIA
ISOSISTAS EN ROCA 1985
EPICENTRO SISMO 1985
LINEA EPICENTRAL 1985
MODULO DEL VECTOR = 1 g
ACELERACION MAXIMA
N
ISOSISTAS EN ROCA (Menendez, 1991)
Isosistas sin diferenciar suelo de fundación
MICROZONIFICACION SISMICA
Aumento de Intensidad de depósitos no consolidados respecto a la roca: (Menendez, 1991)
Gravas 0.5 a 1.0
Coluvios 1.0 a 2.0
Cenizas 1.5 a 2.0
Lacustres 2.0 a 2.5
RESPUESTA SISMICA
+ TERREMOTOS HISTÓRICOS + INTENSIDADES O GRADO DE DAÑOS + LITOLOGÍAS RESPUESTA SÍSMICA ESTIMADA
FALLAS ACTIVAS
Falla Potencialmente Activa
CU
ATER
NAR
IO
Hol
ocen
o Pl
eist
ocen
o
Falla Activa
Solo si se ha podido demostrar actividad
Vulnerabilidad Sísmica
Durante un sismo importante, las obras civiles, son
afectadas en mayor o menor medida en función a sus características de resistencia, rigidez o regularidad estructural. El daño que podría sufrir una obra en particular considerando exclusivamente sus características propias se denomina Vulnerabilidad.
Las obras en mal estado, o aquellas sin adecuada resistencia lateral, son mas vulnerables que aquellas otras proyectadas y construidas con criterios sismorresitentes, independiente del lugar donde se ubiquen.
Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente
Vulnerabilidad Sísmica
Vulnerabilidad Sísmica
Vulnerabilidad Sísmica
Riesgo Sísmico
El daño que podría presentar una obra determinada como consecuencia del peligro que la amenaza y de su propia vulnerabilidad, se denomina Riesgo Sísmico.
Simbólicamente, el riesgo puede expresarse en función del peligro y la vulnerabilidad.
Riesgo = Peligro x Vulnerabilidad
El peligro constituye la componente de amenaza natural sobre la cual no es posible intervenir, y la vulnerabilidad que puede ser manejada con el fin de controlar el riesgo final de las obras civiles.
Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente
Riesgo Sísmico
Si se pretende logar niveles similares de riesgo en construcciones de igual uso (por ejemplo hospitales) independientemente de la sismicidad de la zona en que se ubiquen, se tendrá que construir estructuras robustas en zonas de alto peligro y se aceptaran construcciones menos competentes lateralmente en zonas de bajo o nulo peligro sísmico.
Debido a la naturaleza aleatoria de los sismos, a la natural variabilidad en las características físicas de las obras civiles y a la incertidumbre en los procedimientos de ingeniería, tanto el riesgo, como el peligro y la vulnerabilidad, deben representarse en términos de probabilidades.
Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente (1 ).
El diseño y construcción sismorresistentes tienen como
objetivos evitar el colapso de las obras civiles en terremotos fuertes y reducir los daños que podrían presentarse en terremotos menos severos, pero mas frecuentes. Para logar estos objetivos, necesario conocer las características de los movimientos que podrían producirse en el lugar de la obra.
Para una construcción en particular, se podría pensar en el mayor terremoto posible en el lugar que podría presentarse en su vida útil. Dar protección contra el terremoto mas grande no resulta una alternativa razonable, debido al alto costo que esto significa y a que los terremotos extremos están distanciados en el tiempo y, por lo tanto, tienen baja probabilidad de ocurrir durante la vida útil de la obra.
Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente (2).
Entre los movimientos que podrían afectar
una obra de ingeniería, es necesario definir algunos niveles de severidad con el fin de establecer objetivos de diseño en cada uno de ellos.
Por ejemplo, se debe definir el nivel hasta el cual se pretende evitar el colapso y también el nivel hasta el cual no se deberían presentar daños.
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Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente (2).
Para posibilitar esta
elección, es necesario representar la severidad del movimiento en términos de probabilidades, considerando la importancia de la obra y el tiempo de su vida útil.
Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente
Aceleración pico y periodo de retorno para el sitio de la obra
Riesgo Sísmico
Riesgo Sísmico
Riesgo Sísmico
Riesgo Sísmico
Riesgo Sísmico
Riesgo Sísmico
Reflexiones
Reflexiones
¿ Preguntas ?