¿Qué Daños serían ACEPTABLES?

La respuesta a estas dos preguntas; definen lo que se conoce como RIESGO SÍSMICO

Se respondió afirmativamente a la primera pregunta debido a tres consideraciones

1. Para Edificios ubicados en zonas de alta sismicidad(alto peligro sísmico), como lo es la costa peruana, la combinación crítica de cargas es en la que intervienen las Fuerzas de Sismo(las Fuerzas de Sismo dominan el Diseño)

2. La probabilidad de ocurrencia de Sismo Severo; es decir aquel produce daño, es muy baja para el tiempo de vida útil de la edificación de la edificación

¿Las Edificaciones deben Diseñarse para Sufrir Daños durante un Sismo?

SI O NO

3. De ocurrir un Sismo Severo, las fuerzas desplegadas por éste, son tan grandes que practicar un diseño elástico(es decir sin la aceptación de los daños) haría el diseño Sismo Resistente una tarea poco factible y antieconómico.

En lo que se refiere a la respuesta de la segunda pregunta, está tuvo que esperar hasta 1967

para ser respondida:

SEAOC pública “EL LIBRO AZUL”, en el que propone lo que se conoce como la Filosofía del Diseño Sismo resistente, estableciendo el comportamiento, a través del nivel de los daños que debe observarse en una edificación para los distintos niveles de sismo.

La filosofía de Diseño Sismo resistente debe asegurar el siguiente

comportamiento de las Edificaciones.

1. Prevenir todo tipo de daños en movimiento sísmico de baja intensidad, que pudiera ocurrir frecuentemente durante la vida útil de la estructura.

2. Prevenir el daño estructural y minimizar el daño estructural durante movimientos sísmico de intensidad MODERADA, que puedan ocurrir ocasionalmente.

3. Evitar el colapso o daño serio durante los movimientos sísmicos SEVEROS que raramente pueden ocurrir

Toda filosofía de diseño sismorresistente esta basada en un “CONTROL DE DAÑO”

Entonces la pregunta es:

Con el desplazamiento de entrepiso (dos pisos Consecutivos)

¿Con que Parámetro se puede Controlar el Daño?

En base a lo visto, podemos finalmente definir al riesgo sísmico como:

Riesgo Sísmico, Es la probabilidad que las consecuencias SOCIALES y ECONÓMICAS de un sismo excedan niveles establecidos para un tiempo de exposición dado:

𝑅𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑆í𝑠𝑚𝑖𝑐𝑜 = 𝑃𝑒𝑙𝑖𝑔𝑟𝑜 𝑆í𝑠𝑚𝑖𝑐𝑜 ∗ 𝑉𝑢𝑙𝑛𝑒𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑

La Vulnerabilidad, puede ser modificada a través del diseño Sismorresistente y por tanto manejar el Riesgo

En el diseño Sismorresistente existe 2 tipos de análisis el cualitativo y el cuantitativo

En lo que se refiere al análisis cuantitativo, las fuerzas sísmicas, a diferencia de los otros tipos de cargas, son dependientes de las características dinámicas del edificio(distribución de masa, distribución de rigidez, amoriguaniento, etc) gran parte del desarrollo de este curso se dedicará a la cuantificación(Cálculo) de las fuerzas sísmicas de un edificio en particular.

Una vez calculadas estas fuerzas, el análisis sísmico se conduce como el análisis para cualquier otro tipo de fuerzas.

Para poder cuantificar las fuerzas de sismo y desarrollar el análisis para los mismo necesitamos de un MODELO DE LA EDIFICACIÓN

¿Qué Requisitos debe tener ese Modelo, y más aún que me interesa

REPRESENTAR en ese Modelo?

El modelo debe ser capas de mostrarnos, de manera confiable, la RESPUESTA de la edificación FRENTE al sismo de diseño.

Para poder construir un modelo, primero debemos realizar un proceso de estructuración, es a través de la estructuración que podemos MANEJAR la RESPUESTA del edificio

Consideraciones Simplificadas para Construir un Modelo para el

Análisis Sísmico

1. Se asume que las fuerzas sísmicas, son fundamentalmente horizontales para edificios de ciertas características como: grandes luces o grandes volados, se debe de considerar aceleraciones verticales

2. Se asume que el sismo actúa, independientemente, según 2 direcciones perpendiculares entre sí.

3. Para los techos, y para cierta relación de aspectos de los sismo, se asume que estos se comportan como diafragmas rígidos en sus planos.

De darse esta condición(D.R.) el cortante sísmico se distribuye en proporción a las rigideces de los elementos verticales. Además posibilita a que el modelo no se MODELEN los techos pues se asumen como rígidos y así obtener un modelo de 3 G.D.L. por piso

4. Los elementos cuyas longitudes son muchos mayores que las dimensiones de sus secciones tranversales pueden ser MODELADOS a través de elementos unidireccionales con las mismas propiedades mecánicas (área, inercia, ff) de los originales

En el caso de muros, estos pueden ser modelados como elementos unidireccionales con propiedades mecánicas iguales al del elemento original. Para modelar el largo de la placa, se utiliza “BRAZOS RÍGIDOS”.

La forma mas exacta que se tiene para modelar elementos finitos (tipo área) es a través de los elementos finitos

5. Cuando la tabiquería esta adherida a los elementos estructurales, esta debe modelarse(ya que aporta rigidez). Si la tabiquería esta aislada, esta solo aporta masa pero no rigidez.

Con estas consideraciones debemos llegar al siguiente modelo:

Este modelo puede estar construido por un ensamble de pórticos planos o por un pórtico tridimensional

¿Por qué un Modelo de 3 G.D.L. por piso?

EL modelo de 3 GDL por piso es aplicado, exclusivamente a edificios cuyos techos se comportan como Diafragma Rígido.

Los tres GDL por piso me permite definir cualquier posición que toma el techo, luego, define la posición (desplazada) del techo para definir los desplazamientos de los elementos conectados al mismo

𝐹 = 𝐾 ∗ 𝐷

¿Por qué se producen Movimientos Rotacionales (Torsion) en los

edifcios?

Por la no coincidencia entre el CM y el CR.

El concepto de CM esta ligado a los cuerpos.

EL concepto de CR esta ligado a las estructuras

¿Cuál es la Finalidad de un Análisis Sísmico?

Es predecir la respuesta del edificio la respuesta del edificio frente al sismo de diseño.