Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

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Page 1: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

““PREVENCIÓN YPREVENCIÓN YSEGURIDAD SÍSMICASEGURIDAD SÍSMICAEN LAS CONSTRUCCIONESEN LAS CONSTRUCCIONES””

““PREVENCIÓN YPREVENCIÓN YSEGURIDAD SÍSMICASEGURIDAD SÍSMICAEN LAS CONSTRUCCIONESEN LAS CONSTRUCCIONES””

FORUMFORUM

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado

9

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚCOLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚCONSEJO DEPARTAMENTAL DE LIMACONSEJO DEPARTAMENTAL DE LIMA

14 y 15 Abril 2010

ZONIFICACION SÍSMICA EN SUELOSZONIFICACION SÍSMICA EN SUELOS

Page 2: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

MAPAS ISOSISTASSIGLO XVI

Page 3: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala
Page 4: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

MAPAS ISOSISTASSIGLO XVIII

Page 5: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala
Page 6: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Kozak CollectionUniversity of California, Berkeley

Propagación de Tsunami a lo largo de la Isla San Lorenzo hacia el Callao, 28 Oct. 1746

Page 7: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

MAPAS ISOSISTASSIGLO XX

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Page 9: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala
Page 10: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala
Page 11: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala
Page 12: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Peru Earthquake October 3, 1974. Severe damage to adobe and quincha buildings in Chorrillos District. Hundredsof families were left homeless in the aftermath of the earthquake. 1974. Page 3, Earthquake Information

Bulletin, v.7, no.2. Bulletin-0007

Page 13: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Peru Earthquake October 3, 1974. The walls of this reinforced concrete water tank located on the second floor of a building in Miraflores District collapsed. 1974. Page 4, Earthquake Information

Bulletin, v.7, no.2. Bulletin-0007

Page 14: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Peru Earthquake October 3, 1974. Example of the extensive damage in La Molina District. This classroom and a laboratory building at the Agrarian University partially collapsed. 1974. Pages 6-7, Earthquake Information Bulletin, v.7, no.2. Bulletin

-0007

Page 15: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Peru Earthquake October 3, 1974. This grain elevator complex in the port of Callao partially collapsed. 1974. Page 7,

Earthquake Information Bulletin, v.7, no.2. Bulletin-0007

Page 16: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Peru Earthquake October 3, 1974. Lima residents wander through the desolation of their homes. 1974. Page 9, Earthquake Information Bulletin, v.7, no.2. Bulletin-0007

Page 17: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Peru Earthquake October 3, 1974. Heavily damaged building in the Lima area after the magnitude 7.6 shock. 1974. Page 11, Earthquake Information Bulletin, v.7, no.2.

Page 18: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala
Page 19: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala
Page 20: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Sismicidad Histórica en el PerúSismicidad Histórica en el Perú

Aguilar, 2009

Page 21: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

PARÁMETROS DE SITIOPARÁMETROS DE SITIOPARÁMETROS DE SITIOPARÁMETROS DE SITIO

NORMA E 030, 2003NORMA E 030, 2003NORMA E 030, 2003NORMA E 030, 2003

Page 22: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

PARÁMETROS DE SITIOPARÁMETROS DE SITIO(Norma E 030, 2003)(Norma E 030, 2003)

• ZONIFICACIÓN

• CONDICIONES LOCALES Microzonificación Sísmica y Estudios de Sitio

Condiciones Geotécnicas

• FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA

Page 23: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

El país se ha dividido en tres zonas, en base a:

- Sismicidad

- Características de los movimientos sísmicos

- Atenuación sísmica

- Neotectónica

ZONIFICACIÓNZONIFICACIÓN

Page 24: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ECUADOR

COLOMBIA

BRASIL

BO

LIV

IA

CHILE

ZONA 1

Factor de Zona - Z(g)Zona

0.40

0.30

0.15

3

2

1

Factores de Zona:

Zonas Sísmicas

El valor corresponde a la máxima aceleración del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.

Page 25: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

- Microzonificación Sísmica y Estudios de Sitio

- Condiciones Geotécnicas

CONDICIONESCONDICIONES LOCALESLOCALES

Page 26: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Objetivo:

Investigar multidisciplinariamente los efectos de sismos y

fenómenos asociados sobre el área de interés

Casos:

Areas de expansión de ciudades

Complejos industriales o similares

Reconstrucción de áreas urbanas destruidas por sismos y

fenómenos asociados

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICAMICROZONIFICACIÓN SÍSMICA

Page 27: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Objetivo:

Determinar parámetros de diseño para un lugar

Casos:

Limitados al lugar del proyecto

Para edificaciones del grupo A

Los parámetros no deberán ser inferiores a la Norma

ESTUDIOS DE SITIOESTUDIOS DE SITIO

Page 28: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

El perfil del suelo se clasifica en base a:

- Propiedades mecánicas del suelo

- Espesor del estrato

- Periodo fundamental de vibración

-Velocidad de propagación de ondas de corte

CONDICIONES GEOTÉCNICASCONDICIONES GEOTÉCNICAS

Page 29: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

a) Perfil tipo Sa) Perfil tipo S11: Roca o suelos muy rígidos: Roca o suelos muy rígidos

Velocidades de propagación de onda de corte similar al de una roca, período fundamental menor de 0.25 seg

Cimentación Sobre:

- Roca sana o parcialmente alterada, qu500 kPa (5

kg/cm2)

- Grava arenosa densa

- Estrato de no más de 20 m de material cohesivo muy rígido sobre roca u otro material con velocidad de onda de corte similar al de una roca. Resistencia al corte no drenada

Su100 kPa (1 kg/cm2).

- Estrato de no más de 20 m de arena muy densa con N>30 golpe/pie, sobre roca u otro material con velocidad de onda de corte similar al de una roca.

Page 30: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

b) Perfil tipo Sb) Perfil tipo S22: Suelos intermedios: Suelos intermedios

Se clasifican como de este tipo los sitos con

características intermedias entre las indicadas para los

perfiles S1 y S3.

c)c) Perfil tipo SPerfil tipo S33: Suelos flexibles o con estratos : Suelos flexibles o con estratos

de gran espesorde gran espesor

Período fundamental mayor que 0.6 seg, incluyéndose los

casos en los que el espesor del estrato de suelo excede los

valores presentados en los siguientes cuadros:

Page 31: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Valores N típicos en ensayos SPT

(en golpes/pie)

Espesor delestrato (m)

(*)Suelos Granulares

4 -10

10 - 30

Mayor que 30

40

45

100

Sueltos

Medianamente densos

Densos

(*) Suelo con velocidad de onda de corte menor que el de una roca

Resistencia al cortetípica en condición no

drenada (kPa)

Espesor delestrato (m)

(*)

Suelos Cohesivos

< 25

25 - 50

50 - 100

100 - 200

20

25

40

60

Blandos

Mediana. compactos

Compactos

Muy compactos

Page 32: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

d) Perfil tipo Sd) Perfil tipo S44: Condiciones Excepcionales: Condiciones Excepcionales

A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente flexibles y los sitios donde las condiciones geológicas y/o topográficas sean particularmente desfavorables.

En los sitios donde las propiedades del suelo sean poco conocidas se podrán usar los valores correspondientes al perfil tipo S3. Sólo será necesario considerar un perfil tipo S4 cuando los estudios geotécnicos así lo determinen.

Page 33: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Parámetros del SueloParámetros del Suelo

DescripciónTipo Tp (s) S

S1

S2

S3

S4

Suelos flexibles o con estratosde gran espesor

*Condiciones excepcionales

Suelos intermedios

Roca o suelos muy rígidos

1.20.6

*

0.4 1.0

1.40.9

(*) Tp y S serán establecidos por el especialista, no serán menores que los especificados para el perfil tipo S3.

Page 34: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Tp = periodo predominante del sueloT = periodo fundamental de la estructura

Factor de amplificación de la respuesta estructural respecto a la aceleración en el suelo.

FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA

5.2CT

T*5.2C

p

Page 35: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00

C

Periodo de Vibración, T (seg)

Tipo S2

Tp=0.6 seg

Tipo S3

Tp=0.9 seg

Tipo S1

Tp=0.4 seg

ESPECTRO DE DISEÑO

Page 36: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00

C * STipo S2

Tp=0.6 seg

Tipo S3

Tp=0.9 seg

Tipo S1

Tp=0.4 seg

ESPECTRO DE DISEÑO

Periodo de Vibración, T (seg)

Page 37: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

INSTITUTO GEOFÍSICO DEL PERÚMAX. COMPONENTE HORIZONTAL5% AMORTIGUAMIENTO

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50

5.00

4.00

3.00

2.00

1.00

0.00

AMPL

IFIC

ACIO

N D

E AC

ELER

ACIO

NES

PERIODO (SEGS.)

ESPECTROS NORMALIZADOS. MÁXIMA COMPONENTE HORIZONTAL. IGP (Alva y Chang, 1978)

Page 38: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

TERREMOTO ESTACIÓN DESCRIPCIÓN INSTRUMENTO

31 de Enero 1951

17 de Octubre 1966

31 de Mayo 1970

29 de Noviembre 1971

5 de Enero 1974

3 de Octubre 1974

9 de Noviembre 1974

4300

4302

4302

4302

4302

4303

4302

4304

4302

4305

Instituto Geológico Plaza Habich

Instituto Geofísico Av. Arequipa

Instituto Geofísico Av. Arequipa

Instituto Geofísico Av. Arequipa

Instituto Geofísico Av. Arequipa

Estación Zárate

Instituto Geofísico Av. Arequipa

Casa Dr. Huaco Las Gardenias

Instituto Geofísico Av. Arequipa

La Molina

STD

STD

STD

STD

STD

SMA-1

STD

SMA-1

STD

SMA-1

ESTACIONES Y TERREMOTOS PARA LOS CUALES SE DISPONÍA DE ACELEROGRAMAS Y FUERON UTILIZADOS EN EL PROCESAMIENTO DE ESPECTRO DE ACELERACIONES

Page 39: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ANALISIS ESTADISTICO EN LA EST. PR - IGP

COMP. = 14 HORIZONTALES

b = 5%

PERIODO (seg)

1000

800

600

400

200

ACEL

ERAC

ION

ES (c

m/s

eg2 )

0 .5 1 1.5 2 2.5

0.50 g

0.40 g

UNI-FIC

PROMEDIO + 1 DSV

PROMEDIO

R.N.C. (1977)

OTTAZZI ET AL (1980)

KUROIWA ET AL (1977)

ESPECTRO DE ACELERACIONES ABSOLUTAS EN EL SUELO TIPO I (AMORTIGUAMIENTO 5%) ESTACIÓN PARQUE DE LA RESERVA (Meneses y Alva, 1986)

Page 40: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

5

4

3

2

1

0 .5 1 1.5 2 2.5

ANALISIS ESTADISTICO EN LA EST. PR-IGP

COMP. = 14 HORIZONTALES

b = 5 %

UNI-FIC

AMPL

IFIC

ACIO

N D

E AC

ELER

ACIO

NES

PERIODO (seg)

2.86

2.28

PROMEDIO + 1 DSV

PROMEDIO

ESTUDIO DE FORMA ESPECTRAL P (.50), Ts = .3

P (.84), Ts = .3

ESPECTRO DE ACELERACIONES NORMALIZADAS EN EL SUELO TIPO I (AMORTIGUAMIENTO 5%) ESTACIÓN PARQUE DE LA RESERVA (Meneses y Alva, 1986)

Page 41: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

RELACIÓN DE ACELERACIONES SOBRE ROCA Y SUELOS BLANDOS (Idriss I M, 1991)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

Basados en cálculos

1989 Loma Prieta

Curva promedio para correlaciones empíricas

1985 Ciudad de México

1974 La Molina

Aceleración en roca (g)

Acel

erac

ión

en s

uelo

s bl

ando

s (g

)

Page 42: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ESPECTROS DE ACELERACIÓN PROMEDIO PARA DIFERENTES CONDICIONES LOCALES (Seed et al, 1974)

4

2

3

1

00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

Arcilla blanda a media y arena (15 registros)

Suelos granulares profundos > 60 m (30 registros)

Suelos rígidos > 60 m (31 registros)

Roca (28 registros)

Periodo (seg.)

Número total de registros analizados: 104Espectros para 5% de amortiguamiento

Acel

erac

ión

espe

ctra

l

Acel

erac

ión

máx

ima

del t

erre

no

Page 43: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

PROPUESTA PARA LAS RELACIONES PROMEDIO SITIO DEPENDIENTES ENTRE LA AMAX EN ROCA Y LA AMAX EN ROCA COMPETENTE (Seed et al, 1997)

C3

AB

C4+D+E

A

Ao

B+C1+C2Máx

ima

acel

erac

ión

en (s

uelo

s), g

Máxima aceleración en (roca), g

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

Page 44: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

PROPUESTA DE FORMAS ESPECTRALES PARA TIPOS DE SUELOS, CON UN AMORTIGUAMIENTO CRÍTICO DE LA ESTRUCTURA DE 5%, (Modificado Seed et al, 2001)

0.40.6

0.7

0.8

2.5

1.5

2.76

2.2

2.6

0.15

5

4

3

2.3

2

1

0

0 1 2 3

Acel

erac

ión

Espe

ctra

l (PG

A)

Periodo T (segundos)

B DC E

Ao,A,AB

Page 45: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Tipo de suelo Descripción

Velocidad de Ondas de corte

Vs

30 m superiores

(m/s)

Resistencia de Penetración Estándar

N o Nch

(golpes/pie)

Resistencia de Corte No drenada

Su

(kPa)

AA

BB

SS11 C C

SS22 D D

SS33 E E

SS44 F F

Roca duraRoca dura

RocaRoca

Suelo muy denso / roca blandaSuelo muy denso / roca blanda

Suelo rígidoSuelo rígido

Suelo blandoSuelo blando

Suelos especiales que Suelos especiales que requiere evaluación requiere evaluación específica de sitioespecífica de sitio

> 1500> 1500

760 - 1500760 - 1500

360 - 760360 - 760

180 - 360180 - 360

< 180< 180

----

----

----

> 50> 50

15 - 5015 - 50

< 15< 15

----

----

----

> 100> 100

50 - 10050 - 100

< 50< 50

----

yy

y

RESUMEN DE CATEGORÍAS DE SITIO EN EL NUEVO CÓDIGO SÍSMICO (REGLAMENTOS 1994 Y 1997 NEHRP Y 1997 UBC, INCLUYENDO UNA CORRESPONDENCIA APROXIMADA CON LAS ANTIGUAS CATEGORÍAS DE SITIO S1 A S4 ( Dobry et al,2000)

S1

Page 46: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

MICROZONIFICACIÓN MICROZONIFICACIÓN

SÍSMICA DE LIMASÍSMICA DE LIMAMICROZONIFICACIÓN MICROZONIFICACIÓN

SÍSMICA DE LIMASÍSMICA DE LIMA

Page 47: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

El CISMID (Centro Peruano-Japonés de Investigaciones Sísmicas y

Mitigación de Desastres) de la Universidad Nacional de Ingeniería

realizó en los años 2003 y 2004 un estudio para APESEG

(Asociación Peruana de Empresas de Seguros).

Como parte del estudio se recopiló información y ejecutó

investigaciones sobre las características geotécnicas y dinámicas

de los suelos de Lima Metropolitana.

Se propuso, entre otros, el Mapa de Zonificación Sísmica de la

ciudad de Lima en concordancia con la norma de diseño

sismorresistente vigente E-030 del 2003.

Page 48: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

DISTRIBUCIÓN DE SUELOS DE LA CIUDAD DE LIMA

Ing. A. Martínez Vargas (1975)CISMID (2003)

Page 49: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

CISMID (2004)

ISOPERIODOS DE LA CIUDAD DE LIMA

Page 50: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ZONIFICACIÓN SÍSMICA ZONIFICACIÓN SÍSMICA

ZONA IZONA I

Conformada por afloramientos rocosos, estratos potentes de grava que conforman los conos de deyección de los ríos Rímac y Chillón y los estratos de grava coluvial – eluvial de los pies de las laderas.

Periodos de vibración natural : 0.1 - 0.3 s Comportamiento rígido

Factor de amplificación sísmica S : 1.0

Periodo Natural del Suelo Tp : 0.4 s

Tipo de suelo : S1

Se han propuesto cinco zonas en base a las características

geotécnicas sísmicas del terreno de cimentación

Page 51: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ZONA IIZONA II

Conformada por un estrato superficial de suelos granulares finos y suelos arcillosos, con potencias que varían entre 3.0 y 10.0 m. Subyaciendo a estos estratos existe grava aluvial o grava coluvial.

Periodos de vibración natural : 0.3 - 0.5 s

Factor de amplificación sísmica S : 1.2

Periodo Natural del Suelo Tp : 0.6 s

Tipo de suelo : S2

Page 52: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ZONA IIIZONA III

Conformada en su mayor parte por depósitos de suelos finos y arenas de gran espesor en estado suelo. Se presentan en algunos sectores de los distritos de Puente Piedra, La Molina y Lurín, y en los depósitos de arenas eólicas que cubren parte de los distritos de Ventanilla y Villa El Salvador.

Periodos de vibración natural : 0.5 - 0.7 s

Factor de amplificación sísmica S : 1.4

Periodo Natural del Suelo Tp : 0.9 s

Tipo de suelo : S3

Page 53: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ZONA IVZONA IV

Conformada por depósitos de arenas eólicas de gran espesor y sueltas, depósitos marinos y suelos pantanosos ubicados en la zona del litoral de los distritos de Ventanilla, Callao, Chorrillos, Villa El Salvador y Lurín. También el distrito de la Punta, con un estrato de grava superficial sobre un depósito potente de arcilla que genera periodos relativamente largos, y un sector del distrito de Pachacamac, con depósitos profundos de arena.

Periodos de vibración natural : > 0.7 s

Factor de amplificación sísmica S : 1.6

Periodo natural del suelo Tp : 1.2 s (caso especial según la Norma).

Tipo de suelo : S4

Page 54: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ZONA VZONA V

Constituida por áreas puntuales conformadas por depósitos de rellenos sueltos de desmontes heterogéneos que han sido colocados en depresiones naturales o excavaciones realizadas en el pasado, con potencias entre 5.0 y 15.0 m. También se incluye a los rellenos sanitarios que en el pasado se encontraban fuera del área urbana y en la actualidad han sido urbanizados. Las áreas que han sido identificadas se encuentran ubicadas en los distritos del Rímac, Surquillo, Bellavista, La Perla, San Juan de Miraflores y San Juan de Lurigancho, no descartándose la existencia de otras similares en Lima Metropolitana.

El comportamiento dinámico de estos rellenos es incierto por lo que requieren un estudio específico

Page 55: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ZONIFICACIÓN DE LA CIUDAD DE LIMA

CISMID (2004)

Page 56: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

NORMAS Y ESTÁNDARES UTILIZADOS PARA EVALUAR EL PELIGRO SÍSMICO EN ESTRUCTURAS

Page 57: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

CONSIDERACIONES PARA DEFINIR EL SISMO DE DISEÑO

• Toma como base los mapas que resultan de un análisis de peligro sísmico probabilístico

• La intensidad del movimiento sísmico es considerada en términos de aceleraciones espectrales (Periodos T= 0.0; 0.2 y 1.0 Seg) y no solamente con el PGA

• El Máximo Sismo Considerado es definido como un evento con 2% de probabilidad de excedencia en 50 años (2500 años de periodo de retorno); pero el movimiento sísmico es reducido por 2/3 (1/1.5)

Page 58: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

• Se considera el peligro sísmico determinístico cerca de fallas activas

• El código anterior consideraba un evento de 10% de probabilidad de excedencia en 50 años (475 años de periodo de retorno)

• Un evento de 10% de probabilidad de excedencia en 50 años se considera que subestima el nivel de peligro en la CE de USA, donde los sismos son poco frecuentes

Page 59: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

CARACTERIZACIÓN DINÁMICA DE LOS SUELOS

Cualquier perfil con más de 10 pies de suelos que tienen las siguientes características• Índice de Plasticidad PI > 20• Contenido de Humedad w ≥ 40% and• Resistencia Cortante no drenada < 500 psf

Cualquier perfil conteniendo suelos que tienen uno o más de las siguientes características• Suelos vulnerables a falla potencial o colapso bajo acción sísmica como suelos licuables y arcillas

sensibles• Turbas y/o arcillas altamente orgánicas (H > 10 pies) • Arcillas de alta plasticidad (H > 25 pies en PI > 15)• Arcillas rígidas blanda/media de mucho espesor (H > 120 pies)

2

3

IBC 2006

Categoría Vs 30 (m/s) Nset Su (psf)

A roca dura

B roca

C suelo denso/roca blanda

D suelo firme

E suelo blando2

F suelo blando3

> 1500

760 - 1500

360 -760

180 - 360

< 180

N/A

N/A

> 50

15 -50

< 15

N/A

N/A

> 2000

1000 - 2000

< 1000

Page 60: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

CARACTERIZACIÓN DINÁMICA DE LOS SUELOS

Page 61: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ESPECTROS DE PELIGRO UNIFORMEESPECTROS DE PELIGRO UNIFORME

Page 62: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO – NORMA IBC 2006ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO – NORMA IBC 2006

Espectro de Diseño Genérico

Se obtiene mediante la estimación de coeficientes de ajustes del MCE para períodos cortos (SMS) y a 1 s de periodo (SM1)

Page 63: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO – NORMA IBC 2006ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO – NORMA IBC 2006

Espectro de Diseño Genérico Coeficientes Fa

Coeficientes Fv

b. Requiere estudio de sitio específico

Page 64: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

REDES ACELEROGRÁFICASREDES ACELEROGRÁFICASREDES ACELEROGRÁFICASREDES ACELEROGRÁFICAS

Page 65: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

El CISMID en la actualidad cuenta con 21 estaciones

acelerográficas instaladas en las principales ciudades del país. En

una primera etapa se instalaron acelerógrafos analógicos RION,

modelo SM-10 B, de manufactura japonesa; este equipo tiene la

capacidad de registrar 100 muestras de aceleración por segundo

y graba registros cuando el movimiento del suelo excede el valor

de 5 cm/s2 de aceleración en la componente vertical. Los registros

son grabados en un cassette analógico, el cual es procesado en

un convertidor analógico digital para obtener el respectivo registro

en formato digital.

RED ACELEROGRÁFICA – CISMID – FIC - UNIRED ACELEROGRÁFICA – CISMID – FIC - UNI

Page 66: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

UBICACIÓN DE ESTACIONES ACELEROGRÁFICAS DEL CISMID

ICA-1

CISMID (J.A.H)JABONILLOS

AYACUZ

TAC-3

VIZCARRA

CHARACATO

ACELERÓGRAFO DIGITAL

ACELERÓGRAFO ANALÓGICO

C I S M I DC I S M I DRED DE ACELERÓGRAFOS

CALMOL

UNSA

GIESECKEBASADRE

MOQ-2MOQ-3

ICA-2

MOY

CHB

HUA

CDL CIP

PIU

TRUJ

Page 67: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

CISMID

CDL-CIP

LA MOLINA

Lázares, et al (2007)Lázares, et al (2007)

DHN

Page 68: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

LA MOLINA

-60-50

-40-30

-20-10

010

2030

4050

60

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN CIPSismo del 15/08/07

componente EO Amax = 54.10

CDL-CIP

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN MOLINASismo del 15/08/07

componente EO Amax = 78.72 cm/s2

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN CISMID - FIC - UNI

Sismo del 15/08/07 componente EO Amax = 73.9 cm/s2

componente EO Amax = 73.9 cm/s2 CISMID

RIMAC

SAN ISIDRO

-110

-90

-70

-50

-30

-10

10

30

50

70

90

110

0 20 40 60 80 100 120 140 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN CALLAOSismo del 15/08/07

componente EO Amax = 95.76 cm/s2

DHN

CALLAO

Lázares, et al (2007)Lázares, et al (2007)

Page 69: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

La Red Sísmica Nacional cuenta con 38 estaciones

sísmicas y de ellas, 7 son de periodo corto con

frecuencias máximas de registro a 1 Hz y 15 de banda

ancha con frecuencias entre 0.008 a 50 Hz.

Asimismo, son parte de la red 16 acelerómetros

digitales con bandas de registro entre 1 y 100 Hz.

RED SISMOLÓGICA NACIONAL A CARGO DEL IGPRED SISMOLÓGICA NACIONAL A CARGO DEL IGP

Page 70: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

DISTRIBUCIONES DE LAS ESTACIONES DE BANDA ANCHA Y ACELERÓMETROS PERTENECIENTES A LA RED SISMOLÓGICA NACIONAL A CARGO DEL IGP

Parcona - ICAGuadalupe - ICA

Huaraz

La MolinaÑañaEstanque -1Estanque-2CamachoMayorasgoAncón

JABONILLOSJabonillosTunelPresa

Cusco

Cayma

Moquegua

PiuraChachapoyas

Tarapoto

Pucallpa

Cajamarca

Pto Maldonado

La Yarada

Toquepala

Cotahuasi Conima

Huancayo

Huánuco

Huaylas

Ñaña

ESTACIONES ACELEROMÉTRCAS

ESTACIONES BANDA ANCHA

Page 71: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Max (V) 301.0 cm/seg2

Max (NS) 455.0 cm/seg2

Max (EO) 488.0 cm/seg2

PARCONA-ICA

Est. IGPEst. CERESISEst. PUCPEst. SEDAPAL

Max (V) 27.81Max (NS) 54.77Max (EO) 58.47

Max (V) 37.36Max (NS) 57.96Max (EO) 58.67

Max (V) 11.76Max (NS) 12.74Max (EO) 20.58 Max (V) 30.38Max (NS) 49.98Max (EO) 54.88

Max (V) 21.6 Max (NS) 18.7Max (EO) 22.1

Max (V) 31.22 Max (NS) 59.77Max (EO) 55.00

Max (V) 14.175 Max (NS) 21.171Max (EO) 25.312

Max (V) 57.72 Max (NS) 115.20Max (EO) 111.37

Max (V) 73.53Max (NS) 65.38Max (EO) 85.26

Max (V) 39.69Max (NS) 67.03Max (EO) 59.58

Page 72: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Organization(a)

Code Location CityPGA UD (cm/s2)

PGA NS (cm/s2)

PGA EW (cm/s2)

PGA (g)Closest

Distance (km) (b)

Site Type (c)

IGP PCN Parcona Ica 301.0 455.0 488.0 0.498 39.4 Soil

IGP MAY Mayorazgo Lima 31.2 59.7 55.0 0.061 103.0 Soil

IGP ANC Ancón Ancón 27.8 54.7 58.4 0.060 137.5 Soil

IGP LMO La Molina Lima 14.2 21.2 25.3 0.026 100.3 Rock

IGP NNA Ñaña Lima 21.6 18.7 22.1 0.023 105.4 Rock

CISMID ICA2 Universidad Ica 192.2 334.1 272.3 0.341 36.7 Soil

CISMID CISMID Rimac Lima 32.9 45.1 73.9 0.075 111.1 Firm Ground

CISMID CDL-CIP San Isidro Lima 33.1 58.8 54.1 0.060 103.7 Firm Ground

CISMID La Molina La Molina Lima 56.8 69.1 78.7 0.080 96.8 Soil

CISMID DHN Callao Callao 31.6 101.0 95.8 0.103 111.1 Soil

PUCP PUCP U. Catolica Lima 39.7 59.6 67.0 0.068 106.7 Firm Ground

CERESIS RIN Rinconada Lima 57.7 115.0 111.0 0.117 99.3 Soil

CERESIS ANR A. Nac. Rectores

Lima 73.5 65.2 85.3 0.087 100.1 Firm Ground

CERESIS CER Ceresis Lima 37.3 58.0 58.7 0.060 102.4 Firm Ground

Sedapal E1(d) Atarjea Lima 30.4(d) 50.0(d) 54.9(d) 0.056 106.2 Soil

Sedapal E2 Atarjea Lima 11.8 12.7 20.6 0.021 105.9 Rock

Table 2.1 Ground motion stations that recorded the 2007 Pisco Earthquake. The PGA values reported in Table 2.1 Ground motion stations that recorded the 2007 Pisco Earthquake. The PGA values reported in this table were obtained from Tavera et al. (2007). Click on each station name to see time this table were obtained from Tavera et al. (2007). Click on each station name to see time histories (for those that are available).histories (for those that are available).

(Ref. GEER-EERI)

Page 73: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

DISTRIBUCIÓN DE ISOACELERACIONES PARA UN

10% DE EXCEDENCIA EN 50 AÑOS

(Alva y Castillo, 1993)

Page 74: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

0.20g

0.10gPONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL PERU

MANUEL MONROY, ANA BOLAÑOS - 2004

MAPA DE ORDENADAS ESPECTRALES

100-20-82-82

-18-18

400300200

-80-80 -78-78

km

-76-76 -74-74

0.40g

0.38g0.42g

CHILE

-72-72 -70-70-20

-68-68

0.36g

-18-18

0.3

4g

0.3

0g

0.3

2g

0.02 g

0.45 g

0.04 g

0.10 g

0.16 g

0.22 g

0.40 g

0.34 g

0.28 g

-14-14

-16-16

-12-12

-10-10

-8-8

0.38g

0.40g

OCEAN

O P

ACIF

ICO 0.30g0.32g

0.42g

0.44g

0.44g

0.34g

0.36g

0.38g

0.40g

-14-140.18g

0.20g0.22g0.24g

0.26g0.28gBOLI VI A -16-16

0.12g0.14g

0.16g

0.14g

0.16g0.18g0.20g0.22g0.24g0.26g0.28g

0.12g

-12-12

0.16g

0.14g

0.18g0.20g

0.26g

0.28g

0.30g

0.32g

0.34g0.36g

0.22g

0.24g

0.36g

0.14g

-10

BRASIL

0.12g

-8-8

-4-4

-6-6

0.36g

-2-2

00

+1+1-82

ECUADOR

0.22g

0.20g

0.18g

-4-4

0.04g

0.06g0.08g -6-6

-2-2

-80 -78-78 -76-76 -74-74

COLOMBIA

00

-72-72 -70-70+1+1

-68-68

0.30g0.32g

0.40g

0.38g0.42g

0.36g

0.20g0.22g

0.26g0.28g

0.42g

0.44g

0.34g

0.36g

0.38g

0.40g

0.3

4g

0.3

0g

0.3

2g

0.18g

0.24g

0.12g0.14g

0.16g

0.20g0.30g

0.38g

0.40g0.32g

0.34g

0.36g

0.20g

0.36g

0.18g

0.18g0.20g

0.26g

0.28g0.36g

0.22g

0.24g

0.14g

0.16g0.18g0.20g0.22g0.24g0.26g0.28g

0.12g

0.16g 0.14g

0.14g

0.22g

0.10g0.12g

0.04g

0.06g0.08g

ESCUELA DE GRADUADOS

Periodo estructural (Tn) : 0.00 seg Probabilidad de excedencia : 10%Periodo de exposición : 50 años

DISTRIBUCIÓN DE ISOACELERACIONES PARA UN

10% DE EXCEDENCIA EN 50 AÑOS

(Monroy y Bolaños, 2004)

Page 75: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Mapa de isoaceleraciones máximas en suelo tipo D (PGA) para un 10% de probabilidad de excedencia en 50 años de vida útil

(Gamarra, C., 2009)

Page 76: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Mapa de isoaceleraciones espectrales para un período estructural de 0.2 seg. y 10% de probabilidad de excedencia en 50 años de vida útil

(Gamarra, C., 2009)

Page 77: Zonificacion Sismica en Suelos Zavala

Mapa de isoaceleraciones espectrales para un período estructural de 1.0seg. y 10% de probabilidad de excedencia en 50 años de vida útil

(Gamarra,C., 2009)