CONTINUA
LOS SISMOS Y EL DISEO
SISMORESISTENTE DE LAS ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
HAGIA SOFIA
TORRE LATINOAMERICANA
ESCUELA INFES A PARTIR DE 1997
EDIFICIO MIXTO EN PISCO
CONTENIDO
ENFOQUE DE DISEO SISMORRESISTENTE.
LAS FUERZAS DE INERCIA GENERADAS POR LOS SISMOS EN LAS ESTRUCTURAS
APLICACIN DE LA NORMA SISMORRESISTENTE NTE-030 PARA LA EVALUACION DE LOS CORTANTES SISMICOS
APRENDIENDO A RECONOCER LOS ELEMENTOS
QUE SOPORTAN SISMO
VIGA (.30 X .50)
5.50
.25
5.75
.25
5.80
.25
6.00
.25
.30
6.5
1
.30VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50)
VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50)
VIG
A (
.30 X
.50)
VIG
A (
.30 X
.50)
VIG
A (
.30 X
.50)
Cmo es en la otra direccin?
A1 3
B
.40
6.0
0
.40
6.00
En pleno sismo
Movimientos del suelo
Los sismos son movimientos vibratorios que se producen repentinamente en una zona de la superficie terrestre por efecto de fracturas bruscas en el lecho rocoso.
Borde convergente asociado a Zona de Subduccin
Borde Divergente
Borde Convergente asociado a
zona de colisin
Borde Transformacin
Tectnicos Volcnicos Colapso
SISMICIDAD
EN EL
MUNDO
El Per est localizado en una zona de alto riesgo ssmico, donde la mayor actividad ssmica (90%) se desarrolla en el Cinturn Circum-Pacfico. Los terremotos son de magnitud elevada y mas frecuentes.
El 10% de actividad ssmica en el Per, es producida por fallas geolgicas activas, distribuidas en la cordillera de los Andes. Son menores en frecuencia y magnitud.
Huancayo, est en zona de sismicidad media y est la falla de Huaytapallana.
SISMICIDAD EN EL
PERU
a. Estructuras con diafragma
b. Estructuras sin diafragma
ESTRUCTURAS CON DIAFRAGMA Y SIN
DIAFRAGMA
SISTEMAS ESTRUCTURALES BASICOS EN LAS ESTRUCTURAS CON DIAFRAGMA SEGUN SUS ELEMENTOS RESISTENTES VERTICALES
PORTICOS
MUROS PORTANTES MIXTOS O DUALES
SISTEMAS ESTRUCTURALES BSICOS PARA LOS ELEMENTOS RESISTENTES EN EL PLANO VERTICAL EN ZONAS SSMICAS
PRTICOS
NO
CONFIGURACIN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
1. Fallas que pueden ocasionar las tabiqueras en las estructuras mal configuradas
a.1. Para evitar falla por Columna corta
Falla por columna corta (con estribos) 3/8" a 0.10 m
Falla por columna corta sin estribos
C.E. Fermn del Castillo T
Muro de albailera confinada
7.90
Corte A-A
ATICO 2001
NAZCA 1996
La importancia de los peraltes de las columnas en las dos direcciones
3SOLUCIONES
a.2. PISO DBIL O BLANDO
2
MURO ASIMETRICO A. SAN BARTOLOME
COLUMNAS TORSIONADAS A. SAN BARTOLOME
V
La importancia de los peraltes de las columnas en las dos direcciones
PARA EVITARPISO BLANDO
Para evitar torsin
CONFIGURACIN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
2. Fallas que pueden ocasionar las estructuras muy flexibles en la tabiquera
1La importancia de los peraltes de las columnas en las dos direcciones
MOQUEGUA 2001ANTONIO BLANCO
Qu ocasiona la asimetra en planta?
Qu ocasiona la asimetra en planta?
MURO ASIMETRICO A. SAN BARTOLOME
COLUMNAS TORSIONADAS A. SAN BARTOLOME
DISPOSICION SIMTRICADE LOS
ELEMENTOSVERTICALES
USAR MUROS FLOTANTES
SOLUCIONES
Muy preferidas en los planteamientos arquitectnicos, permiten distribuciones agradables y funcionales, con buena iluminacin y ventilacin
21 3
Comportamiento ssmico de edificios con encuentro rgido en L (www.trainig.fema.gov y
La escuela de secundaria de West Anchorage, era una
edificacin de dos pisos, conformada en L, y con
estructura de prticos y muros de concreto armado.
N
Daos en la escuela de secundaria West Anchorage. Terremoto Alaska 1964 (www.fema.gov y Arnold, 1987).
2
Planta tpica
Fractura cercana a la unin de las
dos alas
Ciudad de Mxico.
Terremoto 1985
Vulnerabilidad ssmica debida a choque entre edificios adyacentes
Otro tipo de dao observado en estos edificios se produjo por choque con edificios vecinos.
PISCO 2007M. ASTROZA
Vulnerabilidad ssmica otros daos observados en el sismo de Pisco 2007 (A. San Bartolom)
REGULACIONES SISMORRESISTENTESA APLICAR EN LOS PROYECTOS
DE ARQUITECTURA
Se inici en el ao 1964.
El primer proyecto de la Norma Peruana, se bas en el cdigo de la Asociacin de Ingeniera Estructural de California (SEAOC).
El ao 1970 se public la primera Norma; posteriormente, la segunda y tercera en los aos 1977 y 1997 respectivamente.
Actualmente est vigente la Norma Tcnica de Edificacin E-030 , publicada en el ao 2003 y reactualizada en el nuevo Reglamento Nacional de Edificaciones publicado en junio del 2006.
1. LAS NORMAS SISMORESISTENTES EN EL PERU
Evitar prdidas de vidas
Asegurar la continuidad de los servicios bsicos y
minimizar los daos a la propiedad.
La filosofa de diseo sismorresistente de la NTE-030, consiste en:
Ante un sismo severo, el edificio podra sufrir daos estructurales y no estructurales, pero sin llegar al colapso
Ante un sismo moderado, podra experimentar daos estructurales leves, pero mantenindose operacional
FACTOR DE ZONA (Z)
F. DE AMPLIFICACION DE SUELO (S)
F. DE AMPLIFICACION SISMICA (C)
Sistemas estructuralesCoeficientes de
reduccin R
Concreto Armado
Prticos 8
Dual 7
Muros estructurales 6
Albailera Armada o Confinada
3
Categora Descripcin U
A-
Esenciales
Hospitales, centrales de comunicaciones, cuarteles
de bomberos y policas, subestaciones elctricas,
reservorios de agua, centros educativos y
edificios que pueden servir de refugio despus de un
desastre, edificaciones que pueden representar riesgo
adicional.
1.5
BImportant
es
Teatros, estadios, centros comerciales, instituciones,
penales, museos bibliotecas, archivos
especiales, depsitos de granos y otros almacenes
importantes.
1.3
C comun
es
Viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, depsitos e instalaciones industriales,
cuya falla no acarree peligros de incendios, fugas
de contaminantes, etc.
1.0
D menor
es
Cercos menores a 1.50 m de altura, depsitos
temporales. Viviendas pequeas temporales y
similares
(*)
Colapso del edificio de la estacin de Polica Armenia 1999.
Colapso del primer piso del Liceo Raymundo Martnez debido a deficiencias constructivas.Terremoto de Cariaco 1997, Venezuela
Hospital Olive View con 1 y 2 pisos blandos, terremoto de San Fernando California 1971
Estructura con diafragma rgido y con rigidez lateral en las dos direcciones principales.
Longitud Ancho
Diafragma
Peralte
Viga (0.30 x 0.55 m.)
Viga (0.25 x 0.55 m.)
Longitud = 23.65 m.
Ancho = 7.40 m.
Volado 2.35 m.
3.90 m. 3.90 m.
3.90 m. 3.90 m. 3.90 m. 3.90 m.
Muro Portante de Albailera
La NTE-070, considera que un diafragma de concreto armado es rgido cuando la relacin de sus dimensiones en planta, longitud/ancho, es menor o igual a 4
1. Exigencia de contar con diafragmas rgidos y rigidez lateral
Se debe buscar la simetra en la distribucin de la planta del
edificio, en la distribucin de los pesos y las rigideces de los
prticos y muros, para evitar torsin. La figura ilustra
casos de simetra, ideales, aceptables y no recomendables.
Plantas con distribuciones de rigideces simtricas y asimtricas. (Adaptacin de la plantas del edificio Penney
Anchorage, 1964)
Ideal Aceptable No recomendable
L = Longitud totalLa = Longitud del ala
Soluciones sismorresistentes a las formas H, L, T, +.
Si La > 0.2 L La solucin
es:
Si La 0.2 LNo hay problema!!!!
L
La
L
LLa
La
LLa
4. Evitar irregularidades en planta
La NTE-030 recomienda que las alas de estas formas sean como mximo el 20% de la dimensin total en cada una de las direcciones.
Se debe evitar irregularidades en los diafragmas. Las
discontinuidades generadas por aberturas mayores al
50% del rea total de la planta, atentan contra la
hiptesis de diafragma rgido
USANDO SOLUCIONES ADECUADAS
Edificio con pisos
inclinados o con
desniveles
Edificio con mezanines.
Edificio de Centro
Educativo
(a) Algunos casos que originan efectos de
columnas cortas ante los sismos.
Algunas de las soluciones para estos casos es incrementar la rigidez lateral en la direccin propensa a columnas cortas.
3
1
Se deben preferir estructuras con mayor nmero de elementos estructurales. En estos casos, si un miembro empieza a fallar, habr otros elementos que pueden evitar el colapso de la estructura
1
8. Dotar de mayor cantidad de elementos resistentes
Kobe 1995Per- sur 2001
Se debe considerar juntas de separacin ssmica entre
edificios adyacentes . El objetivo es evitar choques entre
ellos, que pueden producir daos muy fuertes en ambos.
Junta
Junta
Espesor de junta
10 Juntas de separacin ssmica
SUGERENCIA:Espesor de junta aprox. igual a 0.08de la altura del punto ms alto de posible contacto.
Anlisis ssmico -METODO DEL PORTAL
El mtodo del Portal sirve para encontrar los esfuerzos de MomentosFlectores y Cortantes en forma aproximada, ante efectos de cargaslaterales; sus resultados tienen mejor aproximacin cuando se tratade edificios de pocos pisos.
Los pasos seguidos con la aplicacin del Mtodo del Portal son:
DISEO DE VIGAS
SISMORRESISTENTES
P=1t/mxAtxNP
Ac=3600cm
debe cumplir!
PLANTAS
VIGA (.30 X .50)
5.50
.25
5.75
.25
5.80
.25
6.00
.25
.30
6.5
1
.30VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50)
VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50)
VIG
A (
.30 X
.50)
VIG
A (
.30 X
.50)
VIG
A (
.30 X
.50)
SUM
CORTE C-C'
AULANPT + 4.10
AULANPT + 8.10
NPT - 0.175
1.10
1.75
.80
.40
.80
.80
4.85
4.05
.40
1.75
.40
3.25
16.00
1.65
3.95
2.30
2.15
.85
1.75
.80
4.25
2.40
14.70
1.50
.80
1.65
.75
.45
1.75
4.25
1.50
.80
2.85
VP
-F-1 (0.3x0.80)
VP
-G
-1 (0.3x0.80
)
VP
-H
-1 (0.3x0.80
)
VP
-I-1 (0.3x0.80
)
VP
-J-1 (0.3x0.80
)
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