Download Diapositiva 1

TALLER SOBRE SEGURIDAD Y EVALUACIÓN POST-SÍSMICA EN
EDIFICACIONES
MÓDULO 1: RIESGO SÍSMICO Y ESCENARIO
La sismicidad en el Perú y en la Ciudad de Lima
Tipos de edificaciones
Vulnerabilidad de los edificios
Casuística de daños y Principales fallas
Estudio de casos
Sandra Santa Cruz / Alejandro Muñoz
Pontificia Universidad Católica del Perú
1
La Sismicidad en el Perú y
en la Ciudad de Lima
SISMICIDAD
La Interacción entre placas tectónicas almacena energía que
puede ser liberada en pocos segundos en forma de calor y de
ondas sísmicas.
Estas ondas pueden producir en algunos casos grandes daños en
las construcciones e incluso en el paisaje.
Click para ver animación
CLASIFICACIÓN DE SISMO DE ACUERDO A LA PROFUNDIDAD:
Superficiales
0-60 km
Intermedios
60-300 Km
Profundos
300-700 km
MAGNITUD DEL SISMO
Medida indirecta de la cantidad total de energía liberada por
una falla durante un sismo.
Para medirlo se puede usar sismogramas y métodos
matemáticos.
Las escalas más usadas son las de Richter (Ms) y Kanamori
(Mw). La primera mide las ondas superficiales y la segunda
mide la energía liberada.
UBICACIÓN Y MAGNITUD PRINCIPALES TERREMOTOS
EN EL PERÚ
INTENSIDAD DEL SISMO
Severidad de la sacudida y está relacionada con la
ubicación y magnitud del sismo en la superficie.
Se puede medir a partir de la impresión humana, y
efectos sobre las construcciones y la naturaleza
(Mercalli, MSK, MMA) o por el movimiento máximo
del terreno (Aceleración PGA, Aceleración AT,
Velocidad ).
MMA-2001 (Julio Kuroiwa)
I
No sentido, sólo registro
instrumental
II-V
Percepción humana
VI-IX Daños en construcciones
X-XII Efectos sobre la naturaleza
MAPAS DE ISOSISTAS
Estos mapas sirven para
ver
la
escala
de
intensidades
y
su
afectación en las ciudades
aledañas o cercanas al
sismo.
SISMO PISCO 2007
Población expuesta al sismo
Intensidad MMI
Población
Hab.
VIII
583 000
VII
846 000
VI
8 410 000
0.5
Ms = 7.9
???
Fuente: USGS
Aceleración (g)
Pisco
Ica
???
Callao
0.25
Ca saverd
e-Vargas
Lima
Saragoni
0
50
75
100
125
150
175
200
225
250
Distancia (Km)
FUENTE: USGS
ESCALA DE MERCALLI
Escala cualitativa que describe la percepción subjetiva de las personas ante un sismo
en un lugar específico. Consta de 12 grados medidos en romanos desde l I hasta el XII.
Está relacionada con el daño en el lugar.
I
No es sentido, excepto por algunas personas bajo circunstancias especialmente
favorables.
II
Sentido sólo por muy pocas personas en posición de descanso, especialmente en los
pisos altos de los edificios. Objetos delicadamente suspendidos pueden oscilar.
III
Sentido muy claramente en interiores, especialmente en pisos altos de los edificios,
aunque mucha gente no lo reconoce como un terremoto. Automóviles parados pueden
balancearse ligeramente. Vibraciones como al paso de un camión. Duración apreciable
IV
Durante el día sentido en interiores por muchos, al aire libre por algunos. Por la noche
algunos despiertan. Platos, ventanas y puertas agitados; las paredes crujen. Automóviles
parados se balancean apreciablemente.
V
Sentido por casi todos, muchos se despiertan. Algunos platos, ventanas y similares rotos;
grietas en el revestimiento en algunos sitios. Objetos inestables volcados. Algunas veces
se aprecia balanceo de árboles, postes y otros objetos altos.
Sentido por todos, muchos se asustan y salen al exterior. Algún mueble pesado se
VI mueve; algunos casos de caída de revestimientos y chimeneas dañadas. Daño leve.
…ESCALA DE MERCALLI
VII
Todo el mundo corre al exterior. Daño insignificante en edificios de buen diseño y
construcción; leve a moderado en estructuras comunes bien construidas; considerable
en estructuras pobremente construidas o mal diseñadas; se rompen algunas chimeneas.
Daño leve en estructuras diseñadas especialmente para resistir sismos; considerable,
en edificios comunes bien construidos, llegando hasta colapso parcial; grande, en
VIII estructuras de construcción pobre. Los muros de relleno se separan de la estructura.
Caída de chimeneas, objetos apilados, postes, monumentos y paredes. Muebles
pesados volcados.
IX
Daño considerable en estructuras de diseño especial; estructuras bien diseñadas
pierden la vertical; daño mayor en edificios sólidos, colapso parcial. Edificios
desplazados de los cimientos. Grietas visibles en el suelo. Tuberías subterráneas rotas.
X
Algunos estructuras bien construidas en madera, destruidas; la mayoría de estructuras
de mampostería y marcos destruidas incluyendo sus cimientos; suelo muy agrietado.
Rieles torcidos.
XI
Pocas o ninguna obra de albañilería quedan en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas
en el suelo. Tuberías subterráneas completamente fuera de servicio. La tierra se hunde
y el suelo se desliza en terrenos blandos. Rieles muy retorcidos.
XII
Destrucción total. Se ven ondas sobre la superficie del suelo. Líneas de mira (visuales)
y de nivel deformadas. Objetos lanzados al aire.
Medida de los sismos
Magnitud
Mide el tamaño del sismo
Intensidad
Mide el impacto del sismo en
un punto de interés
La magnitud no depende de la
La intensidad varía con la
distancia a la ubicación de
ubicación
interés
La relación entre la magnitud La intensidad está relacionada
con el daño que ocurre en un
y el daño no es
necesariamente directa
lugar
La variación espacial de la
La ubicación de los
fenómenos y sus magnitudes intensidad puede reflejarse en
un mapa de peligro
puede reflejarse en un mapa
de sismicidad
Es una medida cuantitativa Puede expresarse en términos
cuantitativos o cualitativos 12
PELIGRO SÍSMICO
A partir del análisis de las fuentes sísmicas e intensidades
probables se obtienen mapas que se pueden simplificar en
zonas con fines normativos.
Zonificación
sísmica
EFECTOS INDUCIDOS POR EL SISMO
•
•
•
•
Tsunami
Licuación de suelos
Derrumbes
Incendios, radiación, químicos, tóxicos,
explosiones, etc.
Tsunami
Licuación de suelos
Derrumbes, deslizamientos
Incendios, radiación, químicos, tóxicos, explosiones
Fukushima (Japón 2011)
2
Tipos de Edificaciones
Transmisión de Cargas de gravedad
Pórticos
DIAFRAGMA
VIGAS
TABIQUERÍA
COLUMNAS
ZAPATAS
Transmisión de Cargas de gravedad
Muros de corte
TABIQUERÍA
MUROS
VIGAS
COLUMNAS DE C° A°
NUDOS COLUMNA-VIGA DE C°A°
Vista desde el interior
de edificios
Tabiquería
Parapetos
Las fuerzas sísmicas se pueden imaginar como fuerzas
aplicadas a nivel de los techos
DIAFRAGMA = VIGA
TRANSMISIÓN DE CARGAS SÍSMICAS
EDIFICIOS DE ALBAÑILERÍA
Albañilería confinada o armada, con diafragma (techo) rígido.
Normalmente edificios de 1 a 4 pisos. Las cargas de gravedad y
las cargas sísmicas son resistidas por los muros.
EDIFICIOS DE PÓRTICOS DE CONCRETO ARMADO
Posee columnas y vigas de concreto armado. Las cargas de
gravedad son resistidas por las columnas y las cargas sísmicas
por los pórticos.
EDIFICIOS DE MUROS DE CONCRETO ARMADO
Las cargas de sísmicas y de gravedad son resistidas por los
muros o “placas” de concreto armado.
EDIFICIOS DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA
Edificios de concreto armado con muros delgados (10-12cm
de espesor) y con un máximo de 7 pisos. Las cargas de
sísmicas y de gravedad son resistidas por los muros.
EDIFICIOS DUALES
Estructura de pórticos y muros de concreto armado. Las
cargas de gravedad son resistidas por los muros y las
columnas y las cargas sísmicas son resistidas principalmente
por los muros.
3
Vulnerabilidad de los
edificios
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VULNERABILIDAD
• Antigüedad en relación a los
códigos de diseño.
• Deficiente
supervisión
técnica
durante
la
construcción.
• Configuraciones
estructurales deficientes: En
planta o verticales.
• Modificaciones
en
estructura y en el uso.
la
Antigüedad en lo Códigos de diseño.
Edificio Pre 70’s
Edificio actual
Deficiente supervisión técnica durante la
construcción
Configuración estructural en planta
Edificios en forma de “L”
Configuración estructural en planta
Edificios con problemas
en diafragmas
Configuración estructural en planta
Edificios con problemas de torsión
Configuración estructural en elevación
Discontinuidad en altura
Piso blando
Discontinuidad en altura
Edificios con problema de piso blando
Edificios con
problema de piso
blando
4
Casuística de Daños
Daños estructurales
Daños No estructurales
FALLAS EN VIGAS
FALLAS EN VIGAS
FALLAS EN COLUMNAS
FALLAS EN COLUMNAS
FALLAS EN COLUMNAS
FALLAS EN COLUMNAS – COLUMNA CORTA
Esquema de columna
cautiva
Columna corta
FALLAS EN COLUMNAS – COLUMNA CORTA
COLUMNA CORTA EN
ESQUINA DE EDIFICIO
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.
Muñoz/ 2009
GRIETAS DE CORTE
EN COLUMNAS
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.
Muñoz/ 2009
FALLAS EN COLUMNAS – COLUMNA CORTA
FALLAS EN COLUMNAS – APLASTAMIENTO
FALLAS EN COLUMNAS
FALLAS EN NUDOS
FALLAS EN NUDOS
FALLAS EN NUDOS
FALLA EN MUROS DE ALBAÑILERÍA
FALLA EN MUROS DE ALBAÑILERÍA
Foto y Esquema de falla en muros largos de albañilería
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO
FALLA EN TABIQUERÍA
Esquema y foto de falla de grieta en diagonal por efecto puntal en
muro de albañilería confinada
FALLA EN TABIQUERÍA
Esquema y foto de falla de volteo por desprendimiento de
tabiquería interior
FALLA EN TABIQUERÍA
Esquema y foto de falla de volteo por desprendimiento de
tabiquería exterior
FALLA EN PARAPETOS
EDIFICIO CON DAÑOS NO ESTRUCTURALES
TABIQUE VOLCADO POR
ANCLAJE DEFECTUOSO
DAÑOS EN
ELEMENTOS NO
ESTRUCTURALES.
CIELO RASO.
DAÑOS EN VENTANAS
DAÑO EN TABIQUES
EXTERIORES.
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.
Muñoz/ 2009
DAÑO EN TABIQUES
EXTERIORES.
DAÑO EN TABIQUES INTERIORES
DAÑO EN MOBILIARIO
MURO DE CERCO
VOLTEADO
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.
Muñoz/ 2009
MURO DE CERCO VOLTEADO
5
Estudios colapsados en
terremotos recientes
Colapso de edificios
en Perú.
Pisco 2007
Colapso de edificios
en Chile.
Concepción 2010