1UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Ingeniera Antissmica

Notas Introductorias

Dr. Rafael Salinas Basualdo

INGENIERIA ANTISISMICAINGENIERIA SISMORRESISTENTE

Objetivo: Disear y construirObras Ingenieriles que resistansismos especificados

Objetivo del Curso: Proporcionar criterios adecuados para el Diseo

Sismorresistente y proteccin de edificaciones en base a considerar los factores que influyen en

la respuesta ssmica de los edificios. Introducir las tcnicas modernas para la

concepcin, anlisis y diseo de estructuras sismorresistentes.

2Proceso de Diseo:PrefactibilidadFactibilidadEstudios BsicosAnteproyectoIngeniera de DetalleExpediente Tcnico

Memoria DescriptivaPlanosEspecificaciones TcnicasMetradosCostos UnitariosPresupuestos

Construccin:ProgramacinEjecucinSupervisin

MantenimientoProceso peridico

Obras Ingenieriles: En su concepcin y construccin, se siguen normas. Intervienen profesionales.

Resistir sismos = Principios de Diseo: Resistir sismos moderados que puedan ocurrir en el sitio

durante la vida til de la estructura, con posibilidad de daos dentro de lmites aceptables.

Resistir sismos severos que puedan ocurrir en el sitio, de modo que la estructura no debera colapsar ni causar daos a las personas.

Sismo de Diseo:Sismo que ocurrir durante la vida til de la obra con cierta probabilidad de ser excedida. Se estima mediante estudios de peligro o amenaza ssmica y se relaciona con la sismicidad de la zona y el sitio especfico.

3Syllabus Bsico

Introduccin a la Sismologa. Dinmica Estructural: vibracin de sistemas de uno

y varios grados de libertad. Introduccin al anlisis inelstico. Ductilidad. Formulacin matricial para el anlisis pseudo-

tridimensional de edificios. Anlisis Dinmico Modal Espectral. Normas de Diseo Sismorresistente. Criterios para la estructuracin y comportamiento

de edificaciones sismorresistentes.

Elementos de Consulta Bsicos

Herriz, M. Conceptos Bsicos de Sismologa para Ingenieros. CISMID-FIC-UNI, 1997.

Sarria, A. Ingeniera Ssmica. Ed.Uduandes,1992. Piqu, J. y Scaletti, H. Anlisis Ssmico de Edificios. CIP, 1997. Wakabayashi, M. y Martnez, E. Diseo de Estructuras

Sismorresistentes. Mc Graw-Hill, 1988. Dowrick, R. Diseo Sismorresistente.Mc Graw-Hill, 1987. Kuroiwa, J. Reduccin de Desastres. 2002. Bazn, E. y Meli, R. Diseo Ssmico de Edificios. Ed. Limusa,

2000. Norma Tcnica de Edificaciones E-030, Diseo

Sismorresistente. MTCVC-SENCICO, 2003.

4Evolucin de la Sismologa y la Ingeniera Sismorresistente (I)

1800 A.C.: crnicas sobre los efectos de los sismos. Primeras explicaciones mitolgicas sobre su origen.

Primeras explicaciones cientficas sobre la generacin de los sismos: Aristteles:vapores de aire en cavernas Sneca: aire que colma una cavidad subterrnea y,

al buscar una salida, mueve los muros que lo retienen, encima de los cuales las ciudades se asientan.

Hooke (1660): enuncia la Ley que lleva su nombre Hooke (1668): el terremoto es una respuesta

elstica a fenmenos geolgicos

Evolucin de la Sismologa y la Ingeniera Sismorresistente (II)

1755: a partir del sismo de Lisboa se disponen de informaciones detalladas (cambios topogrficos, destrucciones, ruidos, derrumbes, cambios en los cauces,etc.)

1821: Navier plantea las ecuaciones de la Teora de la Elasticidad.

Mediados del XIX: Cauchy estudia la propagacin de ondas en medios slidos. Poisson deduce analticamente dos tipos de ondas en slidos.

1845: Stokes distingue una resistencia a la compresin y otra al cortante.

5Evolucin de la Sismologa y la Ingeniera Sismorresistente (III)

1887: Rayleigh descubre otro tipo de ondas (superficiales) en los slidos.

1888: Schmidt estudia la propagacin de ondas por el interior de la Tierra.

1897: Wiechert postula la existencia de un ncleo metlico en la Tierra.

1900: primer mapa de ubicacin de terremotos. 1912: Reid postula la teora del Rebote Elstico. Sismo

de San Francisco (EEUU) (1906) y primeras observaciones sobre los efectos en obras civiles.

Evolucin de la Sismologa y la Ingeniera Sismorresistente (IV)

1909: Mohorovic encuentra una capa de discontinuidad en la velocidad de las ondas.

1911: Love descubre otro tipo de ondas superficiales.

1914: Ing. Sano (Japn) postula el mtodo del coeficiente ssmico.

1928: Gutemberg determina la profundidad del ncleo exterior de la Tierra.

1935: Benioff inventa el sismgrafo de deformacin. Richter crea la escala de magnitud para evaluar la energa liberada por un terremoto.

1932: instalacin de acelergrafos en EEUU.

6Evolucin de la Sismologa y la Ingeniera Sismorresistente (V)

1950-60: avances analticos impulsados por Housner (CALTECH,EEUU) y Okamoto (Japn).

1960-70:se crea la Asociacin Internacional de Ingeniera Ssmica. Instalacin de acelergrafos en Amrica Latina.

1970-1990: avances en modelos de generacin de los sismos, dinmica estructural, comportamiento no lineal de estructuras, dinmica de suelos, estudio del peligro ssmico, mtodos numricos ptimos y avance en la tecnologa de las computadoras.

1990-2000: Decenio Internacional para la Reduccin de los Desastres Naturales (ONU)

Antecedentes de la Ingeniera Sismorresistente (I)

Antes de 1950:Cortante Ssmico= Coef. Ssmico*Peso

1950: Conceptos de disipacin de energa por deformacin plstica.

1956: Housner plantea posible diseo lmite. 1957: Mxico - Folleto Complementario a la Norma.

Primera norma de ingeniera sismo-resistente en Latinoamrica.

1961: Blume, Newmark y Corning: ductilidad y su relacin con el diseo de estructuras de concreto armado (Manual PCA).

7Antecedentes de la Ingeniera Sismorresistente (II)

1963: ACI introduce el Diseo a la Rotura. 1964: Primer proyecto de Norma Peruana, basada en

la de SEAOC (Structural Engineers Asociation of California).

1970: Primeros modelos analticos para el anlisis inelstico. Primera Norma Peruana de nivel nacional.

1977: Segunda Norma Peruana. 1997: Tercera Norma Peruana. 2003 : Ultima actualizacin de la Norma Peruana. Los cdigos actualmente introducen la ductilidad (con

otros factores) en la estimacin de las fuerzas ssmicas Diseo lmite usado en Nueva Zelandia y Japn.

Panorama Ssmico Mundial

8De 1471 - 1991 : CERESIS 91-H De 1991 - 1995 : NEIC Mag 6.5 - 7.9 , Mag >= 8.0

SISMICIDADREGIONAL

Sismicidad Histrica (sismos con Magnitudes

mayores a 8)

9Sismos ms notables ocurridos en los ltimos 30 aos en el Per

Fecha Hora Prof. (km)

MagnitudRichter

Intensidadmxima MM

Zonas afectadas Efectos secundarios

17 oct 66 16:41 38 7.5 VIII Norte de Lima Tsunami moderado

19 jun 69 33 6.9 (Ms) IX Moyobamba Licuacin

31 may 70 15:23 52 7.7 VIII Chimbote, Huaraz Deslizamientos, licuacin

03 oct 74 09:21 13 7.5 VIII Lima, Sur del Per Tsunami moderado

16 feb 79 05:08 53 6.9 (Ms) VII Arequipa

29 may 90 21:34 33 6.4 VII Rioja Deslizamientos leves, licuacin

04 abr 91 23:30 20 6.2 VII Moyobamba Licuacin

12 nov 96 11:59 14 7.3 (Ms) VII Nasca, Ica Tsunami, licuacin

23 jun2001

15:33 29 6.9 VII-VIII Arequipa, Moquegua, Tacna

Tsunami

15 ago 2007

18:40 26 7.0 VII-VIII Pisco, Ica, Chincha Tsunami, licuacinextensa

Principios del Diseo por Desempeo (o comportamiento)

Durante su vida til la construccin experimentar:

Muchos sismos leves. Varios sismos de intensidad moderada y regular

duracin. Uno o ms terremotos de gran intensidad y larga

duracin.

Niveles de los Sismos

10

Completamente operativo.Sin daos.Se admiten daos no estructurales.Se admiten daos estructurales pero sin colapso.

Se permite el comportamiento inelstico y la fluencia de los elementos que constituyen la estructura.

Comportamiento Esperado

Principios del Diseo por Desempeo (o comportamiento)

LA COMBINACION DE SISMOS Y COMPORTAMIENTO VARIA SEGN LA IMPORTANCIA DE LA OBRA

TotalmenteOperativo Operativo

Asegura laVida

Cerca alColapso

ComportamientoInaceptable

(para construcciones nuevas)

Niv

el d

el S

ism

o de

Dis

eo

Frecuente(43 aos)

Ocasional(72 aos)

Raro(475 aos)

Muy Raro(970 aos)

Nivel de Comportamiento Ssmico Esperado

Diseo por Desempeo(o comportamiento)