El terremoto de 27 de febrero de 2010



        Tomás Guendelman B.




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DINAMICA DEL TERREMOTO
(Gentileza d f U i
(G til     dgf Universidad de Chile)
                      id d d Chil )
GLOSARIO BASICO
Sismo:
Sismo: Proceso de generación de ondas y su posterior propagación por
el interior de la Tierra. Depe...
EVENTOS SISMICOS EN EL MUNDO
  Magnitud Richter   Número de sismos
        8 o más           1 al año
        7 a 7.9     ...
MAGNITUD vs. ENERGIA


E=E
  Energía liberada
       í lib d
M = Magnitud Richter
La Energía liberada en un sismo de Magni...
EVENTOS SISMICOS EN CHILE


      En los últimos 450 años:



 38 terremotos M>7.5, 17 seguidos de tsunami.


 Siglo XX: 1...
PLACAS TECTONICAS
PLACA DE NAZCA BAJO PLACA SUDAMERICANA
NORMAS SISMICAS CHILENAS
          OFICIALES Y EN DESARROLLO

NCh433.Of96:        Diseño Sísmico de Edificios

NCh2369.Of2...
FILOSOFIA DE DISEÑO
              NORMA NCh433 Of96
                    NCh433.Of96
Protección de la vida.

Orientada a lo...
ESCALA DE INTENSIDADES DE MERCALLI
     GRADO                                                                      DESCRIP...
MAGNITUDE / INTENSITY COMPARISON
             Richter          Typical Maximum Modified Mercalli
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Medido/Norma. 
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PRINCIPALES DAÑOS OBSERVADOS EN EL
    SISMO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010
Gran duración, severidad, sensación de pánico mayor...
Descensos verticales en cabezas de muros con eventuales desaplomes
que se traducen en desplazamientos horizontales en nive...
Fallas muy repetidas en losas, especialmente en zonas de p
         y p                 , p                         pasill...
Contenido de frecuencias del sismo. Importancia relativa mayor de
componentes de baja frecuencia.




Potencial Destructiv...
Magnificación de los momentos volcantes, consecuente con el mayor
aporte de los modos principales, de mayor período de vib...
Probable imprecisión en la calificación del tipo de suelo
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FILOSOFIA AMPLIADA

Protecció
Protección de la vida humana y de los contenidos.

Control de daños a través de la identific...
DISEÑO POR CAPACIDAD


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DISEÑO POR DESEMPEÑO



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DISIPACION DE ENERGIA

Aisladores en la Base

Amortiguadores de masa en sintonía (Tuned Mass Dampers)
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AISLADORES Y DISIPADORES DIVERSOS
            Núcleo de Plomo

                         Goma



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AISLACION BASAL




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TUNED MASS DAMPER




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EFECTOS NORMATIVOS Y EN LA LGUC
Reforzar las exigencias del debido cumplimiento de normas

Reforzar las exigencias de una ...
EFECTOS EN EL DISEÑO
Definición detallada de uso de espacios y de cargas habituales, especiales o esporádicas

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2010.07.10 Tomas Guendelman

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"El terremoto del 27 de febrero de 2010"

Presentación del profesor Tomás Guendelman (FCFM - Universidad de Chile) del día 10.07.2010 en el ciclo de conferencias "Tecnología para la Reconstrucción", organizado por la Escuela de Arquitectura
de la Universidad de Talca.

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2010.07.10 Tomas Guendelman

  1. 1. El terremoto de 27 de febrero de 2010 Tomás Guendelman B. 1
  2. 2. DINAMICA DEL TERREMOTO (Gentileza d f U i (G til dgf Universidad de Chile) id d d Chil )
  3. 3. GLOSARIO BASICO Sismo: Sismo: Proceso de generación de ondas y su posterior propagación por el interior de la Tierra. Dependiendo de la amplitud del movimiento (desplazamiento, velocidad y aceleración del suelo) y de su duración, el sismo producirá mayor o menor intensidad intensidad. Magnitud: Magnitud: Medida relacionada con la cantidad de energía liberada. Un sismo posee solamente una medida de magnitud, donde una de las escalas más usadas es l escala abierta d Ri ht l á d la l bi t de Richter. Intensidad: Intensidad: Medida de los efectos producidos por un sismo. Sus valores se denotan con números romanos en la Escala de Intensidades de Mercalli Modificada (12 niveles ascendentes en severidad). Depende de la Magnitud, de la distancia epicentral, la geología local , de la naturaleza del terreno y el tipo de construcciones del lugar. Epicentro: Epicentro: El punto en la superficie de la Tierra ubicado directamente sobre el foco o hipocentro . 3
  4. 4. EVENTOS SISMICOS EN EL MUNDO Magnitud Richter Número de sismos 8 o más 1 al año 7 a 7.9 18 al año 6 a 6.9 120 al año 5 a 5.9 59 800 al año 4 a 4.9 6200 al año 3 a 3.9 49000 al año 3 y menores 9000 al día 4
  5. 5. MAGNITUD vs. ENERGIA E=E Energía liberada í lib d M = Magnitud Richter La Energía liberada en un sismo de Magnitud Richter “M” es 32 veces mayor que la que libera un sismo de Magnitud Richter “M-1” M-1
  6. 6. EVENTOS SISMICOS EN CHILE En los últimos 450 años: 38 terremotos M>7.5, 17 seguidos de tsunami. Siglo XX: 1 terremoto M>7.5 cada 6.5 años. 6
  7. 7. PLACAS TECTONICAS
  8. 8. PLACA DE NAZCA BAJO PLACA SUDAMERICANA
  9. 9. NORMAS SISMICAS CHILENAS OFICIALES Y EN DESARROLLO NCh433.Of96: Diseño Sísmico de Edificios NCh2369.Of2003: NCh2369 Of2003: Diseño Sísmico de Estructuras e Instalaciones Industriales NCh2745.Of2003: NCh2745 Of2003: Análisis y Diseño de Edificios con Aislación Sísmica Norma en estudio: N t di Requisitos para el di ñ Sí i d E t t R i it l diseño Sísmico de Estructuras con Sistemas de Disipación de Energía 9
  10. 10. FILOSOFIA DE DISEÑO NORMA NCh433 Of96 NCh433.Of96 Protección de la vida. Orientada a lograr estructuras que resistan: Sin d ñ Si daños movimientos sísmicos d i t i i t í i de intensidad moderada id d d d Con daños limitados en elementos no estructurales durante sismos de mediana intensidad. Aunque presenten daños eviten el colapso durante sismos de daños, intensidad excepcionalmente severa. Zonifica el territorio nacional mediante tres bandas longitudinales, de severidad decreciente de mar a cordillera cordillera. Señala que la conformidad con sus disposiciones no asegura, en todos los casos, el cumplimiento de los objetivos antes , p j mencionados. 10
  11. 11. ESCALA DE INTENSIDADES DE MERCALLI GRADO DESCRIPCIÓN Ó I. Muy débil Imperceptible para la mayoría excepto en condiciones favorables. Perceptible sólo por algunas personas en reposo, particularmente aquellas que se encuentran ubicadas en los pisos superiores de los  II. Débil edificios. Los objetos colgantes suelen oscilar. Perceptible por algunas personas dentro de los edificios, especialmente en pisos altos. Muchos no lo reconocen como terremoto. Los  III. Leve automóviles detenidos se mueven ligeramente. Sensación semejante al paso de un camión pequeño. Perceptible por la mayoria de personas dentro de los edificios, por pocas personas en el exterior durante el día. Durante la noche  IV. Moderado algunas personas pueden despertarse. Perturbación en cerámica, puertas y ventanas. Las paredes suelen hacer ruido. Los automóviles  detenidos se mueven con más energía. Sensación semejante al paso de un camión grande. V. Poco Fuerte La mayoría de los objetos se caen, caminar es dificultoso, las ventanas suelen hacer ruido. Lo perciben todas las personas, muchas personas asustadas suelen correr al exterior, paso insostenible. Ventanas, platos y cristalería  VI. Fuerte dañadas. Los objetos se caen de sus lugares, muebles movidos o caídos. Revoque dañado. Daños leves a estructuras. Pararse es dificultoso. Muebles dañados. Daños insignificantes en estructuras de buen diseño y construcción. Daños leves a moderados  VII. Muy fuerte en estructuras ordinarias bien construidas. Daños considerables estructuras pobremente construidas. Mampostería dañada.  Perceptible por personas en vehículos en movimiento. Daños leves en estructuras especializadas. Daños considerables en estructuras ordinarias bien construidas, posibles colapsos. Daño  VIII. Destructivo severo en estructuras pobremente construidas. Mampostería seriamente dañada o destruida. Muebles completamente sacados de  lugar. lugar Pánico generalizado. Daños considerables en estructuras especializadas, paredes fuera de plomo. Grandes daños en importantes  IX. Ruinoso edificios, con colapsos parciales. Edificios desplazados fuera de las bases. Algunas estructuras de madera bien construida destruidas. La mayoría de las estructuras de mampostería y el marco destruido con sus  X. Desastroso bases. Rieles doblados. XI. Muy desastroso XI M d t Pocas, si las hubiera, estructuras de mampostería permanecen en pie. Puentes destruidos. Rieles curvados en gran medida. P i l h bi t t d t í i P t d t id Ri l d did XII. Catastrófico Destrucción total con pocos sobrevivientes. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionadas. 11
  12. 12. MAGNITUDE / INTENSITY COMPARISON Richter Typical Maximum Modified Mercalli Magnitude g Intensity y 1.0 - 3.0 I 3.0 - 3.9 II - III 4.0 - 4.9 IV - V 5.0 - 5.9 VI - VII 6.0 - 6.9 VII - IX 7.0+ VIII or higher This table gives Modified Mercalli scale intensities that are typically observed at locations near the epicenter of the earthquake References: "Magnitude / Intensity Comparison". USGS. http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/mag_vs_int.php. "Modified Mercalli Intensity Scale". Association of Bay Area Governments (ABAG). http://www.abag.ca.gov/bayarea/eqmaps/doc/mmi.html. htt // b /b / /d / i ht l "ShakeMap Scientific Background". USGS. http://earthquake.usgs.gov/eqcenter/shakemap/background.php.
  13. 13. 13
  14. 14. 14
  15. 15. Medido/Norma.  M did /N Univ ers idad de C hile D pto Ing . C iv il (Interior E dific io) S antiag o. 2,5 2 dido (g ) / S a No a (g ) orm 1,5 NS /Norma 1 E W /Norma / S a Med 0,5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 P e riodo (se g ) 15
  16. 16. PRINCIPALES DAÑOS OBSERVADOS EN EL SISMO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010 Gran duración, severidad, sensación de pánico mayor que en eventos anteriores. Importante incremento relativo en daños en elementos no estructurales estructurales. Fallas típicas en muros estructurales de pisos inferiores, caracterizadas por fractura horizontal y rotura frágil de armaduras. 16
  17. 17. Descensos verticales en cabezas de muros con eventuales desaplomes que se traducen en desplazamientos horizontales en niveles superiores, mayores al uno por mil, valor máximo de consenso. 17
  18. 18. Fallas muy repetidas en losas, especialmente en zonas de p y p , p pasillos angostos y vanos de puertas, sin dinteles. Probables efectos de asentamientos de f ndaciones fundaciones. 18
  19. 19. Contenido de frecuencias del sismo. Importancia relativa mayor de componentes de baja frecuencia. Potencial Destructivo de Saragoni Menor cantidad de cruces por cero Saragoni. cero. 19
  20. 20. Magnificación de los momentos volcantes, consecuente con el mayor aporte de los modos principales, de mayor período de vibración. Amplificación del Momento Flector Basal 1.8 1.6 16 1.4 Mb-norma 1.2 1.0 0.8 b-ponderado/M 0.6 0.4 0.2 0.0 Mb 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Periodo (seg) 20
  21. 21. Probable imprecisión en la calificación del tipo de suelo suelo. 21
  22. 22. FILOSOFIA AMPLIADA Protecció Protección de la vida humana y de los contenidos. Control de daños a través de la identificación de “niveles de niveles desempeño”. Aceptación del daño como decisión objetiva de diseño. p j Algunos procedimientos de análisis que satisfacen esta filosofía son: Diseño por Capacidad Diseño por Desempeño Diseño mediante análisis no lineal Disipación de Energía 22
  23. 23. DISEÑO POR CAPACIDAD P0 P0 Eslabones Frágiles Eslabón Dúctil Eslabones Frágiles Pis>P0 Pis P0 P0 Pi Pi Elabones Frágiles + 1 Eslabón Dúctil Cadena Dúctil (a) (b) (c) ANALOGÍA DE PAULEY Y PRIESTLEY 23
  24. 24. DISEÑO POR DESEMPEÑO 1.2 12 Punto de capacidad id d Desempeño demanda u= 1 1.0 demanda u= 1.5 demanda u= 3 u 0.8 Sa (g) 0.6 0.4 0.2 02 0.0 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 Sd (m) 24
  25. 25. DISIPACION DE ENERGIA Aisladores en la Base Amortiguadores de masa en sintonía (Tuned Mass Dampers) (Tuned Dampers) Disipadores de Energía entre pisos (amortiguadores) Otros sistemas de disipación pasiva o activa 25
  26. 26. AISLADORES Y DISIPADORES DIVERSOS Núcleo de Plomo Goma Lámina de Acero Placa de Montaje Aislador de goma Péndulo de fricción Amortiguador viscoso A ti d i TADAS (Triangular Add d D (T i l Added Damping A d Stiff i And Stiffness) ) 26
  27. 27. AISLACION BASAL 27
  28. 28. TUNED MASS DAMPER 28
  29. 29. EFECTOS NORMATIVOS Y EN LA LGUC Reforzar las exigencias del debido cumplimiento de normas Reforzar las exigencias de una debida Revisión del proyecto de cálculo Reconsiderar la validez de los métodos de análisis Reforzar las disposiciones de diseño y sujeción de elementos no estructurales Incentivar el uso de sistemas de disipación de energía Revisión del espectro en uso en NCh433.Of96 Uniformar espectros entre las diferentes normas sísmicas Eventual acogida de dos espectros (recomendación de R. Saragoni) para sismos cercanos y lejanos Exigencia de estudios de Mecánica de Suelos, propios del emplazamiento de cada g p p p proyecto Exigencia de confinamiento en cabeza de muros Especificación de Módulos elásticos del material y del suelo, para cargas de larga y de corta duración.
  30. 30. EFECTOS EN EL DISEÑO Definición detallada de uso de espacios y de cargas habituales, especiales o esporádicas Consideración del sistema y secuencia constructivas Conocimiento oportuno de proyectos futuros que puedan afectar las solicitaciones de empuje de tierras Considerar en el análisis los efectos rigidizantes y resistentes de losas, sin dinteles, en losas dinteles vanos cortos y diseñar en consecuencia Evaluación de amplificación dinámica de esfuerzos debidos a acoplamiento y a singularidades, en especial, en pisos inferiores en que se suele apoyar muros en machones o columnas Consideraciones especiales para diseño de singularidades e irregularidades de masa y de rigidez Considerar que la repentina aparición de muros de subterráneo en la estructura puede provocar fuertes concentraciones de esfuerzos, transparentes al análisis Comprensión del mecanismo de falla, o al menos, identificación del detonante principal de la eventual falla Verificación del diseño a corte de losas, para garantizar la transferencia de cargas entre ejes resistentes verticales Considerar y atenuar los efectos de las deformaciones de largo plazo Restar vulnerabilidad a elementos secundarios Considerar ITO obligatoria

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