Ingeniería Civil

1. IV JORNADA DE INVESTIGACIÓN DESDE LAS AULAS
EL SISMO DEL 12 DE AGOSTO DE 2014 Y
VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL
• ING. PABLO CAIZA SÁNCHEZ, PHD
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS - ESPE
OCTUBRE 2014

2. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2 2
CONTENIDO
• Un país con alto peligro sísmico
• Un sismo “pequeño”: Quito, 12 de agosto de
2014.
• Norma ecuatoriana de la construcción NEC-11.
• Fundamentos de análisis no lineal.

3. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 3 3
Un país con alto
peligro sísmico

4. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 4 4
PELIGROSIDAD SÍSMICA EN LATINOAMÉRICA

5. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 5 5
AMENAZA SÍSMICA EN EL ECUADOR

6. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 6 6
PELIGRO SÍSMICO EN QUITO

7. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 7 7
El sismo de 12 de
agosto de 2014

8. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 8 8
UBICACIÓN
Hasta las 11:00 de este jueves 14 de agosto se han producido 56 sismos, luego del
movimiento de tierra, de 5,1 grados en la escala de Richter, registrado el martes 12 de
agosto, a las 14:57, según información del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica
Nacional (Igepn). EL COMERCIO http://www.elcomercio.com.ec/actualidad/56-replicas-registran-
distrito-metropolitano.html.

9. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 9 9
EFECTOS

10. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1010
ESTRUCTURAS EN ZONAS CON AMPLIFICACIÓN

11. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1111
MODELO MATEMÁTICO

12. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1212
Norma Ecuatoriana
de la Construcción
NEC-11

13. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1313
ZONIFICACIÓN SÍSMICA

14. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1414
FACTORES SÍSMICOS
FACTOR (Z): 0.5
FACTOR DE IMPORTANCIA (I): 1
RELACIÓN DE AMPLIFICACIÓN ESPECTRAL (η): 2.48

15. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1515
FACTORES DE SITIO
FACTORES DE SITIO:
Fa: 1.12
Fd: 1.3
Fs: 1.65

16. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1616
ESPECTRO ELÁSTICO

17. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1717
FACTOR R
FACTOR DE REDUCCIÓN (R): 6

18. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1818
Fundamentos de
análisis no lineal

19. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 1919
ESTRUCTURA, ELEMENTO, SECCIÓN
Estructura
Elemento
Sección
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

20. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2020
ECUACIONES BÁSICAS
푤
푉 = 푤 푑푥 + 푉0
푀
퐸퐼
ϕ = 푀 = 푉 푑푥 + 푀0
ϕ =
푑휃
푑푥
휃 =
푑Δ
푑푥
Δ
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

21. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2121
DIAGRAMA MOMENTO-CURVATURA
Fuente: Abrams (2012)
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

22. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2222
OBTENCIÓN CURVA MOMENTO-CURVATURA
1. Para iniciar el análisis primero se debe caracterizar la sección.
Identificar la geometría de la sección.
Localizar el hierro, longitudinal y transversal.
Tener en cuenta las propiedades del material (esf-deformación).
Identificar el hormigón confinado y no confinado.
2. Seleccionar una deformación de la fibra externa a compresión del
hormigón 휺풄 para iniciar el análisis.
3. Probar un eje neutro 풄 para dicha deformación.
4. Evaluar esfuerzos a lo largo de la sección aplicando las curvas de esfuerzo-deformación
no lineal del hormigón y el acero al perfil lineal de
deformaciones.
5. Evaluar fuerzas de la sección, la suma de las fuerzas de compresión y
tracción deben ser iguales a cero. En caso de no cumplir, regresar al
paso 3.
6. Calcular curvatura ϕ =
휀푐
푐
.
7. Aplicar sumatoria de momentos, para obtener momento final.
8. Repetir todos los pasos expuestos pero para una nueva deformación de la
fibra externa a compresión del hormigón.
9. Graficar curva Momento- Curvatura.
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

23. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2323
ELEMENTO ESTRUCTURAL
휃 = ϕ푑푥 + 휃0
Si ϕ=cte=ϕ푢:
휃푝 = ϕ푢 푑푥1 + 휃푝0
휃푝 = ϕ푢퐿푃 + 휃푝0
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

24. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2424
CARACTERIZACIÓN RÓTULA PLÁSTICA
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

25. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2525
ASCE/SEI 41
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

26. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2626
VENTAJAS
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.02 0.04 0.06
rotation (rad)
Moment/My
Proposed
ASCE/SEI 41
Original curves
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

27. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2727
DESVENTAJAS
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.02 0.04 0.06
rotation (rad)
Moment/My
Proposed
ASCE/SEI 41
Original curves
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

28. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2828
MODELOS DE FIBRAS Y MODELOS FEM

29. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 2929
COMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA
IMPORTANCIA
SECCIÓN
ELEMENTO
ESTRUCTURA
APLICACIÓN
CONCLUSIONES

30. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 3030
RESULTADOS PUSHOVER

31. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 3131
RESULTADOS PUSHOVER

32. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 3232
RESULTADOS PUSHOVER

33. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 3333
RESULTADOS PUSHOVER

34. El sismo del 12 de agosto de 2014 y vulnerabilidad estructural 3434
ESTRUCTURAS IRREGULARES