CLASES Sismorresisente Advance Unidad 1 (1).pdf

Objetivo Curso
¿Qué espera aprender en este curso?
Mi expectativa:
- Conocer y aplicar conceptos sísmicos.
- Conocer y reconocer estructuraciones sismorresistentes.
- Conocer y comprender normativa nacional.
- Formar un criterio estructural sismorresistente
2

Unidad 1. Introducción
¿Qué son las construcciones sismorresistentes?
Construcciones, de cualquier materialidad, diseñadas y construidas apropiadamente para tener
un comportamiento adecuado ante solicitaciones sísmicas.
Materialidad
Acero
Hormigón
Madera
Albañilería
Diseño
Arquitectura (LGUC)
Mecánica de Suelos
Ing. Básica y detallamiento (estructural)
Servicios (eléctrico, sanitario, clima, etc)
3

Construcción
Buenas práctica
Inspección
Construcciones, de cualquier materialidad, diseñadas y construidas apropiadamente para tener
un comportamiento adecuado ante solicitaciones sísmicas.
Ensayos
Comportamiento
adecuado
No colapso
Serviciabilidad
Proteger la vida
¿Qué son las construcciones sismorresistentes?
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¿Para qué son las construcciones sismorresistentes?
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Unidad 1. Nociones de Sismología
¿Qué se entiende por sismología?
¿Qué es un sismo?
¿Cómo se producen los sismos?
¿Por qué los sismos afectan las estructuras?
¿Cómo se comportan las estructuras frente a sismos?
¿Los sismos producen los fallecimientos de las personas?
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Es importante entender y comprender el comportamiento de las estructuras ante solicitaciones
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¿Qué es un sismo?
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Sismología: Ciencia que estudia todo lo referente a los sismos: la fuente que los produce (localización,
orientación, mecanismo, tamaño, etc.), las ondas elásticas que generan (modo de propagación, dispersión,
amplitudes, etc.) y el medio físico que atraviesan dichas ondas.
Sismo: Corresponde al proceso de generación de ondas y su posterior propagación por el interior de la Tierra.
Al llegar a la superficie de la Tierra, estas ondas se dejan sentir tanto por la población como por estructuras, y
dependiendo de la amplitud del movimiento (desplazamiento, velocidad y aceleración del suelo) y de su
duración, el sismo producirá mayor o menor intensidad.
Se producen por liberación de energía
acumulada, cuando la corteza falla (rotura o
fractura).
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¿Qué es un sismo?
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Composición de la tierra
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Tectónica de placas
Los continentes se desplazan como gigantes bloques de corteza sobre un manto líquido.
Deriva de los continentes: Wegener (1912)
Para defender su teoría:
Formaciones rocosas de ambos lados del océano Atlántico, en Brasil y en África occidental,
coinciden tanto en edad, tipo y estructura.
Existe una evidencia paleontológica que demuestra esta teoría, basado en el descubrimiento
de fósiles de criaturas terrestres de una misma especie ubicados en distintos continentes, que
no podrían haber nadado desde un continente al otro
15
https://www.youtube.com/watch?v=RgJZ0ySEKYg&t=23s

Disposición de los continentes en el supercontinente
denominado Pangea, hace doscientos millones de años
Separación del supercontinente en Laurasia y Gondwana, hace
ciento ochenta millones de años
Deriva de los continentes: Wegener (1912)
16

Separación de los continentes Sudamericano y
Africanos, hace ciento treinta y cinco millones de
años
América del Norte permanece unida a Europa y aún no existe
Centro América, hace sesenta y cinco millones de años.
17
https://www.youtube.com/watch?v=eSkIo6z1K44
https://www.youtube.com/watch?v=T1-cES1Ekto

Distribución de placas tectónicas
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Distribución de placas tectónicas
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Corrientes de convección
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https://www.youtube.com/watch?v=iwtntai7zPI
https://www.youtube.com/watch?v=AUPBLNWsKUg

Corrientes de convección
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23
https://www.youtube.com/watch?v=q5tTpFOMpL4

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Cordón de fuego del pacífico
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Contacto Subductivo entre placa de Nazca
y Sudamericana.
Peligro sísmico no se distribuye en forma
homogénea (Nazca-Sudamérica, Antártica-
Sudamérica, Scotia-Antártica)
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Zona de subducción
Una zona de subducción
ocurre en bordes de
placas convergentes. La
placa más densa o más
pesada penetra bajo la
menos densa, debido al
peso de la placa
subductada. En estas
zonas ocurren todo tipo
de sismos o terremotos
tectónicos
27
https://www.youtube.com/watch?v=e8xF_EslJw8

Son sismos que ocurren costa afuera de la fosa oceánica, debido a la deformación en la placa de Nazca
(“bending”) al tratar de meterse bajo el continente y que el contacto interplaca no se mueve por estar acoplado
(fuerza de roce mayor que la fuerza neta). En general tienen magnitudes menores que 8.0. Ejemplo de este tipo
de sismos, es el terremoto de 2001 (Mw=6.7), frente a las costas de Valparaíso
Sismos “outer-rise”.
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La fuerza de roce entre las placas traba el movimiento entre las placas, las que se pueden mover
relativamente sólo cuando la fuerza neta en la zona interplaca es mayor que la fuerza de roce entre ellas.
Cada vez que logre moverse, ocurre un terremoto interplaca. El tamaño del terremoto (magnitud), es
proporcional al área de la zona que logró moverse y a cuánto se movió. Si durante el movimiento
(terremoto), se desplaza el fondo oceánico verticalmente, se genera una ola sobre la zona de ruptura que al
propagarse en el océano se llama “tsunami”. Estos son los sismos de mayor magnitud, siendo ejemplos de
estos sismos el terremoto de Valdivia de 1960 (Mw=9.5), y el terremoto del Maule de 2010 (Mw=8.8).
Sismos Interplaca.
29

Son sismos que ocurren dentro de la placa oceánica subductada debido al peso de la placa y fuerte acoplamiento
interplaca. Se originan a profundidades mayores que 60 km hasta la máxima profundidad en que la placa siga siendo
frágil y/o ocurran cambios de fase que originen sismos (~700 km). Los 60 km de profundidad, corresponden
aproximadamente a la profundidad que alcanza el contacto interplaca. El potencial de daños de estos sismos, es mayor
que el de los sismos interplaca de la misma magnitud. Ejemplos de estos sismos son los terremotos de Chillan en 1939
(Ms=8.3), y Punitaqui en 1997 (Mw=7.1).
Sismos Intraplaca-oceánica
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Son sismos que ocurren dentro de la placa continental, en la corteza a profundidades menores que 30 km, debido a
deformación generada principalmente por la convergencia entre las placas y por esfuerzos locales. La principal
deformación generada por la subducción, es el alzamiento de la cordillera de los Andes. En general, estos sismos
ocurren en torno a la cordillera, tanto en Chile como en Argentina. Ejemplo de estos sismos es el terremoto de Las
Melosas de 1958 (Mw=6.3), en el Cajón del Maipo frente a Santiago.
Sismos Intraplaca-continental.
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Últimos grandes sismos en Chile.
Las elipses rojas muestran aproximadamente la zona de ruptura
de cada terremoto indicado por su fecha de ocurrencia. La
mayoría son de subducción interplaca, excepto el de 1939 que
corresponde al terremoto de Chillán que es un terremoto
intraplaca-oceánica, y los terremotos de Punta Arenas de 1949
(M~7.8), que corresponden a terremotos de borde de placa
transcurrente en la zona de la falla de Magallanes.
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Clasificación y parámetros de los terremotos
Según su profundidad de foco o Hipocentro, los terremotos se
clasifican en terremotos de foco superficial (H<70 Km.),
intermedio (70<H <300 Km.) y profundo (300<H<700 Km.).
Un terremoto se caracteriza por sus parámetros: tiempo de
origen, latitud y longitud del epicentro, profundidad del foco y
magnitud.
Ciclo de sismo.
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Ciclo del sismo
Período de tiempo entre dos sismos principales (evento de mayor magnitud ocurrido en un región)
Período de retorno: está relacionado con la probabilidad de excedencia
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Al ocurrir un terremoto, las ondas sísmicas se
propagan en todas las direcciones partiendo del
hipocentro (foco), sin embargo no todos los
tipos de ondas son iguales. Estas se clasifican
en dos grandes grupos, ondas de cuerpo y
ondas superficiales.
Las ondas sísmicas
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Las ondas sísmicas
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ONDAS DE CUERPO
Ondas primarias (P): Llamada también ondas de compresión, que hacen
vibrar una partícula en el sentido de propagación de la onda, originando
compresiones y dilataciones del medio en el cual se trasmiten. El movimiento
de estas ondas es similar al del sonido y por ello también se las denomina
ondas de compresión. Cuando las ondas P alcanza la superficie, parte de la
misma se trasmite a la atmósfera como ondas sonoras, las que pueden ser
percibidas por animales o personas.
Ondas secundarias (S): Llamadas también ondas superficiales, que hacen
vibrar una partícula horizontalmente en sentido perpendicular a la dirección de
propagación, produciendo esfuerzos de corte en el medio en el que se
trasmiten. Dada sus características, este tipo de onda no puede propagarse en
medios líquidos (como los océanos o el núcleo externo de la Tierra).
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ONDAS DE SUPERFICIE
Ondas Love (L): cuyo movimiento es similar al de las ondas S, haciendo que
el terreno se desplace en sentido perpendicular a la dirección de propagación
sin movimiento vertical. Son las causantes de los daños producidos por los
sismos en las construcciones.
Ondas Rayleigh (R): cuyo movimiento es similar al de las ondas en la
superficie del agua, esto es desplazando una partícula sobre un plano que
apunta en dirección de la trayectoria de las ondas con un movimiento elíptico
horizontal y vertical simultáneamente.
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https://www.youtube.com/watch?v=rBJ5s9NDmAA

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Conociendo las velocidades de las ondas P y S, y su diferencia de tiempo en la llegada a una
estación de monitoreo, es posible estimar la distancia a la fuente:
D=tsp*Vp*Vs/(Vp-Vs)
43
https://www.youtube.com/watch?v=8zNfg0zdWKU&t=15s

El sismógrafo, es un dispositivo de grabación
que detecta el movimiento del suelo debido a
un terremoto. El sismógrafo registra la
velocidad del movimiento de la tierra
Instrumento de alta sensibilidad que registra
los movimientos de la superficie de la tierra, en
función del tiempo, causados por el paso de las
ondas sísmicas. Al registro producido se le
conoce como sismograma.
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El acelerógrafo, es un dispositivo de grabación
que detecta y registra las aceleraciones del
terreno.
47
https://www.youtube.com/watch?v=bkitq9nlmiw

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La intensidad es una medida subjetiva, y mide los efectos de un terremoto en un determinado lugar (es una
mediada no instrumental de los efectos aparentes causados por el evento sísmico). Estos efectos pueden
referirse a sensaciones que experimentan las personas, movimientos de objetos, daños en las construcciones o
efectos sobre el medio que las rodea.
Intensidad
Se emplea corrientemente la escala Mercalli Modificada (MM) de I a XII que asigna diferentes grados.
Medición, predicción y registro de los sismos
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Intensidad
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Intensidad
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Intensidad
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Curvas isosistas
Si se determina el grado de
intensidad en diversos puntos del
área en que fue sentido un
terremoto es posible trazar curvas
isosistas, que separan áreas de igual
intensidad.
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Magnitud
La magnitud es un parámetro independiente del sitio de observación y corresponde a una medición
cuantitativa (instrumental) del tamaño de un sismo en su fuente, relacionada con la energía sísmica liberada
durante el proceso de ruptura de la falla (El concepto fue introducido por Ritcher en 1935).
La magnitud, entonces es una medida objetiva y absoluta
de la energía producida en el foco de un sismo
55

La escala de magnitud crece de forma semilogarítmica, de manera que el incremento de una unidad de
magnitud significa un aumento de 30 en la energía liberada por es sismo. Es decir, un terremoto de
magnitud 7 es aproximadamente 30 veces mayor que uno de magnitud 6 y 900 veces mayor que uno de
magnitud 5.
Magnitud
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Magnitud
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Magnitud M Descripción
0 Los menores sismos registrados
1.5 Los menores sismos sentidos
3.0 Los menores sismos sentidos en un radio de 20 km
4.5 Daños ligeros cerca del epicentro
6 Terremotos destructivos en un área limitada
7.5 Limite inferior de los grandes terremotos, que son
registrados dentro de un radio de 8900 km.
8.9 Los mayores terremotos registrados
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Escala de Magnitud de Richter
Ml = Log A + (factor de corrección de distancia)
Ml = Log A+3log [8Δt(s)] - 2,92
Ml = Log 23+3log [8*24] - 2,92
Ml = 5.3
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Escalas de Magnitud
Directamente relacionada con las dimensiones del área de ruptura o plano de falla que
produjo el sismo y no se satura con los eventos de gran magnitud. Las magnitudes de
Richter y de momento son similares para los eventos de menor magnitud.
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Magnitud de momento
Mw = 2/3 [ Log Mo – 16]
Momento sísmico: está relacionado con el área del plano de
falla que se desliza, el grado de movimiento y la rigidez de la
falla
Mo = µ A d
A representa el área de ruptura, d distancia del
deslizamiento entre ambos bloques de la falla y "mu" es el
módulo de cizalle.
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https://www.yout
ube.com/watch?v
=ILikM720Who

Energía Sísmica
Log Es = 11.8 + 1.5 M
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¿Por qué es importante registrar la aceleración?
Porque la aceleración del terreno tiene relación directa con la intensidad sísmica. El PGA es variable
de un lugar a otro y por medio de ella se puede identificar la mayor o menor fuerza del movimiento
sísmico al observar geográficamente su distribución.
Efecto de Sitio
(Amplificación del
movimiento en suelo
blando)
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Efecto de Sitio
Se conoce como efecto de sitio a la respuesta sísmica
del terreno con características significativamente
distintas en amplitud, duración o contenido de
frecuencias de un área relativamente reducida, con
respecto al entorno regional. El efecto de sitio se da
fundamentalmente en función de las características
geométricas de los cuerpos geológicos (topografía
del basamento, espesor y distribución de los
estratos, etc) y de los parámetros mecánicos de los
materiales (velocidades de ondas P y S, densidad,
amortiguamientos, etc).
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Medir Intensidad: Mercalli (subjetiva, líneas isosistas)
Líneas que unen puntos de igual
intensidad sísmica
Magnitud: Richter (objetiva, Energía)
Predecir ? Zonas sísmicas bien definidas
Brechas sísmicas, ciclo del sismo (precursores) 67

Peligro Sísmico : Probabilidad de ocurrencia de un sismo de una severidad dada
en un determinado lugar.
Macrozonificaciones sísmica (países o zonas de países. Mov. De placas).
Microzonificaciones sísmica (ciudades o partes de ellas. Suelo)
Se materializa
Para evaluar el Peligro sísmico es necesario analizar los fenómenos que ocurren desde la emisión de
las ondas sísmicas en el foco hasta que dichas ondas alcanzan la zona de estudio.
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Cuando se produce un sismo (con características de profundidad de foco, mecanismo, magnitud, etc), parte de la energía
se convierte en ondas sísmicas. Al propagarse dichas ondas se reflejan, refractan, atenúan o amplifican y llegan en forma
de excitación sísmica X1 a la base rocosa, bajo el emplazamiento de la estructura.
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X4=X1*A*I*D
Macrozonificación
Microzonificación
Estudios de peligro sísmico
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Macrozonificaciones sísmicas.
1.- Caracterización de zonas fuente
2.- Mecanismos de propagación de energía.
1.1 Localización
1.2 Cuantificación del potencial sísmico:
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1.1 Localización: Las zonas o fuentes generadoras de sismos (zonas
sismogéneticas), son volúmenes litosféricos asociados a ciertas
características tectónicas, donde se supone pueden ocurrir sismos con
similar origen tectónico. La identificación de las zonas, depende de la
información que se posea del país estudiado (por ejemplo los sismos en las
costas chilenas).
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1.2.1.- Método determinista: Considera que la sismicidad futura de una
región será idéntica a la del pasado. Los valores máximos (aceleración,
intensidad, magnitud) se determinan directamente a partir de valores
correspondientes obtenidos durante los terremotos ocurridos en el pasado
en la misma región.
El máximo histórico no necesariamente es el máximo futuro.
Pueden ser buena estimación cuando no hay registros.
1.2 Cuantificación del potencial sísmico: Es necesario para terminar de
caracterizar una zona fuente , para esto existen dos procedimientos:
1.1 Localización
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1.2.2.- Método Probabilista: Usando la sismicidad histórica, pueden
establecerse leyes estadísticas que definan las características sísmicas de
una cierta región. Se requiere:
- Identificar zonas sismogéneticas.
- Determinar el máximo terremoto esperado.
- Relaciones entre frecuencia de ocurrencia y magnitud en cada zona, y
datos de período de retorno de los sismos.
El parámetro que se determina es la intensidad macro sísmica o
aceleración máxima, para un lugar dado y en un intervalo de tiempo dado.
1.2 Cuantificación del potencial sísmico: Es necesario para terminar de
caracterizar una zona fuente , para esto existen dos procedimientos:
1.1 Localización
1.2.1.- Método determinista
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Se requiere conocer la forma en que, la parte de la energía
emitida en la fuente, que se convierte en ondas sísmicas, se
propaga hasta un punto específico de la tierra. Durante el
recorrido R1 de la onda, ocurren varios fenómenos, los dos mas
importantes son:
- Expansión geométrica
- Atenuación Anelástica.
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- Expansión geométrica: Representa la disminución de la
amplitud de las ondas en función de la distancia, debido a
un cambio de densidad y distribución de la Energía total, la
cual permanece constante. Cuando una onda avanza en un
medio tridimensional, los frentes de onda aumentan de
superficie, por tanto, la energía en un punto de un frente de
onda es menor a medida que el frente de onda es de mayor
dimensión. Se dice que la onda ha sufrido perdida aparente
de energía, en realidad la energía permanece constante.
La “perdida” de energía no ha sido, en el caso de las ondas
sísmicas, por transformación de la energía sísmica en otro tipo
de energía, sino por la distribución de la energía en el medio de
propagación.
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- Expansión geométrica
- Atenuación Anelástica: Representa el decrecimiento de la
amplitud por fenómenos no atribuibles a la expansión
geométrica. La energía de la onda sísmica que se propaga,
puede convertirse en otra forma de energía.
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X4=X1*A*I*D
Macrozonificación
Microzonificación
Estudios de peligro sísmico
1.1 Localización
1.2 Cuantificación del potencial sísmico
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Microzonificación: Determinar el comportamiento de los suelos frente a movimientos sísmicos, para poder
definir una reglamentación local para el diseño. Efecto de sitio. Efecto de la amplificación dinámica debido a las
características de las capas de suelo que se encuentran sobre la roca en el lugar de estudio y la correspondiente
distorsión de la señal sísmica debida a la filtración de frecuencias.
84
https://www.youtube.com/watch?v=rspUJRjoCQs
https://www.youtube.com/watch?v=-DEDSENXz3w
https://www.youtube.com/watch?v=nr6zxiymYc8
https://biblioteca.sernageomin.cl/opac/DataFiles/14905_v3_p
p_106_109.pdf

RIESGO SISMICO
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https://www.youtube.com/watch?v=HOA4NuvZ9Eg
https://geoportalonemi.maps.arcgis.com/apps/webappviewer/
index.html?id=5062b40cc3e347c8b11fd8b20a639a88

90
https://www.youtube.com/watch?v=UVZyYbs76HM

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