M.Sc. Ing. Carlos Córdova Rojas

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1 M.Sc. Ing. Carlos Córdova Rojas

2 LA COSTA PERUANA SE ENCUENTRA UBICADA ENTRE LAS PLACAS DE NAZCA Y LA PLACA SUDAMERICANA (ZONA DE SUBDUCCIÓN)

3 ZONA DE SUBDUCCIÓN

4 TABLA N 01 FACTORES DE ZONA "Z" ZONA Z

5 SISMICIDAD ZONA DE SUBDUCCIÓN PLACA DE NAZCA CHIMBOTE CAÑETE ICA NAZCA AREQUIPA MOQUEGUA

6 F: Ing. A. Muñoz

7 F: Ing. A. Muñoz

8 S0 = Roca dura S1 = Roca o Suelos Muy Rígidos S2= Suelos Intermedios S3 = Suelos Blandos S4 = Condiciones Excepcionales

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10 FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SISMICA C

11 RESEÑA HISTÓRICA DE LOS ÚLTIMOS SISMOS EN EL PERÚ LIMA - CALLAO - 28 de Octubre de 1,746 - Magnitud 9.0 Mw - Richter Oscilan entre 15,000 y 20,000 fallecidos Terremoto y Maremoto Solo sobrevivieron 200 Chalacos de 5,000 en total

12 LIMA - CALLAO - 24 de Mayo de 1,940 - Magnitud = 8.2 Richter Vista del malecón de Chorrillos (Foto el Comercio)

13 HUACHO - LIMA - 17 de Octubre de 1,966 - Magnitud = 8.1 Mw - Richter 220 muertos, 1800 heridos, la Casona de San Marcos sufre serios daños

14 HUARAZ ANCASH - 31 de Mayo de 1,970 - Magnitud = 7.8 Mw - Richter 70,000 muertos (50,000 muertos + 20,000 desparecidos)

15 CAÑETE - LIMA - 03 de Octubre de 1,974 - Magnitud = 7.6 Mw - Richter 252 muertos, 3,600 heridos, 2,700 millones de soles en perdidas

16 NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 Mw Palacio Municipal de Nazca Más de 20 muertos, 2,000 heridos y 100,000 damnificados 4,000 casas se derrumbaron

17 NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 Mw Hubo daños en estructuras importantes de concreto armado Se dañaron 91 escuelas y 100 centros de salud.

18 MOQUEGUA - 23 de Junio de Magnitud = 8.4 Mw Instantes en que falla la Torre de la catedral de Arequipa Afecto al Sur del Perú (Moquegua, Tacna y Arequipa)

19 MOQUEGUA - 23 de Junio de Magnitud = 8.4 Mw Luego del sismo vino el Tsunami en la ciudad de Camaná 102 muertos y 70 desaparecidos

20 PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 Mw 595 muertos, 2,991 heridos y 431,000 damnificados

21 PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 Mw Colapsa Iglesia del Señor de Luren - ICA

22 RECIENTES TERREMOTOS EN EL MUNDO VALDIVIA CHILE, 22 de Mayo 1960 Magnitud = 9.5 Richter Mayor terremoto registrado en la historia de la humanidad

23 SUMATRA INDONESIA, 26 de Diciembre 2004 Magnitud = 9.3 Richter 275,000 muertos Devastador Tsunami

24 PUERTO PRINCIPE - HAITI 12 de Enero de 2010 Magnitud = 6.9 Richter 317,000 muertos, 350,000 heridos y 1 500,000 damnificados

25 CONCEPCION CHILE, 27 de febrero de 2010 Magnitud = 8.8 Richter 500 muertos aprox. - 2,700 millones de dólares en perdidas

26 TURQUIA, 23 de octubre de 2011 Magnitud = 7.4 Richter 100 edificios colapsaron tras el sismo principal y posteriormente, unos 500 colapsaron debido a las réplicas. 59 personas murieron y 150 resultaron heridas.

27 JAPON, 11 de Marzo de 2011 Magnitud = 9 Richter Devastador Tsunami - 15,893 muertos, 6152 heridos, 2,567 desaparecidos millones de $ en pérdidas

28 CHILE COQUIMBO, 16 de Septiembre de 2015 Magnitud = 8.4 Mw - Richter 15 muertos y 5 heridos personas damnificadas, 2442 viviendas destruidas

29 ECUADOR MANABI PEDERNALES, 16 de Abril de 2016 Magnitud = 7.8 Richter 673 muertos y 6,274 heridos 28,775 personas damnificadas

30 ITALIA AMATRICE, 24 de Agosto de 2016 Magnitud = 6 ± 0.3º Richter 291 muertos, 388 heridos 1,500 personas damnificadas

31 Qué tan grande será el próximo terremoto? Cual es el riesgo sísmico de una edificación?

32 RIESGO SÍSMICO: PELIGRO SÍSMICO x VULNERABILIDAD x VALOR RIESGO SÍSMICO: Se define como el grado de pérdida, destrucción o daño esperado debido a la ocurrencia de un determinado sismo. PELIGRO SÍSMICO: Se define como la probabilidad de que ocurra un sismo potencialmente desastroso durante cierto periodo de tiempo en un sitio dado. El Perú se encuentra en la zona sísmica más activa del mundo, en el llamado "Cinturón de Fuego del Pacífico". La placa de Nazca se mueve aproximadamente 10 cm por año contra la placa sudamericana que se mueve 4 cm por año en sentido contrario, lo cual genera una gran acumulación de energía, liberándose en forma de actividad sísmica. VULNERABILIDAD SÍSMICA: Es una propiedad intrínseca de la estructura, una característica de su comportamiento, que puede entenderse como predisposición intrínseca de un elemento o grupo de elementos expuesto a ser afectado o ser susceptible a sufrir daño, ante la ocurrencia de un evento sísmico determinado.

33 FILOSOFÍA DE DISEÑO - NORMA TÉCNICA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE E 030 La filosofía del diseño sismorresistente consiste en: ISO 3010 Bases del diseño sismorresistente a. Evitar pérdidas de vidas b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos c. Minimizar los daños a la propiedad. 1. Prevenir lesiones a las personas 2. Asegurar la continuidad de los servicios 3. Minimizar el daño a la propiedad Se reconoce que dar protección completa frente a todos los sismos no es técnica ni económicamente factible para la mayoría de las estructuras.

34 PRINCIPIOS DE DISEÑO - NORMA TÉCNICA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE a. La estructura no debería colapsar ni causar daños graves a las personas, aunque podría presentar daños importantes, debido a movimientos sísmicos calificados como severos para el lugar del proyecto. b. La estructura debería soportar movimientos del suelo calificados como moderados para el lugar del proyecto, pudiendo experimentar daños reparables dentro de límites aceptables. c. Para las edificaciones esenciales, definidas en la Tabla Nº 5, se tendrán consideraciones especiales orientadas a lograr que permanezcan en condiciones operativas luego de un sismo severo. Los sismos No matan a la gente. Los edificios pueden matar a la gente si no se diseñan para soportar daños (Dr. Javier Piqué)

35 PRINCIPIOS DE DISEÑO - NORMA TECNICA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE

36 Z = Factor de Zona U = Factor de Uso S = Factor de Suelo C = Factor de amplificación sísmica R = Factor de reducción V = (ZUSC / R) P = % Peso Sa = (ZUSC / R) g = % g g = aceleración de la gravedad O = Operacional IO = Ocupación inmediata LS = Seguridad de vidas CP= Prevención del Colapso C = Colapso

37 F: Ing. A. Muñoz

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40 LEY DE SITTER (Sitter, 1984 CEB RILEM)

41 EXCELENTES PROYECTOS DE ARQUITECTURA PUEDEN TERMINAR EN COLAPSOS!!!!!!

42 RIO ALTO CONCEPCION - CHILE

43 CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL SISMORRESISTENTE Debe tomarse en cuenta la importancia de los siguientes aspectos: Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces. Peso mínimo, especialmente en los pisos altos. Selección y uso adecuado de los materiales de construcción. Resistencia adecuada frente a las cargas laterales. Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación. Ductilidad, entendida como la capacidad de deformación de la estructura más allá del rango elástico. Deformación lateral limitada (Rigidez). Inclusión de líneas sucesivas de resistencia (redundancia estructural). Consideración de las condiciones locales. Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.

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45 CATEGORÍA DE LAS ESTRUCTURAS CATEGORIA A1: ESTABLECIMIENTOS DE SALUD (PÚBLICOS Y PRIVADOS) DE 2do y 3er NIVEL Se requiere sistema de aislamiento de base en Zonas 3 y 4 Hospital III Nivel Clínica Privada III Nivel Factor de Uso U = 1.0; para sistemas con aislamiento de base, Z = 3 y 4 U = 1.5; para sistemas sin aislamiento de base, Z = 1 y 2

46 FACTOR DE USO Y NIVELES DE DISEÑO U = Sismo con un período de retorno de 2,500 años U = Sismo con un período de retorno de 1,000 años U = Sismo con un período de retorno de 500 años

47 CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5 Hospital I Nivel Puertos Aeropuertos Locales Municipales Centrales de Comunicaciones Estación de Bomberos

48 CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5 Cuarteles de las Fuerzas Armadas Comisarias Instalaciones de generación y transformación eléctrica Tanques Elevados Reservorios

49 CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5 Plantas de tratamiento de agua Plantas de tratamiento de desagüe Instituciones Educativas Institutos Superiores Tecnológicos Universidades

50 CATEGORIA A2: EDIFICACIONES ESENCIALES; U = 1.5 Grandes Hornos Fabricas de materiales inflamables Depósitos de materiales Inflamables o tóxicos Edificios que almacenan archivos e Información esencial del Estado

51 CATEGORIA B: EDIFICACIONES IMPORTANTES; U = 1.3 Cines Teatros Estadios Coliseos

52 CATEGORIA B: EDIFICACIONES IMPORTANTES; U = 1.3 Centros Comerciales Terminales de Pasajeros Establecimientos Penitenciarios Museos

53 CATEGORIA B: EDIFICACIONES IMPORTANTES; U = 1.3 Museos Bibliotecas Depósitos de Granos Almacenes para abastecimiento

54 CATEGORIA C: EDIFICACIONES COMUNES; U = 1.0 Edificio de Viviendas Edificio de Oficinas Hoteles Restaurantes

55 CATEGORIA C: EDIFICACIONES COMUNES; U = 1.0 Depósitos o instalaciones industriales que no acarrean peligro de incendio o fugas de contaminantes

56 CATEGORIA D: EDIFICACIONES TEMPORALES

57 SISTEMAS ESTRUCTURALES R=6: Los muros toman el 70% o más de la fuerza cortante basal MUROS ESTRUCTURALES Los pórticos deben ser diseñados para tomar como mínimo el 30% de la fuerza cortante basal

58 DUAL (MUROS + PÓRTICOS) R=7: Los muros toman el entre el 30% y 70% de la fuerza cortante basal

59 R=8: Los muros toman menos del 30% de la fuerza cortante basal Más del 70% de la fuerza cortante basal lo toman los pórticos PÓRTICOS

60 MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA R=4: Máximo 8 pisos y no se puede combinar con muros dúctiles (muros estructurales)

61 ESTRUCTURAS METÁLICAS

62 ALBAÑILERÍA ARMADA O CONFINADA

63 MADERA

64 ADOBE

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66 SISTEMAS ESTRUCTURALES DE NUEVOS EDIFICIOS EN LIMA

67 EDIFICIO DE OFICINAS GNV HOTEL WESTIN

68 CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL ESTRUCTURAS REGULARES ESTRUCTURAS IRREGULARES

69 TIPOS DE IRREGULARIDADES IRREGULARIDADES EN ALTURA (Ia) IRREGULARIDADES EN PLANTA (Ip)

70 IRREGULARIDADES EN ALTURA IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ - PISO BLANDO IRREGULARIDAD DE RESISTENCIA - PISO DEBIL

71 IRREGULARIDAD DE MASA O PESO IRREGULARIDAD GEOMETRICA VERTICAL DISCONTINUIDAD DE LOS SISTEMAS RESISTENTES

72 IRREGULARIDADES EN PLANTA IRREGULARIDAD TORSIONAL ESQUINAS ENTRANTES

73 DISCONTINUIDAD DEL DIAFRAGMA SISTEMAS NO PARALELOS

74 FACTORES DE IRREGULARIDAD EN ALTURA (Ia) Piso Blando Ia = 0.75 Piso Blando Extremo Ia = 0.50 Piso Débil Ia = 0.75 Piso Débil Extremo Ia = 0.50 Irregularidad de masa o peso Ia = 0.90 Discontinuidad de los sistemas Resistentes Ia = 0.80 Discontinuidad Extrema de los sistemas resistentes Ia = 0.60

75 FACTORES DE IRREGULARIDAD EN PLANTA (Ip) Irregularidad Torsional Ip = 0.75 Irregularidad Torsional Extrema Ip = 0.50 Esquinas Entrantes Ip = 0.90 Discontinuidad del Diafragma Ip = 0.85 Sistemas No Paralelos Ip = 0.90

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77 SISTEMAS DE TRANSFERENCIA En las zonas sísmicas 4, 3 y 2 no se permiten estructuras con sistema de transferencia en los que más del 25 % de las cargas de gravedad o de las cargas sísmicas en cualquier nivel sean soportadas por elementos verticales que no son continuos hasta la cimentación. Esta disposición no se aplica para el último entrepiso de las edificaciones.

78 COLAPSOS Y FALLAS MÁS FRECUENTES EN ESTRUCTURAS RELACIONAS AL PROYECTO ARQUITECTÓNICO Un buen proyecto arquitectónico es aquel que toma en cuenta la estructura sismorresistente desde la concepción del mismo. Existe una mala práctica en el Perú de primero diseñar el proyecto arquitectónico del edificio y luego introducirle la estructura, esto sería análogo a que un ser humano se forme en el vientre de la madre sin huesos y después de haber nacido le introduzcamos el esqueleto.

79 COLAPSO DE EDIFICIOS POR IRREGULARIDAD DE PISO BLANDO

80 a) Movimiento diferente del suelo en distintos apoyos. b) Deformación de la planta del edificio. COLAPSO DE EDIFICIO POR GRAN DIFERENCIA EN RELACION DE DIMENSIONES (EDIFICIOS ALARGADOS)

81 FALLAS EN EDIFICIOS DEBIDO A FORMAS COMPLEJAS ASIMETRICAS Fenómeno de Aleteo

82 FALLAS EN EDIFICIOS DEBIDO A IRREGULARIDAD GEOMETRICA VERTICAL Fenómeno de Latigazo

83 Proporcionar menor resistencia que la columna a la que se une ( columna fuerte-viga débil). Mecanismo con daño en vigas ( recomendado) COLAPSO DE EDIFICIO DEBIDO A QUE LAS COLUMNAS SON MAS DEBILES QUE LAS VIGAS

84 COLAPSO DE EDIFICIO DEBIDO AL VOLTEO

85 COLAPSO DE EDIFICIO DEBIDO A LA IRREGULARIDAD TORSIONAL Y PISO BLANDO

86 Marco sin redundancia, si falla una columna la estructura colapsa. Marco con redundancia, si falla una columna la estructura sigue estable. FALLAS EN ESTRUCTURA DEBIDO A LA FALTA DE LINEAS SUCESIVAS DE RESISTENCIA (REDUNDANCIA ESTRUCTURAL)

87 CHOQUE ENTRE EDIFICIOS DEBIDO A LA AUSENCIA DE UNA JUNTA SISMICA

88 COLAPSO DEBIDO A LA UTILIZACION DE PUENTES ENTRE EDIFICOS

89 Efecto de columna corta FALLAS DEBIDO AL EFECTO DE COLUMNA CORTA

90 COLAPSO DE EDIFICIOS PRESENTADAS EN EL RECIENTE SISMO DE ECUADOR 16/04/2016

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97 3.9 Sistemas de Aislamiento Sísmico y Sistemas de Disipación de Energía Se permite la utilización de sistemas de aislamiento sísmico o de sistemas de disipación de energía en la edificación, siempre y cuando se cumplan las disposiciones de esta Norma (mínima fuerza cortante en la base, distorsión de entrepiso máxima permisible), y en la medida que sean aplicables los requisitos del documento siguiente: Minimum Design Loads for Building and Other Structures, ASCE/SEI 7-10, Structural Engineering Institute of the American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, USA, La instalación de sistemas de aislamiento sísmico o de sistemas de disipación de energía deberá someterse a una supervisión técnica especializada a cargo de un ingeniero civil.

98 SISTEMAS DE PROTECCIÓN SÍSMICA

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100

101 EDIFICIO SIN DISIPADORES DE ENERGÍA EDIFICIO CON DISIPADORES DE ENERGÍA

102

103 EFECTO EN EL ESPECTRO DE ACELERACION AL INCREMENTAR LA RIGIDEZ Y EL AMORTIGUAMIENTO

104 DISIPADORES DE ENERGÍA EN LA CIUDAD DE LIMA

105 PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON DISIPADORES DE ENERGÍA MINISTERIO DE ECONOMÍA Y FINANZAS

106 PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON DISIPADORES DE ENERGÍA UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO

107 PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL CON DISIPADORES DE ENERGÍA INEN

108 CON AISLADORES SIN AISLADORES EDIFICIO MULTIFAMILIAR - MADRE AISLADORES DE BASE EN LA CIUDAD DE LIMA

109 CENTRO DE INFORMACION E INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA - UNI

110 AULARIOS DE LA PUCP

111 UNIVERSIDAD DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - UTEC

112

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