RESEÑA DEL CURSO: NUEVOS CRITERIOS DE DISEÑO MANUAL DE LA COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD DISEÑO POR SISMO - VERSIÓN 2015
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- David Figueroa Olivares
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1 SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERIA GEOTECNICA RESEÑA DEL CURSO: NUEVOS CRITERIOS DE DISEÑO MANUAL DE LA COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD DISEÑO POR SISMO - VERSIÓN 2015 El pasado 1º de octubre del 2015, en el Colegio de Ingenieros Civiles de México (CICM), se llevó a cabo el curso: Nuevos Criterios de Diseño del Manual de Obras Civiles (MDOC)de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) Diseño por Sismo Versión 2015, con el siguiente contenido: Introducción Nueva Filosofía para el Cálculo de Espectros Tuberías Muros de Retención Interacción Suelo- Estructura La Introducción estuvo a cargo del Dr. Ulises Mena Hernández, quien hizo una remembranza del contenido de las ediciones previas del Manual de CFE (1993 y 2008), de las razones que dieron origen a la edición 2015 y los cambios que ésta contiene. Entre los cuales destacan: una nueva zonificación sísmica de la República Mexicana, la ordenas espectrales se representan en función del amortiguamiento y del periodo estructural, [a(te, )], los espectros de respuesta en roca obtenidos con el programa PRODISIS están asociados a periodos de retorno, se incluyen valores de amortiguamiento que dependen del sistema estructural empleado y factores reductores para el método simplificado (Q y R), entre otros. El Dr. Luis Eduardo Pérez Rocha habló sobre la nueva filosofía para el cálculo de espectros de diseño sísmico. Citó que el MDOC 1993 consideraba espectros regionales, el MDOC 2008 espectros de sitio y en la nueva edición MDOC 2015 se consideran espectros de aceleración constante, espectros regionales y espectros específicos de sitio.
2 El Dr. Pérez Rocha detalló que los espectros de diseño por tipo de terreno se construirán a partir de la aceleración máxima en roca o terreno rocoso (parámetro directamente asociado al peligro sísmico), que se afectará con factores para tomar en cuenta las condiciones del terreno.
3 Los espectros de diseño con efectos de sitio se construirán a partir de espectros de peligro uniforme en roca y de propiedades dinámicas del suelo modelado como un medio estratificado. Los efectos de sitio se tomarán en cuenta en forma explícita con criterios que permitan considerar las amplificaciones dinámicas del terreno en forma rigurosa. Se considerarán tres niveles de importancia estructural: convencional (B), importante (A) y muy importante (A+). En las estructuras del Grupo A se distinguen las que pertenecen o se relacionan con el sector energético o industrial. En las estructuras del grupo B se hace una división relacionada con el tamaño de la construcción. El nivel de seguridad implícito en los espectros de diseño dependerá de la importancia de la estructura, y se especificará mediante una combinación de espectros deterministas (para diferentes fuentes sísmicas) y probabilistas (para diferentes periodos de retorno) Se deberá confirmar para las estructuras del grupo A+ y A1, que todos los sistemas de generación de temblores en la localidad estén considerados en las intensidades sísmicas que caracterizan a los espectros de diseño (PRODISIS). Se deberá verificar que todas las fuentes estén incluidas en el programa PRODISIS. De no ser así, habrá que considerar un espectro determinista por cada fuente no incluida. El Módulo de Tuberías estuvo a cargo del M.I. Nicolas Melchor García quien mencionó que los criterios de diseño por sismo que presenta el MDOC 2008 para las estructuras tipo tuberías, no se encuentran actualizados en su totalidad. Por ello para tuberías enteradas, se propone la aplicación de métodos de análisis basados en el nivel de deformaciones del terreno, es decir se considera la interacción sueloducto. Las tuberías de acuerdo a su importancia y a sus requerimientos funcionales se han clasificado en tres grupos: Grupo A. Clase 1. Grado de seguridad alto. Su falla produce pérdida de vidas humanas y/o económicas. Su función y operación es esencial durante y después del sismo. Ejemplo: tuberías de suministro de gas a plantas de generación, líneas principales de conducción de agua y redes contra incendio. Grupo B, Clase 1 (B1). Mediana importancia. Su falla produce pérdida de vidas humanas y/o económicas, su interrupción no provoca gran impacto social o
4 económico. Ejemplo: redes de distribución de agua potable, ductos con aceite y tuberías de gas cuyas instalaciones son importantes en el sector energético Grupo B, Clase 2 (B2). Baja importancia, su funcionamiento puede ser interrumpido sin que se tengan perdidas socio económicas y pueden ser sustituidas en un tiempo corto. En el MDOC 2015 se incluye una metodología que permite clasificar las tuberías para determinar el tipo de análisis a emplear, acorde a los requerimientos funcionales antes, durante y después del sismo, como se muestra enseguida. Metodología Propuesta para el Ánalisis Sísmico de Tuberías, en MDOC2015
5 Ing. Gualberto Hernández Juárez presentó los criterios de diseño para el análisis sísmico de muros de retención de acuerdo a los diferentes tipos de falla y al comportamiento de las estructuras. Los análisis de la respuesta dinámica en muros de retención en el MDOC 2015 se clasificó en dos grupos: Muros con desplazamiento activo y Muros con desplazamiento restringido. Un muro se considera con desplazamiento activo cuando el giro o corrimiento en su base permite que se desarrollen esfuerzos cortantes en un plano potencial de falla. Para estos casos, el análisis consiste en definir un estado de equilibrio límite, donde intervienen las fuerzas de inercia generadas por una cuña deslizante del relleno sobre el muro. En el muro con desplazamiento restringido se considera que el muro es infinitamente rígido, el terreno de desplante permite rotaciones en el muro, y se desprecia la interacción del terreno de desplante con el relleno. Para concluir el curso, el Dr. Javier Avilés presentó los criterios del MDOC para Interacción Suelo-Estructura, quien mencionó que en el diseño sísmico de estructuras de edificios ubicadas en terrenos de mediana y baja rigidez se deben tener en cuenta los efectos de la interacción entre el suelo y la estructura (interacción suelo estructura) siguiendo las recomendaciones del MDOC y se emplearán cuando en un modelo usado para el análisis sísmico de la respuesta de una estructura no se consideran los efectos de la flexibilidad de la cimentación. Por otra parte, los efectos de la interacción inercial se incorporarán en la determinación de las fuerzas sísmicas y los desplazamientos de diseño de la estructura. Estos efectos corresponden al alargamiento del periodo fundamental de vibración, la modificación del amortiguamiento asociado y la reducción de la ductilidad de la estructura, con respecto a los valores que se tendrían suponiendo que la estructura se apoya rígidamente en su base. Finalmente, mediante el empleo de una hoja de cálculo, en Excel, el Dr. Avilés mostró mediante ejemplos prácticos los efectos que la interacción suelo estructura tiene sobre los espectros de diseño sísmico.
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