ESPECTROS DE DISEÑO PARA EDIFICACIONES PERUANAS

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Juan Carlos Domínguez Acuña
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XVII XVII Congreso Nacional de de Ingeniería Ingenieria Civil civil ESPECTROS DE DISEÑO PARA EDIFICACIONES PERUANAS Alejandro Muñoz Peláez Félix Alvarado Lara Guillermo Zavala Rosell Jorge Zegarra

1 XVII XVII Congreso Nacional de de Ingeniería Ingenieria Civil civil ESPECTROS DE DISEÑO PARA EDIFICACIONES PERUANAS Alejandro Muñoz Peláez Félix Alvarado Lara Guillermo Zavala Rosell Jorge Zegarra Pellanne Introducción Espectro Una de las herramientas más usadas para representar el Peligro Sísmico En los últimos años se ha tratado de: Uniformizar el peligro sísmico para diferentes estructuras Incorporar el comportamiento no lineal de los suelos

2 Influencia de la atenuación y los suelos Espectros actuales de diseño Basados en aceleración pico del suelo S a0 S a1 y S a2 no necesariamente están asociados a un mismo valor de excedencia Las estructuras correspondientes no tendrían un mismo nivel de peligro Influencia de la atenuación y los suelos Distancia epicentral El movimiento del suelo se atenúa con la distancia al foco Las componentes de periodo corto decaen con más rapidez que las componentes de periodo largo Los espectros cambian de forma con la distancia al foco

Influencia de la atenuación y los suelos Efecto del suelo

elásticamente y no sufrirá daño en su estructura interna Si

inelástico y habrá disminución ce aceleración en la

ordenadas espectrales Mapas de ordenadas espectrales en

3 Influencia de la atenuación y los suelos Efecto del suelo Si la aceleración en roca es baja, el suelo se comporta elásticamente y no sufrirá daño en su estructura interna Si la aceleración en roca es alta, el suelo entrará en régimen inelástico y habrá disminución ce aceleración en la superficie Zonificación y valores espectrales Mapas de ordenadas espectrales Mapas de ordenadas espectrales en roca para periodos estructurales de 0, 0.2 y 1 segundo (Monroy y Bolaños, 2004)

4 Zonificación y valores espectrales Zonificación En vez tomar de valores de los mapas se propone utilizar zonas actuales Se obtiene valores de S S y S 1 (valores espectrales para 0.2 y 1 segundo) S S S 1 Z (PGA) Costa Sierra Selva Propuesta para incorporar efectos de sitio Clasificación de sitio Se propone utilizar versión simplificada del estándar ASCE 7-05 Se estudia los 30 metros superiores y se obtiene un valor representativo de sus propiedades Tres alternativas 1) Valores de SPT para todo suelo 2) Valores de SPT para estratos granulares y su para estratos cohesivos 3) Velocidad de onda de corte para todo suelo

5 Propuesta para incorporar efectos de sitio Clasificación de sitio Tipo de Perfil Descripción Ensayo estándar de penetración (SPT) Resistencia promedio al corte no drenado (su) Velocidad promedio de Onda de corte (v s ) A Roca dura B C Roca Roca blanda y suelo muy denso o duro >50 > 1 kg/cm 2 (100 kpa) > 360 m/s D Arena medianamente densa a densa o arcilla compacta 50 1 kg/cm 2 ( 100 kpa) 360 m/s E Arena suelta o arcilla blanda <15 < 0.5 kg/cm 2 (< 50 kpa) < 360 m/s Cualquier perfil que tenga más de 3m de suelo teniendo las siguientes características: 1. Índice de Plasticidad IP > Contenido de humedad > 40% y 3. Resistencia al corte No Drenado s u < 0.25 kg/cm 2 F Propuesta para incorporar efectos de sitio Factores de Amplificación de suelo S DS = Fa*S S S D1 = F v * S 1 Zona Costa Sierra Selva Clase de sitio Tipo de Suelo Fa Fv Fa Fv Fa Fv A Roca Dura B Roca Moderadamente dura C Roca Suave, Suelo Denso D Suelo Rígido E Suelo Blando, Arcilla F Requiere estudio de sitio

6 Propuesta de nuevos espectros Esquema General Adoptado (ASCE) Propuesta de nuevos espectros Periodos ancla Forma espectral T =11 1 Primer tramo Plataforma Tramo Curvo S = S a S DS

7 Comparación con la actual norma Comparación en suelo bueno (S 1 y A/B/C) Periodos cortos: ordenadas espectrales similares Periodos medios y largos: la propuesta da ordenadas espectrales un 30% mayores Comparación con la actual norma Comparación en suelo malo (S 3 y E) Costa: Los valores propuestos son menores, del orden de 50% menos para periodos cortos y del orden de 25% menos para periodo largos Sierra: Los valores propuestos son menores en un 15% para todo el rango de periodos.

8 Comparación con la actual norma Comparación en suelo malo (S 3 y E) Selva: Para periodos cortos, la propuesta es 20% mayor a la norma actual, y para periodos medios y largos los valores con similares Conclusiones Espectros de Norma Peruana actual no incorporan el comportamiento inelástico de los suelos ni la diferente atenuación que sufren las ordenadas espectrales con la distancia a las fuentes El nuevo sistema de clasificación de suelo permite una clasificación más objetiva que la actual normal peruana El espectro propuesto se intenta uniformizar el peligro sísmico para todo el rango de periodos estructurales

9 Conclusiones En suelos buenos, los valores espectrales propuestos son similares a los de la actual norma para periodos cortos; en cambio los valores propuestos p son más altos para periodos medios y largos. En suelos malos la relación entre los valores espectrales depende de la zona sísmica. La propuesta presenta una reducción considerable de aceleraciones espectrales para la costa, una reducción moderada para la sierra, y un pequeño aumento para la selva. Agradecimiento a Nuestros Auspiciadores XVII Congreso Nacional de Ingenieria civil

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