Una mirada retrospectiva desde el 27 F. Carlos Aguirre

Transcripción

1 Seminario Reparación y Refuerzo Estructural: Terremoto en el Norte, Impactos y Desafíos 15 de mayo de 2014 Una mirada retrospectiva desde el 27 F Carlos Aguirre Presidente de la Comisión de Evaluación Académica Departamental y miembro del Comité de Ética de la Universidad Técnica Federico Santa María 72 páginas

2 Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Obras Civiles UNA MIRADA RETROSPECTIVA DESDE EL 27F Carlos Aguirre A. La Ingeniería Estructural es el arte-ciencia de construir con materiales cuyo comportamiento no conocemos, dándole formas que no podemos analizar con precisión, para resistir fuerzas que no somos capaces de determinar, todo de tal manera que la sociedad no sospeche de nuestra ignorancia. James Amrhein

3 450 Km Fuente: Sergio Barrientos, 29/05/10) M R =8,8 H=47,4 Km Max. run-up 27 m Constitución

4 Aceleración (g) DAÑO IMM ~ 7 Pérdidas: U$ (MM) Muertes: 342 Desaparecidos:95 Fuente: Instit.de la Construcción Tiempo (s)

5 SISMO 27F Depto. Ingeniería Civil Universidad de Chile N FECHA M W LUGAR ,5 Valdivia, Chile ,3 Norte de Sumatra, Indonesia ,2 Alaska, U.S.A ,0 Honshu, Japón ,0 Terremoto de Kamchatk, URSS ,0 Arica, Perú ,0 Cascadia, USA y Canadá ,9 Indonesia ,9 Sumatra, Indonesia ,8 Cauquenes, Chile Duración Sismo: 3 25 PGA en San Pedro: 0,65 g PGA en Melipilla: 0,77g PGA en Cauquenes: 1,25 g

6 EFECTOS DE IMPORTANCIA Amplificación de las Ondas Sísmicas: Suelos, Topografía Efectos de Fallas Pisos blandos y débiles (Edificios Don Tristán y Don Luis) Efecto del Suelo (Edificio Padre Hurtado) Deslizamientos y Derrumbes de Taludes y Rocas Comportamiento de Edificios, criterios de ductilidad Detallamiento, juntas de construcción, edificios alargados. Elementos no estructurales Comportamiento de Estructuras Industriales Tsunamis y Seiches Asentamientos de Suelos Licuación de Arenas (Niigata y Alaska-1964) (Nva. Zelandia, Chile, Japón, Northridge y México, INCLUIR UN REGISTRO)

7 AMPLIFICACION DEL SUELO Propiedades del Relleno Topografía Superficial y de la Roca Características del Registro Nivel de Deformaciones

8 CASOS OBSERVADOS Caracas, Venezuela: Relleno de 160 m [T=1,2 seg. a 1,6 seg.] Gediz, Turquía: Columna de 120 a 135 m [T=1,2 seg.] Fruili, Italia: Relleno de 15 m [T=0,2seg. a 0,3 seg.] Viña del Mar, Chile: Conjunto de Edificios Canal Beagle 1985 Ciudad de México, México: Relleno de T=0,2 seg

9 Modelación de Viña del Mar PERFIL LONGITUDINAL DEL DEPÓSITO DE SUELO SECTOR CERRO INFORMACION Propiedades del Suelo Topografía Superficial Topografía Roca Basal Propiedades de la Roca Singularidades (fango, fallas) 140 m (Continuación) 10 m 10 m 15 m 15 m 15 m 15 m 15 m 15 m 15 m 15 m CENTRO DEL DEPÓSITO DE SUELO CONFIGURACIÓN INICIAL G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 40 m CALIBRACIÓN EST. ACEL. VIÑA DEL MAR 100 m Nodo 119 CONFIGURACIÓN FINAL G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 SECTOR CERRO

10 Modelación de Viña del Mar Modelación de Valparaíso

11 Respuesta Sísmica del Modelo en la Ciudad de Viña del Mar Parámetros Instrumentales NODO PROFUND. ACEL. MÁX. (g) FREC. PREDOM. (1/s) POTEN. DESTRUC. (10-4 g s 3 ) INTENS. ARIAS (g s) RAZÓN ESPECTRAL MEDIA Espectro de Respuesta de Aceleración Razón Espectral ACELERACIÓN (G) Nodo 79 Nodo 119 Nodo103 Registro base Utfsm n70e PERÍODO (S) RAZÓN ACEL. SUP. / ACEL. BASE Nodo 79 Nodo 119 Nodo PERÍODO (S)

12 AMPLIFICACION TOPOGRAFICA CANAL BEAGLE (Chile, 3-Mar-1985)

13 AMPLIFICACION DEL SUELO CIUDAD DE MEXICO, 19-Sep-85

14 FALLA MARGA-MARGA

15 CERRO O'HIGGINS CONSTITUCIÓN SERVIU - LICITACIÓN 1/97 Recepción Municipal : 18/07/97

16 EMPLAZAMIENTO Bloque Colapsado i=1/

17 DAÑO Edificio Colapsado (2 pisos) Muertos: 8 personas Edificio Original (3 pisos)

18 SUELO TALUD 1. El colapso se produjo en el bloque 1 2. Corresponde a la zona cercana a la mayor pendiente en ambas direcciones. 3. EL terreno muestra un descenso importante y una incipiente falla por deslizamiento del talud. 4. No se entregó un informe de Mecánica de Suelos, lo que se indica como requerimiento en los planos (nota 11).

19 DAÑO OBSERVADO NOTAS: Albañilería e=14 cm [MqHv] Calidad Mortero Traslapo de la Escalerilla Grietas a 45 en Muros Interiores Hormigón H-20 (NC=85%) Fundación según estudio suelos definitivo Vaciamiento Muros Exteriores

20 TECHO PRIMER PISO

21 DESPLAZAMIENTOS BLOQUE 1

22 EERI 1985 APRIL 1989 [J. MOEHLE-J. WALLACE] 1. En Chile no hay recomendaciones uniformes de detallamiento, que indiquen la exacta posición de las armaduras en los elementos estructurales. 2. Los contratistas hacen modificaciones a los planos de detalle en forma discrecional. 3. Los traslapos son ubicados típicamente sobre las losas. 4. Los errores de construcción, la inadecuada ubicación de los materiales y la falta de detallamiento quedan normalmente sin revisión. 5. El daño pudiera haberse reducido de contar con una revisión de proyecto hecha por ingenieros calificados. 6. Las prácticas de construcción e inspección están pobremente reguladas. La experiencia demuestra que este tipo de prácticas son innecesarias para los edificios de muros en Chile. 7. Las demandas de ductilidad son bajas, de ahí que requerimientos tipo UBC- 88, parezcan exagerados

23 CRITERIOS NORMATIVOS NCh-2745-Of.03: a) Resistir sin daño sismos pequeños b) Resistir sismos severos sin interrumpir la operación de la estructura. NCh-433Of.96: estructuras aunque presenten daños, eviten el colapso durante sismos de intensidad excepcionalmente severa. NCh-2369Of.03:. mantener los procesos y servicios esenciales en funcionamiento

24 Seismic Design Handbook; Naeim, F. Asimetrías en Planta. IRREGULARIDADES PISOS BLANDOS Asimetrías de Masas. Variaciones Rigidez en Elevación. Perforaciones en losas. Asimetrías en Planta Cambios de Rigideces Irregularidad en Masas Ausencia de Rigidez Torsional Alineación Vertical ejes Seismic design Handbook; Naeim, F.

25 MECANISMOS DE PISO BLANDO Hospital Olive View San Fernando 09/02/1971 M R =6,5

26 MECANISMOS DE PISO BLANDO Imperial County Services Building Imperial Valley Santa Bárbara (1925) Caracas (1967) El Centro (1979) México (1985)

27 DON TRISTAN MAIPU

28 DON TRISTAN MAIPU

29 DON TRISTAN MAIPU J 7 E B

30 J J E B DON TRISTAN MAIPU

31 DON TRISTAN MAIPU EJE B Muro de Hormigón Armado

32 DON TRISTAN MAIPU Cambio de Rigidez en Primer Piso Alineamientos de Ejes Verticales EJE E EJE E

33 DON TRISTAN MAIPU EJE J Cambio de Rigidez en Primer Piso Alineamientos de Ejes Verticales

34 DON TRISTAN MAIPU

35 DON TRISTÁN MAIPÚ AXIS J

36 ESTRUCTURA DE MENOR RIGIDEZ EN ULTIMO PISO

37 ALTO RIO (PADRE HURTADO) CONCEPCIÓN Año Construcción: 2007 N pisos: 15+2subterráneos Estructuración: Muros de H. Armado Dimensiones: L=39,3 m B=11,8 m H=43,4 m Fundación: Losa de 0,80 m a -5,04 Muertes: 8

38 ALTO RIO CONCEPCIÓN

39 CLASIFICACION DE SUELOS B=12m => Explorar hasta 24 m I Suelo Tipo Condiciones Observaciones ROCA Y SUELO CEMENTADO (*1) Vs 900 m/s RQD 50% qu 10 MPa ( qu 2%) II III IV ROCA BLANDA SUELO MUY DENSO O MUY FIRME SUELO MEDIANAMENTE DENSO O FIRME SUELO SUELTO O BLANDO Vs 400 m/s (10 m superiores) DR 75% ó G_C 95%PM N 40 Vs 200 m/s q u 0,20 MPa ( qu 2%) 75% DR 65% ó G_C < 95%PM 40 > N 20 0,05 MPa q u <0,20 MPa ( qu 2%) Vs < 200 m/s DR 50% qu < 0,05 MPa

40 ALTO RIO CONCEPCIÓN a 3 /a 2 =1,7 0,5

41 ALTO RIO CONCEPCIÓN Q III /Q II =2,1

42 VISTA HIPÓDROMO INDEPENDENCIA

43 Confinamiento [ACI-318] s 1 50 mm (Apoyo) s d/4 s 8d b (mas pequeña) s 8d e s 300 mm NCh-433 en B.2.2 no considera necesario VISTA HIPÓDROMO INDEPENDENCIA

44 CONFINAMIENTO EN BORDES Vista Hipódromo Santiago Centro Mayor Concepción Toledo Viña del Mar Antígona Viña del Mar

45 TORRE O HIGGINS -CONCEPCION

46 EDIFICIOS DE ACERO (1/3)

47 EDIFICIOS DE ACERO (2/3)

48 EDIFICIOS DE ACERO (3/3) CONJUNTO PULMAHUE

49 EDIFICIOS HORMIGON CIUDAD DE MEXICO, 19-Sep-85 Martilleo Mecanismo de Piso blando

50 ESCALERAS CONSTITUCIÓN

51 CIELOS CONCEPCIÓN

52 TABIQUES

53 ESTANQUES Y CAÑERÍAS EN ULTIMO PISO

54 CIUDAD EMPRESARIAL

55 CASAS DE ADOBE

56 TSUNAMI EFFECTS

57 TSUNAMI EFFECTS

58 VESPUCIO NORTE

59 PUENTES

60 CAMINOS (1/2)

61 CAMINOS (2/2)

62 EERI 1985 APRIL 1989 [J. MOEHLE - J. WALLACE] 1. En Chile no hay recomendaciones uniformes de detallamiento, que indiquen la exacta posición de las armaduras en los elementos estructurales. 2. Los contratistas hacen modificaciones a los planos de detalle en forma discrecional. 3. Los traslapos son ubicados típicamente sobre las losas. 4. Los errores de construcción, la inadecuada ubicación de los materiales y la falta de detallamiento quedan normalmente sin revisión. 5. El daño pudiera haberse reducido de contar con una revisión de proyecto hecha por ingenieros calificados. 6. Las prácticas de construcción e inspección están pobremente reguladas. La experiencia demuestra que este tipo de prácticas son innecesarias para los edificios de muros en Chile. 7. Las demandas de ductilidad son bajas, de ahí que requerimientos tipo UBC- 88, parezcan exagerados NCh-433 Anexo B B2.2.-El diseño de muros no necesita satisfacer las disposiciones de los subpárrafos 21,6,6,1 a 21,6,6,4 del Código ACI

63 COMENTARIOS Muros delgados recurrentemente fallan: Albañilerías de 14 cm (tipo titán) en 3 a 5 pisos. Muros de hormigón de 15 cm en 3 a 5 pisos. Muros de hormigón armado de 20 cm en 15 o mas pisos. Estructuraciones inapropiadas que no funcionaron en terremotos anteriores: Pisos blandos en primer y último piso Falta de alineación ejes verticales. Falta de confinamiento en muros de Hormigón Armado Necesidad de una mejor definición de la influencia del suelo en el espectro. Diseño deficiente de componentes no estructurales (cielos, tabiques, estanques, calderas, etc.). Falta de una definición normativa explícita.

64 Hasta la próxima caricatura