UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL 1 LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERÍA CIVIL O VULNERABILIDAD SISMICA Y PROYECTO SISMO-RESISTENTE PROGRAMA ACADÉMICO: INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO: INGENIERIA ESTRUCTURAL AREA CURRICULAR: FORMACION PROFESIONAL EJE CURRICULAR: ESTRUCTURAS CODIGO: 48094 CARÁCTER: ELECTIVA LAPSO ACADEMICO: 2015-1 PRELACIÓN: 20075 NUMERO DE HORAS PRESENCIALES Y DE APRENDIZAJE INDEPENDIENTE: 64 FECHA ÚLTIMA ACTUALIZACIÓN: No aplica DOCENTE QUE LA ADMINISTRA: Ronald Ugel, Reyes Herrera. FECHA DE ELABORACION: 17-06-2015
2 Fundamentación Este programa se enmarca en el proyecto de edificaciones sismoresistentes, permitiendo al estudiante adquirir conocimientos y desarrollar criterios necesarios para el proyecto de edificaciones ubicadas en emplazamientos susceptibles a riesgo sísmico. El programa se desarrolla a partir del diseño elástico normativo de edificaciones y se estudian estas normativas bajo el enfoque de la acción sísmica; También se introduce el análisis inelástico desde el punto de vista de la demanda y la capacidad. Por otro lado, se estudia el modelado de la acción sísmica mediante la introducción de registros de datos o gráficos de funciones de carga de aceleración sintéticas (acelerogramas) generados en base a sismos reales compatibles con el espectro de la zona en estudio; Se detallan los procesos de análisis dinámico actualmente utilizados para estudio de comportamiento de estructuras ante acciones sísmicas; Además, son usados criterios de fragilidad y daño para establecer conclusiones del comportamiento de la edificación en términos de desempeño y Estados Límites de daños. S ESPECÍFICAS Este curso está orientado a estudiantes de ingeniería civil que hayan terminado el ciclo de cursos en Ingeniería Estructural I y II. Los temas conforman la base del conjunto de herramientas necesarias para analizar estructuras civiles desde el punto de vista sismo-resistente, incluyendo aspectos como: Diseño elasto-plástico de edificaciones. Análisis Estático.. Comportamiento no lineal. Acción Sísmica Uso de acelerogramas. Análisis dinámico. Análisis basado en desempeño. Estados de daño. S GENÉRICAS Y METODOLOGIA Se espera que el estudiante adquiera los conocimientos relativos a los aspectos que influyen en la vulnerabilidad sísmica de edificaciones y un correcto estudio de la respuesta estructural y el comportamiento sismo-resistente en edificaciones sujetas a acciones accidentales por efectos de la localización del emplazamiento; el estudiante tendrá las herramientas necesarias para evaluar, concluir y decidir sobre el comportamiento, uso, eventual reparación de cualquier edificación sujeta a acciones externas como las descritas. VALORES Trabajo colaborativo, Responsabilidad, Proactividad, Eficiencia, Capacidad de valoración.
3 OBJETIVO GENERAL Dotar al estudiante de los conocimientos relativos al riesgo símico y el proyecto sismo-resistente en edificaciones, dadas las condiciones de amenaza y vulnerabilidad sísmica en los principales centros urbanos e industriales del país, además de inculcarle la importancia del proyecto sismo resistente dentro del proceso global del diseño estructural. UNIDAD I. DISEÑO ELASTO-PLÁSTICO DE EDIFICACIONES Duración: 8 horas Ponderación: 15% Adquirir las herramientas básicas para conocer las condiciones generales normativas del proyecto sismoresistente. Conocer las consideraciones normativas del proyecto sismo resistente. Aplicar el análisis elástico en diseño sísmico de elementos y sistemas estructurales Manejar criterios de evaluación en el cumplimiento de normativas para el diseño sismo - resistente Consideraciones sobre el diseño de elementos estructurales. Configuración estructural. Estructuras regulares e irregulares. Diafragmas rígidos y diafragmas flexibles. Usos, definiciones y revisiones normativas Conocer, practicar y usar los elementos necesarios para el manejo de las herramientas básicas en el conocimiento de las condiciones generales normativas del proyecto sismoresistente. ejemplos
4 UNIDAD II. COMPORTAMIENTO NO LINEAL. ANÁLISIS ESTÁTICO. Duración: 20 horas Ponderación: 25% Adquirir las herramientas básicas para conocer los conceptos básicos del análisis estático no lineal Conocer los conceptos básicos del análisis estático no lineal Manejar la relación entre la demanda y la capacidad estructural Aplicar el análisis de empuje incremental Identificar las características y parámetros estructurales de la curva de capacidad Realizar la representación espectral de la capacidad Modelos de comportamiento de materiales. Binomio Demanda Capacidad. Análisis por Empuje Incremental. Parámetros de capacidad: µ, Ω y R. Modelos de estudio de capacidad por demanda. Espectro de capacidad. Conocer, practicar y usar los elementos necesarios para el manejo de las herramientas básicas en el conocimiento de los conceptos básicos del análisis estático no lineal. ejemplos Determinar el punto de capacidad por demanda Capacidad cedente y capacidad última.
5 UNIDAD III. ACCIÓN SÍSMICA. USO DE ACELEROGRAMAS. Duración: 8 horas Ponderación: 15% Adquirir las herramientas básicas para manejar los conceptos de la acción sísmica y conocer los criterios generales para el uso de acelerogramas. Utilizar registros de datos y gráficos de funciones de carga de aceleración sintéticas Conocer la representación espectral de los acelerogramas Identificar y clasificar los acelerogramas reales, artificiales, sintéticos e híbridos Manejar los criterios de selección para el uso de acelerogramas en mecánicos Registros de acelerogramas históricos Modelos de generación artificial de acelerogramas Acelerogramas artificiales, sintéticos e híbridos Compatibilidad espectral de registros sísmicos Conocer y usar los elementos necesarios para el manejo de las herramientas básicas en el conocimiento de la acción sísmica y los criterios generales para el uso de acelerogramas ejemplos
6 UNIDAD IV. COMPORTAMIENTO NO LINEAL. ANÁLISIS DINÁMICO. Duración: 16 horas Ponderación: 25% Adquirir las herramientas básicas para conocer, manejar, aplicar y evaluar el análisis dinámico en el proyecto sismoresistente. Conocer los conceptos básicos del análisis dinámico no lineal Utilizar acelerogramas en análisis en función del tiempo Realizar gráficas de desplazamientos en dominio del tiempo Determinar la capacidad dinámica Calibrar la capacidad dinámica con la capacidad estática -Análisis dinámico en el dominio del tiempo. -Acelerogramas normalizados y Factores de escala. -Análisis Dinámico Incremental (IDA). -Curva de capacidad Dinámica -Comparación con la capacidad estática. -Desplazamientos en función de la aceleración. Conocer, manejar y aplicar los elementos necesarios para el uso del análisis dinámico en el proyecto sismoresistente. ejemplos
7 UNIDAD V. ANÁLISIS BASADO EN DESEMPEÑO. ESTADOS DE DAÑO. Duración: 12 horas Ponderación: 20% Adquirir las herramientas básicas para conocer las diferentes metodologías en la la respuesta sismo-resistente. Medidas de intensidad y magnitud Parámetros de demanda de las edificaciones Estados de daño Relación entre desempeño y probabilidad de ocurrencia de daño Matrices de probabilidad Indice de daño esperado Valores de umbrales límites Criterios para toma de decisiones sobre el desempeño aceptable Consideraciones sobre principios de incertidumbre y aleatoriedad en la ingeniería sismo-resistente -Conocer diferentes metodologías para la l desempeño sismo-resistente -Construir matrices de probabilidad de daños en base a de fragilidad -Definir umbrales de daños y determinar el Indice de daño probable -Generar criterios sobre el comportamiento sismo resistente de edificaciones el desempeño sismoresistente ante una acción sísmica probable Conocer, practicar y usar los elementos necesarios para el manejo de las herramientas básicas en el conocimiento de las diferentes metodologías para la l comportamiento sismo-resistente. ejemplos
8 PLAN DE EVALUACIÓN Evaluación Tipo Puntaje Semana Total Revisión documental y solución de problemas Grupal 4 pts por actividad 2, 5, 7, 9, 11,13, y 15 28 puntos Problemas de aplicación por cada unidad Individual 4 pts por ejercicio 4, 8, 10, 12 y 14 20 puntos Proyecto a lo largo del curso Grupal 12 pts entrega 1; 18 pts entrega 2 8 y 16 30 puntos Examen teórico-práctico Individual 9 pts por examen 9 y 16 18 puntos Evaluación cualitativa-cuantitativa Individual 4 puntos 1 a 16 4 puntos
9 BIBLIOGRAFIA -Alonso, J.L. (2012). Vulnerabilidad símica de edificaciones. Fondo Editorial Sidetur. Caracas, 2da. Edición. - ATC 40 (2005). Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures. Applied Technology Council. Report No. FEMA-440, Washington, DC. -Calvi, G., Pinho, R., Magenes, G., Bommer, J., Restrepo, L., Crowley, H. (2006). Development of Seismic Vulnerability Assessment Methodologies over the Past 30 Years. ISET Journal of Earthquake Technology. - Chopra, AK y Goel, RK. (2002). A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2002; 31(3). -European Committee of Normalization. (1998). Eurocode 8: design of structures for earthquake resistance. Part 1: general rules, seismic actions and rules for buildings. Brussels. - European Committee of Normalization. (2005). Design of structures for earthquake resistance. Part 3: assessment and retrofitting of buildings. European Standard EN 1998 3 Eurocode 8: Brussels. - Fajfar, Peter. (2000). A Nonlinear Analysis Method for Perfomance Based Seismic Design. Earthquake Spectra, v. 16, n. 3. - Farzad, N. (2001). Design for Drift and Lateral Stability. The Seismic Design Handbook. Springer Link. 2001. - Federal Emergency Management Agency (FEMA) (1999) HAZUS earthquake loss estimation methodology. Washington, DC. -Fondonorma. Norma venezolana de construcciones sismo-resistentes. Covenin 1756-2001. Caracas, 2001. - Freeman, S. (1998). Development and use of capacity spectrum method. In: 6th U.S. National Conference on Earthquake Engineering. 1998. -Moreno, R., Pujades, L., Aparicio, A., Barbat, A. (2007). Herramientas necesarias para la evaluación sísmica de edificios. Monografías de Ingeniería Sísmica, IS-59. - PEER. (2013) PEER Pacific Earthquake Engineering Research Center. CEE 227. Earthquake Engineering. Seismic Design of Buildings: An Action Plan, U.C., Berkeley. - SEAOC (2009). Vision 2000. A framework for Performance based Earthquake Engineering. Structural Engineers Association of California, Sacramento. - SEISMOSOFT. (2014). SeismoStruct A Computer Program for Static and Dynamic Nonlinear Analysis of Framed Structures. - Vamvatisikos, D. y Cornell, C. (2002). Incremental dynamic analysis. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2002; 31. - Watson-Lamprey J., Abrahamson, N. (2006) Selection of ground-motion time series and limits on scaling. Soil Dyn Struct Eng 26.