evolución criterios d s-r uni 2005

Evolución de los Criterios de Diseño Sismo Resistente

Lima 2005

Alejandro Muñoz

Las obras de Ingeniería

Experimentación en Ingeniería Sismorresistente

Experimentación en ingeniería S-R

Sismicidad

Zonas Sísmicas

1963

Z=1.0Z=0.7Z=0.4

Zonas Sísmicas Norma 1977

Aceleración Esperada

TR = 500 años

Castillo y Alva 1993

Z=0.4Z=0.3Z=0.15

Zonas Sísmicas Normas

1997, 2003

/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005

Objetivos del Diseño S-R

Objetivo Tradicional:sobreviviencia en sismos severos

evitar el colapso

Operatividad luego del sismo

Objetivos ampliados del D-S-R

Reparabilidad

Diseño por Desempeño

Período deretorno (años)

Sismos frecuentes 43Sismos ocasionales 72Sismos raros 475Sismos muy raros 970

Sismo de DiseñoAceleración

(g)0.200.250.400.50

Sismos de Diseño

Niveles de Desempeño

FSUPERVIVENCIA

OPERACIONAL

COMPLETAMENTEOPERACIONAL

CERCA AL COLAPSO

CompletamenteOperacional Operacional Supervivencia Cerca al

Colapso

TR=50 años

TR=100

TR=500

TR=1000

Representación de las Acciones Sísmicas

Zonas Sísmicas

1963

Z=1.0Z=0.7Z=0.4

Zonas Sísmicas Norma 1977

Aceleración Esperada

TR = 500 años

Castillo y Alva 1993

Z=0.4Z=0.3Z=0.15

Zonas Sísmicas Norma 1997

Sismo = Fuerzas laterales ?

0.05 P

0.05 P

0.05 P

0.05 P

0.05 P

Sismo = Fuerzas de Inercia?

La Dinámica de Estructuras

SISMO

RespuestaMáxima

Respuesta espectral

Desplazamiento

Aceleración

Espectros de Demanda Espectros de Demanda

Formas Estructurales y Desempeño

Sismorresistente

Irregularidades en Planta

Banco CentralBanco Central

Banco de AméricaBanco de América

9@ 2.30 = 20.70m

Planta Típica

““….los movimientos del ….los movimientos del terreno han producido en terreno han producido en este caso deterioros en la este caso deterioros en la torre del edificio “rígido” torre del edificio “rígido” demostrando que las demostrando que las vibraciones se han vibraciones se han transmitido en su transmitido en su integridad a las partes integridad a las partes

altas….altas….””

daños

Edificio A

variaciones en altura

““….mientras que en ….mientras que en el edificio B (con el edificio B (con primer piso blando) primer piso blando) los daños se han los daños se han localizado en la localizado en la parte flexible parte flexible protegiendo los protegiendo los

pisos altos ,….pisos altos ,….” ”

Sin daños

daños

Edificio B

Observaciones de campo

Efecto de los Suelos en el Desempeño S-R

SUELO BLANDOSUELO DURO

Periodo

Sa

Periodo

Sa

Suelo Blando

Suelo Duro

Periodo

Despl

Desplazamientos crecientesDesplazamientos crecientes con la con la flexibilidad flexibilidad

SUELO BLANDOSUELO DURO

“ ... el edificio colapsó porque la fuerza sísmica fue mayor que la resistencia del edificio ”

Resistencia y Colapso

F

F

xx

E

F

x

E

1F

x1

1

1

F

R

xxy

1

F3

x3

3

3

F

R

xxy

31

. . .

Fn

xn

n

F

R

xxy

3 n1

. . .. . .

F

"Colapso"

R

xxy cx

3 n1

. . .. . .

Fuerzas y deformaciones

limitadas

... “el edificio colapsó porque la fuerza sísmica fue mayor que la resistencia del edificio”

... “el edificio colapsó porque los desplazamientos a los que fue llevado fueron mayores que los que pudo tolerar”

FrágilDúctil

∆

P

/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005

Tradicional:DuctilidadResistencia

Estrategias de Diseño S-R

Ductilidad y supervivencia

FSUPERVIVENCIA

COMPLETAMENTEOPERACIONAL

Fn

xn

n

∆

/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005

Ductilidad = Daño y colapso

Ductilidad = Sobrevivencia CON DAÑO

/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005

Diseño Sismorresistente

Estrategia Basada en observaciones de campo:

Rigidez

Tenacidad ¡¡¡

Flexibilidad =

colapso

Rigidez =

prevención del colapso

Daños sin colapso

/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005

costos de demolición

Tenacidad

P

δ

P

δ

/UNI/FIC/ Reforzamiento de Estructuras / A. Muñoz /2005

Tenacidad

D

FMayor

tenacidad

Diseño por control de desplazamientos

∆

T

Desp.

Tn

RigidezT

Fuerza

Tn

VResistencia

.

SISTEMAS DE SISTEMAS DE PROTECCIÓN PROTECCIÓN

SÍSMICASÍSMICA