efectos del sismo sr. tomas guendelman
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Sismo de febrero 27, 2010
Efectos del Sismoen las Edificaciones
Tomás Guendelman B.
Santiago, 06 de abril de 2010
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AGRADECIMIENTOSAGRADECIMIENTOSEn la elaboraciEn la elaboracióón de este trabajo, le ha cabido una importanten de este trabajo, le ha cabido una importanteparticipaciparticipacióón a los ingenieros den a los ingenieros de I.E.CI.E.C. Ingenier. Ingenieríía S.A., quienes hana S.A., quienes han
analizado la gran mayoranalizado la gran mayoríía de los edificios de la base de datosa de los edificios de la base de datosempleada.empleada.
Especial reconocimiento a quienes transformaron estos trabaEspecial reconocimiento a quienes transformaron estos traba jos en jos enpublicaciones de dominio ppublicaciones de dominio púúblico, ampliamente divulgadas en losblico, ampliamente divulgadas en los
úúltimos 15 altimos 15 añños, seos, seññores:ores:
MarioMario GuendelmanGuendelmanJorgeJorge LindenbergLindenberg
MMóónicanica ZuZuññigaigaSergio TapiaSergio TapiaRicardoRicardo HenochHenoch
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MagnitudMagnitud RichterRichter NNúúmero de sismosmero de sismos
8 o m8 o mááss 1 al a1 al aññoo7 a 7.97 a 7.9 18 al a18 al aññoo
6 a 6.96 a 6.9 120 al a120 al aññoo
5 a 5.95 a 5.9 800 al a800 al aññoo
4 a 4.94 a 4.9 6200 al a6200 al aññoo
3 a 3.93 a 3.9 49000 al a49000 al aññoo
3 y menores3 y menores 9000 al d9000 al dííaa
EVENTOS SISMICOS EN EL MUNDOEVENTOS SISMICOS EN EL MUNDO
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EVENTOS SISMICOS EN CHILEEVENTOS SISMICOS EN CHILE
En los últimos 450 años:
38 terremotos M>7.5, 17 seguidos de tsunami.
Siglo XX: 1 terremoto M>7.5 cada 6.5 años.
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NORMAS SISMICAS CHILENASNORMAS SISMICAS CHILENASOFICIALES Y EN DESARROLLOOFICIALES Y EN DESARROLLO
NCh433NCh433.Of96:.Of96: DiseDiseñño So Síísmico de Edificiossmico de Edificios
NCh2369NCh2369.Of2003:.Of2003: DiseDiseñño So Síísmico de Estructurassmico de Estructuras e Instalacionese Instalaciones
IndustrialesIndustriales
NCh2745NCh2745.Of2003:.Of2003: AnAnáálisis y Diselisis y Diseñño de Edificios cono de Edificios con AislaciAislacióónn
SSíísmicasmica
Norma en estudio:Norma en estudio: Requisitos para el diseRequisitos para el diseñño So Síísmico de Estructurassmico de Estructurascon Sistemas de Disipacicon Sistemas de Disipacióón de Energn de Energííaa
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FILOSOFIA DE DISEFILOSOFIA DE DISEÑÑOO
NORMANORMA NCh433NCh433.Of96.Of96
ProtecciProteccióón de la vida.n de la vida.
Orientada a lograr estructuras que resistan:Orientada a lograr estructuras que resistan:
Sin daSin dañños movimientos sos movimientos síísmicos de intensidad moderadasmicos de intensidad moderada
Con daCon dañños limitados enos limitados en elementos no estructurales duranteelementos no estructurales durante
sismos de mediana intensidad.sismos de mediana intensidad. AAunque presenten daunque presenten dañños, eviten el colapso durante sismos deos, eviten el colapso durante sismos de
intensidad excepcionalmente severa.intensidad excepcionalmente severa.
Zonifica el territorio nacional mediante tres bandas longitudinaZonifica el territorio nacional mediante tres bandas longitudinales,les,
de severidad decreciente de mar a cordillera.de severidad decreciente de mar a cordillera.
SeSeññala que la conformidad con sus disposiciones no asegura, enala que la conformidad con sus disposiciones no asegura, entodos los casos, el cumplimiento de los objetivos antestodos los casos, el cumplimiento de los objetivos antesmencionados.mencionados.
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1010
Espectro Respuesta de Aceleración. Universidad de Chile Dpto Ing. Civi l (Interior Edificio) Santiago.
0
0, 1
0, 2
0, 3
0, 4
0, 5
0, 6
0, 7
0, 8
0, 9
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Periodo (seg)
S a ( g )
NS
E W
Norma
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Medido/Norma. Universidad de Chile Dpto Ing. Civi l (Interior Edificio) S antiag o.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Periodo (seg)
S a M e d i d o
( g ) / S a N o r m a ( g )
NS /NormaE W/Norma
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1212
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
S a
( g )
Periodo (seg)
Comparación de Espectros Respuesta de Aceleración para todas las Estaciones Medidas y Normas
NCh433.Of96
y
NCh2745.Of2003
para
Zona
2
y
Suelos
II
y
III.
NS ‐ U de Chile
EW ‐ U de Chile
NS ‐ Metro Mirador
EW ‐ Metro Mirador
NS ‐ Maipú
EW ‐ Maipú
NS ‐ Tisne
EW ‐ Tisne
NS ‐ Sotero del Rio
EW ‐ Sotero del Rio
NS ‐ Curicó
EW ‐ Curicó
NS ‐ Valdivia
EW ‐ Valdivia
NCh.433 (Z 2 ‐ S II)
NCh.433 (Z 2 ‐ S III)
NCh.2745 (Z 2 ‐ S II)
NCh.2745 (Z 2 ‐ S III)
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1313
Medido/Norma 433. Todas las Estaciones Medidas
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Periodo (seg)
S a M e d i d o
( g ) / S a N o r m a ( g )
NS /Norma ‐ U de C hile
E W /Norma ‐ U de C hile
NS /Norma Metro Mirador
E W /Norma Metro Mirador
NS /Norma Maipú
E W /Norma Maipú
NS /Norma Tisne
E W /Norma Tisne
NS /Norma S otero del R ío
E W /Norma S otero del R ío
NS /Norma Curicó
E W /Norma Curicó
NS /Norma Valdivia
E W /Norma Valdivia
P ropues ta
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Medido/Norma 433. Estaciones en Santiago (sin Maipú)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Periodo (seg)
S a M e d i d o
( g ) / S a N o r m a ( g )
NS /Norma ‐ U de C hile
E W /Norma ‐ U de C hile
NS /Norma Metro Mirador
E W /Norma Metro Mirador
NS /Norma Tisne
E W /Norma Tisne
NS /Norma S otero del R ío
E W /Norma S otero del R ío
P ropues ta
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PRINCIPALES DAPRINCIPALES DAÑÑOS OBSERVADOS EN ELOS OBSERVADOS EN ELSISMO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010SISMO DEL 27 DE FEBRERO DE 2010
Gran duraciGran duracióón, severidad, sensacin, severidad, sensacióón de pn de páánico mayor que en eventosnico mayor que en eventosanteriores.anteriores.
Importante incremento relativo en daImportante incremento relativo en dañños en elementos no estructurales.os en elementos no estructurales.
Fallas tFallas tíípicas en muros estructurales de pisos inferiores, caracterizadaspicas en muros estructurales de pisos inferiores, caracterizadaspor fractura horizontal y rotura frpor fractura horizontal y rotura fráágil de armaduras.gil de armaduras.
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Descensos verticales en cabezas de muros con eventuales desaplomDescensos verticales en cabezas de muros con eventuales desaplomesesque se traducen en desplazamientos horizontales en nivelesque se traducen en desplazamientos horizontales en nivelessuperiores, mayores al uno por mil, valor msuperiores, mayores al uno por mil, valor mááximo de consenso.ximo de consenso.
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Fallas muy repetidas en losas, especialmente en zonas de pasilloFallas muy repetidas en losas, especialmente en zonas de pasillossangostos y vanos de puertas, sin dinteles.angostos y vanos de puertas, sin dinteles.
Probables efectos de asentamientos de fundaciones.Probables efectos de asentamientos de fundaciones.
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INTERPRETACION DE LOS DAINTERPRETACION DE LOS DAÑÑOSOS
Carencia de refuerzos de losas en vanos cortos sin dinteles.Carencia de refuerzos de losas en vanos cortos sin dinteles.
Muros acoplados por losas, sin dintelesMuros acoplados por losas, sin dinteles
Contenido de frecuencias del sismo. Importancia relativa mayor dContenido de frecuencias del sismo. Importancia relativa mayor deecomponentes de baja frecuencia.componentes de baja frecuencia.
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Potencial Destructivo dePotencial Destructivo de SaragoniSaragoni. Menor cantidad de cruces por cero.. Menor cantidad de cruces por cero.
MagnificaciMagnificacióón de los momentosn de los momentos volcantesvolcantes, consecuente con el mayor, consecuente con el mayor
aporte de los modos principales, de mayor peraporte de los modos principales, de mayor perííodo de vibraciodo de vibracióón.n.
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AnAnáálisis con probable aplicacilisis con probable aplicacióón instantn instantáánea de las cargasnea de las cargaspermanentes, sin considerar su evolucipermanentes, sin considerar su evolucióón en el tiempo.n en el tiempo.
2020
1
↓↓↓↓↓↓
+
2
↓↓↓↓↓↓
3
+
↓↓↓↓↓↓
i
↓↓↓↓↓↓
+
i + 1
+
↓↓↓↓↓↓
n
+
↓↓↓↓↓↓
: Avance de la Construcción
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Probable imprecisiProbable imprecisióón en la calificacin en la calificacióón del tipo de suelo.n del tipo de suelo.
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FILOSOFIA AMPLIADAFILOSOFIA AMPLIADA
ProtecciProteccióón de la vida humana y de los contenidos.n de la vida humana y de los contenidos.
Control de daControl de dañños a travos a travéés de la identificacis de la identificacióón den de ““niveles deniveles de
desempedesempeññoo””..
AceptaciAceptacióón del dan del dañño como decisio como decisióón objetiva de disen objetiva de diseñño.o.
Algunos procedimientos de anAlgunos procedimientos de anáálisis que satisfacen esta filosoflisis que satisfacen esta filosofíía son:a son:
DiseDiseñño por Capacidado por Capacidad
DiseDiseñño por Desempeo por Desempeññoo
DiseDiseñño mediante ano mediante anáálisis no lineallisis no lineal
DisipaciDisipacióón de Energn de Energííaa
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2323
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
EFECTO EN LOS EDIFICIOSEFECTO EN LOS EDIFICIOSDatos cualitativos del sismoDatos cualitativos del sismo
Severidad sensibleSeveridad sensible
Larga duraciLarga duracióónn
Contenido de frecuencias diferente a sismo de 1985, base deContenido de frecuencias diferente a sismo de 1985, base deNCh433NCh433.Of96, con efecto significativamente destructivo en elementos.Of96, con efecto significativamente destructivo en elementosno estructuralesno estructurales
GeneraciGeneracióón de grietas horizontales en primeros niveles de murosn de grietas horizontales en primeros niveles de murosestructuralesestructurales
PPéérdida de verticalidad en una decena de edificios de mediana alturdida de verticalidad en una decena de edificios de mediana alturara(15 o m(15 o máás pisos), no observada en sismos anterioress pisos), no observada en sismos anteriores
No obstante lo anterior, se puede decir que los resultados fueroNo obstante lo anterior, se puede decir que los resultados fueronnsatisfactoriossatisfactorios
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Efectos normativos y en la LGUCEfectos normativos y en la LGUC
Reforzar las exigencias del debido cumplimiento de normas
Reforzar las exigencias de una debida Revisión del proyecto de cálculo
Reconsiderar la validez de los métodos de análisis
Reforzar las disposiciones de diseño y sujeción de elementos no estructurales
Incentivar el uso de sistemas de disipación de energía
Revisión del espectro en uso en NCh433.Of96
Uniformar espectros entre las diferentes normas sísmicas
Eventual acogida de dos espectros (recomendación de R. Saragoni) para sismos cercanos ylejanos
Exigencia de estudios de Mecánica de Suelos, propios del emplazamiento de cada proyecto
Exigencia de confinamiento en cabeza de muros
Especificación de Módulos elásticos del material y del suelo, para cargas de larga y de cortaduración.
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Efectos en el diseEfectos en el diseññoo
Definición detallada de uso de espacios y de cargas habituales, especiales o esporádicas
Consideración del sistema y secuencia constructivas
Conocimiento oportuno de proyectos futuros que puedan afectar las solicitaciones de empuje de tierras
Revisor de cálculo debe evaluar eventual empleo incorrecto de software. Por ejemplo, cuestionar modelos 3D concompatibilidad total (6GL), si la estructura resistente está compuesta por muros que se vinculan en aristas
comunes
Considerar en el análisis los efectos rigidizantes y resistentes de losas, sin dinteles, en vanos cortos y diseñar enconsecuencia
Evaluación de amplificación dinámica de esfuerzos debidos a acoplamiento y a singularidades, en especial, enpisos inferiores en que se suele apoyar muros en machones o columnas
Consideraciones especiales para diseño de singularidades e irregularidades de masa y de rigidez
Considerar que la repentina aparición de muros de subterráneo en la estructura puede provocar fuertesconcentraciones de esfuerzos, transparentes al análisis
Comprensión del mecanismo de falla, o al menos, identificación del detonante principal de la eventual falla
Verificación del diseño a corte de losas, para garantizar la transferencia de cargas entre ejes resistentes verticales
Considerar y atenuar los efectos de las deformaciones de largo plazo
Restar vulnerabilidad a elementos secundarios
Considerar ITO obligatoria