Curso: INGENIERÍA ANTISÍSMICA

Docente: ING. POLO HUAMANI ANTHONY

INTEGRANTES DEL GRUPO:

JIMMY CASTILLO LIRA RICHARD TERRY MORALES PLACIDO GUTIERREZ ZEA SIMON MAUCAYLLE SALCEDO

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Introducción

En este trabajo daremos a conocer algunos temas importantes de la sismología para ingenieros civiles, con el propósito de facilitar un mejor entendimiento del fenómeno sísmico y una mayor comprensión de los principales conceptos básicos de sismología, la definición de sismos y sus características, el origen y causas de los sismos, las ondas sísmicas, la magnitud y la intensidad, así como también un concepto sobre la rotula plástica y las fallas que se presentan en las llamadas columnas cortas.

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CONCEPTOS BÁSICOS Sismología: Rama de la geofísica que estudia los sismos y las

propiedades elásticas de la Tierra. Sismógrafo: Instrumento que registra las ondas sísmicas.  Sismograma: Registro hecho por un sismógrafo. Acelerómetro: Instrumento que mide las aceleraciones producidas por

un movimiento. Acelerógrafo: Instrumento que registra las aceleraciones producidas

por un movimiento. Cinturón o Franja sísmica: Zona prolongada donde hay actividad

sísmica. Por ejemplo el cinturón del Pacífico, el Mediterráneo, las Rocky Mountain en Estados Unidos. Alrededor del 60% de los terremotos ocurren en el cinturón sísmico del Pacífico. 

Falla: Superficie de contacto entre dos bloques que se desplazan o han sido desplazados en el pasado en forma diferencial uno con respecto al otro y que en el momento de formación estaban unidos.

Placa (tectónica): Divisiones de la litósfera de la Tierra, también llamadas placas litosféricas, extensas  y relativamente rígidas, que se mueven en relación con otras placas de la litósfera

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DEFINICIÓN DE SISMOS

Un sismo es un temblor o una sacudida de la tierra por causas internas. El término es sinónimo de terremoto o seísmo, aunque en algunas regiones geográficas los conceptos de sismo o seísmo se utilizan para hacer referencia a temblores de menor intensidad que un terremoto.Estos movimientos se producen por el choque de las placas tectónicas. La colisión libera energía mientras los materiales de la corteza terrestre se reorganizan para volver a alcanzar el equilibrio mecánico.

Características:  - Los movimientos no son continuos. La fuerza interior de la tierra va generando presión sobre los bordes de las placas (denominadas fallas) y la tensión hace que más tarde o más temprano se produzca un movimiento de ajuste. - El movimiento del suele no es único, sino que el reacomodamiento se da en varias etapas, las que suelen ser de menor importancia que el movimiento original y se denominan réplicas. - Los sismos son medidos en grados, en las escala de Ritcher o de Mercalli. tanto en una como en otra, el pasar de un grado 7 a un grado 8 implica multiplicar por mucho el poder de destrucción.

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ORIGEN DE LOS SISMOS

Los sismos se originan mayormente en las fallas que se ubican en los bordes de las placas tectónicas.

Los tipos de bordes son: Borde divergente cuando las placas se separan y corresponde a zonas de expansión que generalmente están al fondo del océano. Borde convergente subducción cuando una placa oceánica esta bajo otra placa, puede ser continental u oceánica. Borde convergente frontal se produce entre placas continentales cuando el desplazamiento relativo ha cesado producto de la colisión.

El punto, donde se origina la vibración, se llama foco o hipocentro. Su proyección vertical se llama epicentro y sirve para ubicarlo geográficamente en la superficie. 

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HIPOCENTRO: Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía en un terremoto. Cuando ocurre en la corteza de ella (hasta 70 km de profundidad) se denomina superficial. Si ocurre entre los 70 y los 300 km se denomina intermedio y si es de mayor profundidad: profundo (recordemos que el centro de la Tierra se ubica a unos 6.370 km de profundidad). 

EPICENTRO: Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro. Es, desde luego, la localización de la superficie terrestre donde la intensidad del terremoto es mayor. 

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ONDA SÍSMICA

Hay varios tipos de ondas sísmicas y cada uno se mueve de un modo diferente. Los dos tipos principales son las ondas internas y las ondas superficiales. Las ondas internas pueden viajar a través de las capas interiores de la Tierra, pero las ondas superficiales sólo se pueden mover a lo largo de la superficie del planeta, como ondulaciones sobre el agua.

ONDAS INTERNAS

Las ondas P (ondas primarias o compresionales) son las ondas sísmicas que más rápidamente se mueven. Lo hacen con un movimiento de empuje y tracción, que provoca que las partículas en la roca se muevan hacia adelante y hacia atrás en su lugar.

Las ondas S (ondas secundarias, de cizalla, laterales o transversales) viajan mucho más lentamente que las ondas P. No se expanden a través de líquidos. Las ondas S hacen que las partículas se muevan de un lado a otro. Su movimiento es perpendicular a la dirección en la que viaja la onda.

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ONDAS SUPERFICIALES

Las ondas de Love llevan el nombre de A.E. H. Love, un matemático británico que calculó el modelo matemático para este tipo de ondas en 1911. Las ondas de Love se mueven como una serpiente, sacudiendo el terreno de un lado a otro. Aunque viajan lentamente a partir de la fuente sísmica, son muy destructivas y son las que generalmente hacen que los edificios se derrumben durante un terremoto.

Las ondas de Rayleigh se llaman así en honor a Lord Rayleigh (John William Strutt), quien predijo matemáticamente la existencia de este tipo de ondas en 1885. Una onda de Rayleigh se mueve a lo largo del terreno como una ola viaja a través de un lago u océano. Mientras avanza, mueve al terreno tanto de arriba a abajo como de un lado a otro en la misma dirección en la que se mueve la onda. La mayor parte de la sacudida que se siente durante un terremoto se debe a las ondas de Rayleigh.

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La magnitud es una medida del tamaño del sismo. Es un indicador de la energía que ha liberado y su valor es, "en teoría" al menos, independiente del procedimiento físico - matemático - empleado para medirla y del punto donde se tome la lectura.

Por el contrario, la intensidad es una medida del tamaño del terremoto basada en los efectos que produce (sobre las personas, los objetos, las construcciones y el terreno).  La intensidad en cada punto dependerá de la magnitud y otros parámetros de la fuente sísmica, distancia al epicentro, caminos seguidos por las ondas y lugar de llegada de las mismas. 

MAGNITUD E INTENSIDADIN

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DESCRIPCIÓN DE LOS GRADOS DE

INTENSIDAD ESCALA MERCALLI

La escala sismológica de Mercalli es una escala de doce grados desarrollada para evaluar la intensidad de los terremotos a través de los efectos y daños causados a distintas estructuras. Debe su nombre al físico italiano Giuseppe Mercalli.

INTENSIDAD ESCALA RITCHER

La escala sismológica de Richter, también conocida como escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar la energía que libera un terremoto, denominada así en honor al sismólogo estadounidense Charles Francis Richter.

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Una rótula plástica es un dispositivo de amortiguación de energía, que permite la rotación de la deformación plástica de la conexión de una columna, de manera rígida. En la teoría estructural, se usa para describir la deformación de una sección en una viga donde se produce la flexión. 

Es el estado plástico que alcanzan todas las fibras de un elemento estructural al producirse una articulación en la sección transversal del mismo.

ROTULAS PLÁSTICAS

Es imprescindible que la rótula plástica tenga lugar en las vigas y no en las columnas caso contrario la estabilidad global de la estructura se vería en serio riesgo.

para que las rótulas inelásticas se presenten en las vigas y no en las columnas, las capacidades mínimas a flexión de las columnas deben ser mayores que las capacidades máximas a flexión de la viga (columna fuerte - viga débil).

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Uno de los problemas más comunes de configuración estructural es el conocido efecto de columna corta, que se caracteriza porque la columna no está cautiva por los tabiques de relleno en toda su altura, usualmente para permitir una ventana en la parte alta del tabique. Dicha columna tiende a fallar en forma frágil al ser sometida a esfuerzos cortantes excesivos que se generan por estar impedida su deformación hasta la altura de los tabiques.

Para que las estructuras no colapsen durante un terremoto éstas deben ser capaces de absorber o consumir la energía entrante mediante los miembros portantes de la misma. Las columnas consumen esta energía mediante los desplazamientos que experimentan. Como los desplazamientos de las columnas son proporcionales a sus longitudes, la capacidad de consumir energía en las columnas cortas es muy baja.

Por esta razón, las columnas cortas son los elementos que más daño infligen a la construcción. El pobre comportamiento de las columnas cortas se debe al hecho que en un terremoto, columnas de diferentes alturas libres tendrán la misma demanda de desplazamiento lateral, Sin embargo, al ser las columnas cortas más rígidas que las columnas más largas, estas atraen mucho más fuerza horizontal.

FALLAS POR COLUMNA CORTAIN

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Es muy importante conocer sobre los temas de la sismología, con el propósito de facilitar un mejor entendimiento del fenómeno sísmico y una mayor comprensión de los principales conceptos básicos para poder hacer diseños estructurales seguros y económicos.

Los sismos son medidos en grados, en las escala de Ritcher o de Mercalli., el pasar de un grado 7 a un grado 8 implica multiplicar por mucho el poder de destrucción.

Es imprescindible que la rótula plástica tenga lugar en las vigas y no en las columnas caso contrario la estabilidad global de la estructura se vería en serio riesgo.

Se deben determinar ciertas zonas de la estructura que se diseñan y detallan para disipar energía en forma dúctil y estable "rótulas plásticas".

Sin lugar a dudas que uno de los problemas fundamentales que poseen una gran cantidad de edificaciones en el  diseño estructural, es el denominado efecto de Columna Corta, el cual es el problema que se presenta en el elemento estructural cuando la interacción tabique-columna no fue considerado en su diseño y por ende la columna recibe una mayor carga horizontal y durante una fuerza sísmica esta la absorbe y falla por cortante.

APORTE DEL GRUPO

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