2015 conferencia feria de la construccion jfa
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7/25/2019 2015 Conferencia Feria de La Construccion JFA
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EXPOSITOR: ING. JAIME F. ARGUDO; PH.D, M.S.E.
PROFESOR DE INGENIERIA SISMICA
UNIVERSIDAD CATOLICA DE GUAYAQUIL - ECUADOR
RESPONSABLE CIENTIFICO PROYECTO RADIUS 1998-2000
ESTRATEGIA PARA LA REDUCCION DEL RIESGO
SISMICO EN LA CIUDAD DE GUAYAQUIL
FERIA CONSTRUYE & REMODELA
AGOSTO 20-22 DEL 2015
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ING. JAIME F. ARGUDO; PH.D, M.S.E - PROFESOR DE INGENIERIA SISMICARESPONSABLE CIENTIFICO DEL PROYECTO RADIUS 1998-2000
ESTRATEGIA PARA LA REDUCCION DEL RIESGO SISMICO DE GUAYAQUIL
FERIA CONSTRUYE & REMODELA, AGOSTO 20-22 DEL 2015
LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO RADIUS
1
) Evaluar el Riesgo Ssmico y desarrollar un
Escenario
de
da
o
hipottico2
) Preparar un Plan de Accin basado en los
resultados
de
la
evaluacin
del
Riesgo
Ssmico3
)
Incrementar
la
conciencia
pblica
sobre
la
base
delos
resultados
de
la
evaluacin
del
Riesgo
Ssmico
4
)
Iniciar
un
proceso
para
intitucionalizar
los
esfuerzosde mitigacin y del manejo del
riesgo ssmicosustentable
en
el
tiempo
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EVALUACION DELRIESGO SISMICO
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DISTRIBUCIONDE PERDIDAS
ENEDIFICACIONES
DE MADERA
Las perdidas de vidas
probables para el
escenario ssmico
se deben en su mayor
parte al colapso total oparcial de estructuras
de madera vetustas
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DISTRIBUCION
DE PERDIDAS ENEDIFICACIONESDE HORMIGON
Las perdidas materiales
probables se deben en
su mayor porcentaje
al dao excesivo esperado
en estructuras de hormign
que concentran tres o mas
factores de riesgo.
Este tipo de estructurasde alto riesgo tambin
aportan una fraccin
Importante al riesgo global
de perdida de vidas
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RIESGO SISMICO DE CENTRO DE LA CIUDAD
1) Mayor densidad de construcciones ssmicamente vulnerables2) Alta concentracin de poblacin durante horas laborables3) Mayor valor de las edificaciones y su equipamiento
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PRINCIPALES FACTORES DE VULNERABILIDAD SISMICA
1. Vetustez de Edificaciones Mixtas
Mayor Riesgo = Mayor Altura
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PRINCIPALES FACTORES DE RIESGO SISMICO
2. Estructuras sin diseo ssmico o con diseo ssmico
inadecuado y vulnerabilidades
Columnas dbiles
Losas sin vigas dctiles
Planta Baja Flexible y Dbil
Baja Redundancia de
Elementos
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PRINCIPALES FACTORES DE RIESGO SISMICO
2. Estructuras sin diseo ssmico o con diseo ssmico
inadecuado y vulnerabilidades
Columnas dbiles
Losas sin vigas dctiles
Planta Baja Flexible y Dbil
Torsin
Comportamiento
de edificio de esquina
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PRINCIPALES FACTORES DE VULNERABILIDAD SISMICA
3. Incremento de Altura y Masas
sin Reforzamiento Ssmico
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PRINCIPALES FACTORES DE VULNERABILIDAD SISMICA
4. Flexibilidad Excesiva Incremento de Derivas Laterales
por efecto P- y Torsin
Desplazamientos aumentados por
efectos Interaccin Suelo-Estructura
Estabilidad Inelstica no evaluada
Excesiva Esbeltez (H/D > 5)
Ductilidad Limitada por EfectosDe Torsin, Segundo Orden (P-)
e Interaccin Suelo-Estructura
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PRINCIPALES FACTORES DE VULNERABILIDAD SISMICA
4. Flexibilidad Excesiva
Identificada en estructuras
diseadas con Normas Ssmicas
De los 70s. Ductilidad Limitada por Efectos
De Torsin, Segundo Orden (P-)
e Interaccin Suelo-Estructura
Uso de Coeficientes Ssmicos dediseo muy bajos Cs = 0,08.
Requiv > 10 (improbable de lograr)
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PRINCIPALES FACTORES DE VULNERABILIDAD SISMICA
5. Impacto entre Estructuras
Adosamientos Inadecuados
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EL ESCENARIO SISMICO DE
RADIUS PARA GUAYAQUILEn el escenario de un terremoto MMI =VIII en Guayaquil la simulacin calculo22,461 muertes y 90,114 heridos. Secalculo que las perdidas econmicasexcederan US$ 1,000 millones
El escenario de RADIUS es unejercicio til para la planificacin de lagestin del riesgo ssmico urbano.
Considera el peor escenario deperdidas para el evento ssmicoprobable y no debe ser interpretadocomo una prediccin.
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EVALUACION DE LINEAS VITALES
(SISTEMAS ESENCIALES)
75% de hospitalespodran quedar inoperativos despus deun terremoto.
Los componentes no-estructurales sonvulnerables
HOSPITALES
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EVALUACION HOSPITALES 10% de hospitales podran experimentar dao
estructural severo Los hospitales mas antiguos no tienen diseo
ssmico y presentan varias vulnerabilidades:a) Columnas dbiles
b) Torsin por Arquitectura Compleja (Irregular)c) Carencia de Juntas de Expansin Ssmica
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EVALUACIONDE PUENTES
Prdida del presfuerzo en cables
Deflexiones Excesivas Incertidumbresobre estado del acero (corrosin transferencia de esfuerzos) y capacidadde carga a esfuerzos que causen fatigaa bajo ciclaje
Deterioro por edad (incertidumbresobre durabilidad de acero y hormign
en flujo plstico) Mayora de las estructuras con Diseo
ssmico anterior a AASHTO 1998
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EVALUACIONDE PUENTES
Con las normas AASHTO 1998LRFD en adelante se obtienendiseos de estructuras mas rgidas
y resistentes que con normasanteriores
En los puentes sin diseo ssmico ocon un diseo ssmico inadecuadopara las condiciones actuales decarga (camiones y cargas ssmicas
de norma actualizada) se identifica:Ductilidad Limitada por escasaredundancia, trabas ssmicas yjuntas ssmicas inadecuadas
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DAOEN LA RED VIAL
N
EW
S
2 0 2 4 6 8 10 Kilome ter s
E (PASCUALES)
D (NORTE)
F (CHONGON)
C (CENTRO)
B (OESTE)
A (SUR )
INTENSIDAD DE MERCALLI MM=VII I
INTENSIDAD DE MERCALLI MM= VII
INTENSIDAD DE MERCALLI MM= VI
LONGITUD (m) DE DAOS POR Km DE VIA
> 55
20 - 55
< 20
LIMITE DE ZONAS CATASTRALES
INTENSIDADES ESPERADAS EN GUAYAQUIL
PARA EL TERREMOTO DEL ESCENARIO SISMICO
EVALUACIONDE PUENTES
25% de los puentes pueden
experimentar dao excesivo porel terremoto del escenariossmico de RADIUS
Perdidas globales estimadasascienden al costo equivalente
de 4 puentes urbanos.
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EVALUACION DE LINEASVITALES - AA.PP. El Sistema Vital mas sensible es el
de AA.PP. por su configuracin ybaja redundancia. Cuatro
acueductos abastecen tanques parael suministro de agua por gravedad
La capacidad de almacenamiento delos tanques es limitada (horas) y losacueductos recorren decenas dekilmetros atravesando depsitos
de suelo de rigidez variable sinconexiones flexibles en sitios dondese producen cambios bruzcos de larigidez en los suelos
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1. Constitucin de la Unidad para la Gestin
del Riesgo Ssmico Urbano dentro del
Municipio de Guayaquil
2. Capacitacin a los organismos bsicos de la
Defensa Civil y la comunidad para enfrentar
terremotos3. Planificacin de una rpida respuesta y
recuperacin de la ciudad de un terremoto
4. Preparacin de la Comunidad mediante
campaas de prevencin y mitigacin del
Riesgo Ssmico
5. Evaluacin de las edificaciones y zonas de
alto riesgo ssmico y mejoramiento del
control del uso del suelo y de las
edificaciones construidas y por construirse
PLAN DE ACCION DEL PROYECTO RADIUS
Manual de Diseo Sismo-
resistente de Estructuras
para Guayaquil (2001)
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1. Fortalecimiento de la seguridad estructural y
no-estructural de hospitales, y planificacin de
su respuesta sistmica frente a emergencias
ssmicas
2. Fortalecimiento de la seguridad estructural y
no-estructural de equipos, materiales e
infraestructura de lneas vitales e
instalaciones esenciales
3. Mejoramiento de zonas de riesgo, demolicin/
reforzamiento de edificios peligrosos
4. Fortalecimiento de la normativa ssmica y elconocimiento tcnico
5. Estudio y monitoreo de los riesgos geolgicos
y del peligro ssmico (redes de
instrumentacin ssmica local y nacional)
Micro-Zonificacion Sismica
(2005-2015)
Red Acelerografos (2015)
S G CC O SGO S S CO G Q
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DESPUES DE RADIUS
La M.I. Municipalidad de Guayaquil contrata con laUniversidad Catlica de Santiago de Guayaquil lossiguientes estudios:
a) Manual de Diseo de Estructuras Sismo-resistentes paraGuayaquil (2001) Argudo J & Villacrs A.
b) Investigacin y estudio del comportamiento dinmico delsubsuelo y microzonificacin ssmica de la ciudad de Guayaquil(2005), Vera X. et. al.
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DESPUES DE RADIUS
El Gobierno Nacional a travs del MIDUVI y la SecretaraNacional de Gestin de Riesgos (SNGR) contratan losestudios:
a) Norma Ecuatoriana de la Construccin NEC-11 (DocumentoVigente MIDUVI R.O., Ao II, Nro. 413 del 10 de Enero del 2015se denomina NEC-15)
b) Manual prctico para la caracterizacin Geolgica, Geotcnica ySsmica de la ciudad de Guayaquil (2015). Vera X. et. al.
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COMPORTAMIENTO DE SUELOS
NEC-15 DEFINE ESPECTROS DE DISEO PARA CINCO DELOS SEIS TIPOS DE SUELOS DE NORMA ASCE7-10
Error
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MDSEG-01
MGGSG 15
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MGGSG-15
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MDESG-01 Suelo F
MDESG-01 Suelo E
NEC-15 Suelo E
MGGSG-15: Vera X., et al, Manualprctico para la caracterizacin Geolgica,
Geotcnica y Ssmica de la ciudad de
Guayaquil (2015).
NEC-15: MIDUVI, Norma Ecuatoriana dela Construccin (2015).
MDESG-01:Argudo J. & Villacrs A.Manual de Diseo de Estructuras Sismo-
resistentes para Guayaquil (2001).
MGGSG-15 Zona D3A (Te =1,2 seg)
MGGSG-15 Zona D1 (Te =1,2 seg)
COMPARACION DE FORMAS ESPECTRALES
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DISEO POR DESEMPEO SISMICODE LAS ESTRUCTURAS
NEC-15 incorpora en su requerimientos la filosofa deDiseo por Desempeo Ssmico de las Estructuras.Esta filosofa se origina en el documento VISION 2000 de
la SEAOC y la Gua NEHRP 1997.
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CURVA DE CAPACIDAD
DE UNA ESTRUCTURADUCTIL DISEADA PARASATISFACER CRITERIOSDE DESEMPEO SISMICO
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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10Aunque los Criterios de Diseo por Desempeo estn incorporadosdentro de los requerimientos filosficos de NEC-15, los valorescuantitativamente especificados para algunos parmetros de diseo
resultan inadecuados por insuficientes o inconsistentes.Se presentan como ejemplo los siguientes casos:
a) Coeficiente Ssmico de Diseo para Guayaquil inadecuadob) Desempeo Ssmico requerido es inconsistente con Parmetros
Definidos para Diseoc) Control de Estabilidad Lateral y Derivas de Piso (definiciones
inconsistentes e incompletas)d) Separacin de Estructuras Adosadas (definicin inconsistente)
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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10Coeficiente Ssmico de Diseo para Guayaquil inadecuado
Histricamente Cs = 0,08 0,1 para estructuras de periodo corto
MDSEG-01 recomienda:Para Suelos Tipo E y F usar Cs = Sa/R = 0,13 con Sa = 0,9 y R = 7
NEC-15 especifica:Para Suelos Tipo E usar Cs = Sa/R = 0,09 con Sa = 0,72 y R = 8
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h1 = L1h2 = L1 + L2
Alturas de Piso medidas
desde la base de la estructura
ASCE 7-10
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NEC-15
Medida desde la Base de la Estructura
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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10
Desempeo Ssmico requerido es inconsistente con ParmetrosDefinidos para Diseo
Usando las Curvas de Peligrosidad Ssmica definidas por NEC-15 se puededemostrar que no es posible postular los siguientes objetivos de DesempeoSsmico:
a) Estructuras de cualquier tipo (I=1 inclusive) Sin Dao Estructural para un Sismocon Tr = 72 aos. La estructura puede considerarse elstica hasta SismosFrecuentes con Tr = 25 aos. Un Sismo con Tr= 72 aos debe considerarse detipo Ocasional (Dao Estructural Pequeo).
b) Se propone Prevencin de Dao Estructural para el Sismo de Diseo Tr=475aos para Estructuras Esenciales. Lo que implica comportamiento elstico yresulta exagerado para garantizar Ocupacin Inmediata y Funcin despus delterremoto
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NEC-15
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CURVA DE CAPACIDAD
DE UNA ESTRUCTURADUCTIL DISEADA PARASATISFACER CRITERIOSDE DESEMPEO SISMICO
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Q
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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10
Control de Estabilidad Lateral y Derivas de Piso (definicionesinconsistentes e incompletas)
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DETERMINACION DE LAS DERIVAS DE PISOS
(INELASTICAS)
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Cd/R
1,01,0
0,690,790,890,86
0,50,790,790,83
NEC15 usa Cd = 0,75R para todo tipo de sistema estructural
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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10Separacin de Estructuras Adosadas (definicin inconsistente)
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LAS ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL RIESGO
SISMICO URBANO (2015-2025)
Continuar ejecutando el Plan de Accin del Proyecto RADIUS conproyectos especficos dentro de las siguientes lneas:
1. Evaluacin de las edificaciones y zonas de alto riesgo ssmico ymejoramiento del control del uso del suelo y de las edificacionesconstruidas y por construirse
2. Fortalecimiento de la seguridad estructural y no-estructural de hospitales, yplanificacin de su respuesta sistmica frente a emergencias ssmicas
3. Fortalecimiento de la seguridad estructural y no-estructural de equipos,materiales e infraestructura de lneas vitales e instalaciones esenciales
4. Mejoramiento de zonas de riesgo, demolicin/ reforzamiento de edificiospeligrosos
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En ejecucin: Reforzamiento RampasTTG Construye Consorcio MEDIAR
Requerido: Demolicin Estructuras Vetustas+ Proyecto Vivienda Re-asentamiento
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LAS ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL RIESGO
SISMICO URBANO (2015-2025)Fortalecer la Seguridad Ssmica del Cantn Guayaquil mediante Ordenanzaspara el diseo y control de la construccin de estructuras ssmicamente masseguras
NEC-15 proporciona requisitos para diseo ssmico que se consideran
mnimos; siendo posible superarlos con requisitos adecuados a la realidadde la ciudad de Guayaquil.
Algunos requerimientos de NEC -15 resultan inadecuados por insuficientes,incompletos o inconsistentes y sin desmedro de su futura revisin a nivelnacional (gobierno) pueden ser sobrepasados por Ordenanzas Municipales.
Continuar ejecutando el Plan de Accin del Proyecto RADIUS con visinsistmica multidisciplinaria y creativa para compaginar normas histricassobre Usos de Suelos con una nueva ordenanza edilicia.
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ARQUITECTURA HISTORICA USO DE SUELO
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GUAYAQUIL DE HOY OTRO ESCENARIO
Colapso del Edificio Calypso
Terremoto de Bahia, 1998
M7.2; MMI = VII (Bahia)
Colapso del Edificio
Clnica Arreaga
Terremoto de Jama,
1942
M7.8; MMI = VII
(Guayaquil)
Ambos eventos no
Equivalen al Sismo
de Diseo PE=10%
(Tr = 475%) sino aSismos Ocasionales
30% < PE < 60%
(Tr = 50 100 aos)
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Gracias por suatencin
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