Pilcomayo – Perú

CÁTEDRA : ING. ANTISISMICA

CATEDRATICO : ING. CRISTIAN REYES MALLOPOMA

SEMESTRE : VIII

INTEGRANTES : ALVAREZ QUISPE, LIZBETH ARROYO LEON, ABELARDO BENITO JULCA, MARCO ANTONIO CASAS ALBERTO, KAREN GASPAR RAMOS, CRISTIAN TOVAR BERNARDO, JOSE LUIS

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INGENIERIA CIVIL

RESPUESTA DINAMICA SISMICA EN SISTEMAS ESTRUCTURALES Y MODELOS

UAP

UNIVERSIDAD A LAS

PERUANAS

INDICE

INTRODUCCION

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La estructura de un edificio ubicado en un área sísmica difiere solo que en su análisis considera la acción de las cargas que genera el sismo. Por ello es necesario erradicar el concepto erróneo que un edificio es sostenido por una estructura destinada a resistir las cargas gravitatorias a la que se le agrega otra destinada a resistir las cargas sísmicas. La estructura de un edificio, o de cualquier otra obra civil, sometida a la acción de un sismo sufre deformaciones, se haya previsto la estructura para resistir un sismo o no. Los movimientos del terreno provocan arrastran al edificio, que se mueve como un péndulo invertido. Los movimientos del edificio son complejos, dependen del tamaño, las cargas o pesos en cada piso, características del terreno de fundación, geometría del edificio, materiales estructurales y no estructurales usados, etc. Por estos motivos el diseño de una estructura sismo resistente debe arrancar desde el instante en que nace el proyecto, acompañando la evolución del proyecto, integrarse en el edificio como los nervios y tendones de un organismo vivo. Desde una mega estructura hasta una vivienda barrial se cuenta con elementos estructurales, que necesarios para la estabilidad a cargas gravitatorias, pueden ser usados para asegurar la capacidad resistente a cargas sísmicas. Toda construcción tiene elementos verticales y horizontales, lineales o planos, que pueden ser integrados en la estructura y que serán capaces de absorber cargas sísmicas.

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ANTECEDENTES

•LOS SISMOS SON FENOMENOS TERRIBLES QUE HAN CAUSADO LA PERDIDA DE MUCHOS MILLONES DE PERSONAS.

•EL HOMBRE HA ESTUDIADO ESTOS FENOMENOS Y HA DESARROLLADO ESPECIALIDADES COMO LA SISMOLOGIA, GEOLOGIA E INGENIERIA SISMICA, MINIMIZANDO SUS EFECTOS SOBRE LA VIDA Y LOS BIENES MATERIALES.

•LA SISMOLOGIA, GEOLOGIA E INGENIERIA SISMICA SE BASAN EN LA MECANICA DE LOS MEDIOS CONTINUOS PARA ESTUDIAR PROFUNDAMENTE LOS SISMOS Y SUS EFECTOS SOBRE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION.

1. ORIGEN DE LOS SISMOS:

ZONAS DE SUBDUCCION, correspondientes a los límites del choque entre dos placas en las cuales una de las placas se desliza por encima de la otra; en este caso la placa inferior hace desaparecer el material que fue creado en las dorsales marinas. También se les llama sismos interplaca

ZONA DE BENIOFF DE LA PLACA SUBDUCIDA. Es complementario al de subducción. Al subducirse la placa, penetra hacia el interior terrestre con una inclinación gobernada por las condiciones regionales; en general el

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buzamiento varía entre un mínimo de 10 a 15º, hasta un máximo superior a 45º

2. INGENIERIA SISMO-RESISTENTE: Es la combinación de una serie de conceptos, que considerados de manera integrada, permiten el diseño de una construcción capaz de resistir los efectos de los “sismos razonablemente más fuertes” que se puedan presentar en el futuro en la localidad.

3. FACTORES QUE AFECTAN LAS RESPUESTAS DINÁMICAS DE LAS EDIFICACIONES DURANTE EVENTOS SÍSMICOS

Llamamos configuración a un conjunto de características que tiene toda estructura, y que según como se ha diseñado será el comportamiento del edificio ante las cargas gravitatorias o las cargas dinámicas.La importancia de alcanzar una configuración adecuada se destaca haciendo un sencillo análisis, para cargas estáticas una tonelada sobre una viga es soportada por esta y trasmitida hasta llegar al terreno. El caso de las cargas sísmicas no es tan simple, los sismos producen esfuerzos que fluctúan rápidamente, y para calcularlos necesitamos conocer las características dinámicas del edificio. Inclusive conociendo estas características, los movimientos de un sismo y la interacción con la estructura son tan complejos que los valores exactos de las fuerzas del terremoto tiene un grado de incertidumbre elevado.En su libro “Diseño de Estructuras Sismo – Resistentes”, el Ing. Hugo Giuliani señala: “… el carácter vibratorio caótico de los movimientos sísmicos, como también las deficiencias de los métodos de cálculos utilizados en el análisis estructural sismo-resistente. Nos obliga a aconsejar el máximo cuidado en la elección de la estructura y la evaluación exhaustiva de cada uno de los parámetros que gobiernan el real comportamiento de las mismas, durante la acción sísmica.”La configuración se refiere a la forma del edificio en su conjunto, a su tamaño, naturaleza y ubicación de los elementos resistentes y no estructurales.

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PRINCIPALES TIPOS DE FALLA EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES

• FALLA POR TRACCION EN EL ENCUENTRO DE MUROS• FALLA POR EXCESIVA ESBELTEZ DE LOS MUROS• FALLA POR FLEXION DEBIDO A FUERZAS PERPENDICULARES AL PLANO DEL MURO (DIAFRAGMA FLEXIBLE)• FALLA POR ESTABILIDAD AL NO CONTAR CON ELEMENTOS DE ARRIOSTRE• FALLA DEL SISTEMA DE TECHO POR CONEXIONES DEFICIENTES• FALLA POR FUERZA CORTANTE O TRACCION DIAGONAL• FALLAS POR PROCESO CONSTRUCTIVO DEFICIENTE

4. FILOSOFIA DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE:

EVITAR PERDIDAS DE VIDAS HUMANAS

ASEGURAR LA CONTINUIDAD DE LOS SERVICIOS BASICOS

MINIMIZAR LOS DAÑOS A LA PROPIEDAD

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La filosofía que orienta el diseño sismo resistente está plasmada en los llamados criterios de diseño que usualmente van desarrollados en las normas de diseño. Esta define cual es el comportamiento deseado. La gran mayoría de normas del mundo coincide en que los objetivos generales de la construcción sismo resistente deben seguir los siguientes principios:

Prevenir daños no estructurales para temblores o terremotos pequeños, que pueden ocurrir frecuentemente durante la vida útil (de servicio) de una estructura.

Prevenir daños estructurales y hacer que los no estructurales sean mínimos, para terremotos moderados que pueden ocurrir de vez en cuando. (Usualmente se señala expresamente que la estructura sufrirá varios de éstos)

Evitar el colapso o daños graves en terremotos intensos y larga duración que pueden ocurrir raras veces. (Usualmente uno durante la vida útil de la estructura).

A base de la experiencia de los últimos años, en que se ha podido registrar con mayor amplitud los movimientos sísmicos, se ha observado que tanto las aceleraciones como las deformaciones que se pueden desarrollar durante un sismo severo, e incluso moderado, son muy altas. Además de las incertidumbres en la determinación de las solicitaciones y capacidades de la estructura. Lo anterior implica que la filosofía ideal del diseño debería intentar alcanzar todos los objetivos mencionados anteriormente proporcionando todas las necesidades de rigidez, resistencia y capacidad de disipación de energía que puedan obtenerse con la mínima inversión inicial y el menor sacrificio posible de las características arquitectónicas, comparando con un edificio diseñado únicamente para resistir cargas de gravedad.

Evitar pérdidas de vidas Asegurar continuidad de servicios básicos Minimizar los daños a la propiedad

Dar protección completa frente a todos los sismos no es técnica ni económicamente factible para la mayoría de las estructuras

- Frente a sismos severos, la estructura no debe colapsar, ni causar daños graves a las personas.

Para conseguir este objetivo se requiere resistencia una combinación apropiada de resistencia y ductilidad.

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- La estructura debe soportar movimientos sísmicos moderados con posibles daños dentro de límites aceptables

Los daños se relacionan directamente con las distorsiones de entrepiso

Para limitar los daños se requiere rigidez

4.1 Problemas actuales de la Ingeniería Sismo resistente:

Para efectuar un diseño sismo resistente eficiente se necesita predecir, de manera confiable, el comportamiento dinámico del sistema completo constituido por: suelo, cimentación, superestructura y componentes y contenido no estructural. Según Bertero los problemas que se encuentran en este trabajo se pueden resumir en tres:

Estimar con precisión el movimiento del suelo en la cimentación del edificio: Terremoto de entrada.

Estimar o calcular las deformaciones de la obra en particular en respuesta al movimiento que experimenta la cimentación, considerando simultáneamente todas las solicitaciones que actúan sobre ella: Solicitaciones o demandas a la estructura.

Predicción de la respuesta en el límite seguro: Capacidad real asignada a la estructura Considerando todas las incertidumbres involucradas en este proceso no llama la atención la tendencia natural a sobre simplificar el problema con las inevitables consecuencias de no poder garantizar una adecuada seguridad a pesar de los grandes avances en todas las técnicas empleadas. De hecho para mejorar el diseño sismo resistente se necesita mejorar nuestro conocimiento de las respuestas a los tres interrogantes mencionados.

La metodología de diseño generalmente aplicada en la mayoría de países considera un único nivel de terremoto de diseño. Es decir, se ignora la diferencia en los requerimientos que cada estado en los que la estructura va a operar demanda. Los criterios de diseño para condiciones normales o de servicio no son los mismos que para las condiciones cuando se presenta el terremoto de diseño, que puede ser el mayor esperado en un lapso previsto en las mismas normas. La metodología actual, según normas, está basada en un terremoto de diseño de una única intensidad o nivel de aceleración.

En concordancia con la filosofía de diseño, toda estructura que es sometida a un terremoto intenso debería diseñarse para evitar el colapso más no para evitar sufrir daños estructurales. Este criterio no está adecuadamente representado en la metodología de diseño y constituye actualmente, en opinión de quién esto escribe, uno de los puntos más

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débiles de la ingeniería sismo resistente. En ese sentido el diseño por capacidad representa una buena metodología orientada a conseguir dicho objetivo que requiere ser difundida.

5. PRINCIPIOS DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE: LA ESTRUCTURA NO DEBERIA COLAPSAR, NI CAUSAR DAÑOS GRAVES A LAS

PERSONAS DEBIDO A MOVIMIENTOS SISMICOS SEVEROS QUE PUEDEN OCURRIR EN EL SITIO

LA ESTRUCTURA DEBERIA SOPORTAR MOVIMIENTOS SISMICOS MODERADOS, QUE PUEDAN OCURRIR EN EL SITIO DURANTE SU TIEMPO DE SERVICIO, EXPERIMENTANDO POSIBLES DAÑOS DENTRO DE LOS LIMITES ACEPTABLES

6. FALLAMIENTOS GEOLOGICOS ACTIVOS EN EL INTERIOR DE UNA PLACA TECTONICA:

Las fallas desempeñan el papel de fusibles en los mecanismos tectónicos.

SISMOS INTRAPLACA: que ocurren en los interiores de las placas, lejos de sus contornos y de las zonas de falla. Probablemente se originan por la liberación de esfuerzos residuales que se acumularon en procesos cinemáticos antiguos o en ciclos de derivas continentales anteriores al que actualmente se desarrolla (que tiene unos 200 millones de años de evolución). Este tipo de sismos resultan preocupantes porque pueden afectar ciudades cuyas construcciones no tuvieron en cuenta la acción sísmica

FOCO = HIPOCENTRO:

•h – profundidad del foco

•Δ – distancia epicentral

•K – distancia hipocentral

Foco superficial (h≤60km)

•Foco intermedio (60<h<350km)

•Foco profundo (h≥350km)

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MARCOS

CRISTIAN

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CONCLUCIONES

Tener en cuenta la normas E030 de diseño sismo resistente Si se desea disminuir los desplazamientos laterales, tanto en X como

en Y, para así cumplir con lo requerido por la norma E030 de diseño sismo resistente, en el artículo 15.1

se tienen que incorporar muros de corte como placas o sino aumentar el peralte de las columnas.

Se ha podido corroborar que la carga que le trasmite la estructura a la platea es repartida en una mayor área por lo que se disminuye, considerablemente los asentamientos.

Esto trae como resultado que mientras más blando sea el suelo más asentamiento y más desplazamiento se tendrá, en cambio mientras más rígido sea el suelo se tendrá menor desplazamiento y menor asentamiento.

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