UNIVERSIDAD LAICA“VICENTE ROCAFUERTE” DE GUAYAQUIL

CarreraIngeniería Civil

Datos Técnicos:

17 de agosto del 2015

PELIGROSIDAD SÍSMICA

Nombre:

Collantes Zavala Antonio Gerardo

Docente:

PHD. Jaime Argudo

Materia:

Temas Especiales 1

11 avo

Distribución de fuerzas sísmica

CIUDAD ZONA SUELOSGUAYAQUIL 0,40 C –D - EQUITO 0,40 C –D - EESMERALDAS 0,50 C –D - EMANTA 0,50 C –D - EBAQUERIZO MORENO 0,30 C –D - ECUENCA 0,25 C –D - E

RESUMEN

El Ecuador se halla ubicado en una de las zonas de mayor peligrosidad sísmica del mundo, de tal forma que los proyectistas estructurales tienen que diseñar sus edificios considerando que lo más importante es la acción sísmica. Es importante crear conciencia de que los sismos no matan, lo que matan son las estructuras si es que no han sido diseñadas en forma adecuada. Para tener una verdadera visión del problema se inicia el capítulo estudiando el origen de los sismos, luego de ello se pasa a ver la sismicidad en el Ecuador, luego se indica cómo se realizan los estudios de peligrosidad sísmica y se presenta el mapa de zonificación del Código Ecuatoriano de la Construcción CEC-2000.

Posteriormente se presenta en forma rápida la filosofía de diseño en la forma clásica y en la nueva forma recomendada por el Comité VISION 2000, en la cual se necesita conocer los sismos de diseño para cuatro eventos denominados: frecuente, ocasional, raro y muy raro. Actualmente la mayor parte de las normativas sísmicas establecen un solo sismo de diseño y es el correspondiente al sismo raro, de tal forma que si se desea realizar un análisis y diseño sísmico por desempeño, de acuerdo a la nueva visión se debe empezar por definir la forma que tienen estos cuatro sismos.

La forma de los sismos de análisis y de diseño se lo representa mediante espectros, tema que es tratado en el próximo capítulo, donde se presenta una forma de hallar los espectros para los sismos: frecuente, ocasional, raro y muy raro, a partir de los espectros estipulados en las normativas sísmicas.

ORIGEN DE LOS SISMOS

Para entender el origen de los sismos, es necesario hablar sobre: deriva continental, la composición de la tierra y placas tectónicas y el micro placas, temas que son abordados en el presente apartado. Por otra parte, se indica los países cuya sismicidad está asociada al Cinturón Circunpacífico o Cinturón de Fuego del Pacífico.

Deriva Continental

Hace muchos millones de años todos los continentes estaban unidos en una sola masa, a la que se denominó Pangea, también llamada Pangaea. El único océano que le rodeaba era el Panthalassa, como se aprecia en la figura.

Esta masa empezó a moverse en forma lenta y se fue rompiendo. La primera rotura se dio en el área de Groenlandia cuando se separa de Europa. Esta rotura originó dos continentes denominados Laurasia y Gondwana (Canet y Barbat, 1988) como se ilustra en la figura.

La rotura se da en los perfiles que tienen los continentes actualmente, los mismos que se han desplazado y rotado, pero este movimiento continúa. Esta teoría fue formulada por Alfred Wegener (1912), con el nombre de Teoría de la deriva de los continentes.

Numerosos son los estudios que se han realizado para confirmar la teoría de Wegener, en las últimas décadas. Si se examina con detenimiento, el perfil del continente Americano con el de África y Europa, y si imaginariamente lo unimos, como un rompecabezas, se observa que existe una extraordinaria coincidencia, lo cual hace pensar que en un tiempo estuvieron unidos y luego se separaron quedando a la deriva cada uno de ellos.

Por otra parte, en las costas del Océano Atlántico de América y África, se ha visto que sus minerales son de la misma naturaleza, no existen regiones montañosas en estas regiones y lo más sorprendente es que su flora y fauna es muy parecida. Por ejemplo, las lombrices, caracoles y peces de aguas superficiales, viven en las costas de los dos continentes.

Composición de la Tierra

Es importante destacar que los continentes se han movido en forma muy lenta desde tiempos muy remotos y que actualmente continúan moviéndose. Para entender esto, es necesario analizar la composición de la tierra, la misma que tiene un radio que está alrededor de los 6400 Km.

SISMICIDAD DEL ECUADOR

En el cinturón Circunpacífico y concretamente en el Ecuador, el proceso de subducción de la placa de Nazca, genera una alta sismicidad en su recorrido, buzamiento, hacia el Este. Por este proceso en la costa ecuatoriana, tienen un hipocentro superficial y en la región oriental los eventos sísmicos asociados con la subducción pueden tener profundidades focales mayores a 200 Km. A más de la actividad sísmica asociada a la zona de subducción, existen sismos que se generan por la activación de fallas geológicas locales.

El sismo que afectó a Bahía de Caráquez el 4 de agosto de 1998, tiene su origen en la zona de subducción, en cambio el sismo del 2 de octubre de 1995, que causó el colapso del puente sobre el río Upano tiene su origen en una zona de fallamiento local.

Por otra parte, es importante destacar que el buzamiento de la zona de subducción del sur del Perú, es diferente del buzamiento que se tiene en el centro y sur del Ecuador y a su vez es diferente del que se tiene en Colombia.

Por lo general los sismos superficiales son los que causan mayor daño. Por este motivo, se puede indicar que la Costa Ecuatoriana es la de mayor peligrosidad sísmica, seguida por la Sierra y finalmente el Oriente. Por lo tanto, desde el punto de vista sísmico no es lo mismo construir en la ciudad de Esmeraldas, donde la peligrosidad sísmica es muy grande que en el Tena que tiene una menor amenaza sísmica.

Al analizar la ubicación de los epicentros e hipocentros de los sismos registrados, se observa que existen zonas en las cuales la actividad sísmica es muy baja, como la región oriental y otras regiones donde existe una alta concentración denominada nidos sísmicos.

En el Ecuador, existen dos nidos sísmicos localizados el uno en el sector del Puyo y el otro en Galápagos.

El Nido del Puyo, ubicado alrededor de las coordenadas 1.7 Latitud Sur y 77.8 Longitud Oeste, se caracteriza principalmente por un predominio de sismos de magnitud entre 4.0 y 4.9 con profundidades focales mayores a 100 kilómetros. El Nido de Galápagos, ubicado por las coordenadas 0.30' de Latitud Sur y 91 Longitud Oeste tuvo una gran actividad sísmica entre en 11 y 23 de Junio de 1968.

PELIGROSIDAD SÍSMICA

Se define como Peligrosidad Sísmica, la probabilidad de ocurrencia, dentro de un período específico de tiempo y dentro de una región determinada, movimientos del suelo cuyos parámetros: aceleración, velocidad, desplazamiento, magnitud o intensidad son cuantificados.

Para la evaluación se deben analizar los fenómenos que se producen desde el hipocentro hasta el sitio de interés.

ESPECTROS DE DISEÑO Y FACTOR Y FUERZAS SISMICAS

La definición de espectros de respuesta y de diseño, es fundamental en el análisis sísmico de edificios, razón por la cual se inicia el capítulo con ésta temática.

De igual manera es importante el estudio de los espectros elásticos e inelásticos, saber que con los espectros elásticos no se espera daño en las estructuras y con los espectros inelásticos si se espera daño.

Es fundamental conocer como las normativas sísmicas obtienen los espectros inelásticos

dividiendo los espectros elásticos para el producto R φ p φe.

Donde R es el factor de reducción.

Se analiza, con cierto detenimiento los factores de reducción de las fuerzas sísmicas para edificios de hormigón armado, compuestos por vigas y columnas, sin muros de corte, de las normativas sísmicas de: Venezuela, Colombia, Ecuador, Perú y Chile.

Para poder comparar el factor R de estas normativas se debe diferenciar si los espectros formulados son a nivel de servicio o últimos, se debe tener en cuenta la deriva máxima de piso permitida, si esta deriva es elástica o inelástica, se debe conocer cómo se obtienen los desplazamientos inelásticos a partir de los desplazamientos elásticos. Todas estas variables influyen en el cálculo del factor R.

Finalmente, en base a los trabajos realizados se propone el factor de reducción de las fuerzas sísmicas, para edificios conformados por vigas y columnas sin muros de corte, para los cuatro tipos de suelo que contempla el CEC-2000, los mismos que son válidos para una deriva de piso máxima inelástica de 1.5 %.

CLASIFICACION DE LOS PERFILES DEL SUELO

CIUDADFACTOR

Z

TIPO DE SUELOC D E

Fa Fd Fs Fa Fd Fs Fa Fd FsGUAYAQUIL 0,40 1,20 1,11 1,11 1,20 1,19 1,28 1,00 1,60 1,90

QUITO 0,40 1,20 1,11 1,11 1,20 1,19 1,28 1,00 1,60 1,90

ESMERALDAS 0,50 1,18 1,06 1,23 1,12 1,11 1,40 0,85 1,15 2,00

MANTA 0,50 1,18 1,18 1,23 1,12 1,12 1,40 0,85 1,15 2,00

BAQUERIZO MORENO

0,30 1,25 1,19 1,02 1,30 1,36 1,11 1,25 1,70 1,70

CUENCA 0,25 1,30 1,28 0,94 1,40 1,45 1,06 1,40 1,75 1,60