modificaciones espectro nch433 copy

18 de agosto de 2010

Propuesta de Modificacin Espectro

de Diseo NCh433

Rubn Boroschek K.Vctor Contreras L.Universidad de Chile

R. Boroschek - V. ContrerasUniversidad de Chile

Introduccin

Daos tpicos observados en edificios altos 27-02-2010:1. Grieta horizontal/prdida de material en muros

estructurales de pisos inferiores o primeros subterrneos

2. Fractura de armaduras longitudinales en muros3. Desaplome de muros estructurales4. Daos severos en elementos secundarios o no

estructurales

Causas contribuyentes a los daos observados:1. Detallamiento del refuerzo y geometra (esbeltez de

muros, irregularidades, etc.)2. Severidad y duracin del movimiento fuerte3. Sensibilidad de la demanda a la clasificacin geotcnica

de suelos4. Otros, en estudio


Introduccin

Respuesta de la Comunidad Modificacin de Reglamentos/Normas Existentes:

NCh433 NCh430 Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones

Desarrollo de Nuevas Normas o Requisitos. Elementos no estructurales Ascensores Edificios patrimoniales Requisitos de proyectos de clculo estructural Empujes de suelo ssmicos y estticos sobre subterrneos

de edificios Norma de diseo estructural para maremotos y zonas

inundables


Introduccin

Respuesta preliminar para la incertidumbre en nuevos proyectos basado en la NCh433:

Clasificar el suelo en una categora ms conservadora (ej.: III en vez de II)

Utilizar una zona ssmica con mayor demanda (ej.: 3 en vez de 2)

Cambio de categora de edificios con factor de importancia mayor (ej.: I=1.2)

Recomendaciones transitorias norma NCh433 :

Busca respaldar un nmero importante de proyectos que requieren desarrollarse y no pueden esperar un cambio normativo formal, el cual podra tomar varios meses, sino aos.


UNIV OF CHILE - R. Boroschek www.terremotosuchile.cl


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PETRU S ORTIGOSA


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Inconsistencia en la Demanda de NCh433


Espectro de Diseo Propuesto

Premisas Mantener la aceleracin efectiva mxima A0 y la actual

demanda para perodos bajos (T



Antecedentes para la definicin de nuevos espectros de diseo

Se consideraron registros de sismos disponibles entre 1981 y 2010 con M 7 y PGA 0.1g en alguna de sus componentes (incluye 23 registros del 27-02-2010)

Clasificacin del Tipo de Suelo preliminar y conservadora segn NCh433. Algunos suelos se clasifican en dos categoras hasta que se clarifique su definicin.

No se cuenta con registros para suelo Tipo IV

Se mantiene la demanda de PSa para periodos bajos y se tiende al valor entregado por la NCh2745 para periodos altos.


Comparacin Espectros Propuestos v/s Demanda


Espectro de Diseo Propuesto Suelo Tipo III

Antecedentes para la definicin de nuevos espectros de diseo para Suelo Tipo III

Se distinguieron 2 casos:

Suelo III-A: Ajuste realizado para que Sd(T=1.75s) ~50 cm. en Zona 3. Esto es aproximadamente el valor existente de la NCh433 Of 2009.

Suelo III-B: Ajuste realizado para que Sd(T=2.00s) ~110 cm. en Zona 3. Valor conservador para abarcar casos no comprendidos en la norma existente (incluso si se considera Suelo Tipo IV)


Comparacin Espectros Propuestos v/s Demanda



Se propone preliminarmente solicitar un estudio de demanda ssmica local cuando el suelo no se pueda clasificar como I, II o III.

En el caso del Suelo Tipo III, si solamente se utilizan los antecedentes de la Tabla 4.3 actual de la NCh433 para la clasificacin del tipo de suelo se debe utilizar Suelo Tipo III-B. Se podr usar Suelo Tipo III-A slo cuando se cuente con la informacin siguiente:

a) Estudio de estratigrafa y velocidades de onda de corte por estrato hasta el basamento rocoso 30 metros.

b) Profundidad del basamento rocoso conocida.

c) Modelo computacional geotcnico o antecedentes experimentales que demuestren un periodo del suelo ante eventos ssmicos severos menor a 1.3 segundos.


Espectros de Aceleraciones (Zona 3)


Espectros de Desplazamientos (Zona 3)


Comparacin Espectros Propuestos v/s NCh433


Comparacin Espectros Propuestos v/s NCh2745


Figura gentileza de IEC Ingeniera S.A.

Estudio de calibracin del espectro propuesto


Comentarios a la modificacin de espectro NCh433

Ventajas: Se mantiene la aceleracin efectiva mxima A0 y la

actual demanda para perodos bajos (T < 1 segundo) Criterio conservador en los desplazamientos

(envolvente de lo observado que es el criterio de la NCh2745)

No se modifican en esta etapa los valores de los factores de reduccin ni lmites de cortante existentes

Desventajas: El espectro propuesto (tambin el actual de Nch433) no

est relacionado con un estudio probabilstico y/o determinstico.

Existe un nmero significativo de registros que superan ampliamente la demanda elstica para perodos menores a 1.3 segundos


Comentarios a la modificacin de espectro NCh433

En el futuro es necesario estimar un espectro con base a estudios probabilsticos y estadsticos, el cual debe ir de la mano con el cambio de los factores de reduccin y otros parmetros que posee la norma. Si bien esto sera deseable y razonable, hacerlo lleva tiempo, pero estamos trabajando en esa direccin.


Espectro de Diseo Propuesto Se incorpora factor Z que depende de la zona ssmica

No altera la forma de los espectros de distintas zonas

Tabla 1: Factor Z de modificacin del espectro segn zona ssmica.

Tabla 2: Constantes de los espectros de pseudo aceleraciones propuesto.

* En este caso el espectro de pseudo aceleraciones definido no presenta rama de velocidad

1.000.403

0.750.302

0.500.201

ZA0 [g]Zona Ssmica

1.000.403

0.750.302

0.500.201

ZA0 [g]Zona Ssmica

-110.0 Z-1142 Z1.951.950.3750.00III-B *

0.650.0 Z144.0 Z1142 Z1.750.680.3750.00III-A

0.637.5 Z88.0 Z1099 Z2.020.320.2000.00II

0.825.0 Z51.5 Z1087 Z2.530.220.1300.00I

cmcm/scm/s2ssssSuelo

pDDVVAATdTcTbTaTipo de

-110.0 Z-1142 Z1.951.950.3750.00III-B *

0.650.0 Z144.0 Z1142 Z1.750.680.3750.00III-A

0.637.5 Z88.0 Z1099 Z2.020.320.2000.00II

0.825.0 Z51.5 Z1087 Z2.530.220.1300.00I

cmcm/scm/s2ssssSuelo

pDDVVAATdTcTbTaTipo de


4.2.4 Cuando la informacin sobre el suelo de fundacin permita clasificarlo dentro de dos o ms tipos de acuerdo con lo establecido en Tabla 4.3, se debe suponer el perfil del suelo que resulte en el caso ms desfavorable.

4.2.4 Cuando la informacin sobre el suelo de fundacin no baste para clasificarlo de acuerdo con lo establecido en Tabla 4.3, se debe suponer el perfil del suelo que resulte en el mayor valor del esfuerzo de corte basal.

4.2.2 Los siguientes tipos de suelos requieren de un estudio especial en el cual se establezca un espectro de diseo local:

a) suelos potencialmente licuables, entendiendo por ellos las arenas, arenas limosas o limos, saturados, con ndice de Penetracin Estndar N menor que 20, (normalizado a la presin efectiva de sobrecarga de 0,10 MPa);

b) suelos susceptibles de densificacin por vibracin;

c) suelos clasificados como tipo IV o no clasificables en los alcances de la Tabla 4.3.

4.2.2 Se excluyen de Tabla 4.3 los siguientes tipos de suelos, los cuales requieren de un estudio especial:

a) suelos potencialmente licuables, entendiendo por ellos las arenas, arenas limosas o limos, saturados, con ndice de Penetracin Estndar N menor que 20, (normalizado a la presin efectiva de sobrecarga de 0,10 MPa);

b) suelos susceptibles de densificacin por vibracin.

4.2 Efecto del suelo de fundacin y de la topografa en las caractersticas del movimiento ssmico.

4.2 Efecto del suelo de fundacin y de la topografa en las caractersticas del movimiento ssmico.

Modificaciones propuestasCdigo actual NCh433

Modificaciones a la Norma NCh433.Of1996


6.3.5.1 El espectro de diseo que determina la resistencia ssmica de la estructura est definido por:

(8)

en que el valor de I se determina en la forma estipulada en 6.2.3.

6.3.5.1 El espectro de diseo que determina la resistencia ssmica de la estructura estdefinido por:

(8)

en que los valores de I y A0 se determinan en la forma estipulada en 6.2.3.

6.3.5.2 El espectro de pseudo aceleracin elstico Sae se debe construir de acuerdo a la definicin genrica presentada en la Figura 6.1 y conjuntamente con los valores indicados en Tabla 6.2 y Tabla 6.5.

Figura 6.1 Definicin genrica espectro de pseudo aceleracin.

6.3.5.2 El factor de amplificacin a se determina para cada modo de vibrar n , de acuerdo con la expresin:

(9)

en que:

Tn = perodo de vibracin del modo n;T0 , p = parmetros relativos al tipo de suelo de fundacin que se determinan de Tabla 6.3 segn la clasificacin de Tabla 4.3.

6.3.5 Espectro de diseo6.3.5 Espectro de diseo


( )*aea SS R I=0*a IAS R=

03

0

1 4,5

1

p

n

n

TT

TT

+ = +



Tabla 6.2 - Valor de la aceleracin efectiva A0 y del factor Z de zonificacin ssmica

Tabla 6.2 - Valor de la aceleracin efectiva A0

Si el suelo de fundacin se ha clasificado como tipo III utilizando solamente lo establecido en Tabla 4.3, se deben usar los valores definidos para Suelo Tipo III-B de Tabla 6.5. Se podrn usar los valores definidos para Suelo Tipo III-A slo cuando se cuente con la informacin siguiente:

a) Estudio de estratigrafa y velocidades de onda de corte por estrato hasta el basamento rocoso 30 metros;

b) Profundidad del basamento rocoso conocida;

c) Modelo computacional geotcnico o antecedentes experimentales que demuestren un periodo del suelo ante eventos ssmicos severos menor a 1.3 segundos.


Zona Ssmica 0A

1 0,20 g

2 0,30 g

3 0,40 g

Zona Ssmica 0A Z

1 0,20 g 0,50

2 0,30 g 0,75

3 0,40 g 1,00



Tabla 6.3 - Valor de los parmetros que dependen del tipo de suelo

Tabla 6.3 - Valor de los parmetros que dependen del tipo de suelo

*En este caso el espectro de pseudo aceleraciones definido no presenta rama de velocidad

Tabla 6.5 - Valor de los parmetros que definen el espectro de pseudo aceleracin elstico


0T 'T Tipo de Suelo s s s

n p

I 0,90 0,15 0,20 1,00 2,0

II 1,00 0,30 0,35 1,33 1,5

III 1,20 0,75 0,85 1,80 1,0

IV 1,30 1,20 1,35 1,80 1,0

0T 'T Tipo de Suelo

s s s

n

I 0,90 0,15 0,20 0,85

II 1,00 0,30 0,35 0,70

III-A 1,20 0,75 0,85 0,80

III-B 1,20 0,75 1,95 2,05

aT bT cT dT AA VV DD Tipo de Suelo s s s s cm/s2 cm/s cm/s

p

I 0,0 0,130 0,22 2,53 1087 Z 51,5 Z 25,0 Z 0,8

II 0,0 0,200 0,32 2,02 1099 Z 88,0 Z 37,5 Z 0,6

III-A 0,0 0,375 0,68 1,75 1142 Z 144,0 Z 50,0 Z 0,6

III-B * 0,0 0,375 1,95 1,95 1142 Z - 110,0 Z -


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