C3. riesgo sismico

Setiembre 2013 Ingeniería Sismorresistente

RIESGO SISMICO Clase 3

CURSO

INGENIERÍA SISMORRESISTENTE

Introducción.- Peligro Sísmico.- Vulnerabilidad.- Riesgo.- Sísmico.- Objetivos del Diseño Sismorresitente.-

Ing. Omart Tello Malpartida

Introducción

El daño que podría presentar una obra de ingeniería

por efecto de los sismos depende tanto de la sismicidad del lugar donde se ubica, como de las características propias de la obra la misma.

En zonas de alta sismicidad, las obras civiles, están expuestas a sufrir daños importantes, el daño que experimenten dependerá de las características propias de cada obra en particular.

Ing. Omart Tello Malpartida Ingeniería Sismorresistente

Peligro Sísmico

La severidad de los sismos en un emplazamiento

determinado se denomina Peligro Sísmico y depende exclusivamente del panorama sismotectónico de la zona, de las características del suelo y de la topografía local.

Para propósitos de ingeniería, el peligro se expresa por el valor máximo que podría alcanzar en el sitio un determinado parámetro que indica la severidad, por ejemplo la aceleración máxima del suelo o la intensidad local.


Peligro Sísmico

PERU EN ZONA SISMICA

Zona de Convergencia de Placas Tectónicas

Subducción de la placa oceánica de Nazca bajo la placa continental Sudamericana (9 cm / año)

ALTO PELIGRO SISMICO PERU

ESTIMACION DE PELIGRO SISMICO

• Datos característicos del sismo - Magnitud - Duración - Frecuencia - Origen

• Características del subsuelo y la respuesta de éstos al paso de los trenes de ondas sísmicas

- Litología de rocas y sedimentos no consolidados - Espesor de unidades litológicas - Presencia de fallas activas - Efectos topográficos - Efectos secundarios (remociones en masa, asentamientos,

licuefacción, etc)

Para estimar el peligro sísmico se requiere obtener datos sobre dos tipos de variables:

MAGNITUD SISMICA

MAGNITUD: Es una medida que tiene relación con la cantidad de energía liberada en forma de ondas. Ej: Magnitud de Compresión (Gutenberg y Richter, 1956)

A: amplitud del movimiento del suelo T: periodo de la onda considerada Q: función entre distancia (D) y profundidad (h)

Mb = log (A/T) +Q(D,h)

INTENSIDAD: Es una medida de los efectos producidos por un sismo en personas, animales, estructuras y terreno en un lugar particular. (Escala de Intensidades de Mercalli Modificada).

Depende de:

- Magnitud - Distancia Epicentral - Geología Local - Tipo de Construcciones

“Un sismo posee solamente una medida de magnitud y varias observaciones de intensidad“.

INTENSIDAD SISMICA

Zonas sismogénicas principales:

a. Zona Costera o de subducción

Ej: Valparaíso 1985

b. Zona Intraplaca (>50 km)

Ej: Chillán 1939 y Calama 1950

c. Zona Cordillerana (<20 km)

Ej: Las Melosas 1958

ZONAS SISMOGENICAS

ZONA DE RUPTURA Y DISTANCIA EPICENTRAL

Ej: Terremoto de 1985 (Kausel, 1996)

ISOSISTAS

N11º (d) Distancia

a la Línea Epicentral

Línea Epicentral

Distancia Hipocentral

TERREMOTOS HISTÓRICOS

SISMOS COSTEROS DE SUBDUCCIÓN (Ms > 7.5)

Zona Intraplaca (Ms = 8): Chillán 1939 y Calama 1950 Zona Cordillerana (Ms < 6): Las Melosas 1958

TERREMOTOS HISTÓRICOS CHILE CENTRAL

Terremotos (Ms~8.0) en Chile Central:

1575, 1647, 1730, 1822, 1906, 1985.

Recurrencia = 82 +- 6 años

* Todos tienen epicentros costa afuera

* Zonas de ruptura coinciden entre 33° y 33.5°, frente a Valparaiso-Algarrobo.

ASPEREZA

FORMULAS DE ATENUACION DE INTENSIDAD

I (M,r) = a1 M + a2 Log (r) + a3 r + a4 h + a5

BARRIENTOS (1980)

I (M,r) : Atenuación de Intensidad M : Magnitud Ms r : Distancia hipocentral h : Profundidad focal R : Distancia a la Línea Epicentral

a1 = 1.4239 a2 = - 4.1245 a3 = - 0.0003 a4 = 0.5835 a5 = 3.9095

r2 = R2 + h2

SISMOS HISTORICOS

Calculo Constantes

NO CONSIDERA CONDICIONES LOCALES DEL SUBSUELO

FORMULAS DE ATENUACION DE INTENSIDAD

I (d) = 7.54e-0.0029d

MENENDEZ (1991)

I (d) : Atenuación de Intensidad en roca d : Distancia epicentral

Valido solo para el terremoto de 1985 de magnitud 7.8

Diferencia de casi 2 grados

Sedimentos no consolidados

6.06.5

>7.07.0

AREA DEREPLICAS

1985

AREA DEREPLICAS

1971

AREADE SISMOS

PRECURSORES

SANTIAGO

RANCAGUA

MELIPILLA

SAN FERNANDO

PICHILEMU

ILOCA

CONSTITUCION

HUALANE

CURICO

TALCA

RAPEL

CAUQUENES

CHILLAN

SANANTONIO

VALPARAISO

QUINTAY

LOS VILOS

SAN FELIPE

LA LIGUA

ZAPALLAR

VENTANAS

VIÑADEL MAR

LAS TORTOLAS

ILLAPEL

LLAY LLAY

35º

72º

36º

34º

33º

32º 32º

33º

34º

35º

36º

73º 71º 70º 69º

69º70º71º72º73º

100km500

SIMBOLOGIA

ISOSISTAS EN ROCA 1985

EPICENTRO SISMO 1985

LINEA EPICENTRAL 1985

MODULO DEL VECTOR = 1 g

ACELERACION MAXIMA

N

ISOSISTAS EN ROCA (Menendez, 1991)

Isosistas sin diferenciar suelo de fundación

MICROZONIFICACION SISMICA

Aumento de Intensidad de depósitos no consolidados respecto a la roca: (Menendez, 1991)

Gravas 0.5 a 1.0

Coluvios 1.0 a 2.0

Cenizas 1.5 a 2.0

Lacustres 2.0 a 2.5

RESPUESTA SISMICA

+ TERREMOTOS HISTÓRICOS + INTENSIDADES O GRADO DE DAÑOS + LITOLOGÍAS RESPUESTA SÍSMICA ESTIMADA

FALLAS ACTIVAS

Falla Potencialmente Activa

CU

ATER

NAR

IO

Hol

ocen

o Pl

eist

ocen

o

Falla Activa

Solo si se ha podido demostrar actividad

Vulnerabilidad Sísmica

Durante un sismo importante, las obras civiles, son

afectadas en mayor o menor medida en función a sus características de resistencia, rigidez o regularidad estructural. El daño que podría sufrir una obra en particular considerando exclusivamente sus características propias se denomina Vulnerabilidad.

Las obras en mal estado, o aquellas sin adecuada resistencia lateral, son mas vulnerables que aquellas otras proyectadas y construidas con criterios sismorresitentes, independiente del lugar donde se ubiquen.


Vulnerabilidad Sísmica

Riesgo Sísmico

El daño que podría presentar una obra determinada como consecuencia del peligro que la amenaza y de su propia vulnerabilidad, se denomina Riesgo Sísmico.

Simbólicamente, el riesgo puede expresarse en función del peligro y la vulnerabilidad.

Riesgo = Peligro x Vulnerabilidad

El peligro constituye la componente de amenaza natural sobre la cual no es posible intervenir, y la vulnerabilidad que puede ser manejada con el fin de controlar el riesgo final de las obras civiles.


Riesgo Sísmico

Si se pretende logar niveles similares de riesgo en construcciones de igual uso (por ejemplo hospitales) independientemente de la sismicidad de la zona en que se ubiquen, se tendrá que construir estructuras robustas en zonas de alto peligro y se aceptaran construcciones menos competentes lateralmente en zonas de bajo o nulo peligro sísmico.

Debido a la naturaleza aleatoria de los sismos, a la natural variabilidad en las características físicas de las obras civiles y a la incertidumbre en los procedimientos de ingeniería, tanto el riesgo, como el peligro y la vulnerabilidad, deben representarse en términos de probabilidades.


Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente (1 ).

El diseño y construcción sismorresistentes tienen como

objetivos evitar el colapso de las obras civiles en terremotos fuertes y reducir los daños que podrían presentarse en terremotos menos severos, pero mas frecuentes. Para logar estos objetivos, necesario conocer las características de los movimientos que podrían producirse en el lugar de la obra.

Para una construcción en particular, se podría pensar en el mayor terremoto posible en el lugar que podría presentarse en su vida útil. Dar protección contra el terremoto mas grande no resulta una alternativa razonable, debido al alto costo que esto significa y a que los terremotos extremos están distanciados en el tiempo y, por lo tanto, tienen baja probabilidad de ocurrir durante la vida útil de la obra.


Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente (2).

Entre los movimientos que podrían afectar

una obra de ingeniería, es necesario definir algunos niveles de severidad con el fin de establecer objetivos de diseño en cada uno de ellos.

Por ejemplo, se debe definir el nivel hasta el cual se pretende evitar el colapso y también el nivel hasta el cual no se deberían presentar daños.


Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente (2).

Para posibilitar esta

elección, es necesario representar la severidad del movimiento en términos de probabilidades, considerando la importancia de la obra y el tiempo de su vida útil.


Aceleración pico y periodo de retorno para el sitio de la obra

Riesgo Sísmico

Reflexiones

¿ Preguntas ?

C3. riesgo sismico

Art & Photos

Transcript of C3. riesgo sismico