Construcción Sismo Resistente

UNIDADES

1.- ANALISIS DEL COMPORTAMIENTO SISMICO. 2.- CRITERIOS DE ESTRUCTURACIÓN SÍSMICA. 3.- COMPORTAMIENTO DE ESTRUCTURAS FRENTE A UN SISMO.

Definición de Sismo

Los sismos son movimientos convulsivos en el interior de la tierra y que generan una liberación repentina de energía, la que se propaga en forma de ondas provocando el movimiento del terreno.

El origen de los terremotos se encuentra en la acumulación de energía que se produce cuando, para restablecimiento del equilibrio por desplazamiento de materiales del interior de la Tierra, desde condiciones inestables que son consecuencia de actividades volcánicas y tectónicas, que se originan principalmente en los bordes de la placa.

1.- Análisis del comportamiento sísmico

La forma, amplitud y duración del movimiento sísmico dependen entre otras cosas, del tamaño (magnitud) del sismo, la distancia hipocentral (es decir la distancia a la fuente), el mecanismo de falla que originó el sismo y las características del suelo.

Construcción Sismo Resistente

Análisis del comportamiento sísmico

1.- Análisis del comportamiento sísmico Respuesta de diferentes elementos y contenido de una

edificación frente a un sismo

En general, el movimiento sísmico se presenta en todas direcciones, con movimientos horizontales, verticales y rotaciones. La figura muestra esquemáticamente algunos de los efectos de sismos en elementos estructurales y no estructurales.

Construcción Sismo Resistente

Análisis del comportamiento sísmico

Sismo de Northridge

1.- Análisis del comportamiento sísmico

Para ilustrar los efectos de sismos en estructuras de acero vamos a considerar dos sismos cuyas consecuencias motivaron cambios en la filosofía de diseño de este tipo de estructuras: 1. El sismo de Northridge en California el año 1994 2. El sismo de Kobe en Japón en 1995.

La figura muestra un edificio de marcos de momento típico y el detalle de conexión viga-columna más común previo al terremoto de Northridge. Las alas de la viga se encargan de transmitir el momento a la columna a través de soldaduras de penetración completa, mientras el corte se transfiere a través de una placa de corte desde el alma de la viga a la columna. Para la correcta ejecución de la soldadura se perforaba un agujero de acceso en el alma de la viga, para poder pasar el electrodo de lado a lado del ala, y se utilizaba una placa de respaldo para asegurar la penetración completa de la soldadura, la que no siempre era retirada al terminar de soldar.

Northridge en California el año 1994

Conexión típica viga-columna a momento pre-Northridge.

El terremoto de Northridge fue un sismo de intensidad moderada, después del cual no se registraron mayores problemas estructurales. Sin embargo, a poco andar fueron descubiertas fracturas en el ala inferior de vigas. Fracturas típicas en las conexiones viga-columna como consecuencia del sismo de Northridge incluían fracturas de la soldadura, fractura iniciadas en el borde de la soldadura que se propagaban al ala de la columna en la dirección de laminación, fracturas similares a las anteriores que luego se devolvían a la cara exterior del ala de la columna y fracturas que atravesaban completamente el ala y se propagaban en el alma de la columna. Este tipo de fallas fue completamente inesperado.

Northridge en California el año 1994

Factores que influyeron:

• Ejecución incorrecta de soldaduras

• Grietas preexistentes en soldaduras o metal base

• Tensiones residuales en las uniones generadas durante construcción

• Falla del ala de la columna ocasionada por tracciones en la dirección del espesor

Northridge en California el año 1994

Factores que influyeron:

• Aumento de tracción en ala inferior de la viga debido a presencia de la losa de hormigón

• Estados triaxiales de tensión

• Concentración en pocos lugares de uniones rígidas para resistir sismo

Northridge en California el año 1994

Respuesta experimental de conexión viga-columna pre-Northridge

Northridge en California el año 1994

Northridge en California el año 1994

VIDEOS