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SISMICA (JAPON)

Integrante:

Nilsa A. Salas Mndez C.I.V-17.323.835Edgar Jaimes Rojas 9no semestre Ingeniera CivilProf. Ing.. Hilda Santana

Julio de 2015Introduccion

Hoy en dia en toda obra civil se debe construir tomando en cuenta las normas antisismicas ya que los sismos constantes que ha venido sufriendo el planeta en los ultimos aos han cobrado la vida de miles de personas y dejando a muchas familias damnificadas, es por ello que hoy en dia se ha venido desarrollando nuevas tecnologias con el fin de lograr salvar mas vidas ,logrando contrucciones sismoresistentes sobre todo en los paises mas afectados propensos a tener mas terremotos debido a los moviemientos de las placas tectonicas .

SISMOS EN JAPONQue es un sismo?Un sismo son sacudidas o movimientos bruscos del terreno, generalmente producidos por disturbios tectnicos (ocasionado por fuerzas que tienen su origen en el interior de la Tierra) o volcnicos (producido por la extrusin de magma hacia la superficie). En ambos casos hay una liberacin de energa acumulada que se transmite en forma de ondas elsticas, causando vibraciones y oscilaciones a su paso a travs de las rocas slidas del manto y la litosfera hasta 'arribar' a la superficie terrestre.El fenmeno ssmico es similar al hecho de arrojar un objeto a un estanque de agua. En ese caso, la energa liberada por el choque de dicho objeto con la superficie del agua se manifiesta como un frente de ondas, en este caso circular, que se aleja en forma concntrica del punto donde cay el objeto.El hipocentro o foco ssmico es el punto interior de la Tierra donde tiene lugar el sismoUn promedio de ochocientos mil temblores azotan la tierra cada ao, pero muchos son pequeos y no son sentidos por el ser humano. Un temblor severo de magnitud mayor, puede ser esperado cada ocho o diez aos.Por qu se producen los sismos?La causa de un temblor es la liberacin sbita de energa dentro del interior de la Tierra por un reacomodo de sta. El manto, que es donde se desencadenan las fuerzas que dan origen al desplazamiento de los continentes y por ende a los terremotos. Los terremotos pueden ser superficiales (0-70 km), intermedios (70-300Km) o profundos (300-700 km).Como se produceLos sismos volcnicos son los producidos por el ascenso de magma hacia la superficie.La causa de un temblor es la liberacin sbita de energa dentro del interior de la TierraTectnica de placasSegn esta teora, la corteza terrestre est compuesta al menos por una docena de placas rgidas dichas placas, separadas por cadenas montaosas o fosas, se mueven lentamente, chocando o rozndose unas con otras. Las placas se mueven relativamente entre ellas y en los bordes o zonas de interaccin pueden producirse algunos de los siguientes fenmenos:Formacin de nueva corteza: El desplazamiento del magma, fundido y muy caliente, que escapa hacia el exterior provoca volcanes y terremotos de magnitud variable.Roce entre placas: Al pasar una al lado de la otra se crean esfuerzos, los cuales se liberan violentamente cuando las rocas llegan a su punto de fractura. Esta situacin produce terremotos.Choques entre placas: Aqu se pueden dar 3 situaciones: Choque de dos placas continentales. Debido a su poca densidad ninguna se hunde, pero el choque hace que se arruguen formando una cadena montaosa, Choque entre una placa ocenica y una placa continental. Como la corteza ocenica es ms densa, la placa subduce, regresa al manto y forma las grandes fosas que se han encontrado en los bordes de los ocanos. Como consecuencia del choque se arruga la corteza y se forma una cadena montaosa. . Choque de dos placas ocenicas. Aqu se hunde la ms delgada o ms densa de las dos. Tambin ocurren terremotos y volcanes y se pueden originar islas volcnicas.Qu son ondas ssmicas?Son oscilaciones que se propagan desde una fuente (foco o hipocentro) a travs de un medio material elstico (slido y lquido) transportando energa mecnica. Se clasifican en Corpreas y Superficiales. Las Corpreas viajan por el interior de la Tierra y se clasifican en Primarias (P) y Secundarias (S). Las Superficiales, como su nombre lo indica, se desplazan por la superficie del planeta y se dividen en Ondas Love (L) y Ondas Rayleigh (R).Tipos de OndasOndas Primarias (P):La primera caracterstica de esta onda es que comprime y expande la roca, en forma alternada en la misma direccin en que viaja. Estas ondas son capaces de viajar a travs de las rocas slidas as como de lquidos, por ejemplo ocanos o magma volcnico. Adems, las ondas "P" son capases de transmitirse a travs de la atmsfera, por lo que en ocasiones son percibidas por personas y animales como un sonido grave y profundo.Ondas Secundarias (S):Viajan ms lento que las ondas P, por lo que arriban con posterioridad a la superficie terrestre. Movimiento de arriba hacia abajo y de lado a lado, que sacude la superficie del suelo vertical y horizontalmente. Este es el movimiento responsable del dao de las construcciones.Ondas Love (L):Su movimiento es el mismo que el de las Ondas S, slo que restringido a los intervalos de interaccin entre las diferentes capas de la superficie terrestre. Viajan ms rpido que las Ondas Rayleigh.Ondas Rayleigh (R):Tienen un movimiento vertical similar al de las olas de mar. Las ondas superficiales viajan ms despacio que las ondas internas.Las ondas Love son las ms rpidas.Las ondas ejercen un gran dao a las construcciones.Las ms rpida de las ondas internas es la onda primaria u onda (P).La causa de los terremotos se encuentra liberacin de energa de la corteza terrestre acumulada a consecuencia de actividades volcnicas y tectnicas, que se originan principalmente en los bordes de la placa. Aunque las actividades tectnicas y volcnicas son las causas principales por las que se generan los terremotos hay otros factores que pueden originarlos: Acumulacin de sedimentos por desprendimientos de rocas en las laderas de las montaas, hundimiento de cavernas. Modificaciones del rgimen fluvial. Variaciones bruscas de la presin atmosfrica por ciclones. Estos fenmenos generan eventos de baja magnitud, que generalmente caen en el rango de microsismos: temblores detectables slo por sismgrafos. Tectonicas de placas en japonEl grupo insular nipn es, sobre todo, el resultado de continuos e inmensos movimientos ocenicos que ocurrieron durante centenares de millones de aos desde mediados del PerodoSilricohasta elPleistoceno. Este proceso fue como resultado de la subduccin tectnica de laplaca Filipinay laplaca Pacficadebajo de las continentalesplaca Euroasiticayplaca Norteamericana.La mayor parte del territorio terrestre est asentado sobre laplaca de Ojotsk, ubicndose su lnea de friccin y ruptura con laplaca Euroasitica(sector tambin conocido comoplaca Amuria) al centro-sur de la isla deHonsh, a la altura del nudo montaoso y valle de laFosa Magna. El resto del territorio japons se encuentra en la segunda placa mencionada. Mientras tanto, el arco de lasislas Rykyse encuentran al borde de laplaca Filipina.Por otro lado, la unin de laplaca Filipina, laplaca Euroasiticay laplaca de Ojotskocurre en las cercanas delMonte Fujio Fujiyama, convergencia con un alto potencial ssmico y vulcanolgico.Esta compleja distribucin, origina profundas y extensasfosas ocenicas, especialmente en la costa pacfica del archipilago. Destaca en particular laFosa de Japn, de 9000 m de profundidad, originada por unafallaconborde convergenteporsubduccin.Japn estuvo asociado originalmente a la costa este del continente eurasitico. Las placas se subdujeron, siendo ms profundas que laplaca Euroasitica. Estos procesos geolgicos tiraron a Japn hacia el este, originado la apertura delMar del Japnhace alrededor 15 millones de aos y dando lugar a una cuenca submarina de trasarco1ElEstrecho de Tartariay elEstrecho de Corea fueron abiertos mucho ms adelante.Las colisiones entre estas placas y su posterior hundimiento generaron los arcos de islas de lasKurilesy deSajalin-Hokkaid(al norte), el arco deHonsh, que conectaKysh,Shikoku, Honsh y la porcin oeste de Hokkaid (en el centro), y los arcos de las Ryky e Izu-Ogasawara (en el sur).

Porque se producen los sismos en JapnA versin cientfica sostiene que se debe a que Japn se encuentra en la confluencia de cuatro placas tectnicas, el cinturn de fuego del Pacfico, Los temblores de tierra son frecuentes (con una intensidad reducida a moderada) y la actividad volcnica ocasional se siente en forma activa en las islas. Tienen lugar ms de 5.000 movimientos ssmicos al ao, de los cuales 1.000 son percibidos por la poblacin, y de ellos slo unos cuantos son terremotos violentos.En Japn se han presentado 5 importantes terremotos en los ltimos 15 aos. Estos han sido los siguientes:Elterremoto de Hei:14:00 del 28 de octubre de1707, el ms grande en la historia de Japn hasta elterremoto de 2011.Caus daos en el suroeste de las islas deHonshu,Shikokuy en el sureste deKysh.El terremoto y eltsunamiresultante causaron ms de 5.000 muertos.Tuvo una fuerza en laescala Richterde8.6ypudo haber provocado la ltima erupcin del MonteFujique ocurri 49 das despus.ElGran terremoto de Kantoazot laregin deKantoen la isla deHonshua las 11:58 del1 de septiembrede1923. Tuvo una magnitud de7,8grados y destruy la ciudad deYokohamaas como las prefecturas vecinas deChiba, Kanagawa,ShizuokayTokio.105.385 personas murieron y 37.000 quedaron desaparecidas.Alrededor de 570.000 hogares fueron destruidos, dejando 1,9 millones dedamnificados.Despus del terremoto, seorganiz un plan de reconstruccin de Tokio con redes modernas decarreteras,trenesy servicios pblicos. Sin embargo, el estallido de laSegunda Guerra Mundial limit los recursos.En1960se design al1 de septiembrecomo elDa de la Prevencin de Desastrespara conmemorar el terremoto y crear conciencia de la importancia de prepararse ante los desastres. Tokio est cerca de unafallabajo lapennsula de Izuque, en promedio, causa un gran terremoto cada 70 aos.

ElTerremoto de KobeoGran Terremoto de Hanshin, tuvouna magnitud de6,9grados.Ocurri el17 de enerode1995a las 5:46 en la parte sur de laPrefectura deHygoy dur unos 20 segundos. El foco fue a 20 km de la ciudad deKbe.Unas 6.400 personasperdieron la vida. Al ser la ciudad ms cercana alepicentro, fue la que sufri los efectos con mayor fuerza, Caus unas prdidas estimadas de 3billonesdeyenesen daos.Los daos en autopistas elevadas y tneles fueron la imagen ms conocida del terremoto, tanto ms si se tiene en cuenta que enJapnse los supona a salvo de temblores debido a su diseo.El Gobierno cambi su poltica de actuacin en respuesta a los amplios daos en infraestructuras de transporte invirtiendo millones de yenes.Cerca de la estacinShin-Kobe, en memoria del terremoto, un gran "1.17" est iluminado en el parqueHigashi Yuenchi, cada17 de enero.ElTerremoto de la costa de Chuetsude6,8grados Ritcher ocurri a las 10:13 del 16 de julio de2007, en el noroeste de la prefectura de Niigata en la isla de Honshu. Nueve personas fallecidas y al menos 900 heridas. 342 edificios fueron destruidos completamente siendo la mayora viejas estructuras de madera.Terremoto de Iwate-Miyagi Nairikuse produjo a las 8:43del14 de juniode2008,de magnitud6.8en laescala de Richtercon epicentro en laprefectura deIwate. El movimiento se origin a una profundidad de unos 40kilmetros.Murieron 12 personas, 435 quedaron heridas y un sin nmero de viviendas quedaron destruidas.Elterremoto de Shizuoka-Okide magnitud6,4afect a la prefectura deShizuoka, a las 20:07 del 10 de agosto de2009. El epicentro se ubic a 135 km deTokio. Una mujer falleci en la ciudad deShizuoka, 143 personas heridas y unos 6000 edificios sufrieron daos menores.Elterremoto del sur de Japnoterremoto de las Ryukyufue registrado elsbado27 de febrerode2010a las 5:31. Tuvo una magnitud de7,3grados en laescala de Richtery afect principalmente a lasislasRyukyuen el sur delJapny obligando a evacuar a la poblacin costera a zonas altas debido a la alerta detsunami.No hubo graves daos materiales ni vctimas pero si hubo varios apagones y algo de tensin en la poblacin, sobre todo en laprefectura deOkinawadonde se sinti con mayor fuerza.Elterremoto de la costa del Pacfico en la regin deThoku,el que hemos visto todos este ao fue de magnitud9,0. Ocurri a las 14:46 del viernes 11 de marzo del2011. El epicentro fue en el mar, frente a la costa de Honshu, 130 km al este de Sendai, en la prefectura de Miyagi. Dur unos 6 minutos y ha sido el terremoto mas potente sufrido en Japn y el cuarto mas potente medido del mundo hasta da de hoy.El sismo pudo haber movido la isla Japonesa unos 2,4 metros, y alter el eje terrestre en unos 10 centmetros.La violencia del terremoto, acort la duracin de los das en 1,8 microsegundos.Una serie de terremotos que comenzaron con un temblor de 7,2 el 9 de marzo a 40km del gran terremoto precedieron al principal, seguido de otros tres el mismo da de la catstrofe que pasaron los 6 de intensidad.Despusdel gran terremoto se registraron ms de cien rplicas superiores a 4,5 grados.Tras el terremoto se gener una alerta detsunamipara la costa pacfica deJapny otros pases. Una ola de 10 metros de altura lleg al aeropuerto deSendai,que qued inundado, con olas que barrieron coches y edificios a medida que se adentraban en tierra.El nmero de vctimas mortales asciende a 9.523 y 16.094 desaparecidosLa situacin fue muy complicada para alrededor de 440.000 siniestrados, enfrentados al fro intenso y a la escasez de alimentos, agua corriente y electricidad en algunos centros de acogida.Se declar el estado de emergencia en lacentral nuclear deFukushima 1 a causa de la falla de los sistemas de refrigeracin de los reactores y la explosin en la central, llegando a evacuar a 3000 personas en un radio de 30 km. Se ha calificado este incidente como el ms grave desde el de Chernbil.El dao causado por las catstrofes ser equivalente al 5% del PIB de Japn.Japn es el pas mejor preparado del mundo contra terremotos. Sistemas de alerta de tsunamis, sismgrafos en toda la tecnologa publica de la ciudad e innovaciones fuertes en los edificios los protegen de la mejor manera.

Japan Railways (JR), la empresa ms importante de trenes de Japn, cre el sstema UrEDAS (Urgent Earthquake Detection and Alarm System) ya que mover una red de trenes inmensa a travs de un terremoto gigante es imposible.

Es capaz de detectar, encuatro segundostras el inicio del terremoto, su magnitud, epicentro y profundidad, analiza el movimiento de la onda de choque y determina en que zonas del pas ser ms fuerte y qu trenes deben parar de inmediato. Esto, combinado con varios sismgrafos e instrumentos instalados en el tren mismo frenan todo el movimiento en la red ferroviara.Este sistema fue tan exitoso que fue convertido a uso civil para todo el pas, creando elKinky Jishin Sokuho Earthquake Early Warning (EEW) que agrega una serie de alertas obligatorias en TV generadas automticamente, sin importar lo que se est transmitiendo, as como un sistema de alertas a todos telefonos moviles que se dispara inmediatamente y todos los habitantes reciben.Al vivir entre sismos, la ingeniera japonesa se toma muy en serio la investigacin en edificios, perocuando caminas por Tokyo, aunque ves edificios altos, no ves tantos rascacielos como por ejemplo en Manhattan. Los terremotos les impiden crear tantos edificios de estas magnitudes, aunque en estos ltimos aos se han construido grandes rascacielos gracias a multiples innovaciones,entre ellas, laE-Defense Shake Table. Unasuperficie del tamao real de un edificioquesimula un terremoto muy cercano a la realidad.La clave de estos gigantes est en el movimiento. La cimentacin no es rgida, y permite que ste se mueva. Actan como una especie de mecedoras gracias a losHybrid mass dampers(difusores de vibracin en las bases de las construcciones).Japn fue el primer pas en instalar sistemas de alerta temprana contra tsunamis. Una amplia red de boyas conectadas porsatlitedetectan cualquier tipo de perturbacin bajo el suelo marino, indicando un tsunami inminente.Existen construcciones interesantes como las pagodas, que no se desploman con los terremotos. Estas construcciones, de tres a cinco pisos, se elevan sobre maderas insertadas (sin clavo alguno), un material flexible que absorbe la tensin ssmica e impide que la fuerza ejercida ascienda hacia la torre. Otro elemento imprescindible es el pilar central que las atraviesa desde la base hasta la salida del techo, llamadoshinbashira. Durante el terremoto oscila como un pndulo, permitiendo aminorar la fuerza del temblor.Pero os preguntareis... Con todo esto un terremoto puede provocar tantacatstrofecomo el ltimo?Partiendo de que un terremoto de magnitud 9.0 como el del 11 de marzo llega a ocurrir en otro pas,estaramoshablando de unacatstrofemucho mayor y eso demuestra lo bien preparado que est Japn para afrontar los terremotos.Si un terremoto ocurre a una gran profundidad y es superficial, sistemas como el EEW pueden avisar a todos los habitantes minutos antes que ocurra. Si un tsunami se inicia en algn punto lejano del ocano, tardar en llegar a la costa, la red de boyas lo detectarn y ser posible evacuar.El ltimo gran terremoto de Japn fue muy cerca de la costa. La tecnologa permiti que no fuera unacatstrofemas grande, pero nada, a menos con los medios tecnolgicos que conocemos actualmente, puede detener la fuerza destructiva deuna ola gigantesca de 10 metros de alto que entra a tierra a destruir todo a su paso.

Daos estructurales Daos estructurales son los que afectan la estabilidad y/o la resistencia de la estructura pueden ser menores ,moderados y mayores

daos menoresson daos que no implican debilitamiento significativo del elemento,generalmente no necesitan reparacion, ejemplo pequeas fisuras ,cortas y muy delgadas Daos moderadosSon daos significativos que han afectado la resistencia y/o la estabilidad del elemento , si se dan en forma aislada en algun elemento ,la estructura total puede no ser peligrosa , si ocurre en forma generalizada la estructura debe repararse globalmente.Daos mayores o severosSi el sistema estructural de un edificio ha sufrido daos mayores la estructura se debe clasificar como insegura . entre los daos mayores se pueden mencionar el colapso parcial o total de la estructura , edificaciones inclinadas o con asentamemientos , paredes severamente agrietadas y/o desplomadas, vigas o columnas falladdas ,pisos separados de su soporte vertical ,juntas y conexiones que muestren fallas significativas ,cimeintos fracturados y cosas semejantes.

Daos estructurales a los edificios por el terremotoAntecedentesMacrosismo de Japn* del 11 de marzo de 2011, con:Magnitud, Mw= 9.0-Daos extraordinariamente importantes debido a los efectos del tsunami subsecuente-Daos relativamente escasos debido a los efectos mismos del sismo* En la costa Este de la Pennsula Oshika, Tohoku, a 130 km de la ciudad de Sendai, a unos 500 km al norte de TokioPrincipales observaciones Dominan los daos, por mucho, de los efectos del tsunami. Los edificios con mayores daos (principalmente en columnas y, en varias ocasiones, en vigas de acoplamiento) por efectos del sismo, fueron construcciones NO recientes, a base de marcos de concreto reforzado rigidizados con muros y/o contraventeos metlicos. Dominan los edificios de acero estructural. daos importantes en columnas (muchos por problemas de columna corta y sin confinamiento suficiente en los extremos) Varios daos por: - irregularidades en planta y elevacin - mala unin de elementos no-estructurales (muros divisorios de mampostera, plafones, libreros, etc) Pocos daos estructurales inducidos por - problemas recurrentes de licuacin de arenas, debido a la modificacin favorable del criterio de diseo de las cimentaciones de los nuevos edificios, a raz de las experiencias de sismos intensos anteriores. " No problemas aparentes de torsiones excesivas en planta " No daos por golpeteo entre edificios (siempre holguras suficientes) " No daos en volados " No daos en escaleras de servicio !! Muchas bardas cadasEdificio adjunto al laboratorio de investigacion de ingenieria Caracteristicas: 2 niveles de planta rectangular tipo Estructuracion a base de marcos de concreto reforzado Recubrimiento de concreto excesivos y acero liso de refuerzo transversal en las columnas daadas de PB ,pero a una separacion razonableComportamiento sismoresistente

Estructura principal con daos importante en las columnas de planta baja,debido a problemas de tension diagonal.

Edificio escuela educacion especial Caracteristicas Es uno de 3 cuerpos (edificios) de una escala localizada en loma Estructuras de concreto reforzado de 4 niveles con 3 crujias en la dir. Larga y 1 crujia en la corta ,con muros cabeceros. Diseo de 1974 , con vigas y pretiles (formado trabes de gran peralte en el eje longitudinal de la fachada norte, reduciendo la latura deformable de las columnas.Comportamiento sismorresistenteFallas tipo de cortante por efectos de columna corta de los lados norte surSuficiente (adecuado) refuerzo transversal , en general pero fuerzas del sismo muy grandes.

Viaducto shinkansen de nakasone( de 103 m de largo a 456 km de tokyo)

Antecedentes

Diseo segn Shinkansen red Estndares de Diseo Estructural (especficamente para el Tohoku, Joetsu y Narita Lneas), 1972 "y" Normas de Diseo Estructural de Hormign Armado, hormign en masa y Estructuras de Hormign Pretensado 1970

Comportamiento sismorresistente

Daos severos en el extremo superior de las pilas con cabezales (sin daos en la cimentacin) Falta de confinamiento para evitar la falla del ncleo del concreto Prdida de capacidad de carga gravitacional Modos de falla de cortante y de flexin

ANEXOS

TECTONICA DE PLACAS JAPON

DAOS ESTRUCTURALES EN LAS EDIFICACIONES PRODUCIDOS POR LOS TERREMOTOS EN JAPON

Edificio adjunto al laboratorio de investigacion de ingenieria

Edificio escuela educacion especial

Viaducto shinkansen de nakasone( de 103 m de largo a 456 km de tokyo)

CONCLUSIONES

Las resistencias de las estructuras sujetas a sismos esta influida por su diseo arquitectonico y su configuracion ,es decir ,el tamao ,naturaleza y localizacion de sus elementos resistentes y de aquellos no estructurales que afectaran directamente su respuestas ante un sismo.Toda estructura debe asegurar un comportamiento adecuado bajo las cargas que seran impuestas a ella ,tanto gravitacional como sismicas ,debe poseer una resistencia adecuada para soportar las cargas ,rigidez para exhibir deformaciones tolerables y estabilidad al ser sometida a fuerzas verticales y horizontales. Las estructuras sujetas a movimientos sismicos pueden sufrir daos en los elementos que las componen ,conocidos como daos estructurales , o bien ocasionar daos en elementos no-estructurales ,tales como elemntos arquitectonicos , sistemas electricos y mecanicos instalaciones sanitarias.