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UNIVERSIDAD DE CATOLICA ANDRES BELLO ÁREA DE POSTGRADO
ESPECIALIZACIÓN INGENIERÍA ESTRUCTURALINGENIERÍA SISMORRESISTENTE
TRABAJO N° 1
LEYES DE ATENUACIÓN
Autor:Bondarenko Slawko
C.I: 18.849.070
Profesor:
Ing. Alfonzo Malaver
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LEYES DE ATENUACIÓNIng. Slawko Bondarenko
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Enunciado
En las tablas: 1.1, 1.2 y 1.3, está el resultado del cálculo de la amenaza
sísmica para el sitio de coordenadas 7,82°N y 71,33°W (Zona Sismica 4) usando
las leyes de atenuación de CORAL 91 (1991), CAMPBELL (1997) y BOORE,
JOINER & FUMAL (1997), respectivamente. Utilizando esta información,
determinar:
I. La aceleración máxima horizontal para periodos medios de retorno de 100,
200, 1000, 2000 y 5000 años. (graficar Periodo de Retorno vs
Aceleración).
II. Porcentaje de las fallas que más contribuyen para las aceleraciones de
200, 400 y 500 gal. (graficar el promedio de las tres leyes).
III. Espectros de respuesta elástica e inelástica (R=4) para un periodo medio
de retorno de 1200 años y perfiles de suelo S2 y S3.
IV. Discutir los resultados.
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LEYES DE ATENUACIÓNIng. Slawko Bondarenko
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TABLA 1.1 RESULTS FOR SITE LOCATION X= 71.33 Y= 7.82
PROBLEM= 1 ACEL. CORAL 91
INTENSITIES: 4.61 5.3 5.7 5.99 6.21 6.68
ANTILOG(INTEN.): 100 200 300 400 500 800
BACKGROUND 5.93E-04 6.08E-05 1.22E-05 3.38E-06 1.15E-06 9.25E-08
FUENTE BUCARAMANGA 1 2.29E-07 1.67E-09 6.52E-11 5.95E-12 8.51E-13 1.09E-14
PIE DE MONTE (SUR) 5.90E-04 6.36E-05 1.34E-05 3.91E-06 1.40E-06 1.26E-07
PIE DE MONTE (NORTE) 2.21E-04 1.22E-05 1.66E-06 3.48E-07 9.39E-08 4.44E-09
F. DE MUTICUA 1.23E-05 3.40E-07 2.85E-08 4.08E-09 8.08E-10 1.87E-11
VALERA (SUR) 3.22E-05 8.23E-07 6.57E-08 9.08E-09 1.75E-09 3.78E-11
TUNAME 1.96E-05 4.44E-07 3.25E-08 4.20E-09 7.63E-10 1.41E-11
ICOTEA 1.18E-05 4.19E-07 4.21E-08 6.94E-09 1.54E-09 4.72E-11
F. MORRO NEGRO 1.10E-05 3.76E-07 3.68E-08 5.92E-09 1.29E-09 3.75E-11
BOCONO CENTRAL 1.65E-03 9.98E-05 1.51E-05 3.42E-06 9.86E-07 5.41E-08
BOCONO SUR 8.25E-03 6.82E-04 1.28E-04 3.45E-05 1.15E-05 8.78E-07
CAPARO NORTE 3.97E-04 3.71E-05 7.16E-06 1.97E-06 6.69E-07 5.38E-08
CAPARO SUR 9.44E-03 1.56E-03 4.21E-04 1.49E-04 6.23E-05 8.05E-06
URIBANTE 1.26E-03 1.12E-04 2.00E-05 5.06E-06 1.60E-06 1.07E-07
RIO ZULIA 3.47E-05 1.12E-06 1.05E-07 1.63E-08 3.45E-09 9.34E-11
S. VICENTE NORTE 1.31E-06 2.67E-08 1.85E-09 2.30E-10 4.06E-11 6.75E-13
S. VICENTE SUR 5.93E-07 9.15E-09 5.26E-10 5.66E-11 8.78E-12 6.64E-14
AGUAS CALIENTES 7.80E-05 2.69E-06 2.56E-07 4.03E-08 8.62E-09 2.39E-10
BRAMON 1.18E-04 6.10E-06 7.83E-07 1.55E-07 4.01E-08 1.71E-09
CHUCARIMA 1.16E-04 4.01E-06 3.91E-07 6.29E-08 1.37E-08 3.96E-10
FRONT. COORD. ORIENTA 1.41E-05 4.47E-07 4.15E-08 6.42E-09 1.36E-09 3.66E-11
SUAREZ 6.19E-07 8.38E-09 4.43E-10 4.46E-11 6.44E-12 2.38E-14
PAMPLONA 6.86E-05 2.09E-06 1.86E-07 2.80E-08 5.76E-09 1.46E-10
BUCARAMANGA-STA MARTA 1.32E-05 3.82E-07 3.35E-08 4.98E-09 1.02E-09 2.55E-11
SEBORUCO 5.06E-04 3.15E-05 4.58E-06 1.00E-06 2.80E-07 1.43E-08
S. JOSE DE BOLIVAR 6.57E-04 4.45E-05 6.63E-06 1.46E-06 4.11E-07 2.11E-08
SIST. SUR ANDINO (3) 1.30E-03 1.94E-04 4.87E-05 1.62E-05 6.40E-06 7.15E-07
SISTEMA SUR ANDINO (2 3.04E-03 5.66E-04 1.57E-04 5.50E-05 2.25E-05 2.69E-06
SISTEMA SUR ANDINO (1) 1.68E-03 2.05E-04 4.30E-05 1.22E-05 4.17E-06 3.32E-07
SISTEMA SUR ANDINO N 2.79E-04 1.73E-05 2.51E-06 5.46E-07 1.53E-07 7.81E-09
PUERTO RENDON 1.22E-05 3.05E-07 2.40E-08 3.27E-09 6.22E-10 1.31E-11
TOTAL E(NO/YR): 3.04E-02 3.70E-03 8.83E-04 2.88E-04 1.14E-04 1.31E-05
TOTAL RISK: 2.99E-02 3.70E-03 8.82E-04 2.88E-04 1.14E-04 1.31E-05
SPECIFIED RISKS: 2.00E-04 5.00E-04 1.00E-03 2.10E-03 5.00E-03 1.00E-02
ESTIMATED LOG AMP.: 6.08 5.85 5.67 5.46 5.2 4.97
ESTIMATED AMPLITUDE: 436.68 347.19 289.56 234.72 180.96 143.82
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LEYES DE ATENUACIÓNIng. Slawko Bondarenko
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TABLA 1.2PROBLEM= 2 ACEL. CAMPBELL 97
INTENSITIES: 4.61 5.3 5.7 5.99 6.21 6.68
ANTILOG(INTEN.): 100 200 300 400 500 800
BACKGROUND 1.04E-04 9.82E-06 1.89E-06 5.05E-07 1.66E-07 1.17E-08FUENTE BUCARAMANGA 1 1.35E-09 1.24E-11 5.07E-13 4.24E-14 5.43E-15 1.15E-16
PIE DE MONTE (SUR) 1.84E-04 3.05E-05 8.58E-06 3.03E-06 1.23E-06 1.37E-07
PIE DE MONTE (NORTE) 7.10E-05 5.70E-06 8.87E-07 1.94E-07 5.30E-08 2.39E-09
F. DE MUTICUA 1.39E-06 2.91E-08 1.85E-09 2.08E-10 3.33E-11 4.32E-13
VALERA (SUR) 2.59E-06 4.48E-08 2.56E-09 2.67E-10 4.00E-11 3.40E-13
TUNAME 1.20E-06 1.61E-08 7.82E-10 7.19E-11 9.63E-12 0.00E+00
ICOTEA 2.34E-06 8.33E-08 7.55E-09 1.11E-09 2.20E-10 4.96E-12
F. MORRO NEGRO 2.50E-06 8.99E-08 8.07E-09 1.17E-09 2.28E-10 4.97E-12
BOCONO CENTRAL 8.92E-04 1.04E-04 2.11E-05 5.68E-06 1.84E-06 1.21E-07
BOCONO SUR 3.39E-03 5.76E-04 1.58E-04 5.36E-05 2.09E-05 2.08E-06
CAPARO NORTE 1.23E-04 1.76E-05 4.45E-06 1.45E-06 5.52E-07 5.31E-08
CAPARO SUR 3.14E-03 6.95E-04 2.55E-04 1.13E-04 5.63E-05 9.97E-06
URIBANTE 3.20E-04 3.47E-05 6.80E-06 1.79E-06 5.70E-07 3.65E-08
RIO ZULIA 5.02E-06 1.38E-07 1.04E-08 1.33E-09 2.35E-10 4.05E-12
S. VICENTE NORTE 1.20E-07 1.65E-09 8.20E-11 7.67E-12 1.04E-12 3.16E-15
S. VICENTE SUR 2.40E-08 1.91E-10 6.66E-12 4.55E-13 3.66E-14 0.00E+00
AGUAS CALIENTES 7.45E-06 1.82E-07 1.29E-08 1.57E-09 2.68E-10 4.23E-12
BRAMON 3.11E-05 2.03E-06 2.71E-07 5.29E-08 1.31E-08 4.80E-10
CHUCARIMA 2.17E-05 7.21E-07 6.17E-08 8.61E-09 1.64E-09 3.34E-11
FRONT. COORD. ORIENTA 3.00E-06 9.23E-08 7.55E-09 1.02E-09 1.91E-10 3.73E-12
SUAREZ 9.58E-09 5.38E-11 1.47E-12 6.08E-14 0.00E+00 0.00E+00
PAMPLONA 8.93E-06 2.19E-07 1.54E-08 1.87E-09 3.17E-10 4.86E-12
BUCARAMANGA-STA MARTA 3.24E-06 9.50E-08 7.54E-09 9.98E-10 1.82E-10 3.39E-12
SEBORUCO 1.44E-04 1.25E-05 2.05E-06 4.66E-07 1.31E-07 6.28E-09
S. JOSE DE BOLIVAR 1.49E-04 1.15E-05 1.72E-06 3.67E-07 9.79E-08 4.19E-09
SIST. SUR ANDINO (3) 4.21E-04 8.49E-05 2.76E-05 1.09E-05 4.86E-06 6.58E-07
SISTEMA SUR ANDINO (2 9.89E-04 1.91E-04 5.97E-05 2.29E-05 9.96E-06 1.29E-06
SISTEMA SUR ANDINO (1) 4.48E-04 5.88E-05 1.32E-05 3.84E-06 1.32E-06 1.00E-07
SISTEMA SUR ANDINO N 7.11E-05 5.52E-06 8.50E-07 1.86E-07 5.09E-08 2.34E-09
PUERTO RENDON 9.09E-07 1.50E-08 8.28E-10 8.41E-11 1.24E-11 7.90E-14
TOTAL E(NO/YR): 1.05E-02 1.84E-03 5.62E-04 2.19E-04 9.81E-05 1.45E-05
TOTAL RISK: 1.05E-02 1.84E-03 5.61E-04 2.19E-04 9.81E-05 1.45E-05
SPECIFIED RISKS: 2.00E-04 5.00E-04 1.00E-03 2.10E-03 5.00E-03 1.00E-02
ESTIMATED LOG AMP.: 6.02 5.74 5.51 5.25 4.9 4.62
ESTIMATED AMPLITUDE: 409.99 310.79 246.31 189.73 134.3 101.9
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LEYES DE ATENUACIÓNIng. Slawko Bondarenko
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TABLA 1.3PROBLEM= 3 ACEL. J,B & F 97
INTENSITIES: 4.61 5.3 5.7 5.99 6.21 6.68
ANTILOG(INTEN.): 100 200 300 400 500 800
BACKGROUND 4.89E-04 4.16E-05 7.44E-06 1.91E-06 6.10E-07 4.26E-08FUENTE BUCARAMANGA 1 7.66E-07 6.76E-09 2.94E-10 2.91E-11 4.44E-12 6.50E-14
PIE DE MONTE (SUR) 4.89E-04 4.82E-05 9.65E-06 2.72E-06 9.41E-07 7.79E-08
PIE DE MONTE (NORTE) 2.67E-04 1.52E-05 2.12E-06 4.46E-07 1.21E-07 5.68E-09
F. DE MUTICUA 2.20E-05 6.95E-07 6.29E-08 9.47E-09 1.95E-09 4.92E-11
VALERA (SUR) 5.90E-05 1.68E-06 1.43E-07 2.05E-08 4.06E-09 9.41E-11
TUNAME 3.86E-05 1.01E-06 7.98E-08 1.09E-08 2.06E-09 4.28E-11
ICOTEA 1.91E-05 7.45E-07 7.87E-08 1.34E-08 3.04E-09 9.69E-11
F. MORRO NEGRO 1.90E-05 7.48E-07 7.94E-08 1.35E-08 3.07E-09 9.74E-11
BOCONO CENTRAL 2.43E-03 1.56E-04 2.44E-05 5.67E-06 1.66E-06 9.40E-08
BOCONO SUR 8.23E-03 6.84E-04 1.28E-04 3.45E-05 1.15E-05 8.52E-07
CAPARO NORTE 3.50E-04 3.01E-05 5.55E-06 1.47E-06 4.82E-07 3.56E-08
CAPARO SUR 7.38E-03 1.10E-03 2.81E-04 9.60E-05 3.89E-05 4.65E-06
URIBANTE 1.04E-03 8.50E-05 1.43E-05 3.47E-06 1.05E-06 6.40E-08
RIO ZULIA 5.49E-05 1.97E-06 1.95E-07 3.13E-08 6.79E-09 1.94E-10
S. VICENTE NORTE 3.63E-06 9.15E-08 7.18E-09 9.74E-10 1.84E-10 3.77E-12
S. VICENTE SUR 1.99E-06 3.94E-08 2.62E-09 3.14E-10 5.36E-11 7.94E-13
AGUAS CALIENTES 9.98E-05 3.58E-06 3.47E-07 5.51E-08 1.18E-08 3.26E-10
BRAMON 1.37E-04 7.36E-06 9.61E-07 1.92E-07 4.98E-08 2.12E-09
CHUCARIMA 1.85E-04 7.13E-06 7.42E-07 1.25E-07 2.80E-08 8.63E-10
FRONT. COORD. ORIENTA 2.76E-05 1.00E-06 1.01E-07 1.66E-08 3.66E-09 1.08E-10
SUAREZ 1.88E-06 3.11E-08 1.85E-09 2.04E-10 3.22E-11 3.28E-13
PAMPLONA 1.13E-04 3.85E-06 3.67E-07 5.75E-08 1.22E-08 3.31E-10
BUCARAMANGA-STA MARTA 3.16E-05 1.10E-06 1.08E-07 1.73E-08 3.75E-09 1.08E-10
SEBORUCO 5.18E-04 3.24E-05 4.72E-06 1.03E-06 2.85E-07 1.42E-08
S. JOSE DE BOLIVAR 5.93E-04 3.86E-05 5.57E-06 1.20E-06 3.28E-07 1.58E-08
SIST. SUR ANDINO (3) 1.01E-03 1.35E-04 3.21E-05 1.02E-05 3.89E-06 3.96E-07
SISTEMA SUR ANDINO (2 2.39E-03 3.94E-04 1.02E-04 3.40E-05 1.33E-05 1.45E-06
SISTEMA SUR ANDINO (1) 1.27E-03 1.38E-04 2.68E-05 7.17E-06 2.35E-06 1.67E-07
SISTEMA SUR ANDINO N 2.87E-04 1.73E-05 2.44E-06 5.20E-07 1.42E-07 6.83E-09
PUERTO RENDON 2.17E-05 6.16E-07 5.17E-08 7.37E-09 1.45E-09 3.28E-11
TOTAL E(NO/YR): 2.76E-02 2.94E-03 6.50E-04 2.01E-04 7.57E-05 7.87E-06
TOTAL RISK: 2.72E-02 2.94E-03 6.50E-04 2.01E-04 7.57E-05 7.87E-06
SPECIFIED RISKS: 2.00E-04 5.00E-04 1.00E-03 2.10E-03 5.00E-03 1.00E-02
ESTIMATED LOG AMP.: 5.99 5.77 5.59 5.39 5.13 4.92
ESTIMATED AMPLITUDE: 400.38 319.89 267.19 218.91 169.5 136.58
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6
Solución
I. Aceleración Máxima Horizontal (Ao):
De las tablas: 1.1, 1.2 y 1.3, la fila “SPECIFIED RISKS” representa el valor de
,
cuyo valor representa la inversa del Periodo de Retorno, es decir:
=1
Luego, de las mismas tablas, los valores de la fila “ESTIMATE AMPLITUDE” serán
las aceleraciones máximas probables para cada periodo de retorno. Para cada ley las
aceleraciones para cada periodo de retorno son distintas, por lo tanto si se quiere conocer
el valor de la aceleración máxima esperada se deben promediar los valores dados en
cada Ley.
Ejemplo de cálculo:
Para periodo de Retorno=100 años
=1
100= 110−2 →
Se busca dicho valor en cada una de las tablas y se toma el valor de ESTIMATE
AMPLITUDE:
Tabla 1.1 CORAL 91
SPECIFIED RISKS: 2.00E-04 5.00E-04 1.00E-03 2.10E-03 5.00E-03 1.00E-02
ESTIMATED AMPLITUDE: 436.68 347.19 289.56 234.72 180.96 143.82
Tabla 1.2 CAMPBELL 97
SPECIFIED RISKS: 2.00E-04 5.00E-04 1.00E-03 2.10E-03 5.00E-03 1.00E-02
ESTIMATED AMPLITUDE: 409.99 310.79 246.31 189.73 134.3 101.9
Tabla 1.3 J,B & F 97
SPECIFIED RISKS: 2.00E-04 5.00E-04 1.00E-03 2.10E-03 5.00E-03 1.00E-02
ESTIMATED AMPLITUDE: 400.38 319.89 267.19 218.91 169.5 136.58
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Ordenando los datos nos queda.
91 = 143.82 97 = 101.9
,
&
97 = 136.58
= 127.43 → 0.13
Aplicamos este procedimiento para cada periodo de retorno, obtenemos la siguiente tabla.
TABLA 2
ESTIMATE AMPLITUDE (Ao)
PERIODO
DE
RETORNO
SPECIFIED
RISKS (λ) CORAL 91
CAMPBELL
97J,B & F 97
ACELERACION
MAXIMA Ao
(gal)
ACELERACION
MAXIMA Ao
(g)
100 1.00E-02 143.82 101.90 136.58 127.43 0.13
200 5.00E-03 180.96 134.30 169.50 161.59 0.16475 2.11E-03 234.72 189.73 218.91 214.45 0.22
1000 1.00E-03 289.56 246.31 267.19 267.69 0.27
2000 5.00E-04 347.19 310.79 319.89 325.96 0.33
5000 2.00E-04 436.68 409.99 400.38 415.68 0.42
De la anterior tabla, graficamos los valores de Periodos de retornos versus Aceleraciones
máximas. Ver Figura 1
II. Porcentaje de las fallas que más contribuyen para las distintas
aceleraciones:
De las tablas: 1.1, 1.2 y 1.3, la fila “ANTILOG (INTEN)” representa las
aceleraciones a estudiar, los valores que se encuentran en cada columna de cada
aceleración, representa la participación de cada falla individual y la fila “TOTAL RISKS”
nos da la participación de todas las fallas del modelo sismotectónico, es decir la sumatoria
de las participaciones de todas las fallas, estos valores son distintos para cada ley por lo
tanto para obtener la participación probable, se saca un promedio de las tres leyes.
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FIGURA 1 PERIODO DE RETORNO vs ACELERACIÓN MÁXIMA
100
1000
10000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
P E R I O D O D E R E T O R N O
( a ñ o s )
ACELERACION (gal)
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Para determinar la participación de una falla, se debe tomar la participación
individual de esta para una aceleración correspondiente y dividirla entre la participación de
todas las fallas para la misma aceleración. Esto se hace para cada una de las fallas
dadas.
Ejemplo de cálculo:
Para Aceleración de 200 gal Tabla 1.1 Tabla 1.2 Tabla 1.3
ANTILOG(INTEN.): 200 200 200
FUENTE BUCARAMANGA 1 1.67E-09 1.24E-11 6.76E-09
PIE DE MONTE (SUR) 6.36E-05 3.05E-05 4.82E-05
PIE DE MONTE (NORTE) 1.22E-05 5.70E-06 1.52E-05
F. DE MUTICUA 3.40E-07 2.91E-08 6.95E-07
VALERA (SUR) 8.23E-07 4.48E-08 1.68E-06
TUNAME 4.44E-07 1.61E-08 1.01E-06
ICOTEA 4.19E-07 8.33E-08 7.45E-07
F. MORRO NEGRO 3.76E-07 8.99E-08 7.48E-07
BOCONO CENTRAL 9.98E-05 1.04E-04 1.56E-04
BOCONO SUR 6.82E-04 5.76E-04 6.84E-04
CAPARO NORTE 3.71E-05 1.76E-05 3.01E-05
CAPARO SUR 1.56E-03 6.95E-04 1.10E-03
URIBANTE 1.12E-04 3.47E-05 8.50E-05
RIO ZULIA 1.12E-06 1.38E-07 1.97E-06
S. VICENTE NORTE 2.67E-08 1.65E-09 9.15E-08
S. VICENTE SUR 9.15E-09 1.91E-10 3.94E-08
AGUAS CALIENTES 2.69E-06 1.82E-07 3.58E-06
BRAMON 6.10E-06 2.03E-06 7.36E-06
CHUCARIMA 4.01E-06 7.21E-07 7.13E-06
FRONT. COORD. ORIENTA 4.47E-07 9.23E-08 1.00E-06
SUAREZ 8.38E-09 5.38E-11 3.11E-08
PAMPLONA 2.09E-06 2.19E-07 3.85E-06
BUCARAMANGA-STA MARTA 3.82E-07 9.50E-08 1.10E-06
SEBORUCO 3.15E-05 1.25E-05 3.24E-05
S. JOSE DE BOLIVAR 4.45E-05 1.15E-05 3.86E-05
SIST. SUR ANDINO (3) 1.94E-04 8.49E-05 1.35E-04
SISTEMA SUR ANDINO (2 5.66E-04 1.91E-04 3.94E-04
SISTEMA SUR ANDINO (1) 2.05E-04 5.88E-05 1.38E-04
SISTEMA SUR ANDINO N 1.73E-05 5.52E-06 1.73E-05
PUERTO RENDON 3.05E-07 1.50E-08 6.16E-07
TOTAL RISK: 3.70E-03 1.84E-03 2.94E-03
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Tomamos los valores para la falla de CAPARO SUR:
% = 100
Tabla 1.1 CORAL 91
% =1.5610−33.7010−3 100 = 42.16%
Tabla 1.2 CAMPBELL
% =6.9510−41.84010−3 100 = 37.77%
Tabla 1.3 J,B & F 97
% = 1.1010−32.9410−3 100 = 37.41%
Para obtener la participación probable, se promedian los valores de las tres leyes.
% 91 = 42.16%
% 97 = 37.77%
% , & 97 = 37.41%� % = 39.12%
Este procedimiento se repite para cada falla por cada aceleración en estudio, y se buscan
las fallas cuyo porcentaje de participación sea más representativo.
En las siguientes tablas se dan los resultados luego de aplicar el anterior procedimiento.
TABLA 3.1
ACELERACION PORCENTAJE DE PARTICIPACION
200CORAL 91
CAMPBELL
97J,B & F 97 PROM
FALLA
PIE DE MONTE (SUR) 1.72% 1.66% 1.64% 1.67%
BOCONO CENTRAL 2.70% 5.65% 5.31% 4.55%
BOCONO SUR 18.43% 31.30% 23.27% 24.33%CAPARO SUR 42.16% 37.77% 37.41% 39.12%
URIBANTE 3.03% 1.89% 2.89% 2.60%
SIST. SUR ANDINO (3) 5.24% 4.61% 4.59% 4.82%
SIST. SUR ANDINO (2) 15.30% 10.38% 13.40% 13.03%
SIST. SUR ANDINO (1) 5.54% 3.20% 4.69% 4.48%
TOTAL 94.12% 96.46% 93.20% 94.59%
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TABLA 3.2
ACELERACION PORCENTAJE DE PARTICIPACION
400CORAL 91
CAMPBELL
97J,B & F 97 PROM
FALLA
PIE DE MONTE (SUR) 1.36% 1.38% 1.35% 1.36%
BOCONO CENTRAL 1.19% 2.59% 2.82% 2.20%
BOCONO SUR 11.98% 24.47% 17.16% 17.87%
CAPARO SUR 51.74% 51.60% 47.76% 50.37%
URIBANTE 1.76% 0.82% 1.73% 1.43%
SIST. SUR ANDINO (3) 5.63% 4.98% 5.07% 5.23%
SIST. SUR ANDINO (2) 19.10% 10.46% 16.92% 15.49%
SIST. SUR ANDINO (1) 4.24% 1.75% 3.57% 3.19%
TOTAL 96.98% 98.05% 96.38% 97.14%
TABLA 3.3
ACELERACION PORCENTAJE DE PARTICIPACION
500CORAL 91
CAMPBELL
97J,B & F 97 PROM
FALLA
PIE DE MONTE (SUR) 1.23% 1.25% 1.24% 1.24%
BOCONO CENTRAL 0.86% 1.88% 2.19% 1.64%
BOCONO SUR 10.09% 21.30% 15.19% 15.53%
CAPARO SUR 54.65% 57.39% 51.39% 54.48%
URIBANTE 1.40% 0.58% 1.39% 1.12%
SIST. SUR ANDINO (3) 5.61% 4.95% 5.14% 5.24%
SIST. SUR ANDINO (2) 19.74% 10.15% 17.57% 15.82%SIST. SUR ANDINO (1) 3.66% 1.35% 3.10% 2.70%
TOTAL 97.24% 98.86% 97.21% 97.77%
TABLA 3.4
% PARTICIPACION PROMEDIO
FALLA 200 400 500
PIE DE MONTE (SUR) 1.67% 1.36% 1.24%
BOCONO CENTRAL 4.55% 2.20% 1.64%
BOCONO SUR 24.33% 17.87% 15.53%
CAPARO SUR 39.12% 50.37% 54.48%URIBANTE 2.60% 1.43% 1.12%
SIST. SUR ANDINO (3) 4.82% 5.23% 5.24%
SIST. SUR ANDINO (2) 13.03% 15.49% 15.82%
SIST. SUR ANDINO (1) 4.48% 3.19% 2.70%
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De la tabla 3.4 que resume los promedios de porcentajes de participación para cada falla
debido a cada aceleración, podemos realizar la grafica de participación de fallas para
cada aceleración. Ver Figura 2
III. Espectros de respuesta elástica e inelástica (R=4) para un periodo
medio de retorno de 1200 años y perfi les de suelo S2 y S3.
Para graficar el espectro de respuesta lo primero que se debe hacer es determinar
el valor de la aceleración máxima (Ao) para el periodo de retorno establecido (1200 años),
debido a que el factor para 1200 no se encuentra en las tablas de datos, la única forma
de obtener el valor de aceleración es a través de la Figura 1, interceptando el periodo de
retorno con la grafica y se obtiene el valor de la aceleración correspondiente, este
procedimiento se puede evidenciar en la figura 3
Para PR= 1200 años la aceleración máxima será Ao=282 gal= 0.29 g (ver figura 3)
Ya con la aceleración debemos seguir el procedimiento estipulado por el capítulo 7
de la norma COVENIN 1756-2001 “EDIFICACIONES SISMORRESISTENTES”
Para elaborar el espectro elástico, se usan las ecuaciones indicadas en la figura 7.1 de la
norma antes mencionada, y para elaborar el espectro inelástico se usan las ecuaciones7.1, 7.2 y 7.3 de dicha norma, los factores necesarios para esto, son los dados en la tabla
4.1. y 4.2
TABLA 4.1
Perfil Suelo T* β p ϕ
S2 0.7 2.6 1 0.8
S3 1 2.8 1 0.75
TABLA 4.2
T+ / To
FACTOR R S2 S3
1 0.175 0.25
4 0.3 0.3
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FIGURA 2 % DE PARTICIPACIÓN DE FALLAS, PARA ACELERACIONES DE 200, 400 Y 500 gal
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
PIE DE MONTE
(SUR)
BOCONO
CENTRAL
BOCONO SUR CAPARO SUR URIBANTE SIST. SUR
ANDINO (3)
SIST. SUR
ANDINO (2)
SIST. SUR
ANDINO (1)
% d
e p a r t i c i p a c i o n
Fallas
200
400
500
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FIGURA 3 PR vs Ao (Obtenc ion de Ao para PR 1200)
100
1000
10000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
P E R I O D O D E R E T O R N O
( a ñ o s )
ACELERACION (gal)
1200
282
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Luego de tener todos los factores necesarios, para aplicar las ecuaciones, procedemos a
calcular, las aceleraciones para tiempo.
Ejemplo de cálculo:
A) Perfil de suelo S2 y factor de reducción de respuesta R=1:
• Para T=0 → Ad = ϕ Ao = 0.80x0.29 = 0.23 g
• Para < → = 1 + ( 1)
= 0.1
= 0.80
0.29
1 +
0.1
0.175(2.6
1)
= 0.44
• Para ≤ ≤ ∗ → =
= 0.2
= 0.800.292.6 = 0.60
• Para
>
∗
→
=
∗
= 0.75
= 0.800.292.6 0.7
0.751
= 0.56
Estas ecuaciones se aplicaron para valores de tiempo entre 0 y 3 segundo.
B) Perfil de suelo S2 y factor de reducción de respuesta R=4:
• Para T=0 → Ad = ϕ Ao = 0.80x0.29 = 0.23 g
• Para < +
= 1 + + ( 1)1 + +
( 1)
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= 0.1
=0.800.29 1 + 0.1
0.3(2.6 1)
1 + 0.10.31.11
(4 1)
= 0.19
• Para + ≤ ≤ ∗ =
= 0.4
=
0.80
0.29
2.6
4 = 0.15
• Para > ∗ =
∗
= 0.75
=0.80
0.29
2.6
4 0.7
0.751= 0.14
Estas ecuaciones se aplicaron para valores de tiempo entre 0 y 3 segundo.
Luego de aplicar estos procedimientos, para perfil de suelo S3, con factor de reducción de
respuesta R=1 y R=4, se comienza a graficar los espectros de respuesta elásticos e
inelásticos.
La tabla 5.1 nos muestra algunos valores calculados para desarrollar la grafica:
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TABLA 5.1
Elástico Inelástico Elástico Inelástico
S2, R=1 S2, R=4 S3, R=1 S3, R=4
T Ad Ad Ad Ad
0 0.23 0.23 0.22 0.22
0.1 0.44 0.19 0.37 0.18
0.3 0.60 0.15 0.60 0.15
0.5 0.60 0.15 0.60 0.15
0.7 0.60 0.15 0.60 0.15
1 0.42 0.10 0.60 0.15
1.5 0.28 0.07 0.40 0.10
2 0.21 0.05 0.30 0.08
2.5 0.17 0.04 0.24 0.06
3 0.14 0.03 0.20 0.05
Las figuras 4 y 5 son los espectros de respuestas para un perfil de suelo S2 y S3, con una
aceleración máxima probable característica a un periodo de respuesta de 1200 años.
FIGURA 4 ESPECTRO ELASTICO Y DE DISEÑO PARA SUELO S2
0.598
0.149
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
A d ( g )
T (seg)
R=1 R=4
Ad=0.149(0.70/T)
Ad=0.598(0.70/T)
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FIGURA 5 ESPECTRO ELASTICO Y DE DISEÑO PARA SUELO S3
IV. Discutir los resultados.
De los resultados de aceleraciones probables dadas en la tabla 2, se puede notar
una gran variación respecto a los valores de las aceleraciones obtenidas por las
tres leyes de atenuación, por esto se tomo como valor probable el promedio de las
tres, esto nos indica que todavía existe incertidumbre con respecto a las leyes
usadas.
De la grafica “Periodo de retorno vs Aceleraciones” se noto un aumento en la
magnitud de las aceleraciones esperadas al aumentar el periodo de retorno, lo que
nos indica que a mayor periodo de retorno mayor será la energía liberada por el
sismo y mayor será la aceleración del terreno.
0.604
0.151
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
A d ( g )
T (seg)
R=1 R=4
Ad=0.151(1.00/T)
Ad=0.604(1.00/T)
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Luego de obtener los porcentajes de participación de las fallas para las
aceleraciones, es sencillo demostrar que para cualquier aceleración de terreno en
el punto en estudio, la falla que mas participa es Caparo sur y luego le sigue
Bocono sur, esto se debe a la cercanía que tienen con respecto al punto en
estudio que se encuentra en el estado Barinas, municipio Ezequiel Zamora,
cercano al poblado de Santa Barbará, además también se debe a la capacidad
que poseen estas fallas de producir sismos de magnitudes mayores a 4 Ms.
En la figura 6 se puede observar la ubicación del punto en estudio
FIGURA 6 UBICACIÓN DEL PUNTO EN ESTUDIO
También es importante comentar que para los valores de participación también
existen variaciones importantes de estos para cada una de las leyes, otro
indicativo más de la incertidumbre que existe al usar las leyes de atenuación.
Para finalizar, de los espectros de respuestas inelásticos y de diseño, se puede
comentar que al cambiar el perfil del suelo, las aceleraciones tienden a aumentar
tanto en magnitud como en duración, debido a que diferentes perfiles de suelo
hacen que la movilidad de las ondas de corte producidas por el sismo, se vea
reducida o no.