aportes de la ingeniería sísmica al diseño sismorresistente

8/18/2019 Aportes de La Ingeniería Sísmica Al Diseño Sismorresistente

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Aportes de la Ingeniería Sísmica al DiseñoSismorresistente

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Abel Ordonez

Universidad Nacional de Ingeniería (Peru)

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“Aportes de la Ingeniería Sísmica al Diseño Sismorresistente”

Abel Ordóñez Huamán (*)

1. El Suelo, los Daños y el Diseño SismorresistenteLa evaluación de daños asociados a los efectos de un terremoto indica que los menores nivelesde daño se producen en las edificaciones cuando están cimentados en roca o suelo duro. En elotro extremo, los mayores niveles de daño, en general, se producen en suelo blando. Casosexcepcionales de muy altos niveles de daño se producen con las ocurrencias de fenómenos comolicuación sísmica en arenas sueltas y saturadas y ablandamiento cíclico en arcillas blandas. Porextensión, suelos que no son duros o blandos, tendrán un nivel de daño intermedio.Basado en esta realidad, todas las normas de diseño sismorresistente, nacional o internacionalesconsideran el tipo de suelo de cimentación para el diseño del refuerzo de los elementosestructurales. En el caso de la Norma Peruana consideran 3 tipos de suelos: duro, blando e

intermedio. El IBC (2009) de EE.UU y el EuroCode considera 5 categorías. A, B, C, D y E, basados en la resistencia y/o rigidez. La clasificación o categorización del suelo de cimentaciónes por lo tanto, necesaria para considerar un mayor refuerzo (o mayor resistencia) de loselementos estructurales, debido a que todos los códigos de diseño sismorresistente, consideranmétodos de diseño basado en la estimación y/o el cálculo de la fuerza sísmica.Las fuerzas sísmicas calculadas, denominadas fuerzas inerciales porque son proporcionales a lamasa de la estructura, se basan en la mayor aceleración que sufre la estructura, debido al sismo.De esta manera, asociando la fuerza sísmica y el tipo de suelo, se establece que cuando más

blando es el suelo de fundación, mayor será la aceleración y la fuerza sísmica. Así, actualmentelas estructuras cimentadas en suelo blando son más reforzadas que las estructuras cimentadas ensuelo duro o roca. Sin embargo; se ha observado que las estructuras y edificaciones muy

reforzadas cimentadas en suelo blando también sufren daños severos, daños que no estánasociados a la estabilidad y/o resistencia de sus elementos estructurales, sino a la estabilidadgeneral. Ver Fotografías 1 a 4. En este trabajo se explica, que los daños en suelos blandos sondebidos mayormente a los desplazamientos excesivos del terreno que generan deformaciones y/ofuerzas resultantes excesivos en la estructura, mucho mayores a los admisibles y que lasestructuras no pueden soportarlos. Los desplazamientos del terreno producidos durante el sismoy sus consecuencias, no se considera en la actualidad, variable del diseño sismorresistente.

2. El Desplazamiento del Suelo y el Diseño Sísmico Basado en el Desempeño La hipótesis principal del diseño sismorresistente es considerar que el suelo de cimentación de laestructura, no presentará movimientos mayores a los admisibles, durante la ocurrencia del sismo.Generalmente, la cimentación se considera como “apoyo fijo” o “empotramiento total” y por lotanto, las fuerzas inerciales actuantes debido a la aceleración que ejerce el sismo en la estructura,es la variable suficiente del diseño sismorresistente actual. La validez de esta hipótesis,

posiblemente sustentada en: (a) considerar un factor de seguridad de 2 ó 3 en la estimación de lacapacidad de soporte del suelo; (b) en el control de las deformaciones admisibles basado enanálisis estáticos y; (c) en considerar alternativas como cimentaciones conectadas, losas,empotramientos, etc. Como resultado de este estado de conocimientos y/o práctica actual de laingeniería, los terremotos en suelos que no son duros, siguen causando niveles severos de daños,fallas y/o colapso en las estructuras y edificaciones.

(*) Universidad Nacional de Ingeniería, Lima-Perú. Email: [email protected]


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Fotografía 1:Desplazamientos de la losa

de cimentación. Terremotodel 15.08.2007 en Pisco,Perú.

Fotografía 2:Desplazamientos de pilotes.Asia, Lima. Terremoto del15.08.2007 en Pisco, Perú.

Fotografía 3Desplazamiento en muro decontención. Terremoto deArequipa-Perú, 21.06.2001

Fotografía 4Desplazamiento de lacimentación enConcepción. Terremoto deChile 27.02.2010.


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Figura 1 Registro de aceleración, velocidad y desplazamiento en suelo blando durante los 10segundos más intensos del sismo de Pisco del 15.08.2007.

Registro de Desplazamiento - Sismo de Pisco 100-110 seg

D i s p

l a c e m e n

t ( c m

)

Time (sec)

-5

-10

-15

0

5

10

15

100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

Registro de Aceleración - Sismo de Pisco 100-110 seg

A c c e

l e r a

t i o n

( g )

Time (sec)

-0.05

-0.10

-0.15

-0.20

-0.25

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

Registro de Velocidad - Sismo de Pisco 100-110 seg

V e

l o c i

t y ( c m

/ s e c

)

Time (sec)

-10

-20

-30

-40

0

10

20

30

40

100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

A max =120 a 200cm2/s ( t=0.2-0.3seg)

Vmax =25 a 30cm/s ( t=0.5seg)

Dmax =5 a 15cm ( t=1-2seg)


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El desempeño del suelo de fundación y estructuras bajo cargas sísmicas, ha sido tratado desde1987 por la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (ISSMGE) ysus recientes aportes se ha resumido en la última Conferencia Internacional sobre Diseño Basadoen el Desempeño en la Ingeniería Geotécnica Sísmica (Ref. 1).

El DSBC se viene aplicando en la ingeniería nacional en los proyectos más importante del sectorminero, a fin de reducir los daños debido a la ocurrencia de sismos severos. El DSBC es una práctica que se está difundiendo en el diseño de estructuras en muchos países y en el Perú (Ref. 2y 3), debido que una rápida revisión del movimiento del terreno y el desempeño de lasestructuras durante los últimos sismos severos ocurridos en el mundo, nos indica que lasestructuras bajo un diseño sísmico actual, es incapaz de soportar las grandes deformaciones,sobre todo cuando se cimientan en un terreno blando.

3. Amplif icación Sísmica del TerrenoLos métodos analíticos utilizados para estudiar la amplificación sísmica del sitio con el objetivode evaluar de manera rigurosa el efecto del sismo, consideran las siguientes etapas:

1) Establecer un apropiado registro tiempo-historia de aceleraciones en roca basal para elmodelamiento de la respuesta dinámica.

2) Modelamiento de la respuesta dinámica unidimensional utilizando los resultados de laetapa anterior y aplicando el modelamiento dinámico con el programa SHAKE (ref. 6),PROSHAKE, SHAKE91 y SHAKE2000. El programa permite estimar los esfuerzoscortantes, las aceleraciones, velocidades y desplazamientos horizontales inducidos por elsismo en un modelamiento elástico no lineal, considerando la influencia delamortiguamiento y la pérdida de rigidez por la deformación durante el sismo.

3.1 Registro Tiempo-Hist oria de Aceleraciones en Roca BasalLos registros utilizados fueron el resultado del procesamiento, filtrado y corrección de línea base

de registros de aceleraciones de 17 terremotos peruanos (Ver Cuadro 1).De la evaluación realizada se obtuvieron registros procesados de aceleraciones delcomportamiento sísmico del país. Se determinó los espectros de Fourier de los registros sísmicoscalibrados y procesados. En base a la evaluación del período predominante se eligieron 06registros representativos de la simicidad de las fuentes de subducción y continentales. (VerCuadro 2)

3.2 Modelamiento de la Respuesta Dinámica Unidimensional

En el modelo del análisis dinámico unidimensional, las aceleraciones del sismo son asumidasque se producirán en el basamento rocoso, configurando una columna unidimensional de suelo.A partir del basamento rocoso, las ondas de corte horizontales se propagan verticalmente y sonreflejadas en la superficie del depósito.Las propiedades dinámicas de los materiales que configura el perfil fueron estimadas de losresultados de las pruebas de medición de ondas superficiales de corte, Vs y las característicasfísicas del material de fundación. (Ref. 7, 8 y 9). El análisis dinámico unidimensional arroja losdiferentes modos de vibración del perfil, en una solución tiempo-historia.La respuesta dinámica del terreno fue evaluada utilizando el programa PROSHAKE que está

basado en el programa SHAKE. El análisis a través del PROSHAKE toma en cuenta los efectosde amortiguamiento de los materiales y utiliza la ecuación de propagación unidimensional de lasondas de corte. Las propiedades dinámicas, como el módulo de corte y el amortiguamiento,fueron estimadas a partir de la literatura técnica existente (Hardin, 1972; Seed e Idriss, 1970;

Seed et ál., 1984; Vucetic y Dobry, 1991), implementada en la librería del PROSHAKE.


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Nombre de la Estación Sismo Fecha Magnitud Direc. Dist.hipoc.U.N.S.A. Arequipa Tarapacá 13-Jun-05 ML=7.2, Mw=7.8 E-W 422Characato-Arequipa Tarapacá 13-Jun-05 ML=7.2, Mw=7.8 E-W 414Characato-Arequipa Pisco 15-Ago-07 ML=7.0, Ms=7.9, Mw= E-W 520Callao Pisco 15-Ago-07 ML=7.0, Ms=7.9, Mw= E-W 200C.D. Lima-CIP Pisco 15-Ago-07 ML=7.0, Ms=7.9, Mw= E-W 200CISMID-UNI Yurimagua 25-Set-05 ML=7 E-W 706CISMID-UNI Pisco 15-Ago-07 ML=7.0, Ms=7.9, Mw= E-W 200La Molina-Lima Yurimagua 25-Set-05 ML=7 E-W 713La Molina-Lima Pisco 15-Ago-07 ML=7.0, Ms=7.9, Mw= E-W 200G.R. Moquegua Arequipa 23-Jun-01 Mb=6.9, Mw=8.3 E-W 340G.R. Moquegua Tarapacá 13-Jun-05 ML=7.2, Mw=7.8 E-W 324Moquegua Tarapacá 13-Jun-05 ML=7.2, Mw=7.8 E-W 323Moquegua Tarapacá 13-Jun-05 ML=7.2, Mw=7.8 E-W 320Moyobamba-San Martín Yurimagua 25-Set-05 ML=7 E-W 146U.N. Jorge Basadre-Tacna Arequipa 23-Jun-01 E-W 220U.N. Jorge Basadre-Tacna Tarapacá 13-Jun-05 ML=7.2, Mw=7.8 E-W 231U. Privada Tacna Tarapacá 13-Jun-05 ML=7.2, Mw=7.8 E-W 232

Sismo (r egistrad o) aceleració n d esplazamiento Perío doregistrado calculado E. Fourier

(g) (cm) (seg)Tarapacá 2005 (Arequipa) 0.13 3.0


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Perfi l Vs(30) Pisco (2007) Yurimaguas (2005)1 340 1.5 1.62 380 3.5 2.13 400 3.1 2.1

4 440 1.8 2.15 780 2.0 1.5

Perfi l Vs(30) Pisco (2007) Yuri maguas (2005)1 340 1.1 1.32 380 1.1 1.23 400 1.0 1.24 440 1.1 1.25 780 1.0 1.1

Perfi l Vs(30) Pisco (2007) Yuri maguas (2005)6 200 1.1 1.17 240 1.4 1.68 270 1.8 1.7

Perfi l Vs(30) Pisco (2007) Yurimaguas (2005)6 200 1.3 2.07 240 1.3 2.28 270 1.2 2.0

diámetro, de reciente formación. Los ensayos de S.P.T. variaron entre 10 y 35. La densidad varíadesde suelto a medianamente denso hasta una profundidad mayor a 50 metros. Se evaluaron 04

perfiles geofísicos cuales han arrojado valores promedios de velocidades de ondas de cortesuperficiales Vs(30), de acuerdo al Internacional Building Code (IBC), de 340, 380, 400, 440 y780 m/s respectivamente.

El análisis de respuesta sísmica fue realizado utilizando el registro de aceleraciones de períodocorto (0.1 a 1 seg.) y largo (hasta 1 y 3 seg) del terremoto de Pisco (2007) y Yurimaguas (2005)respectivamente; el registro de aceleraciones fue escalado a 0.22 g. Los resultados de los análisisde amplificación sísmica a nivel de superficie del terreno se presentan en el Cuadro 3 y 4.

Cuadro 3. Caso 1: Factores de Amplifi cación de Aceleraciones

Cuadro 4. Caso 1: Factores de Ampli ficación de Desplazamientos

4.2 Caso 2: Efecto del sismo sobre un terreno arenosoEl terreno está conformado por arenas y limos, (SM, ML, SP-SM), de reciente formación. Losensayos de S.P.T. variaron entre 4 y 30. La densidad varía desde suelto a medianamente densohasta una profundidad mayor a 30 metros; sin presencia de nivel freático.Se evaluaron 03 perfiles geofísicos los cuales han arrojado valores promedios de velocidades deondas de corte superficiales Vs(30) de 200, 240 y 270 m/s respectivamente.El análisis de respuesta sísmica fue realizado utilizando el registro de aceleraciones del terremotode Pisco (2007) y Yurimaguas (2005), el registro de aceleraciones fue escalado a 0.40 g. Los

resultados de los análisis de amplificación sísmica a nivel de superficie del terreno se presentanen el Cuadro 5 y 6.

Cuadro 5. Caso 2: Factores de Amplifi cación de Aceleraciones

Cuadro 6. Caso 2: Factores de Amplificación de Desplazamientos


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El estudio de casos reales de la propagación de las ondas sísmicas en el terreno indica losiguiente:

a) el período predominante de vibración o del movimiento sísmico del terreno estáasociado a la densidad y rigidez del suelo.

b) el período predominante de vibración de la roca basal está entre 0.1 y 1 segundos.

c) el período predominante de vibración en un terreno blando puede alcanzar valoresentre 1 y 3 segundos.

d) el amortiguamiento o disipación de la energía es mayor en los suelos blandos.e) la degradación o reducción de la rigidez en suelo blando es muy significativos,

alcanzando una reducción hasta 10-20% de la rigidez inicial, para unadeformación de 1%.

f) los sismos fuertes de período corto (0.1 y 1 segundo), producen en terrenos durosaceleraciones por encima de 1.0G, asociado al fenómeno de amplificación deaceleraciones (factor de amplificación mayor de 3) por resonancia sísmica.

g) los sismos fuertes de período largo (1 y 3 segundos), producen en terrenos blandos deformaciones por encima de 1%, generando pérdida de rigidez, pérdidade resistencia y un incremento excesivo de los desplazamientos, del orden de 10 a25 cm. asociado al fenómeno de amplificación de desplazamientos (factor deamplificación mayor de 2) por resonancia sísmica.

h) el modelo inercial no es aplicable al comportamiento de las estructuras en suelo blando, en cambio se debe considerar el desplazamiento del terreno o unacombinación de ambos, durante la ocurrencia del sismo.

i) en el modelo cinemático que se propone, se debe evaluar otros mecanismos defallamientos, a diferencia del inercial, donde predominan los esfuerzos de corte nonecesariamente en el sentido horizontal

4.3 Estudio de Amplificación Sísmica en LimaDe acuerdo a Predes, para Lima se espera en los próximos años un sismo de magnitud Mw 8.0similar al ocurrido en el sismo de Pisco con una aceleración de 0.35-0.40g.En el Cuadro 7, el CISMID-UNI (Ref. 10) propone los siguientes factores de amplificaciónsísmica de aceleraciones, a ser aplicado de acuerdo a la norma sismorresistente, basado en elenfoque inercial:

Cuadro 7. Amplific ación Sísmica en L ima CISMID-UNI (2003)Factor de Amplificación

Tipo de Suelo de AmplificaciónSísmica

Tipo I: suelo duro, conglomerado antiguo, denso y consolidado 1.0

Tipo II: suelo intermedio, La Perla, San Miguel, La Molina, 1.2Los Olivos, San Juan de Miraflores, Surco. Sedimentos arenososy limosos de poca potencia, menores a 10 metros.Tipo III: suelo blando, San Juan de Miraflores, Chorrillos, Callao, 1.4Villa El Salvador, Magdalena. Suelos arenosos y limosos mayoresa 10 metros de espesor.Tipo IV: suelo muy blando, Ventanill a, Chorrillos, San Juan de 1.4Miraflores, Villa El Salvador. Areas costeras, arenas sueltas conpresencia de nivel freático.

La agencia suiza WAPMEER (Agencia Agencia Mundial para Monitoreo Planetario yReducción del Riesgo Sísmico) realizó en 2009 estimados preliminares de pérdidas por posiblessismos en Lima, concluyendo que si el 50% de la población se encuentra dentro de edificacionesen el momento del sismo, la cantidad de muertos será de 7,000 á 30,000, con un nivel de


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incertidumbre del 40%. Para el caso más desfavorable, en la noche, con un 80% de ocupación deedificaciones, la cifra de muertos sería de entre 10,000 á 50,000. (Ref. 11). Para las estimaciones mencionadas se usó un sismo de una magnitud de 8, con hipocentro en elmar, á 33 Km. de profundidad y 15 Km. de distancia de la costa de Lima. La agencia alemanamodeló los distritos de ciudad de Lima, en donde se conoce la población. Para cada distrito se

consideró el factor de amplificación para movimientos fuertes del suelo, basados en el mapa demicrozonificación del CISMID-UNI con condiciones de suelo y en las estadísticas de daños ensituaciones y condiciones similares.Los resultados de estos estudios sugieren la necesidad de revisar, complementar y actualizar losestudios de microzonificación sísmica, las metodologías de diseño sismoresistente, así como la

Norma Técnica E0.50 de Suelos y Cimentaciones y la Norma Técnica E0.30 de DiseñoSismoresistente.

6. Mecanismo de Falla en Suelos BlandosEn el modelo cinemático, basado en el movimiento que el sismo induce en las estructuras, no

sólo se producen fuerzas horizontales, sino también fuerzas gravitacionales (verticales), porqueel movimiento del terreno lo permite. Más bien, se ha determinado que en un suelo blando laaceleración horizontal está controlada (disminuida) por la impedancia del fenómeno de

propagacacion de las ondas sísmicas.El mecanismo de fallamiento en suelo blando está asociado a las fuerzas gravitaciones quegeneran fuerzas de corte en el plano vertical de cualquier estructura (Figura 2, 3 y 4), asociado almovimento ondulatorio vertical y lento del terreno (período predominante largo).Se estima que las fuerzas de corte en el sentido vertical alcanzarán magnitudes mucho mayores,comparadas con las estimadas actualmente, basadas en el modelo inercial, por ello se tiene aúnuna gran cantidad de daño que la ingeniería actual no puede controlar, a no ser medianteestructuras especiales como en el caso de la Torre Latinoamericana ubicado en la zona blanda dela ciudad de México, edificio cimentado en pilotes, de 44 pisos y 188 metros de altura,construida en 1956, estructura que soportó el Terremoto de 28.07.1957 de M=7,7; el terremotode 19.09.1985 de M=8.1 y el terremoto de 20.03.2009 de M=7.9.

FFiigg.. 22 DDaaññooss ccaauussaad d ooss p poor r d d eess p p llaazzaammiieennttooss eexxcceessiivvooss eenn eell tteer r r r eennoo b b llaannd d oo (( p poossii b b lleemmeennttee mmaayyoor r eess aa 55 ccmm..)) d d uur r aannttee eell tteer r r r eemmoottoo..

+ 5cm


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FFiigg.. 33 Estructura fallada por concentración de esfuerzos de corte vertical (posiblementeasociados a desplazamientos mayores a 1100 ccmm))

FFiigg.. 44 FFaallllaa ccaauussaad d aa p poor r vvoolltteeoo d d ee llaa eessttr r uuccttuur r aa cciimmeennttaad d aa eenn lloossaa d d ee cciimmeennttaacciióónn ((d d eess p p llaazzaammiieennttooss eexxcceessiivvooss mmaayyoor r eess aa 2200 ccmm))

Se estima que las fuerzas de corte, en las estructuras convencionales son de tal magnitud, que se buscarán otras alternativas de disminuir, no sólo las fuerzas de corte, mediante estructuraslivianas y flexibles de acero o madera, sino también disminuir el movimiento de la estructuracon el reemplazo o reforzamiento del terreno de cimentación utilizando materiales noconvencionales como geosintéticos o considerando mayor profundidad de cimentación ocimentación profunda. Estas alternativas o soluciones se han utilizado exitosamente en losúltimos años en la industria minera.

6. Aportes a la Norma Peruana de EdificacionesEn la Tabla 1 se presenta la relación que existe entre las características del terreno de fundacióny la amplificación sísmica a nivel de superficie de las aceleraciones y desplazamientos

producidos por las ondas sísmicas al atravesar el depósito de suelo.Se ha considerado la categorización del terreno de fundación del IBC (2009), basado en losniveles de niveles de daños generados en sismos pasados en los EE.UU. los mismos que se sonesperados en futuros eventos.Resultado de las relacionadas presentadas, se explica que los altos niveles de dañocorrespondiente a suelos blandos (tipo D) y muy blandos (tipo E) se deben al efecto producidos

por los desplazamientos excesivos que ocurren durante el sismo, variable que no ha sidoconsiderado por el IBC (2009) y menos por la Norma Técnica Peruana de Suelos y Cimentacines

y Norma Sismorresistente, por ello, a manera de aporte se presentan las recomendacionescorrespondientes.

+10c

+ 20cm


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Ampli ficación Sísmica de Desplazamientos y Aceleraciones

0

1

2

3

4

100 1000Veloc idades de onda de corte, Vs(30) m/s

F a c

t o r

d e

A m p

l i f i c a c

i ó n

Aceleraciones

Desplazamientos

200 400 600 800300 500 700

Tabla 1: Relación entre el Tipo de Terreno, Daños Esperados en las Edificaciones y Recomendaciones alas Normas de Edificaciones

Nivel de Daño Esperado durante el sismo debi do al Tipo de Terreno

Tipo de Terreno IBC, 2009

BCD

180 360 750

Excesivo/Colapso Al to Medio Bajo

E

Rocafracturada

S. Granular Denso (SPT >50) Arcilla Dura (q u>2 kg/cm2)

S. Granular MedianamenteDenso (15


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Es importante resaltar el enfoque y la metodología deformacional aplicada para estudiar elcomportamiento sísmico del terreno blando y el efecto en las edificaciones. La aplicación delconcepto deformacional, debe ser extensivo al estudio del fenómeno de licuación sísmica dearenas sueltas y saturadas y al efecto de ablandamiento cíclico de arcillas blandas, temas noconsiderados en el presente trabajo.

7. Terraplenes y PavimentosLos terraplenes y pavimentos cuando están conformados por suelos granulares como gravas y/oarenas, tendrán un comportamiento sísmico asociado al fenómeno de resonancia sísmicacorrespondiente.En el caso de gravas compactas, el factor de amplificación de la aceleración del sismo podrávariar de valores muy bajos (1.1-1.5) hasta valores muy altos (hasta 2.2), dependiendo de larigidez del suelo (granulometría, densidad, gravedad específica y saturación); sin embargo, dadoque no habrá amplificación de los desplazamientos, no se esperan daños mayores en lasestructuras indicadas. Una excepción corresponderá cuando estas estructuras se cimienten sobredepósitos de arenas naturales.

En los depósitos de arenas sueltas a semicompactas, los análisis indican que el factor deamplificación de los desplazamientos producidos durante el sismo tendrían valores bajos durantelos sismos de subducción (1.2-1.3) y valores muy altos (hasta 2.0-2.2) durante los sismoscontinentales; sin embargo, debido a la duración del sismo y la impedancia del fenómeno de

propagación de ondas desde medios blandos a duros, se espera que las ondas sísmicas de períodocorto, provenientes de la fuente sísmica de subducción, se transformen a ondas de período largodurante el desarrollo del sismo, amplificando de manera excesiva los desplazamientos.Las recomendaciones que se deberán tomar en cuenta en los proyectos de terraplenes y

pavimentos sobre depósitos de arenas naturales y de manera extensiva de suelos blandos engeneral son:

a. Considerar terraplenes de gravas compactas en espesores de 2 a 3 metros con la finalidadde reducir las deformaciones superficiales que afectarían la estructura rígida del

pavimento. b. Los terraplenes de arena compactada deben ser adecuadamente evaluadas, dado que los

análisis no arrojan resultados de aplicación general.c. En caso de no considerar los terraplenes de gravas compactas, se deberá evaluar

alternativas de revestimientos asfáltico más flexible como son los tratamientos asfálticos,evitando los pavimentos rígidos o revestimientos de concreto asfáltico.

d. Casos extremos de depósitos de arenas saturadas sujetas a liquefacción sísmica donde ladeformación del terreno es mucho mayor, será conveniente reforzar el terraplén de gravascon capas de geomallas.

e. Considerar estructuras de contención de comportamiento flexible como suelo reforzado,gaviones, de tecnologías recientes, como alternativa a estructuras convencionales deconcreto. Ver foto 5 y 6 (Ref. 12). Ver Fig. 5 y 6 (Ref. 13)

f. En los detalles de diseño considerar empotramientos, juntas, evitando materiales dediferentes rigideces, debido a las deformaciones diferenciales y concentración deesfuerzos durante el sismo.


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Foto 5. Estructurarígida sobre suelos

blando. Ref. 12

Foto 6. Estructura flexible sobre suelo blando. Ref. 12


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Fig. 5 Diagrama esquemático mostrando aplicaciones de tecnologías recientes para laremediación de los efectos del terremoto, sobre suelo blando en Japón. Ref. 13

Fig. 6 Diagrama esquemático mostrando daños del sismo de 2011 enáreas rurales en Japón (diseños convencionales). Ref. 13


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Referencias:1. Kokusho T., Tsukamoto Y., Yoshimine M. “Performance-Based Design in EarthquakeGeotechnical Engineering from Case History to Practice”. CRC Press. 2009.2. Ordóñez H. A. “Fundamentos del Sismo en el Terreno y las Estructuras”. V Congreso de

Ingeniería Estructural, Sísmica y Puentes”. ICG. Lima 22 y 23 de junio 2012.3. Ordóñez H. A. “Diseño Sísmico Basado en el Comportamiento (DSBC) de Terraplenes yPavimentos”. IX Congreso Internacional de Obras de Infraestructura Vial & Expo Vial yTransporte”, ICG. Lima 14 y 15 de setiembre 2012.4. Newmark, N.M. “Effects of the earthquakes on dams and embankments”. Geotechnique, Vol.15, No. 2, pag. 139-160. 1965.5. Kokusho T. “PDB in Earthquake Geotechinical Engineering and Energy-Based Design”.Proceedings of the International Conference on Performance-Based Design in EarthquakeGeotechnical ngineering”. 2009.6. Schnabel P. B., Lysmer J., Seed H. B. “SHAKE: a computer program for earthquake responseanalysis of horizontally layered sites”. University of California. 1972.

7. Japanese Society of Civil Engineers. “Dynamic Analysis and Earthquake Resistant Design”.Volume 3. Dams, Nuclear Power Plants, Electrical Transformers and Transmission Lines,Abovegroud Stotage Tanks and Piping. A.A. Balkema. 2001.8. Kramer S.L. “Geotechnical Earthquake Engineering”. Prentice Hall. 1996.9. Towhata I. “Geotechnical Earthquake Engineering”. Springer. 2008.10. CISMID-UNI. “Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42 distritos de Lima yCallao”, CISMID/APESEG–EVR–LYC. 2004.11. PREDES “Diseño de escenario sobre el gran impacto de un sismo de gran magnitud en LimaMetropolitana y Callao, Perú”. 2009.12. Tatsuoka F. “Recente practice and research of geosynthetic-reinforced earth structures inJapan”. Tokyo University of Science, Japan. 2011.13. The Japanese Geotechnical Society. “Geo-hazards during earthquakes and Mitigationmeasures”. July 2011.

aportes de la ingeniería sísmica al diseño sismorresistente

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