cÓdigos+sÍsmicos+en+centroamerica

8/17/2019 CÓDIGOS+SÍSMICOS+EN+CENTROAMERICA

1/48

CÓDIGOS SÍSMICOS EN CENTROAMÉRICADR. MANUEL ALFREDO LÓPEZ MENJIVAR


2/48

RIESGO SÍSMICO Y SUS COMPONENTES

Riesgo Sísmico = Amenaza * Vulnerabilidad * Exposición * Costo

La amenaza sísmica es la probabilidad de que ocurran

movimientos sísmicos de cierta intensidad en una zonadeterminada durante un tiempo definido.

La vulnerabilidad representa el daño que se puede esperar en

una estructura sujeta a un movimiento sísmico de ciertaintensidad. Entonces la vulnerabilidad refleja la falta deresistencia de un edificio frente a las solicitaciones sísmicas.


3/48

RIESGO SÍSMICO Y SUS COMPONENTES

Riesgo Sísmico = Amenaza * Vulnerabilidad * Exposición * Costo

La exposición se puede expresar en términos del número de

edificios o personas en una zona, o el valor productivo de laindustria y comercio concentrada en un lugar.

El costo sería el número de personas albergadas en cada

edificio o un valor monetario asociado con cada edificio ounidad industrial.


4/48

MEDIDAS DE MITIGACION DEL RIESGOSISMICO

En general, la principal causa de pérdidas humanas yeconómicas en un terremoto es la falta de resistencia

en los edificios sujetos al movimiento fuerte delterreno. Un reglamento para el diseño sismorresistentepuede servir para garantizar un nivel mínimo deseguridad contra los efectos de los terremotos en cada

edificio.


5/48

MEDIDAS DE MITIGACION DEL RIESGOSISMICO CARACTERÍSTICAS BÁSICAS QUE DEBE CUMPLIR UNREGLAMENTO

Especificar las cargas sísmicas para aplicar en el diseño

estructural, tomando en cuenta el efecto local del suelo.

Incluir un mapa de zonificación que refleja la distribucióngeográfica de la amenaza sísmica

Incluir explicaciones sencillas de los métodos de análisis delcomportamiento sísmico de una estructura y los límites defuerzas y desplazamientos que una estructura debeexperimentar bajo las cargas sísmicas.


6/48

MEDIDAS DE MITIGACION DEL RIESGOSISMICO

Un reglamento sísmico solo puede mitigar

el riesgo en la medida que se aplican susnormas en toda obra de construcción.


7/48


8/48

REGLAMENTO PARA LA SEGURIDADESTRUCTURAL DE LAS CONSTRUCCIONESVIRTUDES

• Reglamento de Diseño Estructural para las Construcciones fuedesarrollado durante un tiempo de calma sísmica y tiene comomérito que no es una respuesta (mal concebida) o reacción aun desastre.

• Incluye una evaluación probabilística de la amenaza sísmica delpaís

• Las condiciones del subsuelo son tomadas en cuenta para elcálculo del cortante basal.


9/48

DEFINICIONES DE LOS COEFICIENTES QUE CONSTITUYEN LA FORMULA DEL CORTANTE BASALESTÁTICO MOSTRADO EN LOS CÓDIGOS DE 1966, 1989 Y 1994

1966 1989 1994

Coeficiente del

cortante basal

V/W = ICD V/W = ICDV/W =

0 0

2/3

Factor de importancia I=1.3,1.0,0.0 I=1.5,1.3,1.0,0.2 I=1.5,1.2,1.0

Zonificación Implícito en el factor C

Zona I, PSA = 1.0

Zona II, PSA = 0.5

Implícito en el factor C

Zona I, PSA = 1.0

Zona II, PSA = 0.5

Considerado como A

Zona I, AME = 0.4

Zona II, AME = 0.3

Factor del espectro de

respuestaD= , 0.6≤D≤1, donde X C = Desplazamiento del

centro de gravedad del

edificio, en cm

D=0.72

2/3 ≤ 1.0Considerado en la fórmula

del cortante basal, sin

embargo, hay límites:

T0 < T < 6T0

Características delsuelo

No se consideran No se consideran C0 = 2.5, 2.75, 3.0, 3.0T0 = 0.3, 0.5, 0.6, 0.9

Factor de

estructuración

Implícito en C Implícito en C R, dependiendo del tipode estructuración

Período fundamental No se usa en el cálculo

del cortante basal

Para todos los edificios:

Rayleigh

Para edificios de marcos:

T=Cthn3/4

, donde:Ct = 0.085 edificios de

marcos

Ct = 0.073 edificios de CR

hn : altura del edificio

Para otros edificios:

T=0.09ℎ , Le = LSmax

22

Para todos los edificios:

T=Cthn3/4

, donde:

Ct = 0.085 edificios de

marcos

Ct = 0.073 edificios de CRCt = 0.049 para otros

sistemas estructurales

hn : altura del edificio

Rayleigh para todos los

edificios donde:

TB = periodo fundamental;

sin embargo, TB ≤ 1.4 TA

Donde,

TB: périodo obtenido por

Rayleigh

TA: périodo obtenido por la

primera fórmula


10/48

REGLAMENTO PARA LA SEGURIDADESTRUCTURAL DE LAS CONSTRUCCIONES

CORTANTE BASAL DE DISEÑO

V = Cs W

COEFICIENTE SÍSMICO

Cs

/3


11/48


Cs

/3

A: FACTOR DE ZONIFICACIÓN SÍSMICA(ACELERACIÓN MÁXIMA ESPERADA, AME)

A = 0.4 (40% del valor de la gravedad), ZONA 1

0.3 (30% del valor de la gravedad), ZONA 2


12/48


Cs

/3

I: FACTOR DE IMPORTANCIA (INTENSIDAD SÍSMICA)

1.0: EDIFICIOS DE OCUPACIÓN NORMAL1.2: EDIFICIOS DE OCUPACIÓN ESPECIAL

1.5: ESTABLECIMIENTOS ESENCIALES Y PELIGROSOS


13/48


Cs

/3

T: PÉRIODO FUNDAMENTAL DE VIBRACIÓN (S)

ℎ3/4

2

=1

=1


14/48


Cs

/3

Espectros de diseño para diferentes categorías de importancia para un tipo de suelo III


15/48


Cs

/3

COEFICIENTES DE SITIO Co y ToCUATRO TIPOS DE PERFIL DE SUELOS: S1, S2, S3 y S4

Tipo Descripción C0 T0

S1 (a) Materiales de apariencia rocosa con ondas de corte mayores a500 m/s,(b) Suelos con condiciones muy rígidas o muy densas, cuyo

espesor sea menor de 30 m sobre el manto rocoso

2.5 0.3

S2 (a) Condiciones de suelo rígido o denso, donde la profundidaddel suelo excede 30 m,(b) Suelos con condiciones compactas o muy compactas omedianamente denso con espesores menores de 30 m.

2.75 0.5

S3 Un perfil de suelo que contiene de 4 a 12 m de espesor de arcillasblandas a medianamente compactos o suelos no cohesivossueltos.

3.0 0.6

S4 Un perfil de suelo, caracterizado por una velocidad de onda desismorresistencia menor de 150 m/s, que contiene más de 12 mde arcilla suave o suelo no cohesivo.

3.0 0.9


16/48


Cs

/3

Espectros de diseño para diferentes tipos de perfil de suelos para una categoría de ImportanciaIII


17/48


Cs

/3

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

A C C E L E R A T I O N (

g )

PERIOD (S)

ELÁSTICO

R = 12

Se definen cinco sistemasestructurales y un valor R se

asigna a cada uno. Este valorR es un factor de calidad desistema que identifica elnivel aceptable de demandade deformación inelástica.

3.0 ≤ R ≤ 12.0


18/48

EVALUACIÓN DEL REGLAMENTO

INPUT SISMICO (ELÁSTICO)


19/48

EVALUACIÓN DEL REGLAMENTO

INPUT SISMICO (INELÁSTICO)


20/48

EVALUACIÓN DEL REGLAMENTO. EL SALVADOR.

INPUT SISMICO

• Utiliza solo el PGA (o AME) como parámetro para definir la forma delespectro de diseño (UBC, IBC y Código Canadiense)

•

No considera los efectos de fuente cercana y directividad (UBC97 eIBC)

• La componente vertical esta atada a la componente horizontal demovimiento (factor “2/3”)

• No considera los efectos producidos por la ocurrencia de más de doso más sismos de gran intensidad que ocurren en un lapsoextremadamente corto de tiempo. (Utiliza el método de Poisson)

• No hay microzonificación


21/48


DESEMPEÑO ESTRUCTURAL

• Utiliza ambos diseños por Cargas Últimas y el Diseño por EsfuerzosPermisibles. (Las previsiones se refieren solamente a ladeterminación de las acciones sísmicas; las combinaciones de carga

se dejan para las previsiones particulares de los diferentes materialesde construcción a ser utilizados. )

• Se diseña para el Estado Límite de Colapso y con éste se garantizaque los otros dos estados límites (Serviciabilidad y Uso) estánautomáticamente cubiertos. (IMPLEMENTAR DISEÑO POR DESEMPEÑO).

• Existen tres métodos para el diseño de las estructuras: Estático,Modal espectral y No linear; sin embargo, los dos últimos están

supeditados al primero.


22/48


DESEMPEÑO ESTRUCTURAL

• Existen consideraciones para el análisis P- Δ y para los efectostorsionales.

• La redundancia estructural no está explícitamente considerada

• No hace ninguna consideración para la interacción suelo-estructura.

• No hay previsiones para el diseño utilizando aislamiento

sísmico


23/48


REGULACIONES PARA ESTRUCTURAS EXISTENTES

• No hay metodologías para evaluar la capacidad estructural deuna edificación después de un sismo

• No hay Metodologías para reforzar y/o reparar una estructuradespués de un sismo o “simplemente” incrementar la

capacidad estructural de una edificación.


24/48

EJERCICIOS

PARA SU RESPECTIVO PAIS DESARROLLE LO SIGUIENTE:

• MENCIONE LAS DIFERENTES EDICIONES DEL CÓDIGO DEDISEÑO Y HAGA UNA COMPARACIÓN DE LOS SIGUIENTES

ITEMS:• Niveles de intensidad sísmica

• Factores de importancia

• Zonificación

• Tipos de perfiles de sitio

• Factor de estructuración• Cálculo del período fundamental

• Cálculo del coeficiente de cortante basal

• Métodos de análisis


25/48

EJERCICIOS

PARA SU RESPECTIVO PAIS DESARROLLE LO SIGUIENTE:

• DEL CÓDIGO SÍSMICO VIGENTE ESCRIBA EL COEFICIENTE DECORTANTE BASAL Y DESCRIBA CADA FACTOR IMPLICADO EN SUCÁLCULO.

• EVALUE EL CÓDIGO SÍSMICO VIGENTE EN BASE A LOSSIGUIENTES ITEMS:

• Input sísmico

• Desempeño estructural

• Regulaciones para estructuras existentes


26/48

GUATEMALA (1996)

Se consideran tres niveles de intensidad sísmica: frecuente, severay extrema.

• El nivel correspondiente a terremoto severo corresponde al nivel

base.

• El terremoto frecuente es asignado a un nivel de aceleraciónmás bajo en cada zona sísmica.

• El terremoto extremo se define finalmente como el evento queproducirá un 30% de incremento en los niveles de aceleraciónpico con respecto al caso severo.


27/48

GUATEMALA (1996)

Z S Io Af Ao Ae

2 2 0.00g 0.10g 0.13g

3 3 0.00 a 0.10g 0.10 a 0.30g 0.13 a 0.39g

4.1 4 0.10 a 0.15g 0.30g 0.39g

4.2 4 0.15g 0.30g 0.39g

Aceleraciones máximas efectivaspara el sismo frecuente, sismo base

y sismo excepcional, dependiendode la zona sísmica y la Importancia


28/48

GUATEMALA (1996)

Los Espectros de Respuesta Elásticos se definen sólo para accioneshorizontales.

Sa (T) = A

oD(T) ,

Ao es la Aceleración Pico Efectiva definida en el slide anterior.

D(T) es la amplificación dinámica de la respuesta máxima del oscilador de unsolo grado de libertad. Es función de T y depende del tipo de suelo.

FUNCIÓN DE AMPLIFICACIÓN DINÁMICAT < TA D(T) = 1.0 + 1.5T/TA

TA ≤ T ≤ TB D(T) = 2.5

TB < T D(T) = 2.5 (TB/T)0.67


29/48

GUATEMALA (1996)

Los espectros son definidos para tres diferentes tipos de perfil de suelo. Laporción constante de los espectros de respuesta está delimitada por períodos TA y

TB .

PERFILES DE SUELO

Corner Periods S1 S2 S3

TA 0.12 0.12 0.12

TB 0.40 0.52 0.74


30/48

GUATEMALA (1996)

COEFICIENTES DE SITIO

TIPO DESCRIPCIÓN

S1 (a) Roca de cualquier característica. Dicho material puede caracterizado poruna velocidad de onda de sismorresistencia mayor que 800/s,

(b) (b) Condiciones de suelo rígido donde la profundidad del suelo es menos de50 m y los tipos de suelo que recubren roca son depósitos estables decenizas volcánicas, arenas, gravas o arcillas duras.

S2 Un perfil de suelo con condiciones profundas no cohesivas o de arcilla rígida,incluyendo sitios donde la profundidad del suelo excede 50 m y los tipos desuelo que recubren roca son depósitos estables de cenizas volcánicas, arenas,

gravas o arcillas rígidas.S3 Un perfil de suelo con arcillas suaves a medianamente rígidas, cenizas y arenas

volcánicas, caracterizadas por 10 m o más de arcillas suaves a medianamenterígidas con o sin capas intermedias de arena u otros suelos no cohesivos. Engeneral los perfiles de suelo caracterizados por una velocidad de ondasismorresistente de menos de 200 m/s.


31/48

GUATEMALA (1996)

OCUPACIÓN E IMPORTANCIA

Se definen cinco clasificaciones de ocupación. Estas son facilidadescríticas, esenciales e importantes y ocupaciones ordinarias ymisceláneas.

Índice desismicidad, Io

CLASIFICACIÓN DE OCUPACIÓN

Critica Esencial Importante Ordinaria Miscelánea

5 E E D C2 C1

4 E D C2 C1 B

3 D C2 C1 B B

2 C2 C1 B B A


32/48

GUATEMALA (1996)

SISTEMA ESTRUCTURAL

Se definen cinco sistemas estructurales y un valor Ro se asigna a cadauno de ellos. Este valor Ro es definido como un factor de reducción de

respuesta sísmica genérico que toma en cuenta la capacidad postelástica genérica de un sistema estructural (ductilidad más otrosefectos disipantes de energía).

1.0 ≤ Ro ≤ 5.0

Los Espectros de Diseño se definen en términos de los Espectros deRespuesta Elásticos y el Factor de Reducción de Respuesta Sísmica R.

R = 1.2 Ro Q,

Q: Factor de redundancia estructural


33/48

GUATEMALA (1996)

CORTANTE BASAL DE DISEÑOV B = C s W S

COEFICIENTE SÍSMICO

Cs ()

para T ≥ TA

Cs ()

1+ −1 ∗/para T < TA

Donde: T = 0.09 hn/ (Périodo fundamental de vibración)hn : es la altura total de la edificación

L: distancia entre los ejes estructurales en la dirección de análisis() : demanda sísmica del diseño definida por los espectros de diseño elásticos

El método estático equivalente aplica a edificaciones clasificadas como regulares dentrode plano y elevación que no excedan los 50 m de altura y cuyo período fundamental noexceda los 1.5 s.


34/48

GUATEMALA (1996)

• No hay prescripciones para el análisis no linear

• No hay prescripciones para el uso de acelerogramas

• No hay prescripciones para analizar la interacción sueloestructura.

• No hay prescripciones para analizar el aislamiento sísmico


35/48

GUATEMALA (2000)Se consideran tres niveles de intensidad sísmica en esta norma: básico, frecuente ysevero.

Sismo básico:El sismo básico para el estado límite de cedencia se define como un sismo que tiene un90% de probabilidad de no ser excedido en un périodo de 50 años.

Sa (T) = Ao D(T)

Sismo de servicio:Llamado sismo frecuente, se define como un sismo que tiene una alta probabilidad deocurrencia durante la vida útil de la estructura.Sf (T) = A

f D(T)

Sismo extremo:Es el sismo que tiene la máxima intensidad que puede ocurrir en el sitio.Su (T) =1.3 A

o D(T)k

u (T)

ku (T): factor que modifica D(T) para tomar en cuenta el amortiguamiento post-elástico que

ocurriría durante las excursiones en el rango post-elástico, por la estructura, en el caso de

un sismo severo.


36/48

GUATEMALA (2000)

Z S Io Af Ao

2 2 0.015g 0.15g

3 3 0.015 a 0.15g 0.15 a 0.40g

4.1 4 0.15 a 0.20g 0.40g

4.2 4 0.20g 0.40g


37/48

GUATEMALA (2000)


38/48

GUATEMALA (2000)


39/48

COSTA RICA (2002)•

TRES TIPOS DE INTENSIDAD SISMICA• Terremoto Severo. Corresponde a un Período de Recurrencia de 500

años.

• Terremoto Extremo. Corresponde a una Aceleración Pico en TierraEfectiva 50% mayor que para Terremoto Severo.

•

Terremoto Moderado. Corresponde a Aceleración Pico en Tierra Efectiva25% menor que para Terremoto Severo.

• CUATRO TIPOS DE SITIO• Tipo S1. Roca o suelo muy rígido (Cs > 760 m/s (2500 fps)

• Tipo S2. Suelo rígido a medianamente rígido o denso a medianamente

denso con más de 50m (165’) de profundidad. • Tipo S3. Arcilla suave a medianamente rígida o suelo no cohesivo bajo a

medianamente denso de 6 a 12 m (20’ a 40’) de profundidad.

• Tipo S4. Arcilla suave o Cs < 150 m/s (500 fps) con más de 12m (40’) deprofundidad.


40/48

COSTA RICA (2002)

El país está dividido en tres zonas sísmicas, concorrespondientes Aceleraciones Pico en TierraEfectivas (aef ) sobre Roca de 0.2, 0.3 y 0.4 de lagravedad para Terremoto Severo

No hay ninguna referencia a las aceleracionesde la componente vertical.

Aceleraciones Pico Efectivas, definidaspara Terremotos Severos según la ZonaSísmica correspondiente y laClasificación de Sitio.


41/48

COSTA RICA (2002)• Ocupación e Importancia.

• Grupo A: Facilidades Esenciales (I = 1.5)

• Grupo B: Facilidades de Alto riesgo (I = 1.5)

• Grupo C: Facilidades de Ocupación Especial (I = 1.0)

• Grupo D: Facilidades de Ocupación Normal (I = 1.0)

• Grupo E: Facilidades de Bajo Riesgo (I = 0.75)

• Tipo Estructural.

• Tipo Marco.

• Tipo Doble (Duales).

• Tipo Muro.

• Tipo Viga Voladiza.

• Otros Tipos.


42/48


Espectros Horizontales Elásticos.

• Meseta: Sa max = 2.5 veces la Aceleración Pico en Tierra Efectiva

• Rama descendente Sa = Sa1

/ T , comenzando en Ts = Sa1

/ Sa max

Donde: Sa1 Aceleración espectral en T = 1 seg.

Ts Definido para cada Zona Sísmica y Tipo de Sitio según el cuadrosiguiente (Ts en s)


43/48


Espectros de Diseño.Se asigna a cada estructura una Ductilidad Global en términos de TipoEstructural, Plano Estructural y Regularidad Vertical y Ductilidad de losElementos y Componentes. Los valores de Ductilidad Global son 1 (elástico),1.5, 2, 3, 4 y 6.

Los Espectros de Diseño se definen como un Coeficiente Sísmico C

C = (aef I FED) / SR

• aef = Aceleración Pico Efectiva de diseño, expresada como una fracción

de la gravedad.• I = Factor de Importancia

• SR = Sobre Resistencia. Cuando se utilicen los métodos estáticos odinámicos la SR = 2.0 para estructuras de Marcos Estructurales, Dual yMuro y SR = 1.2 para estructuras tipo voladizo y otros. SR = 1.2 para

todos los Tipos Estructurales con Métodos No Lineales.


44/48


Espectros de Diseño.• FED = Factor Espectral Dinámico. Es la modificación en aceleración que

sufre un sistema de un grado de libertad con respecto a la aceleracióndel suelo y es función de la Zona Sísmica, Tipo de Sitio, Ductilidad GlobalAsignada μ de la Estructura y del Período. El FED se presenta en 12

figuras.


45/48


Método estático.• Procedimiento restringido para Estructuras Regulares Planas y

Verticales que tengan cinco pisos o menos.

V = C Wdonde:

V = Cortante basal

C = Coeficiente Sísmico

W = Peso Total, estimado como 100% Carga Muerta más 15%Carga Viva

Nótese que el procedimiento es iterativo (una iteración) paraencontrar el período y la redistribución de fuerzas.


46/48


Analisis modal espectral• Se requiere siempre que los Procedimientos del Método

Estático no sean permitidos. SRSS (Raíz Cuadrada de la Suma delos Cuadrados) o CQC (Combinación Cuadrática Completa) son

los métodos de combinación modal propuestos para serusados.

• Métodos no lineares

• Espectro de Ductilidad Constante combinado con un análisis de

Pushover.• Análisis de Historia de Tiempo No Lineal (Non linear time

history analisis).


47/48


No consideran el efecto de fuente cercana ni directividad• No considera previsiones para la interacción suelo estructura

• No considera previsiones para el aislamiento sísmico


48/48

REFERENCIAS A SER CONSULTADAS• ASOCIACIÓN GUATEMALTECA DE INGENIERIA ESTRUCTURAL Y SÍSMICA (AGIES), 2000, NORMAS ESTRUCTURALES DE

DISEÑO RECOMENDADAS PARA LA REPÚBLICA DE GUATEMALA, 45 p.

• COMISIÓN PERMANENTE DE ESTUDIO Y REVISIÓN DEL CÓDIGO SÍSMICO DE COSTA RICA, 2002, CÓDIGO SÍSMICO DECOSTA RICA – 2002., COLEGIO FEDERADO DE INGENIEROS Y ARQUITECTOS DE COSTA RICA, 247 P.

• GUTIÉRREZ, J., 2003, EVALUACIÓN DEL CÓDIGO SÍSMICO DE COSTA RICA. 12 p.

• GUTIÉRREZ, J., 2003, EVALUACIÓN DEL CÓDIGO SÍSMICO DE PANAMÁ. 12 p.

• LOPEZ, M., BOMMER,J.J., PINHO, R., 2004, SEISMIC HAZARD ASSESSMENTS, SEISMIC DESIGN CODES, ANDEARTHQUAKE ENGINEERING IN EL SALVADOR, in ROSE, W.I., BOMMER, R.R., LOPEZ, D.L., CARR, M.J., MAJOR, J.J.,eds., NATURAL HAZARDS IN EL SALVADOR: BOULDER, COLORADO, GEOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA SPECIALPAPAER, 375. pp 301-320.

• MINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS (MOP), 2004, NORMA TÉCNICA PARA EL DISEÑO POR SISMO Y SUS COMENTARIOSen “REGLAMENTO PARA LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL DE LAS CONSTRUCCIONES”, p 60.

• SANTANA, G., 2002, EVALUACIÓN DEL CÓDIGO SÍSMICO DE EL SALVADOR. 12 p.

• SANTANA, G., 2002, EVALUACIÓN DEL CÓDIGO SÍSMICO DE GUATEMALA. 13 p.

• SANTANA, G., 2002, EVALUACIÓN DEL CÓDIGO SÍSMICO DE NICARAGUA. 11 p.

cÓdigos+sÍsmicos+en+centroamerica

Documents