pique del pozo

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Criterios de la Norma Peruana de Diseño Sísmico

Ing° CIP Javier Piqué del Pozo, PhDProfesor de la Facultad de Ingeniería Civil – UNIPresidente del Comité Permanente de la norma de Diseño Sismorresistente.

Javier Piqué del Pozo – Criterios de la Norma Peruana de Diseño Sísmico 2/34

HUARÁZ 1970HUARÁZ 1970

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PISCO 2007


Objetivos del diseño sismorresistente (1997), desechado por el Comité

1. Resistir sismos leves sin daño (MM o MSK≤ VI)2. Resistir sismos moderados considerando la posibilidad de daños estructurales leves. (MM o MSK= VII y VIII)3. Resistir sismos severos con posibilidad de daños estructurales importantes, evitando el colapso de la edificación. (MM o MSK=IX)

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Filosofía del diseño sismorresistente

E – 030La filosofía del diseño sismorresistente consiste en:

•a.Evitar pérdidas de vidas•b.Asegurar la continuidad de los servicios básicos•c. Minimizar los daños a la propiedad.

ISO 3010Bases del diseño

Sismorresistente1. Prevenir lesiones a las personas2. Asegurar la continuidad de los servicios3. Minimizar el daño a la propiedad


Principios del diseño sismorresistente (2003) (ISO 3010)

a) La estructura no debería colapsar, ni causar graves daños a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio. (estado último)b) La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de límites aceptables. (estado de serviciabilidad )

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Zonificación sísmica del Perú

La zonificación en 1977, consideraba la zona 1 como la de mayor sismicidad y tenía forma caprichosaSe adoptó una solución propuesta por el IGP basada en los estudios neotectónicosSe mantuvo en tres zonas por falta de información sobre una cuartaEl número de la zona aproxima el nivel de la aceleración máxima. Tr=475 años


Condiciones Locales; microzonificación

Se mantuvo el factor suelo, S, a diferencia de otras normas del mundo que lo han eliminado.Siguiendo el IBC se introdujo el perfil S4, cuyos parámetros no fueron señalados dejándolo al especialista

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Categoría de las estructurasSe redefinieron las categorías de edificios, eliminando la primera (reactores nucleares) y colocando ahora las edificaciones esenciales.Se incorporó a los locales escolares y hospitalarios en este grupo o categoría AA través de los factores de uso se espera conseguir una mejor respuesta o desempeño, lo que no es garantía, sino de mayor resistencia, pero no mejor respuesta


Factor de amplificación sísmica

Espectro de diseño(Alva + Meneses)

Comparación con el de 1977Corrección en 2003

maxmax

GUUC&&

&&=

Espectros de respuestas de sismos registradosen el sitio.

Espectros de diseño o curva suavizada producto de una normalización hecha con respecto a la aceleración máxima de la base.

DiseñomáxGu&&

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Factor de Amplificación Sísmica

Factor de Amplificación Sísmica

0

1

2

3

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

T(s)

C

5.25.2 ≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

TT

C p


Se introdujo la “influencia” de las irregularidades de las edificaciones

Clasificación de irregularidad: planta y elevación. (No las prohibe, excepto edificios esenciales)Condiciona método de análisis:

Método estático: Hasta 15 pisos o 5 irregularesMétodo dinámico: Todas las estructuras

Limita uso de la estructura

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Javier Piqué del Pozo – Criterios de la Norma Peruana de Diseño Sísmico 13/34TURQUIA 1999TURQUIA 1999


Categoría, Exigencia de Regularidad y Sistema Estructural

Categoría dela Edificación.

RegularidadEstructural

Zona Sistema Estructural

3 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbañilería Armada o ConfinadaSistema Dual

A Regular 2 y 1 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbañilería Armada o ConfinadaSistema DualMadera

B Regular oIrregular

3 y 2 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbañilería Armada o ConfinadaSistema DualMadera

1 Cualquier sistema.

C Regular oIrregular

3, 2 y1

Cualquier sistema.

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Cortante en la base: método estático(2003). Fuerza factorada

C/R C/R ≥≥ 0.1250.125

PR

ZUCSVu2003

=

25,119972003 xVV =


Corte - desplazamiento

V sismo= V=ZUSC Comportamiento

elástico

Comportamiento inelástico

V diseño =V=ZUSC/R

Δ realΔ análisis

R

Δ (Desplazamiento Lateral )

V = Cortante basal

ΔV

V

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Comparación entre coeficientes del cortante en la base

10.4ZUCS2.50.4factor C (períodos cortos)11factor S 11factor U

0.41factor Z

19971977Norma Sísmica

R 1997 = Rd 1977 x 2.5 veces


Corte versus Desplazamiento

Mismo nivel de diseño, 1977 y 2003V

K1977

K1997

MISMA RESISTENCIA MAYOR RIGIDEZ

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Comparación entre los factores de reducción de la respuesta

47Construcción con madera2.56Albañilería estructural

37.5Muros de corte de concreto armado

410Dual de concreto armado510Pórticos de concreto armado610Pórticos de acero

Norma -1977Factor Rd

Norma - 1997Factor R

Sistema estructural sismorresistente


⎟⎠⎞⎜

⎝⎛Δ

i

Ihe

50%0.0150.010Madera100%0.0100.005Albañilería50%0.0150.010Acero (*)43%0.0100.007Concreto armado

MATERIAL PREDOMINANTE

Incrementode la

demanda

Norma 77Norma 97Norma⎟⎠⎞⎜

⎝⎛Δ

i

Ihe

Distorsiones admisibles

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Desplazamiento Norma 1977:1977)4/3( RxANALISISREAL Δ=Δ

Desplazamiento Norma 1997:1997RxANALISISREAL Δ=Δ

(Desplazamientos 1997 = 2.5 x 4/3= 3.33 veces mayores)

Desplazamiento Norma 2003: 2003)4/3( RxANALISISREAL Δ=Δ


Factores de reducción de la respuesta R2003 = R 1997 / 1,25

77Construcción con madera3 (6)6Albañilería estructural

67.5Muros de corte de concreto armado

710Dual de concreto armado810Pórticos de concreto armado

9,510Pórticos de acero

E.030-2003Factor R2003

E.030-97Factor R1997

Sistema estructural sismorresistente

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Análisis dinámicoCombinación modal

Valores mínimos:V dinámico: 0,8 VZUCS estructuras regularesV dinámico: 0,9 VZUCS estructuras irregulares

Estructuras especiales: análisis en tiempo5 Registros históricos o artificialesEstructuras especialmente importantes: análisis inelástico

∑∑ += 275.025.0 iik RRR


CimentacionesCompatibilidad de hipótesis de diseño con capacidad del sueloExigencia de conexión de zapatas en suelos S3 y S4.Prohibición de construcciones de adobe en suelo S$FS al volteo = 1.5

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TABLA 9 VALORES DE C1

- Elementos que al fallar puedan precipitarse fuera de la edificación en la cual la dirección de la fuerza es perpendicular a su plano.

- Elementos cuya falla entrañe peligro para personas u otras estructuras.

1.3

- Muros dentro de una edificación (dirección de la fuerza perpendicular a su plano).

0.90

- Cercos. 0.60 -Tanques, torres, letreros y chimeneas conectados a una

parte del edificio considerando la fuerza en cualquier dirección.

0.90

- Pisos y techos que actúan como diafragmas con la dirección de la fuerza en su plano.

0.60

Elementos no estucturales


Reparación de estructuras- Defectos estructurales que provocaron la falla deben ser corregidos para recuperara la capacidad de resistir un nuevo evento sísmico.

Se podrá emplear otros criterios y procedimientos diferentes a los indicados en esta Norma, con la debida justificación y aprobación de la autoridad competente.

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InstrumentaciónSe exige la instalación de un registrador acelerográfico triaxial. (edificaciones con un área igual o mayor de 10,000 m2.

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Edificaciones escolares diseñadas con la Norma de 1997

y 2003

SISMO Atico 2001

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Normas 1977 Desplazamientosadmisibles = daño

Photo: E. Fierro

PhotosE. Fierro

Normas 1997 Estructura rígida. Exigencia de regularidad = sin daños

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Sismo de Pisco 2007. Norma vigente

Sismo de Pisco 2007

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Algunas limitaciones de la Norma Peruana

Especifica mínimos valores aceptables de:RESISTENCIARIGIDEZ

Comportamiento final no es transparente, es decir comprobableLa seguridad al colapso no está garantizada, ni se incluyen recomendaciones ni exigencias


FuturoEsperamos exigir verificación de la resistencia últimaImplementar procedimientos tipo “Diseño por capacidad”Definir dos niveles de diseño

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Muchas gracias por su atención

pique del pozo

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