Diseño Sismoresistente Pique Phd
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Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico
Ing CIP Javier Piqu del Pozo, PhDProfesor de la Facultad de Ingeniera Civil UNIPresidente del Comit Permanente de la norma de Diseo Sismorresistente.
Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 2/34
HUARZ 1970HUARZ 1970
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2PISCO 2007
Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 4/34
Objetivos del diseo sismorresistente (1997), desechado por el Comit 1. Resistir sismos leves sin dao
(MM o MSK VI) 2. Resistir sismos moderados
considerando la posibilidad de daos estructurales leves. (MM o MSK= VII y VIII)
3. Resistir sismos severos con posibilidad de daos estructurales importantes, evitando el colapso de la edificacin. (MM o MSK=IX)
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3Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 5/34
Filosofa del diseo sismorresistente
E 030La filosofa del diseo sismorresistente consiste en:
a.Evitar prdidas de vidasb.Asegurar la continuidad de los servicios bsicosc. Minimizar los daos a la propiedad.
ISO 3010Bases del diseo
Sismorresistente 1. Prevenir lesiones a
las personas 2. Asegurar la
continuidad de los servicios
3. Minimizar el dao a la propiedad
Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 6/34
Principios del diseo sismorresistente (2003) (ISO 3010)a) La estructura no debera colapsar, ni causar
graves daos a las personas debido a movimientos ssmicos severos que puedan ocurrir en el sitio. (estado ltimo)b) La estructura debera soportar movimientos
ssmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daos dentro de lmites aceptables. (estado de serviciabilidad )
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4Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 7/34
Zonificacin ssmica del Per
La zonificacin en 1977, consideraba la zona 1 como la de mayor sismicidad y tena forma caprichosaSe adopt una solucin propuesta
por el IGP basada en los estudios neotectnicosSe mantuvo en tres zonas por falta
de informacin sobre una cuartaEl nmero de la zona aproxima el
nivel de la aceleracin mxima. Tr=475 aos
Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 8/34
Condiciones Locales; microzonificacin 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 parmetros no fueron sealados dejndolo al especialista
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5Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 9/34
Categora de las estructuras Se redefinieron las categoras de edificios,
eliminando la primera (reactores nucleares) y colocando ahora las edificaciones esenciales.
Se incorpor a los locales escolares y hospitalarios en este grupo o categora A
A travs de los factores de uso se espera conseguir una mejor respuesta o desempeo, lo que no es garanta, sino de mayor resistencia, pero no mejor respuesta
Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 10/34
Factor de amplificacin ssmica
Espectro de diseo(Alva + Meneses) Comparacin con
el de 1977 Correccin en
2003
maxmax
GUUC &&&&=
Espectros de respuestas de sismos registradosen el sitio.
Espectros de diseo o curva suavizada producto de una normalizacin hecha con respecto a la aceleracin mxima de la base.
DiseomxGu&&
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6Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 11/34
Factor de Amplificacin Ssmica
Factor de Amplificacin Ssmica
0
1
2
3
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
T(s)
C
5.25.2
=TT
C p
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Se introdujo la influencia de las irregularidades de las edificaciones Clasificacin de irregularidad: planta y
elevacin. (No las prohibe, excepto edificios esenciales)
Condiciona mtodo de anlisis: Mtodo esttico: Hasta 15 pisos o 5
irregulares Mtodo dinmico: Todas las estructuras
Limita uso de la estructura
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7Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 13/34TURQUIA 1999TURQUIA 1999
Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 14/34
Categora, Exigencia de Regularidad y Sistema Estructural
Categora dela Edificacin.
RegularidadEstructural
Zona Sistema Estructural
3 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbailera Armada o ConfinadaSistema Dual
A Regular 2 y 1 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbailera Armada o ConfinadaSistema DualMadera
B Regular oIrregular
3 y 2 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbailera Armada o ConfinadaSistema DualMadera
1 Cualquier sistema.
C Regular oIrregular
3, 2 y1
Cualquier sistema.
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8Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 15/34
Cortante en la base: mtodo esttico(2003). Fuerza factorada
C/R C/R 0.1250.125
PR
ZUCSVu2003
=25,119972003 xVV =
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Corte - desplazamiento
V sismo= V=ZUSC Comportamiento
elstico
Comportamiento inelstico
V diseo =V=ZUSC/R
real anlisis
R
(Desplazamiento Lateral )
V = Cortante basal
V
V
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9Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 17/34
Comparacin entre coeficientes del cortante en la base
10.4ZUCS2.50.4factor C (perodos cortos)11factor S 11factor U
0.41factor Z
19971977Norma Ssmica
R 1997 = Rd 1977 x 2.5 veces
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Corte versus Desplazamiento
Mismo nivel de diseo, 1977 y 2003V
K1977
K1997
MISMA RESISTENCIA MAYOR RIGIDEZ
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Comparacin entre los factores de reduccin de la respuesta
47Construccin con madera2.56Albailera estructural
37.5Muros de corte de concreto armado
410Dual de concreto armado510Prticos de concreto armado610Prticos de acero
Norma -1977Factor Rd
Norma - 1997Factor R
Sistema estructural sismorresistente
Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 20/34
i
Ihe
50%0.0150.010Madera100%0.0100.005Albailera50%0.0150.010Acero (*)43%0.0100.007Concreto armado
MATERIAL PREDOMINANTE
Incrementode la
demanda
Norma 77Norma 97Norma
i
Ihe
Distorsiones admisibles
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Desplazamiento Norma 1977:1977)4/3( RxANALISISREAL =
Desplazamiento Norma 1997:1997RxANALISISREAL =
(Desplazamientos 1997 = 2.5 x 4/3= 3.33 veces mayores)
Desplazamiento Norma 2003: 2003)4/3( RxANALISISREAL =
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Factores de reduccin de la respuesta R2003 = R 1997 / 1,25
77Construccin con madera3 (6)6Albailera estructural
67.5Muros de corte de concreto armado
710Dual de concreto armado810Prticos de concreto armado
9,510Prticos de acero
E.030-2003Factor R2003
E.030-97Factor R1997
Sistema estructural sismorresistente
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Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 23/34
Anlisis dinmico Combinacin modal
Valores mnimos: V dinmico: 0,8 VZUCS estructuras regulares V dinmico: 0,9 VZUCS estructuras irregulares
Estructuras especiales: anlisis en tiempo 5 Registros histricos o artificiales Estructuras especialmente importantes:
anlisis inelstico
+= 275.025.0 iik RRR
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Cimentaciones Compatibilidad de hiptesis de diseo con
capacidad del suelo Exigencia de conexin de zapatas en suelos
S3 y S4. Prohibicin de construcciones de adobe en
suelo S$ FS al volteo = 1.5
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Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 25/34
TABLA 9 VALORES DE C1
- Elementos que al fallar puedan precipitarse fuera de la edificacin en la cual la direccin de la fuerza es perpendicular a su plano.
- Elementos cuya falla entrae peligro para personas u otras estructuras.
1.3
- Muros dentro de una edificacin (direccin 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 direccin.
0.90
- Pisos y techos que actan como diafragmas con la direccin de la fuerza en su plano.
0.60
Elementos no estucturales
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Reparacin de estructuras - Defectos estructurales que provocaron
la falla deben ser corregidos para recuperara la capacidad de resistir un nuevo evento ssmico.
Se podr emplear otros criterios y procedimientos diferentes a los indicados en esta Norma, con la debida justificacin y aprobacin de la autoridad competente.
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Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 27/34
Instrumentacin Se exige la instalacin de un registrador
acelerogrfico triaxial. (edificaciones con un rea igual o mayor de 10,000 m2.
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Edificaciones escolares diseadas con la Norma de 1997
y 2003
SISMO Atico 2001
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Normas 1977 Desplazamientosadmisibles = dao
Photo: E. Fierro
PhotosE. Fierro
Normas 1997 Estructura rgida. Exigencia de regularidad = sin daos
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Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 31/34
Sismo de Pisco 2007. Norma vigente
Sismo de Pisco 2007
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Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 33/34
Algunas limitaciones de la Norma Peruana Especifica mnimos valores aceptables de: RESISTENCIA RIGIDEZ
Comportamiento final no es transparente, es decir comprobable
La seguridad al colapso no est garantizada, ni se incluyen recomendaciones ni exigencias
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Futuro Esperamos exigir verificacin de la
resistencia ltima Implementar procedimientos tipo Diseo
por capacidad Definir dos niveles de diseo
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Muchas gracias por su atencin