Principios básicos de Sismo Resistencia

Transcripción

Principios básicos de Sismo Resistencia
EVALUACIÓN DE DAÑOS Y DE LA SEGURIDAD
DE EDIFICACIONES DESPUÉS DE UN SISMO
MÓDULOS
MÓDULOS DE CAPACITACIÓN
MÓDULO 4 – CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE SISMO
RESISTENCIA
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C.
INDICE
• Normas Colombianas de diseño y construcción
sismo resistente
–
–
–
–
–
Historia
Por qué se necesita una normativa?
Objetivos
Propósito
Contenido de la NSR-98
• Principios básicos de Sismo Resistencia
–
Forma, peso, rigidez, estabilidad global, compatibilidad
con el suelo de cimentación, sistema estructural
apropiado, materiales competentes, buena calidad en la
construcción, capacidad de absorber o disipar energía,
fijación de elementos no estructurales
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 2
OBJETIVOS
Dar a conocer la filosofíía bá
ásica de la
Norma Colombiana de construcciones
Sismo Resistentes
Revisar algunos conceptos
sobre sismo resistencia
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
bá
ásicos
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 3
EVALUACIÓN DE DAÑOS Y DE LA SEGURIDAD
DE EDIFICACIONES DESPUÉS DE UN SISMO
MÓDULO 4 – CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE SISMO
RESISTENCIA
CAPÍTULO 1 – Normas colombianas de diseño y construcción sismo
resistente – NSR98
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C.
NORMAS SISMO RESISTENTES EN COLOMBIA
• Ley 400 (19 agosto 1997)
• Reglamento NSR-98 (Decreto 33, 9 enero, 1998)
• Actualización (Decreto 34 de 1999)
• Actualización (Decreto 2809 de 2000)
• Actualización (Decreto 52 de 2002)
• Resoluciones expedidas por la Comisión
Asesora
Permanente
del
Régimen
de
Construcciones Sismo Resistentes
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 5
POR QUÉ SE NECESITA UNA NORMATIVA SISMO RESISTENTE ?
•• Las
Las normas
son un
un mecanismo
mecanismo cuyo
cuyo objetivo
objetivo
normas son
es
es el
el evitar
evitar que
que se
se cometan
cometan errores
errores crasos
crasos
por
por aquellos
aquellos que
que no
no son
son los
los m
má
mááss
conocedores
conocedoresde
delos
losavances
avancestté
cnicos.
téécnicos.
•• Inevitablemente,
Inevitablemente, la
la ciencia
ciencia siempre
siempre estar
estará
estaráá
m
mááss adelante
adelante que
que las
las normas
normas yy para
para que
que en
en
ellas
ellas se
se permita
permita cierto
cierto tipo
tipo de
de innovaciones
innovaciones
de
de tecnolog
tecnologí
de punta
punta siempre
siempre ser
será
tecnologííaa de
seráá
necesario
necesario pasar
pasar por
por procesos
procesos de
de validaci
validació
validacióónn
uuhomologaci
homologació
n.
homologacióón.
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 6
POR QUÉ SE NECESITA UNA NORMATIVA SISMO RESISTENTE ?
•• Para
Para cambiar
cambiar las
normas, debido
debido aa sus
sus
las normas,
implicaciones
implicaciones para
para la
la sociedad,
sociedad, se
se requiere
requiere
de
de cautela
cautela yy prudencia,
prudencia, yy cuando
cuando se
se desea
desea
aplicar
aplicar algo
algo que
que se
se sale
sale del
del áámbito
mbito de
de las
las
mismas
mismas se
se debe
debe sustentar
sustentar un
un rré
gimen de
de
réégimen
excepci
excepció
n.
excepcióón.
•• Por
Por lo
lo tanto,
tanto, su
su objetivo
objetivo no
no es
es coartar
coartar la
la
capacidad
capacidad de
de los
los profesionales,
profesionales, m
má
bien, es
es
mááss bien,
proteger
proteger al
al ciudadano
ciudadano de
de errores
errores
inaceptables
inaceptables oo de
de extravagancias
extravagancias que
que lo
lo
conviertan
conviertanen
enun
unconejillo
conejillode
deindias.
indias.
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 7
OBJETIVOS DE LAS NORMAS SISMO RESISTENTES
•• Establecer
Establecer los
requisitos mínimos
mínimos de
de seguridad
seguridad
los requisitos
con
con el
el fin
fin de
de salvaguardar
salvaguardar la
la vida
vida yy además
además
garantizar
garantizar que
que la
la edificación
edificación sea
sea capaz
capaz de
de
cumplir
cumplir durante
durante su
su vida
vida útil,
útil, una
una serie
serie de
de
criterios
criteriosde
dedesempeño
desempeñopreestablecidos
preestablecidos..
•• Establecer
Establecercriterios
criteriosadicionales
adicionalespara
paraque
queciertas
ciertas
edificaciones
indispensables
para
la
edificaciones
indispensables
para
la
recuperación
recuperación posterior
posterior aa un
un sismo
sismo puedan
puedan
seguir
seguirfuncionando
funcionandodespués
despuésde
desu
suocurrencia.
ocurrencia.
•• Adicionalmente
Adicionalmente establecer
establecer procedimientos
procedimientos para
para
defender,
defender, en
en alguna
alguna medida,
medida, el
el patrimonio
patrimonio del
del
Estado
Estadoyyde
delos
losciudadanos
ciudadanos
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 8
PROPÓSITO DE LAS NORMAS SISMO RESISTENTES
Una
edificaci
Una edificació
edificació
debe ser
ser capaz
capaz de
de resistir:
resistir:
edificacióónn debe
•• Sismos
peque
da
Sismos pequeñ
pequeñ
pequeñños
os ((¿¿frecuentes?)
frecuentes?) sin
sin dañ
dañ
daññoo
((¿¿operació
operaci
operació
continua?);
operacióónn continua?);
•• sismos
sismos moderados
moderados ((¿¿ocasionales?)
ocasionales?) sin
sin
dañ
da
alg
da
dañ
estructural pero
pero con
con algú
algú
dañ
no
daññoo estructural
algúúnn dañ
daññoo no
estructural
ocupaci
estructural ((¿¿ocupació
ocupació
inmediata?);
ocupacióónn inmediata?);
•• yy un
un sismo
sismo fuerte
fuerte ((¿¿raros?)
raros?) sin
sin colapso
colapso
pero
da
pero con
con dañ
dañ
elementos estructurales
estructurales
daññoo aa elementos
yy no
protecci
no estructurales
estructurales ((¿¿protecció
protecció
de la
la
proteccióónn de
vida?).
vida?)
vida?).
vida?)..
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 9
CONTENIDO DE LA NSR -98
TITULO
TEMA
OBSERVACIONES
TITULO
TEMA
OBSERVACIONES
Actualizado
AA REQUISITOS
REQUISITOSGENERALES
GENERALESDE
DEDISEÑO
DISEÑOYY
Actualizado
CONSTRUCCION
CONSTRUCCIONSISMO
SISMORESISTENTE
RESISTENTE
Actualizado
BB CARGAS
Actualizado
CARGAS
Actualizado
CC CONCRETO
Actualizado
CONCRETOESTRUCTURAL
ESTRUCTURAL
Actualizado
DD MAMPOSTERIA
Actualizado
MAMPOSTERIAESTRUCTURAL
ESTRUCTURAL
Actualizado
EE CASAS
Actualizado
CASASDE
DEUNO
UNOYYDOS
DOSPISOS
PISOS
Actualizado
FF ESTRUCTURAS
Actualizado
ESTRUCTURASMETALICAS
METALICAS
Nuevo
GG ESTRUCTURAS
Nuevo
ESTRUCTURASDE
DEMADERA
MADERA
Nuevo
HH ESTUDIOS
Nuevo
ESTUDIOSGEOTECNICOS
GEOTECNICOS
Nuevo
II SUPERVISION
Nuevo
SUPERVISIONTECNICA
TECNICA
Nuevo
JJ REQUISITOS
Nuevo
REQUISITOSPARA
PARAFUEGO
FUEGO
Nuevo
KK OTROS
Nuevo
OTROSREQUISITOS
REQUISITOSCOMPLEMENTARIOS
COMPLEMENTARIOS
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 10
CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
Edificaciones que cuentan con:
• Adecuada configuración estructural
• Con componentes estructurales
dimensiones apropiadas
de
• Materiales
con
una
resistencia
suficiente para soportar la acción de las
fuerzas causadas por un sismo.
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 11
EVALUACIÓN DE DAÑOS Y DE LA SEGURIDAD
DE EDIFICACIONES DESPUÉS DE UN SISMO
MÓDULO 4 – CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE SISMO
RESISTENCIA
CAPÍTULO 2 – Principios básicos de la sismo resistencia (Decálogo)
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
DIRECCIÓN DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS DE BOGOTÁ D.C.
PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA SISMO RESISTENCIA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Forma regular
Bajo peso
Alta rigidez
Buena estabilidad global
Suelo firme y buena cimentación
Sistema estructural apropiado
Materiales competentes
Buena calidad en la construcción
Capacidad de absorber y disipar energía
Fijación de elementos no estructurales
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 13
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (1)
• Forma regular
• Construcciones que tengan geometría
sencilla en planta
• Construcciones que tengan geometría
sencilla en elevación
Con geometría sencilla se obtiene un
mejor comportamiento frente a los
sismos
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 14
FORMA REGULAR
PLANTAS SENCILLAS
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 15
FORMA REGULAR
ELEVACIONES SENCILLAS
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 16
FORMA REGULAR
PLANTAS COMPLEJAS
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 17
FORMA REGULAR
ELEVACIONES COMPLEJAS
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 18
FORMA REGULAR
MATRIZ DE FORMA DE EDIFICIOS
Plano
horizontal
Plano
vertical
Planta sencilla
Planta compleja
Elevación sencilla
Elevación compleja
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 19
FORMA REGULAR
GEOMETRIA COMPLEJA SISMO
RESISTENTE
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 20
FORMA REGULAR
Irregularidad en planta
Cantidad de muros en las dos
direcciones
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Irregularidad en altura
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 21
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (2)
• Bajo peso
La masa del edificio
Movimiento
F=m a
Fuerza inercial
Sismo
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
La aceleración
Del sismo
Mientras más liviana la
construcción menor
fuerza sísmica debe
resistir
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 22
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (3)
• Alta rigidez
Estructura flexible
Estructura rígida
A mayor rigidez menor movimiento y menor daño
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 23
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (4)
• Buena estabilidad global
Altos factores de seguridad contra:
• Volcamiento
• Deslizamiento
• Golpeteo
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 24
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
b
Vn
Volcamiento
W
Vi
hi
FS-vol =
V2
W*(b/2)
(∑
∑Vi * hi )
≥2
V1
Cimentaciones
superficiales
(suelos duros)
b
2
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 25
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
b
Volcamiento
W
qo
σcs + σcv
σcv
σcs
b
2
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
≥ 2.0
Cimentaciones
superficiales
(suelos blandos)
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 26
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
Volcamiento
fs
w
τcs + τcv
≥ 2.0
τcv + τcs
Cimentaciones profundas
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 27
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
Deslizamiento
Vn
µ*W
Vi
w
τcs
τcs
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 28
≥ 1.5
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
ls
Deslizamiento
le
Vn
O
hi
∑( Vi * hi) + W * le + VS
* hS + WS * ls
Vi
w
r
hS
≤ 1.5 fs * r
vs
ws
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
fs
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 29
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
d1
d2
Golpeteo
B
Nivel k
C
Nivel j
A
d1 ≥
A
δtot ,j
B
+
B
δtot,j
C
d2 ≥ δtot ,k + δtot,k
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 30
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
Golpeteo
d
δtot 1
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
δtot2
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 31
BUENA ESTABILIDAD GLOBAL
Golpeteo
d
δtot 1
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
δtot 2
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 32
EJEMPLOS DE DAÑOS POR GOLPETEO
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 33
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (5)
• Suelo firme y buena cimentación
Debe realizarse un diseño de estructuracimentación-suelo que considere:
– Efecto del suelo en la respuesta
(amplificación)
– Interacción suelo-estructura
– Potencial de deslizamientos o licuación
de suelos
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 34
SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN
Efecto del suelo en la
respuesta sísmica
ESTRUCTURA
CIMENTACIÓN
SUELO
ROCA
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 35
SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN
Amplificación de la onda sísmica en el suelo
Sa (g)
ESPECTRO DE
RESPUESTA DE
ACELERACIONES
SUELO
ROCA
ZONA DE
AMPLIFICACIÓN
T (s)
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 36
EFECTO DEL SUELO EN LA RESPUESTA
ZONA 5
ZONA 4
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
1
2
0
3
0
PERIODO (SEG)
6
5
4
3
ZONA 3
2
6
1
5
0
4
1
2
PERIODO (SEG)
3
3
2
1
0
0
1
2
PERIODO (SEG)
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
2
PERIODO (SEG)
ZONA 2
0
1
Ver 1.0 / Marzo 2004
3
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 37
3
SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN
INTERACCIÓN SUELO ESTRUCTURA
ESTRUCTURA
CIMENTACIÓN
SUELO
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 38
SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN
Compatibilidad de deformaciones suelo - cimentación
σmax > σadm
σmax
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Presión de contacto
uniforme
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 39
SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN
Incompatibilidad de deformaciones suelo - cimentación
σmax > σadm
σmax
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Presión de contacto
no uniforme
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 40
SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN
Incompatibilidad de deformaciones suelo - cimentación
σmax > σadm
Presión de contacto
no uniforme
σmax
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 41
SUELO FIRME Y BUENA CIMENTACIÓN
Características de la
cimentación
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Suelos
Pendiente
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 42
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (6)
• Sistema estructural apropiado
Un sistema estructural es un conjunto de elementos
dispuestos y ensamblados de manera que pueden resistir y
transmitir las cargas impuestas.
Elementos componentes de un sistema estructural
• Elementos horizontales
Vigas
Losas o diafragmas
• Elementos verticales
Columnas
Muros
• Elementos diagonales
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 43
SISTEMA ESTRUCTURAL APROPIADO
• Sistemas estructurales aceptados en la NSR-98
• SISTEMA DE PORTICOS
•
•
–
Concreto Reforzado
–
Acero
SISTEMA DE MUROS
–
Concreto Reforzado
–
Mampostería estructural
–
Pórticos arriostrados
SISTEMA MIXTO
–
–
Muros + pórticos no arriostrados
Pórticos no
arriostrados
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
arriostrados
+
pórticos
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 44
SISTEMA ESTRUCTURAL APROPIADO
• Sistemas estructurales aceptados en la NSR-98
• PÓRTICO
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
• MUROS
• COMBINADO
• DUAL
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 45
SISTEMA ESTRUCTURAL APROPIADO
Sistema estructural de pórticos
Viga
Columna
Diafragma rígido
(losa)
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 46
SISTEMA ESTRUCTURAL APROPIADO
Sistema estructural
de muros
Diafragma rígido
(losa)
Muro longitudinal
Muro transversal
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 47
SISTEMA ESTRUCTURAL APROPIADO
Sistema estructural de muros
Muro de
concreto
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Muro de
mampostería
Pórtico
arriostrado
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 48
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Distribución estratégica de los elementos
para resistir los efectos de las fuerzas
conformando sistemas estructurales
apropiados evitando las siguientes
situaciones:
•Asimetrías que incrementen los efectos de torsión
•Cambios bruscos de rigidez y resistencia
•Columnas cortas
•Distribución irregular de masas
•Desplazamiento de elementos
•Diagramas flexibles
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 49
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar asimetrías que incrementen los efectos
de torsión
CR
CR
CM
e
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
ey
CM
ex
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 50
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar cambios bruscos de rigidez y
resistencia
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 51
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar cambios bruscos de rigidez y
resistencia
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 52
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar columnas cortas
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 53
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se debe evitar la
distribución
irregular de la masa
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Se debe evitar el
desplazamiento de
elementos
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 54
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se debe evitar el desplazamiento del plano
de acción
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 55
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar sistemas no paralelos
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 56
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar los
diafragmas flexibles
CM
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 57
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar los
diafragmas flexibles
CM
CM
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 58
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar los
grandes voladizos
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 59
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar los
grandes voladizos
COMPONENTE
VERTICAL DEL SISMO
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 60
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar los
grandes voladizos
COMPONENTE
VERTICAL DEL SISMO
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 61
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar los
grandes voladizos
COMPONENTE
VERTICAL DEL SISMO
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 62
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
Se deben evitar los
grandes voladizos
COMPONENTE
VERTICAL DEL SISMO
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 63
SISTEMA ESTRUCTURAL APROPIADO
Confinamiento y reforzamiento
de muros
Detalles de vigas y columnas
de confinamiento
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Vigas de amarre o corona
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 64
SISTEMA ESTRUCTURAL APROPIADO
Características de las
aberturas
Características del
entrepiso
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Características y amarre de
cubiertas
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 65
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (7)
• Materiales competentes
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
PERMITIDOS EN LA NSR-98
Muros de mampostería
reforzada
Concreto
Reforzado
Acero
Madera
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Aluminio
Muros de mampostería
confinada
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 66
MATERIALES COMPETENTES
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
NO PERMITIDOS EN LA NSR-98
Concreto
Simple
Tapia
Muros sin refuerzo
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 67
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (8)
• Buena calidad en la construcción
–
–
–
–
Realización
de
prácticas
de
construcción adecuadas
Cumplimiento estricto de los planos
de diseño
Cumplimiento
estrictro
de
las
especificaciones de resistencia y
calidad de los materiales empleados
Estricta supervisión técnica
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 68
BUENA CALIDAD DE LA CONSTRUCCIÓN
Calidad de las juntas de
pega
Tipo y disposición de las unidades
Calidad de los materiales
de mampostería
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 69
BUENA CALIDAD DE LA CONSTRUCCIÓN
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 70
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (9)
• Capacidad de absorber y disipar energía
P
CONCEPTOS DE DUCTILIDAD
∆y
Ductilidad =
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
∆u
∆u
∆y
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 71
∆
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
P
∆u
Ductilidad =
∆y
∆
Py
∆y
CONCEPTO
S DE
DUCTILIDAD
Pu
∆u
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 72
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆U
∆Y
∆U
∆Y
∆U
∆Y
Ductilidad
Global
∆U
∆Y
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 73
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
εcu
εc
DUCTILIDAD LOCAL
φ
Ductilidad
de
curvatura
=
Ductilidad
del acero
=
R
φu
φy
ε su
εy
φ
u
Acero a compresión
φy
Eje neutro
Grieta
Acero a tracción
ε su
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
εy
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 74
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
σ
CURVAS ESFUERZO DEFORMACION
DEL ACERO Y CONCRETO
Acero grado 60
Acero grado 40
Concreto
ε
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 75
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
CURVAS ESFUERZO DEFORMACION DEL
ACERO Y DEL CONCRETO
σ
Acero
Energía disipada
Concreto
ε
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 76
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
EFECTO
EFECTO DEL
DEL CONFINAMIENTO
CONFINAMIENTO EN
EN LA
LA RESISTENCIA
RESISTENCIA Y
Y
DUCTILIDAD
DUCTILIDAD DEL
DEL CONCRETO
CONCRETO
20
16
4090 psi
Esfuerzo (Ksi)
2010 psi
12
1090 psi
8
Presión de
fluido de
confinamiento
550 psi
4
Resistencia no confinada 25.2 N/mm²
N/mm²
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
Deformación (in/in)
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 77
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
CONFINAMIENTO
Concreto no
confinado
Aros cuadrados
Hélice
Concreto no
confinado
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 78
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
CONFINAMIENTO
Formas de colocación de estribos
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 79
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
CURVAS ESFUERZO DEFORMACION DEL
CONCRETO
σ
Concreto confinado
Concreto inconfinado
ε
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 80
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
MECANISMOS DE COLAPSO EN
ESTRUCTURAS DE PORTICOS
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 81
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
MECANISMOS DE COLAPSO EN
ESTRUCTURAS DE PORTICOS
∆u
Columna
Fuerte
Viga
débil
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 82
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
MECANISMOS DE COLAPSO EN
ESTRUCTURAS DE PORTICOS
Columna
débil
∆u
Viga
fuerte
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 83
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 84
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆1
P1
P
∆
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 85
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆2
P2
P
∆y
∆u
∆
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 86
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆y
Py
P
∆y
∆
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 87
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆3
P3
P
∆y
∆
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 88
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆4
P4
P
∆y
∆
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 89
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆5
P5
P
∆y
∆
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 90
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
∆u
Pu
P
∆y
∆u ∆
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 91
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
P
Pu
Py
Energía disipada
Energía absorbida
∆y
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
∆u
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 92
∆
CAPACIDAD DE ABSORBER Y DISIPAR ENERGÍA
DES
Fuerza
CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACION DE ENERGIA
Fuerza
Deflexión
Deflexión
DMO
CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DE ENERGIA
Fuerza
Energía disipada en un ciclo de
histéresis
Capacidad de disipación de
energía en el rango inelástico
Deflexión
DMI
CAPACIDAD MINIMA DE DISIPACION DE ENERGIA
Fuerza
Deflexión
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 93
PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA (10)
• Fijación de elementos no estructurales
–
Muros divisorios , fachadas, ventanería, redes,
enchapes y en general todo lo que no forme
parte del sistema estructural, deben ser
diseñados y fijados a la estructura sin que
modifiquen su comportamiento ni se dañen
excesivamente
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 94
FIJACIÓN DE ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
ALCALDIA MAYOR
DE BOGOTA D.C
Fondo de Prevención y
ATENCION DE EMERGENCIAS
Ver 1.0 / Marzo 2004
Módulo 4. Conceptos sobre sismo resistencia
Diapositiva No 95

Documentos relacionados