Principios básicos de Sismo Resistencia
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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