TESIS TIZIANO Leyes de Atenuación. de La Ciudad de Puebla

7/25/2019 TESIS TIZIANO Leyes de Atenuacin. de La Ciudad de Puebla

1/127

m

UNIVERSIDAD POPULAR AUTNOMA

DEL ESTADODEPUEBLA

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

OBTENCIN D E LEYE S DE

ATENUACIN SSMICA

PARA LA CIUDAD DE PUEBLA

TRABAJODEINVESTIGACIN

PRESENTADO POR:

TIZIANO PEREA OLVERA

PUEBLA,

PUE., MEX.

OCTUBRE

DE 1996


2/127

Mxico

D .

F.

a

23 de

septiembre

de

1996.

lng. Mario Jimnez Surez.

Director de la Facultad de Ingeniera Civil de la UPAEP.

Presente:

Por medio de la presente le comunico que el C. Tiziano Perea Olvera,

estudiante de su facultad de ingeniera civil, con nmero de matricula70071,ha

terminado satisfactoriamente con su tesis

"OBTENCIN DE LEYES DE

ATENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA", cumpliendo COll los

objetivos planteados para sta.

Para los fines que a la institucin convengan, se extiende la presente a los 23

das del mes de septiembre de 1996.

A T E N T A M E N T E .

>r. Emilio Sordo Zabay. ,.

M

, ,.,

bol /


3/127

A G R A D E C I M I E N T O S

:,;s

L a presente investigacin no se hubiera logrado sin la asistencia de especialistas en el rea,

a quienes les agradezco su apoyo, colaboracin y profesionalismo; en especial a los

ingenieros:

Dr. Emilio Sordo Zabay

por su excelente direccin y asesora

M. I Jess Iglesias Jimnez

por su revisin crtica a la obra

A gr ad ez co los com entarios y sugerencias que hicieron a la misma los ingenieros:

Manuel Cuatlayotl Sarmiento

Jaime Jurez Botello

Mario Jimnez Surez

Gerardo Lpez Arciga

Tambin agradezco el apoyo recibido por la Universidad Popular Autnoma del Estado de

Puebla (UPAEP) y por el rea de estructuras de la Universidad Autnoma Metropolitana

(UAM).

Deseo expresar un profundo reconocimiento al Grupo Interuniversitario de Ingeniera

Ssmica (GIIS), al Instituto de Ingeniera de la UNAM, al Instituto de Geofsica de la

UNAM, al Centro Nacional de Prevencin de Desastres (CENAPRED) y al United States

Geological Survey (USGS) po r la valiosa informacin proporcionad a p ara el buen desarrollo

de la investigacin.

El autor.


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OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA. RESUMEN/ABSTRACT

RESUMEN

En este trabajo se estudian los efectos producidos en la ciudad de Puebla por los

mecanismos y fuentes sismognicas de relevancia cercanas a la misma, a travs de la

obtencin de leyes de atenuacin locales. Para tal fin se recopila en primer lugar la

informacin acelerogrfica local disponible misma que se clasifica de acuerdo a la

localization epicentral de los sismos asociados a los registros. Con base en esta informacin,

se obtienen leyes de atenuacin propias para la ciudad de Puebla asociadas a diferentes

zonas sismognicas, utilizando los 33 espectros de respuesta correspondientes a los eventos

disponibles registrados por estaciones ubicadas en suelo moderadamente blando de la

ciudad. Dichas leyes se obtienen de relacionar los espectros de respuesta de

pseudoaceleraciones, de cada registro, con

los

parmetros de magnitud y distancia epicentral

de

la

fuente.

Se comparan los espectros calculados a partir de las leyes de atenuacin propuestas con

aquellos obtenidos de los registros que se usaron para la generacin de las mismas. Se

comenta la dispersin de las leyes obtenidas con base en los resultados derivados del clculo

de las desviaciones estndar. Adems, se incluye la comparacin del espectro de respuesta

del sismo del 15 de julio de 1996 con el que se obtiene a partir de las leyes de atenuacin de

la zona correspondiente.

Son evaluados varios escenarios considerados mximos, tanto histricos como hipotticos.

Los espectros de respuesta para estos escenarios mximos, calculados a partir de las leyes

obtenidas, son comparados con el espectro de diseo para zona II del reglamento vigente y

con otras propuestas de diseo para dicha zona.

ABSTRACT

Seismic effects at the city of Pueblafromhe nearby seismic zones are evaluated through the

statistical computation of local attenuation relationships. First, available acelerographic

information is processed and classified according to the epicentral location of the

corresponding ground motions. From this information, attenuation relationships for the city

of Puebla are obtained for different seismic zones, based on the 33 response spectra

registered by Puebla stations, located on moderate

soft

soil.

Response spectra directly computedfromhe ground m otion records are compared with the

spectral values predicted by the attenuation relationships. The statistical limitations of the

attenuation relationships are discussed, based on the computed standard deviations and

confidence intervals. The response spectrum of the 15th of July, 1996 earthquake is

compared with that predictedbythe relationships.

Some important historic and hypothetic scenarios were evaluated through the attenuation

relationships, and their predicted response spectra were compared with the design spectrum

for moderate soft soil of the current local building code and with the design spectra

proposed by several researchers.

1


5/127

OBTENCIN DE LEYES DEATENUACIN SSMICAPARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

CONTENIDO

CONTENIDO

RESUMEN / ABSTRACT 1

CONTENIDO ~ 2

INTRODUCCIN ~ 4

1.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 6

1.1 INTRODUCCIN 6

1.2JUSTIFICACIN

6

1.3 ANTECEDENTES 6

1.4 OBJETIVOS Y LIMITACIONES 8

2.SISMICIDAD 9

2.1 INTRODUCCIN 9

2.2 ORIGEN DE LOS SISMOS 9

2.3 OBTENCIN DE REGISTROS SSMICOS 13

2.4 SISMICIDAD EN EL MUNDO 15

2.5 SISMICIDAD DE LA REPBLICA MEXICANA 20

2.6 SISMICIDAD EN EL ESTADO DE PUEBLA 24

2.7 MECANISMOS Y ZONAS SISMOGNICAS QUE AFECTAN A

LA CIUDAD

DE PUEBLA 30

2.8 ZONIFICACIN SSMICA DE LA CIUDAD DE PUEBLA 31

2.8.1 CONFIGURACIN GEOLGICA Y GEOTCNICA 31

2.8.2 CARACTERSTICAS GEODINMICAS 31

3.

INFORMACIN ACELEROGRFICA 36

3.1 INTRODUCCIN 36

3.2 INSTRUMENTACIN ACELEROGRFICA EN LA CIUDAD DE PUEBLA 36

3.3 INFORMACIN ACELEROGRFICA DISPONIBLE 39

3.4 INFORMACIN SISMOLGICA 45

3.5 ZONAS SISMOGNICAS CONSIDERADAS 47

3.6 PROCESAMIENTO DE

LAS

SEALES 48

4.LEYES DE ATENUACIN PARA LA CIUDAD DE PUEBLA 60

4.1 INTRODUCCIN 60

4.2 LEYES DE ATENUACIN EXISTENTES 60

4.3 MODELO MATEMTICO SELECCIONADO 62

4.4 CRITERIOS EMPLEADOS 65

4.5 OBTENCIN DE LAS LEYES DE ATENUACIN 66

4.5.1 LEYES DE ATENUACIN PARA LAS ZONA SISMOGNICA 1 67

4.5.1.1Utilizando los canales N-S y E-Ocomoregistros independientes 67

4.5-1.2

Utilizando la envolvente espectral de los canales N-S y E-O 70

4.5.2 LEYES DE ATENUACIN PARA

LAS

ZONA SISMOGNICA 2 72

4.5.2.1

Utilizando los canales N-S y E-O como registros independientes 72

4.5.2.2


4.5.3 LEYES DE ATENUACIN PARA LAS ZONA SISMOGNICA3 78

4.5.3.1

Utilizando los canales N-S y E-O como registros independientes 78

4.5.3.2


i


6/127

OBTENCIN DE LEYES DEATENUACIN SSMICAPARA LA CIUDAD DE PUEBLA .contenido

4.5.4

LEYES

DE

ATENUACIN PARA

LAS

ZONAS SISMOGNICAS

2 Y

3

84

4.5.4.1Utilizando los canales

N-S

y

E-O

como registros independientes

84

4.5.4.2

Utilizando

la

envolvente espectral

de los

canales

N-S y E-O 89

4.5.5LEYESDEATENUACIN PARALASZONA SISMOGNICA4 94

4.5.5.1Utilizando los canalesN-S y E-Ocmo registros independientes 94

4.5.5.2Utilizando

la

envolvente espectral

de los

canales

N-S y E-O 97

4.5.6

DISPERSIN

DE LAS

LEYES

DE

ATENUACIN OBTENIDAS

100

4.6SISMODEL15DEJULIODE 1996 101

5.EVALUACINDEESCENARIOS MXIMOS 102

5.1INTRODUCCIN 102

5.2

SISMOS ORIGINADOS

EN LA

TRINCHERA MEXICANA

103

5.2.1

SISMOS HISTRICOS INTENSOS

103

5.2.2BRECHADEGUERRERO 105

5.3SISMOS CERCANOSALESTADODEPUEBLA 108

5.3.1

SISMOS HISTRICOS INTENSOS

108

CONCLUSIONES 112

RECOMENDACIONES 114

APNDICE 115

TABLAS

t

118

FIGURAS 119

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS 121

REFERENCIAS ELECTRNICAS 124

. i


7/127

OBTENCIN DE LEYES DEATENUACIN SSMICAPARA LA CIUDAD DE PUEBLA.INTRODUCCION

INTRODUCCIN

Sihayuaramade ade laingeniera que necesitaapoyarse primordialmenteen datos de

campo , esta es laingenierassmica;y de dichos datos, con mucho , losms valiosos son

los

registros

de sismos fuertes. El papel

toral que desempean tales registros obedece

a lo

sumamente complejos

que son los

procesos

sismognicos, al grado que todas las teoras

que alrespectose handesarrollado necesitan haceru so de losregistrosy a n assiguen

preadas de enormesincertidumbres (E .

Rosenblueth, prlogo del "catlogo de estaciones

acelerogrficas 1960-1992", 1993).

Es obligacin del ingeniero civil disear y construir estructuras que cumplan con estados

limites mnimos de seguridad, tanto de falla como de servicio. Atencin especial deber

tener el anlisis ssmico en construcciones localizadas en regiones de alta sismicidad. Las

solicitaciones ssmicas a las que deber responder una estructura dependen de las

caractersticas de sismicidad de la regin donde se edifique, que generalmente resultan

diferentes de una zona a otra . El diseador deber entonces contar con parmetros de diseo

ptimos para cada regin, que aseguren el buen comportamiento de las estructuras sin elevar

excesivamente los costos de construccin.

Los daos y prdidas provocados por sismos tuertes en nuestro pas han resaltado la gran

responsabilidad que tiene el ingeniero civil al disear y construir. El terremoto del 19 de

septiembre de 1985 no slo afect drsticamente la infraestructura urbana de algunas

ciudades del pais, sino tambin sacudi con fuerza su estructura social En particular, en la

ingeniera civil se produjo una profunda reflexin crtica sobre la normatividad y su prctica

profesionalyacadmica.

Se ha hecho evidente la necesidad prioritaria de impulsar la investigacin en esta rea de la

ingeniera en elpas,y basarla en registros de sismos fuertes y en teoras bien fundadas. Los

primeros trabajos en materia de sismicidad hicieron patente la falta de informacin sobre

sismicidad local, debida a la carencia de instrumentacin ssmica de que adolecen la mayora

de los centros urbanos del pas. Esto gener conciencia entre los investigadores sobre la

necesidad de instrumentar las ciudades con el fin de retroalimentar estudios previos. El

sismo de 1985 dej al descubierto la escasa instrumentacin ssmica en la ciudad de Mxico

y en ciudades de provincia que han tenido gran desarrollo demogrfico, y que por su

situacin geogrfica conllevan unriesgossmico importante.

La motivacin que el sismo de 1985 provoc en los profesionistas se encauz a la creacin

de nuevos grupos de trabajo que aportaron ideas

frescas,

gracias a las cuales se avanz con

rapidez en la interpretacin del fenmeno y en la conscientizacin de su importancia social.

Este entusiasmo no slo se dio en la capital del pas, sino tambin en aquellos estados

sujetos a los efectos de la actividad ssmica.

La ciudad de Puebla, a to largo de su historia ha sido sacudida por varios sismos

provenientes de diversas provincias o zonas sismognicas que han puesto en peligro la

seguridad estructural de sus construcciones, y con ello, el patrimonio y la vida de sus

ocupantes.

4


8/127

OBTENCIN DE

LEYES

D EATENUACIN SSMICAPARA LA CIUDAD DE PUEBLA

.

INTRODUCCION

Se han puesto en operacin por todo el mundo estaciones acelerogrficas para la medicin

de sismos fuertesy,particularmenteenMxico, la ciudad de Puebla no ha sido la excepcin.

En 1993 la Universidad Popular Autnoma del Estado de Puebla (UPAEP) y la Universidad

Autnoma Metropolitana (UAM), integrantes del Grupo Interuniversitario de Ingeniera

Ssmica (GIIS), pusieron en operacin dos estaciones de registro para sismos fuertes en la

ciudad de Puebla. Dichas estaciones se sumaron a las cuatro instaladas por la Benemrita

Universidad Autnoma

de

Puebla (BUAP) y a una del Instituto de Ingeniera de

la

UNAM.

El GIIS es una agrupacin de siete universidades del pas creada con el objetivo de estudiar

los fenmenos de sismicidad en algunos centros urbanos de la Repblica Mexicana. El GIIS

ha venido trabajando desde su fundacin en la integracin y operacin de una red

aceieromtrca, dando origen as a la Red Interuniversitaria de Instrumentacin Ssmica

(RUS), cuyo fin es la obtencin de registros del movimiento del terreno en las ciudades

instrumentadas (Sordo et. a l., 1994; 1996). Las siete universidades que integran al GIIS y a

la RUS son: Universidad Autnoma Metropolitana (UAM), en Mxico D.F.; Universidad

Autnoma de Guerrero (UAG), en Chilpancingo; Universidad Autnoma del Estado de

Mxico (UAEM), en Toluca; Universidad Michoacana de San Nicols de Hidalgo

(UMSNH), en Morelia; Universidad Autnoma de Chiapas (UNACH), en Tuxtla Gutirrez;

Instituto Tecnolgico de Estudios Superiores de Occidente (ITESO), en Guadalajara; y la

Universidad Popular Autnoma del Estado de Puebla (UPAEP), en la ciudad de Puebla.

Los registros aceierogrfcos de Puebla disponibles hasta la fecha, permiten conocer la

respuesta espectral y realizar estudios de peligro ssmico de la ciudad. Si se conoce el

peligro ssmico se pueden efectuar estudios de riesgo y analizar tos parmetros de diseo

con enfoques deterministicos y probabilsticos. La comparacin de los resultados obtenidos

con

ambos

enfoques permitirn elaborar una propuesta

final

razonable.

- i


9/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICAPARA LA CIUDAD DE PUEBLA .

CAPITULO 1

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1 . 1 I N T R O D U C C I N

En este captulo se expone la necesidad de realizar el estudio de riesgo ssmico para la

ciudad de Puebla con base en la informacin acelerogrfiea disponible enlaciudad.

Se incluye un resumen de la evolucin del reglamento de construcciones para la ciudad de

Puebla con nfasis en la seleccin de los parmetros de diseo ssmico, as

como

tambin se

describe el desarrollo habido en la instalacin y operacin de aparatos que registren sismos

fuertes. Para

finalizar,

se plantean los objetivos que se persiguen en el presente trabajo de

investigacin.

1 .2 JUSTIFICACIN

Se estima que aproximadamente del 80 al 90% de la actividad ssmica mundial se genera en

lo que se conoce como cinturn Circunpacfco o zona del fuego, que incluye la costa

mexicana del ocano Pacfico. En particular, el 3% de la actividad ssmica mundial se

produce en la zona de subduccin de la placa de Cocos con la placa de Norteamrica,

tambin conocida como trinchera mexicana, que abarca desde las costas de Jalisco hasta las

de Chiapas en la Repblica Mexicana (Fundacin

ICA,

1987).

El estado de Puebla est prximo a la zona de mayor actividad ssmica del pas, que es la

zona de subduccin, siendo adems vulnerable a otras fuentes sismognicas como el eje

neovolcnico mexicano, sismos de falla normal a la subduccin, fallas locales, etc. De

particular inters resulta entonces estudiar el riesgo ssmico de la ciudad de Puebla, capital

del estado del mismo nombre, considerada entre las ciudades ms importantes de la

Repblica Mexicana, tanto por su situacin geogrfica como por su desarrollo demogrfico

e industrial. En la actualidad la ciudad de Puebla tiene aproximadamente 1.2 millones de

habitantes y cuenta con una de las plantas industriales ms importantes del

pas.

1 . 3 A N T E C E D E N T E S

El primer reglamento de construcciones para el estado de Puebla fue decretado en 1935,

reimprimindose en 1952. En dicho reglamento no se contemplaba todava una propuesta de

espectros de diseo ssmico (ELSP, 1935; 1952). Es hasta el "Reglamento de

Construcciones paraelMunicipio de Puebla" de 1987 (AMP, 1987) cuando se proponen por

primera vez parmetros de diseo ssmico (CICPAC, 1984); sin embargo, stos fueron

adaptados del reglamento de construcciones para elD.F.(DDF, 1976) sin considerar alguna

modificacin basada en las caractersticas sismolgicas locales.

Conscientes de esta situacin, los ingenieros locales diseaban sus estructuras por sismo

usando directamente el "Reglamento de Construcciones para el D.F." (DDF, 1962; 1976;

1987) o el "Manual de Diseo de Obras Civiles"

(IIE,

1969;1981;1993), segn el criterio del

calculista.

6


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OBTENCIN DE LEYES DEATENUACIN SSMICAPARA LA CIUDAD DE PUEBLA

Para 1993 se hace una revisin del reglamento municipal de 1987, y como resultado se

expide el "Reglamento de Construcciones para el Municipio de Puebla" (AMP, 1994), en el

cual, ensuttulo quinto sobre "Diseo estructural, requisitos de seguridad y servicio para las

estructuras" propone parmetros de diseo ssmico propos para el municipio de Puebla.

stos son resultado de un estudio que se basa en relacionar las intensidades de Mercalli

Modificada (MM) asociadas a sismos histricos con coeficientes de cortante basal resistente

(K) de edificios daados (C. Ruiz et. al., 1994). Esta relacin se estableci a partir de las

experiencias derivadas del sismo de 1985 (Jara et. al., 1992). Lo anterior es un primer

acercamiento al anlisis del riesgo ssmico, justificable ante la ausencia de registros

acelerogrficos de sismos fuertes.

Con motivo de estudios previos realizados en la ciudad de Puebla en el rea de la ingeniera

ssmica, se observ la escasa informacin existente de registros de sismos fuertes. Esto

provoc que diversas instituciones se preocuparan por invertir en equipos que registraran

dichos eventos, para emplear la informacin que se obtuviera en estudiar con ms detalle el

fenmeno de la sismicidad local.

El primer aceler grafo en la ciudad de Puebla

file

un DCA-310 del Instituto de Ingeniera de

la UNAM, el cual se instal en 1978. En 1988 la BUAP instal tres estaciones DCA-333 y

en 1993 se pusieron en operacin dos estaciones SSA-2 por parte de la RIIS, y otro DCA-

333 por

la BUAP

(SMIS, 1993; 1996).

Con la informacin obtenida, desde la instalacin de dichos instrumentos hasta la fecha , se

pueden obtener leyes de atenuacin locales para la ciudad que permitan predecir

intensidades espectrales de diversos escenarios y para varias zonas sismognicas en funcin

de los parmetros que definen al sismo: tpicamente magnitud y distancia. Es indudable que

conforme se obtengan ms registros de sismos importantes, la confiabilidad de las

estimaciones ir en aumento.

Las leyes de atenuacin son la base para realizar estudios de peligro ssmico

que,

junto con

estudios de vulnerabilidad en las estructuras, permitirnfinalmenteevaluar el riesgo ssmico

para la ciudad de Puebla.1peligro o amenaza ssmica es la probabilidad de exceder el nivel

de ocurrencia de un evento, con una cierta intensidad en un sitio especfico y en un periodo

de tiempo determinado. El riesgo ssmico es la probabilidad de exceder un nivel de

consecuencias socioeconmicas, en un sitio especfico y dentro de un periodo de tiempo

determinado, el cual puede mitigarse puesto que no slo depende del peligro, sino tambin

de la vulnerabilidad estructural, la cual es modificante. La vulnerabilidad estructural, es la

prdida potencial especfica de construcciones expuestas en lugares donde el peligro ssmico

es latente. sta ltima, es la nica variable que puede ser modificable por el hombre para

cambiar elnivel deriesgossmico de la regin considerada.

Toda esta serie de estudios permitirn, adems de llegar a conocer el riesgo ssmico que

tiene la ciudad de Puebla, mejorar el reglamento de construcciones local y de esta manera

asegurar un comportamiento ssmico satisfactorio en las estructuras de la ciudad.

7


11/127

OBTENCIN DE LEYES DE

ATENUACIN SSMICA


Hasta hace muy poco el objetivo de la ingeniera ssmica se centraba en la determinacin del

peligro, llamado hasta entonces riesgo, y en la determinacin de los criterios de diseo

sismo-resistente para ser aplicados en las estructuras. En la actualidad, ha sido necesario

replantear la definicin deriesgo,para entenderse como un problema en el cual se relaciona

al peligro

ssmico

y a la vulnerabilidad de diversas estructuras con caractersticas diferentes y

distribuidos de manera especfica.

Hoy en da, es necesario la determinacin de las polticas de planificacin urbana para

mitigar el riesgo con enfoques interdisciplinarios de sismlogos, gelogos, ingenieros,

arquitectos, administradores, economistas, socilogos, planificadores y otros profesionistas

involucrados en la construccin de infraestructura y de programas preventivos contra

consecuencias catastrficas de los temblores.

1.4 OBJETIVOS Y LIMITACIONES

El presente trabajo est enfocado a proponer leyes de atenuacin locales para el suelo

moderadamente blando de la ciudad de Puebla, basadas en los espectros de respuesta

asociados a los sismos registrados en las estaciones acelerogrficas de la ciudad de Puebla.

Las leyes de atenuacin permitirn predecir espectros de respuesta de cualquier escenario,

proveniente de las zonas sismognicas que involucren un peligro ssmico importante a la

ciudad de Puebla. Los espectros de respuesta generados correspondern al suelo

moderadamente blando, dado que sob se cont con registros de este tipo de terreno.

La evaluacin de varios escenarios, con enfoques determinsticos y probabilsticos,

conllevarn a estudios de peligro ssmico que, junto a un estudio de vulnerabilidad

estructural, completarn el estudio de riesgo ssmico el cual ayudar a mitigar posibles daos

por estos eventos naturales.

X


12/127

OBTENCIN

DE LEYES DEATENUACIN SSMICAPARALACIUDADD EPUEBLA

CAPITULO 2

2.

SISMICIDAD

2.1 INTRODUCCIN

En este captulo se definen los sismos, y se describen su origen y la obtencin de los

registros

del

movimiento del terreno que producen. Adems, se presenta la sismicidad en el

mundo, en la Repblica Mexicana y en particular en el estado de Puebla. Se explican los

mecanismos y zonas sismognicas que afectan a la ciudad de Puebla, y se incluye un

resumen

del

trabajo de Bonificacin ssmica de la misma.

2.2 ORIGEN DE LOS SISMOS

Un

sismo

(Fig. 2.1) se puede definir como el movimiento que sufre la superficie terrestre por

la liberacin de energa debida a perturbaciones tales como: explosiones, impactos de

meteoros, colapsos de cavernas, actividad volcnica, tectonismo, etc. Los sismos de mayor

inters para

la

ingeniera son los de origen tectnico (Fig. 2.2), debido a los desastres que en

el mundo han generado por la gran intensidad que pueden alcanzar.

_

2 4 6 8 10

Hfcwceotro

del sismo

Tiempo de avance

de bu odas ttuacnt

en legrados

Fig. 2.L- Localizacion hipocentral de un sismo y la

propagacind esusondasen eltiempoen lasuperficie.

Fig.

2.2.-

Efectos

de un

sismoen

las

construcciones.


13/127


Dada la importancia y necesidad de construir estructuras sismo-resistentes, tos ingenieros

civiles se han dado a la tarea de desarrollar e investigar mtodos de anlisis y diseo,

mtodos constructivos, etc., para mitigar los daos que se pudieran suscitar en una

construccin ante solicitaciones que pongan en

riesgo

a seguridad estructural, y con

ello,

no

slo el patrimonio, sino adems la vida de los seres humanos que las habitan. Cada sismo

representa para la ciencia una experiencia nueva y un avance en los conocimientos sobre

sismicidad, asimismo, los sismos son los mejores inspectores de la seguridad de nuestras

estructuras.

Generalmente los sismos fuertes y m oderados son producto del tectonismo de las placas de

las que esta formadalacorteza terrestre.

La Tierra, cuyo radio es de aproximadamente

6,370

km., est constituida por un ncleo de

3,400

km.

de radioformadopor materiales de gran densidad. La parte central de este ncleo

es slida y el resto del ncleo, con un espesorde2,100 km., se encuentra en estado viscoso.

El

manto,

capa intermedia, tienen un espesor de 2,780 km. y sobre l se encuentra la corteza

terrestre con espesor variable que va desde 10 a 60 km,, una densidad promedio de 2.8 y

que est constituida principalmente por granitos y basaltos (Fig. 2.3),

(P.

J. Wyllie, 1975).

Hatfltfr t u ftftv i

HtxlwalKfar

^ f ^

3

"" '

Fig. 2.3.-Corte del planetaen el que semuestra elncleo interior, elncleoexterior, el

man to y la

corteza

terrestre.

A la teora que explica el origen de los sismos por tectonismo se le conoce como "Teora

tectnica de placas", la cual se fundamenta en la "Teora de la deriva continental propuesta

a principios de siglo por el astrnomo y meteorlogo Alfred Wegener, que actualmente es

aceptada de manera generalizada por la comunidad cientfica gracias a los estudios

geolgicos de los fondos marinos y mediciones desde satlite de las distancias entre los

continentes (A Hallam, 1975).

La teora de la tectnica de placas explica que la corteza terrestre est constituida por

fragm entos denominados placas (Fig. 2.4). El movimiento y la alta temperatura en el manto

provocan que en la inferase de las placas se acumule energa y que en un

momento

dado se

libere en forma de un sismo.

10


14/127

OBTENCIN DE LEYES DE

ATENUACIN SSMICA


.

Fig. 2.4.

-

Placastectnicas en el mundo.

Los desplazamientos relativos que sufren las placas tectnicas pueden ser de tipo lateral,

choque o impacto, subduccin, etc . El desplazamiento lateral es el movimiento de las placas

en sentidos opuestos una respecto de laotra.Ejemplo de

este

movimiento es la falla de San.

Andrs (Fig. 2.5), muy conocida por los desastres que ha ocasionado en las ciudades de

California(USA)y cercanas al estado.

\s

1 \

\ \

\

I III . . - I W . - f c l - l U l . t . l l . * . 1 -

Fig.

2.5.-Falla

de San A ndrs

Las placas pueden tener desplazamientos longitudinales y provocar el choque de una placa

con la otra. Alguna de las placas puede llegar a deslizarse por debajo de otra, provocando

as un desplazamiento de subduccin (Fig. 2.6). Los sismos de subduccin son los ms

frecuentes en nuestro pas, y generalmente son de magnitudes grandes lo que causa daos

importantes enlasestructuras.

1


15/127


rt*atoenMc&"'8

7-7.9

6-6.9

5-5.9

4-4.9

3-3.9

2-3


22/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATEN UACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

Fig. 2.13.-

Sismo

d el

19 de

septiembre, 1985.

Mxico,

D.F.

M=8.1

(Encarta, 1994)

Fig.2.14.-

Sismo de octubre

de 1989. Lom aPrieta,USA.

M=7.1

(Encarta, 1994)

Fig2.15.-Sismod el

17 de enero

de 1995.

Kobe (Hyogo-Ken

Nanbu),

Japn.

M^7.2

(EQE,http://www.

eqe.

com /publications/kobe/kobe.

htm)

Fig. 2.16.-

Sismodel 9de octubre de 1995. Manzanillo, Mxico. M~7.3

(G1IS,

http://www.pue.upaep. mx/carrs/GHS/manzan illo.

html)

19
http://www/http://www/http://www.pue/http://www.pue/http://www.pue/http://www/


23/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

2.5 SISMICIDAD DE LA REPBLICA MEXICANA

Mxico est dentro de la zona del cinturn Circunpacfico, y tan slo en l se disipa

aproxirnadamente el 3% de la actividad ssmica mundial (Fundacin ICA, 1987). Por lo

tanto, es de vital importancia que se estudien estos fenmenos en el pas puesto que

representan un gran peligro. El pas a lo largo de su historia, frecuentemente ha sido

afectado por temblores fuertes que han provocado considerables prdidas humanas y

materiales.

El servicio sismolgico del Instituto de Geofsica de la UNAM, a travs de su red de

sismgrafos en la Repblica Mexicana, reporta la sismicidad en el pas, A continuacin se

presenta un mapa

(Fig.

2,17) de la localizacion epicentral de los sismos presentados de 1911

a 1994 en Mxico.

3 2 -

30-

a o

L

N

Gaa-

i

T

ao-

D

18-

16-

14 -

-

i

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.110 -105 -100

L A T I T U D

i 1

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1

"

I

< < 0 * 16/Ago/171J

22/Nov/1837

3/Mar/1845

7/Abr/I845

^3/Oct/J864

|^19/JuI/1882

1 15/Abr/1907

Magnitud

7.0

7.5

7.0

7.5

6.5

6.0

7.0

7.0

7.5

7.8

Intensidad I

(MM)

J

vni

1

vi I

VII j

VIII 1

VI

J

VII I

VI

I

IX 1

VIII j

v I

Agregada por el autor con bast en informacin

proporcionada por el instituto de Geofsica de (a

UNAM.

z> Sismos que han provocado daos en la ciudad de Puebla.

1 Ing. Jess Figueroa pas gran parte de su vida recuperando informacin de daos

causado p or los sismos y produjo mapas de isosistas para los principales sismos ocu rridos en

los ltimos 150 aos. A continuacin, se presenta n las curva s de isosistas de los sismos del 7

de abril de 1845 (Fig. 2.25), 3 de octubre de 1864 (Fig. 2.26), 19 de julio de 1882 (Fig.

2.27 ), 3 de enero de 1920 (Fig. 2.28) y 28 de ago sto

Golfo de

Mxico

"1

&

^7

Fig. 2.25.-Mapa de isosistas del sismo del 7 de abril de 1845 (M= 7.0). intensidades de IV

a VI en los estado de Puebla. Fuerte en Ciudad Serdn (Figueroa, 1974).

01


31/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUA CIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

Fig.

2.26.-

Mapa de isosstas del sismo del 5 de octubre de 1864 (M=7). Intensidades de V

al IX en el estado de Puebla. Es el m s intenso que se tiene memoria en P uebla, donde los

edificios fueron seriamente d aado s y los temp los ms slidos sufrieron a lgunos da os.

Hubo 20 m uertos y un gran n mero de heridos. Se abrieron grandes grietas en el terreno.

Afect con mayor intensidad a las cercanas de Ciudad Serdn (Figueroa, 197 4).

Fig. 2.27.-Mapa de isosstas del sismo del 19 de julio de 1882

(M*=7.5)

Intensidades de IV

a VIH en los estados de Veracruz y Puebla. En Puebla sufrieron bastantes daos los

edificios. (Figueroa, 1974).

28


32/127


Golfo de

Mxico

Ocano

Pacfico

Fig. 2.28.- Mapa de isosstas del sismo del 3 de enero de 1920 (Sismo de Jalapa, M~7 .8).

Intensidades de Vila Xen el estado de Puebla (Figueroa, 197 4).

- I y >

Fig. 2.29.- Mapa de isosstas del sismo del 28 de agosto de 1 973 (M ^7). Ampliamente

sentido en 400,000 km

2

del centro y sureste de Mxico. Daos mayores en el rea

epicentral, y los mayores efectos se manifestaron en los estados de Puebla, Oaxaca y

Veracruz, (Figueroa, 1 97 4).

20


33/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA. C A P T U L O

2

2.7

MECANISMOSYZONAS SISMOGENICAS QUE AFECTANA LA

CIUDADDEPUEBLA.

Laciudad de Puebla est situadageogrficamenteen los

1902'30"

de latitud norte y los

9811'48"delongitud

oeste,

con una elevacin promedio de2,162 m.sobreelnivel delmar.

Elpeligro ssmico para la ciudad de Puebla, as como en general para todo el estado,

provieneprincipalmente de tos mecanismos por fallas locales, por fallas normales, y por

subduccin.

Los sismos que ms daos han provocadoenla ciudad de Pueblaalafecha,se resumen enla

tabla

2.9(Figueroa,1974).

La zonas ssmicasosismognicasalas quese refiere latabla

2.9,

son las mostradas

en

lafigura

3.6.

Tabla2.9.-Sismos ms intensosala fecha en la ciudad dePuebla.

Observaciones.

Se desconoce la localization del sismo. Daos considerables, particularmente en

templo de la Santsima.

Se desconoce la localization del sismo. Resultaron dallados los conventos de Santa

1

Clara, San Francisco y San Juan de Dios. Se cayo el cimborrio de la catedral. Muchas]

casas se destruyeron.

Posiblemente es un sismo por fallamiento local. El instituto de Geofsica lo reporta en el

foco 359 de la carta ssmica de la Repblica Mexicana (mismo que reportan en el sismo

del 28 de agosto de 1973). Es el mas intenso de que se tiene memoria en Puebla, donde

los edificios fueron seriamente daados y los templos ms solidos sufrieron algunos

daflos. Hubo 20 muertos y un gran nmero de heridos. Ver isosfetas (Fig. 2.26J.

Sismo de fallamiento normal, con epicentro en Oaxaca. Daflos en bastantes edificios. Se

cuartearon las torres del templo del Espritu Santo y el templo de San Francisco. Muchas

casas perdieron sus cornisas y almenas, otras resintieron algunos daos. Ver isosstas

Sismo tectnico de subduccin con epicentro en las costas de Guerrero, en la brecha de

San Marcos.

Posiblemente es un sismo por fallamiento local. Figueroa reporta 7.0 a 84 km, y

U.S.O.S.

6.8 a 195 km. de Puebla. Varios edificios daados, entre estos la central d

telfonos, la parroquia de N. S. del Perpetuo Socorro, etc. La iglesia de San Jernimo se

lade.

Los macizos muros del templo de San Francisco quedaron con cuarteaduras. Se

lom una construccin de dos pisos en ht Av. 34 Pte. 518. Ver isosstas (Fie. 2.29).

EttBCfcggBsagwrti'M'iii nwacsaBBMiiSiiiU"iiiiiliill i iumnawcaFBfcaMBttawaiin aiw IBHPIi'W'iBaaaMaoea

Acontinuacin se presenta la tectnica del valle de Puebla (Fig. 2.30), en la que se

representan las principalesfellasgeolgicas dentro del valle(Figueroa,1974).

UkTtoBh

-/- -

MhTuMhWi --/-

/

/

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efcSfes-/ '""si

popgcATiPn. /

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'% MA11HCHE' ^

_jjjflQpKii,.'

y^

j j

mamX, /

/

(MU

.lufuv-wmw

Fig. 2.30.-Tectnica del valle de Puebla(Figueroa,

1974).

30


34/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENU ACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

2.8 ZONIFICACIN SSMICA DE LA CIUDAD DE PUEBLA

El trabajo de "Zonificacin Ssmica de la ciudad de Puebla" (C. Ruiz et. al., 1994) presenta

los resultados que incluyen la caracterizacin geodinmica de la ciudad, con base en la

determinacin en campo de las caractersticas dinmicas del terreno. De este trabajo se

presenta un resumen a continuacin.

2.8.1 CONFIGURACIN GEOLGICA Y GEOTCNICA

La configuracin geolgica y geotcnica de la ciudad de Puebla (Fig. 2.31) es la siguiente

(Auvinet, 1976).

Calizas.- Esta formacin aflora en el lmite sur. La roca se presenta en

estratos de 20 a 30 cm. de espesor y se encuentra muyfracturada.Al norte

de la zona de afloramiento de calizas existen b s cerros del Tepozchitl y

Toltepec.

Basaltosytobaslimosas.-

En los lomeros que se encuentran al sur y al este

de la ciudad y en las lomas de Loreto y Guadalupe aparecen lavas baslticas,

recubiertas por tobas limo-arenosas y arenosas de color amarillento,

generalmente compactas.

Escoriasbaslticas.-

El

cerro

de la

Paz,

ubicado en la porcin noroeste de la

ciudad, es unconovolcnico formado por escorias baslticas de color rojizo.

Depsitosvolcnicos y fluviales.- En casi la totalidad de la ciudad se

encuentran tobas interestratificadas con depsitos de origen fluvio-palustre

que vandesde arcillashasta cantos rodados.

D epsitos de travertino. - Existen afloramientos de aguas sulfurosas

templadas asociados a depsitos de travertino que se ubican en la zona de

rancho Colorado, en las proximidades del cerro de la Paz, en el balneario

Agua Azul, en la avenida Jurez y en el centro histrico, a profundidades

muy diversas y en estratos de espesores variables.

D epsitos aluviales.-

A lo largo de los ros Alseseca, San Francisco y

Atoyac, existen depsitos aluviales constituidos por arenas limosas

principalmente.

2.8.2 CARACTERSTICAS GEODINMICAS

Seestimaron los periodos naturalesdelterreno (T), a partir de la informacin proporcionada

por 107 estudios de mecnica de suelos (93 sondeos profundos y 14 superficiales o pozos a

cielo abierto), mediante el modelo elstico de propagacin de ondas de cortante (2-1)

(Zeevaert, 1988).

31


35/127


> '

SIMSOLOi>)A

0 1 DEPSITOSOE T R AV ER jm O

V~y3)

Qal

DEPSITOS ALUVIALES

DEPSITOS

OE

C E W I A S

f | 0.11 VOLCANCAS

(f f i j j

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BASALTOS

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tOBAS LIMOSAS

XfflfflU0 (

ESCORIAS BASLTICAS

P^\

K(

C AL I Z AS

FALLA INFERICJA

Yg. 2 5 / . -

Mapa geolgicode la ciudad dePuebla(Auvinet, 1976).

32


36/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATE NUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

En

la

egresin

2-1,H i

es el espesor del estrato yVies la velocidad de ondas de cortante, la

cual es funcin del mdulo dinmico de cortante(Gi)y de la densidad del material(Pi).

(2-2)

Para extender la cobertura de la informacin geodinmica, se recurri a la determinacin de

los periodos naturales del terreno a partir de mediciones de vibracin

a m b i e n t a l.E

equipo

utilizado fue una grabadora digital de estado slido Kinemetrics SSR-1, resolucin de 16

bits,

tres canales de acceso, muestreo de 200 muestras por segundo (mps) por canal, y dos

sensores sismolgicos de campo Kinemetrics WR-1 con

frecuencia

nominal de 20 Hz y un

intervalo eficiente de respuesta de 0.05 a 5 seg. de periodo, controlados mediante una

computadora porttil con su software de comunicacin al sismgrafo.

A partir de

los

resultados obtenidos del clculo de los periodos naturales

del

suelo con

los

sondeos y con la vibracin ambiental, se trazaron las curvas de isoperiodos (Fig. 2.32) para

valores de 0 .40, 0.50, 0.60 y 0.70 seg. que definen las propiedades dinmicas del suelo y se

ajustan razonablemente al mapa geolgico.

El mapa de isoperiodos permiti distinguir una zona de terreno

firme,

con periodos menores

de 0.40 seg. del resto de la ciudad, donde el periodo ms grande llega a ser de 0,74 seg. Por

lo anterior se decidi proponer el mapa de zonificacin ssmica (Fig. 2.33), el cual distingue

una zona de terreno firme (Zona A) de otra de terreno moderadamente blando (Zona B);

(Tabla 2.10).

El actual reglamento de construcciones. (AMP., 1994) con base en la propuesta de C. Ruiz

et. al. (1994), en su artculo 333 del ttulo quinto zonifica a la ciudad en las siguientes tres

zonas:

zona de tobas (I) , zona de calizas lacustres y travertino (II) , zona con suelos blandos

o sueltos(III);(Tabla 2.10, Fig. 2.33).

Tabla2.10.-Zonificacin dela ciudad de Puebla.

Zonificacin Ssmica

[(C.

Rute et a l, 1994)

Consistencia de muyfamea dura

i

(zona

firmeo

dura; A).

Reglamento

de

Construcciones

del Municipio de Puebla, Ar t

333.

(AMP., 1994)

Suelos de consistencia de muy

firme

a dura paralimos yarcillas, y de

compactos a muy compactos para suelos granulares. (Zona de Tobas;

i

J-

I

Consistencia de blanda a firm e

(zona moderadamente

blanda;

B).

Suelos de consistencia de m edianamente blanda a

firme

para

limos

y

arcillas, y depsitos arenosos de compacidad mediana. (Zona de calizas

lacustres

y

travertino; H).

Suelos de consistencia de blanda a medianamente blanda para

limos y

arcillas,

y

depsitos arenosos de compacidad suelta (III).

Actualmente, la Sociedad Mexicana de Mecnica de Suelos (SMMS) delegacin Puebla,

est trabajando en la elaboracin de una zonificacin geotcnica para la ciudad, con base en

la informacin contenida en aproximadamente 400 estudios de mecnica de suelos, la que

permitir conocer mejor las caractersticas de los suelos de la ciudad de Puebla (A. Vera,

1996).

3*


37/127


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CUKW K IS0Pfvn

LIMT t MUf*CI*L

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P M M C I H L

ClHlHltRlO

HOSPITAL

VI * fR t

RIO

Fig.

2.32.-

Mapa de Isoperiodos de la ciudad de Puebla

(C.

Ruiz

et.

al., 1994).

34


38/127

OBTENCIN DE LEYES DE AT ENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

10NDCO OCOTICNICO

E H t o r n 4

E 3 ZONA f

L M t l E MUNICIPAL

1* F C M K *

nrn Mimtnio

^ H 0 J H I 4 L

VEW1D* P OI NC" L

10

Fig.

2.33.-

Mapa de zonificacin para la ciudad de Puebla (C. Ruiz et. al, 1994).

35


39/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUAC IN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

3. INFORMACIN ACELEROGRFICA

3 . 1 I N T R O D U C C I N

En este captulo se presenta la informacin acelerogrfica en la ciudad de Puebla obtenida

por las tres instituciones que instalaron y estn operando equipos en la ciudad. Adems, se

describe la informacin acelerogrfica y sismogrfica con la que se cont para el clculo de

las leyes de atenuacinyse muestranlaszonas sismognicas consideradas para la ciudad.

3 . 2 I N S T R U M E N T A C I N A C E L E R O G R F I C A

En la ciudad de Puebla existen a la fecha 7 estaciones acelerogrficas, las cuales son

operadas por distintas instituciones. La ubicacin de dichas estaciones se indica en la figura

3.1,y algunas otras caractersticas en la tabla3.1.

Fig

3.1.

-

Localization de los acelergrafos

en la ciudad

de

Puebla.

El primer acelergrafo en la ciudad de Puebla fue un DCA-310 (Fig. 3.2) del Instituto de

Ingeniera de la UNAM, el cual se instal en 1978. En 1988 la BUAP instal tres estaciones

DCA-333 (Fg. 3.3) y en 1993 se pusieron en operacin dos estaciones SSA-2 (Fig. 3.4) por

parte de la RIIS, y otro DCA-333 por la BUAP (SMIS, 1993; 1996), (Tabla 3.2). Las

caractersticas tcnicas de dichos instrumentos se indica en la tabla 3.3.

36


40/127

OBTE NCIN DE LEYES DE ATENU ACIN SSMICA TARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

CAPTULO 3

Tabla3.L- Ubicacin delasestaciones acelerogrfcas enla ciudaddePuebla.

' Segn ubicacin en los mapas de lazonfficacinssmica de la ciudad de Puebla(C.Ra et. al., 1994) y del reglamento de

construcciones para elmunicipiode Puebla

(AMP, 1994).

Fig.

3.2.-

Acelergrafo DCA-310

(Terra Technology)

Fig. 3.3.-Acelergrafo DCA-333

(Terra Technology)

Fig.3.4.-

Acelergrafo SSA-2(K inemetrics).

37


41/127


C A P I T U L O 3

Tabla 3.2.- Modelo del acelergrafo e institucin que opera la estacin.

PB

SXPU

PBPP

UAPP

CAPS

RIIS*

I.I.+

BUAP-

BUAP-

BUAP-

ZMPP 1 BUAP-

* Red

Interuniversitaria

de

Instrumentacin Ssmica

+InstitutodeIngeniera,UNAM.

-Benemrita Universidad AutnomadePuebla.

SSA-2

DCA-310

DCA-333

DCA-333

DCA-333

DCA-333

Tabla 3.3.- Caractersticas de los acelergrafos ubicados en la

| Caractersticas

I del acelergrafo

I

Fabricante

\ Tipodeaparato

1

Medio de grabacin

Rango

Frecuencia natural

J Amortiguamiento

Frecuencia de muestreo

Resolucin

Capacidad de grabacin

Memoria

de

pre-evento

j Memoria post-evento

1 Umbral de disparo

| Voltaje de alimentacin

ciudad de Puebla.

M odelo de la estacin acelerogrfica

DCA-310

Terra Technology

digital electrnico

cinta magntica digital

+/- 250 gales

30 Hz

70 % del crtico

100mps.

12bits.

15min.

1 a 4 seg.

omnidireccional por

programa

12 Volts.

DCA-333

Terra Technology

digital electrnico

cinta magntica digital

+/- 250 gales

30

Hz

7 0 % del crtico

100mps.

12bits.

15min.

1 a 4 seg.

omnidireccional por

programa

12Volts.

SSA-2

Kinemetrics

digital electrnico

memoria de estado slido

+/-1000gales

50Hz

70 % del crtico J

200

mps.

I

12 bits J

10rain,estndar 1

0 a

15

seg. 1

0 a 90 seg. I

Ajustable de1 a10gales j

12

Volts 1

3 8


42/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD D E PUEBLA.

3.3 INFORMACIN ACELEROGRFICA DISPONIBLE

Para este trabajo se cont en total con 33 aceierogramas que corresponden a 27 sismos

desde 1978 a 1996, todos ellos, registros de las estaciones PC, PB , SXPU, PBPP y UAPP.

La informacin acelerografica

de

los registros disponibles se resume en la tabla 3.4.

Los registros de las estaciones PC y PB pertenecen a la RUS, de la cual la UPAEP forma

parte. Los registros de las estaciones PBPP y UAPP fueron proporcionados por el Instituto

de Ingeniera y los de la estacin SXPU por el Instituto de Ingeniera y por el United States

Geological Survey en una publicacin en disco compacto (L. Seekins et. al., 1992).

Es importante sealar que de acuerdo a la clasificacin del terreno en funcin de sus

caractersticas dinmicas, se considerar como terreno firme aqul cuyo periodo est

comprendido entre 0.1 y 0.4 seg., mientras que el terreno intermedio transicin entre los

perodos de 0.4 y1seg. (Iglesias et. al, 1995).

Las estaciones PC, PBPP, SXPU y UAPP se encuentran dentro de la zona de transicin,

entre la curva de 0.7 y 0.8 seg. las tres primeras, y la ltima entre la curva de 0.4 y 0.5 seg.

en el mapa de isoperiodos (Fig. 2.32). Por su parte la estacin PB, aunque en el estudio de

zonificacin ssmica

(C.

Ruiz

et.

a l , 1994) se ubica en zona

firme,

parafinesde este estudio

se considerar como si estuviera en zona de transicin, ya que el periodo fundamental del

suelo estimado (T=0.36 seg.) se encuentra cerca del lmite de 0.4 segundos (J. R.

Velazquez, 1995). En un futuro, con mayor cantidad de registros se podr analizar el efecto

de esta consideracin en las leyes de atenuacin. Por lo tanto, la generacin de las leyes de

atenuacin en este estudio, est limitado a predecir intensidades espectrales

correspondientes a la zonadetransicin.

Cabe hacer notar que se cuenta en este estudio con todos los aceierogramas registrados a la

fecha en la ciudad de Puebla de las estaciones PC y PB de la RIIS, y de la estacin SXPU

del Instituto de Ingeniera. Se hubiera deseado ampliar la base de datos con los registros del

perodo de 1993 a 1996, obtenidos en las estaciones PBPP y UAPP de la BUAP, e incluso

generar leyes de atenuacin para zona firme con los registros de las estaciones ZMPP y

CAPS,

pero desgraciadamente la BUAP no le facilit esta informacin al autor debido a su

poltica de no proporcionarla antes de su publicacin (G. Gonzlez Pomposo, 1996).

Las grficas que

se

presentan en la

figura

3.5, son los

33

aceierogramas con los que se cont

en sus direcciones norte-sur (N-S) y este-oeste (E-O). Las aceleraciones en el eje de las

ordenadas estn en gales, (un gal equivale a un milsimo del valor de la gravedad), y en las

abscisas se tiene el tiempo en segundos. La clave del registro lleva la siguiente nomenclatura:

DDMAAXX

Donde:

DD Da en

el

que se grab el evento.

M Mes.1 a 9 de enero a septiembre yO,N y D para octubre, noviembre y diciembre.

AA Dos ltimos dgitos del ao.

XX Clave de la estacin.

39


43/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICA PARA LA C IUDAD DE PUEBLA..

Tabla3.4.-Resumende lainformacin acelerogrficadisponible.

No.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11a

11b

12

13

14a

14b

15

16

17

18

19

20

21a

21b

22a

22b

23a

23b

24a

24b

25

26

27

Institucion

qua registro

I.

I.-UNAM

I.

I.-UNAM

I.

I.-UNAM

I.

I.-UNAM

I.

I.-UNAM

I.

I.-UNAM

I.I.-UNAM

I.I.-UNAM

1.I.-UNAM

1.I.-UNAM

BUAP

BUAP

BUAP

BUAP

BUAP

BUAP

BUAP

RIJS

RUS

RUS

RUS

RUS

RUS

RUS

RUS

RUS

RIIS

RUS

RUS

RUS

RUS

RUS

RUS |

Clave

de Registro

(DOMAAXX)

29N78SXPU1

29N78SXPU2

29N78SXPU3

14379SXPU

24N80SXPU

24N81SXPU

017B4SXPU

10285SXPU

19985SXPU

20985SXPU

25489PBPP

25489UAPP

02589PBPP

30569UAPP

16989PBPP

16989UAPP

31590PBPP

24N93PC

23294PB

14394PB

0S594PC

22594PB

10D94PC

10D94PB

14995PC

14995PB

09N95PC

09N95PB

20N95PC

20N95PB

30N95PB

24296PB

25296PB

Fecha y hora

(Local)

29/11/78-13:52

29/11/78-14:04

29/11/78-14:49

14/03/79-05:07

24/10/80- 08:53

24/10/81-21:22

01* 7 / 84 - 22 : 50

10/02/85-18:13

19/09/85- 07:17

20/09/85-19:37

25/04/89-08.29

25/04/89-08:29

02/05/89-03:30

30/05 /89- 07:51

16/09/89-17:21

16/09/89-17:21

31/05/90 - 01:35

24/10/93-01:54

23/02/94-08:15

14/03/94-14:55

06/05/94-16:11

22/05/94-19:44

10/12/94-10:19

10/12/94-10:19

14/09/95- 08:05

14/09/95-08:05

09/10/95-09:38

09/KV95-09 :38

20/10/95-20:40

20/10/95-20:40

30/10/95-08:48

24/02/96-21:08

25/02 /96- 08:27

Duracin

del registro

< g . )

40

32

82

70

30

140

14

14

86

52

200

62

50

18

16

16

32

24

62

72

76

78

94

84

150

210

78

160

96

120

78

105

83

Aceleracin mxima

absoluta (galea)

N-S

15.240

2.319

3.905

15.270

80.720

9.840

8.356

10.570

30.380

25.380

9.111

12.270

2.767

2.436

4.577

1.724

3.760

4.019

6.229

4.287

4.203

4.039

3.397

7.820

11.200

25.810

2.480

4.631

2.778

4.167

2.734

3.286

2.328

V ER

13.860

X

X

9.952

X

7.298

2.769

3.224

18.110

9.045

5.002

8.129

1.440

1.310

1.982

1.374

1.580

2.549

2.840

1.477

2.828

1.783

1.850

2.344

10.420

9.283

1.486

1.331

1.771

1.538

1.009

1.000

1.573

E-0

22.130

2.076

3.945

12.970

70.190

7.329

3.868

7.458

33.440

18.860

6.808

11.380

2.123

1.825

2.435

2.039

3.490

4.533

6.327

3.053

5.094

2.877

3.826

5.873

16.930

26.410

2.300

3.221

3.447

2.721

2.768

3.440

3.104

X No se tiene el

registro

de la componente.

40


44/127


CAPITULO3

1X0

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S.S.-

Acelerogramasdisponibles,registrados en la ciudad dePuebla.

41


45/127


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46/127


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Fig. 3.5.-

Acelerogramasdisponibles,registradosen la ciudad

de

Puebla(cont.).

43


47/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUA CIN S SMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

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-244 -

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48/127


3.4 INFORMACIN SISMOLGICA

Lainformacin sismolgicade los 27sismos registrados sepresenta en latabla 3.5.Dicha

informacin

fue

proporcionada

por el

Instituto

de

Geofsica

de la UNAM, por el

Centro

Nacional

de

Prevencin

de

Desastres

(CENAPRED), por el

United States Geological

Survey (USGS)

y por la

National Center

for

Earthquake Engineering Research

(NCEER ).

N o

1

2

1

3

8

4

8

s

S

6

1

7

1

8

1

9

1

10

8

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12

13

14a

| 14b

1

1S

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16

8

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1

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1 19

2

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|

2 i b

J22a

| 22b

1 23a

23b

24a

24b

25

26

Fechay bora

(local)

29/11/78-13:52

29/11/78-14:04

29/11/78-14:49

14/03/79-05:07

24/10/80-08:53

24/10/81-21:22

01/07/84-22:50

10/02/85-18:13

19/09/85-07:17

20/09/85 -19:37

25/04/89-08:29

25/04/89-08:29

02/05/89-03:30

30/05/89-07:51

16/09/89-17:21

16/09/89-17:21

31/05/90-01:35

24/10/93-01:54

23/02/94-08:15

14/03/94 -14:55

06/05/94-16:11

22/05/94-19:44

10/12/94-10:19

10/12/94-10:19

14/09/95-08:05

14/09/95-08:05

09/10/95-09:38

09/10/95-09:38

20/10/95-20:40

20/10/95-20:40

30/10/95-08:48

24/02/96-21:08

j 27

J

25/02/96-08:27

Tabla3.5.-Informacin

Latitud

Norte

16.000

15.740

15.740

17.490

18.030

17.880

15.840

16.240

18.081

18.021

16.603

16.603

16.637

17.220

16.210

16.210

17.106

16.755

18.050

15.994

18.335

18.165

18.084

18.084

16.800

16.800

19.147

19.147

16.890

16.890

1 6 4 1 7

16.204

16.165

Longitud

Oeste

96.690

96.830

96.180

101.260

98.290

102.150

99.030

95.100

102.942

101.479

99.400

99.400

99.513

94.830

94.010

94.010

100.893

98.717

97.182

92.428

98.010

100.527

101.184

101.184

98.600

98.600

104.220

104.220

93.451

93.451

98.387

97.963

97.721

Prof.

19


49/127


En la tabla anterior, M es la magnitud usada para el clcuto de las leyes de atenuacin, la

cual fue seleccionada tomando el siguiente criterio:

M'=Ms (si Ms>6) M'^Mb (siMs


50/127


3.5 ZONAS SISMOGN ICAS CONSIDERADAS

La localizacin de los 27 sismos registrados se distribuye en cuatro zonas sismognicas que

se consideran en el presente estudio (Fig. 3.6): sismos con distancia epicentral menor a 170

km. de la ciudad de Puebla cubriendo mecanismos de fallamiento local y normal (zona

sismognica I); sismos provenientes de ia subduccin entre los 100 a

105

envolviendo las

brechas de Colima, Michoacn y Petatln (zona sismognica 2); entre los 96 a 100

cubriendo las brechas de San Marcos, Ometepec, Oaxaca oeste y Oaxaca central (zona

sismognica 3); y entre los 92 a 96 de longitud oeste envolviendo las brechas de Oaxaca

este y Tehuantepec (zona sismognica 4).

Cabe hacer notar que los mecanismos considerados de los sismos en la zona sismognica 1,

son tanto normales como originados por fallas bcales, no habindose hecho ninguna

distincin debido a la escasez de registros acelerogrficos provenientes de esta zona.

Fig.3.6.-Localizacin

de los

sismos asociados

a

los acelerogramasdisponibles.

47


51/127

3.6 PROCESAM IENTO DE LAS SEALES

De los registros acelerogrficos, se procedi al procesamiento de la seal con el software

RIISPRO C (E. Sordo y A. Fernndez, 1995), y se obtuvieron los acelerogramas corregidos

por linea base y un filtro pasabanda (bandpass) para minimizar el ruido que pudiera tener la

seal.

A partir de los acelerogramas corregidos se calculan k>s espectros de respuesta elsticos

considerando am ortiguamientos de 0, 2 y 5 % del crtico.

La solucin al calculo de la respuesta e st dada por la integral de Duham e (3-2 ), que

proporciona el valor del desplazamiento (D ) en un instante (t), (Newmark y Rosenbhieth,

1976).

D -

|fl(T)exp{-4


52/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA..

Los espectros de

respuesta

pueden ser de desplazamientos, de velocidades, de aceleraciones,

de pseudovelocidades, de pseudoaceleraciones, etc. En este caso se obtuvieron los espectros

de respuesta de pseudoaceleraciones mediante el software de procesamiento RIISPROC (E.

Sordo y A. Fernndez, 1995), que hace un anlisis paso a paso y los calcula multiplicando el

cuadrado de la

frecuencia

circular natural (co

2

) por el valor calculado en la expresin 3-2, es

decir:

Pa = o)

2

D (3-5)

Las grficas que se presentan en la figura 3.7 son los 33 espectros de respuesta elsticos de

pseudoaceleraciones con 0, 2 y 5% de amortiguamiento crtico, en sus direcciones norte-sur

(N00E) y este-oeste (N90E). Las pseudoaceleraciones (Pa) en el eje de las ordenadas estn

referidos al valor de la gravedad (g), y en las abscisas el periodo (T )est en segundos. La

clave del registro tambin lleva la nomenclatura: DDMAAXX

El procesamiento de los registros en estaciones de la RIIS (Estacin PC y PB) se puede

encontrar en detalle en el "catlogo de acelerogramas de la RIIS para la ciudad de Puebla"

(J. Jurez y T. Perea, 1996), donde se incluyen los acelerogramas del registro,

acelerogramas corregidos yfiltrados,os espectros de Fourier en escala semi-logartmica no

corregidos, los espectros de Fourier a escala natural corregidos y los espectros de respuesta

de pseudoaceleraciones elsticos para periodos estructurales de 0.1 a 3.5 seg. y para 0 , 2 y

5%

de amortiguamiento crtico.

49


53/127


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NME

Fig.3.7.-Espectros de respuesta

elsticos para

0,

2 y 5%

de amortiguamiento

(cont).

52


56/127


fcs

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uto

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u

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M O K A S

MkM:lT


57/127


Una vez calculados todos los espectros de respuesta de tos 33 registros, stos se estudiaron

para analizar las caractersticas de la respuesta estructural esperadas en la ciudad de Puebla

en la zona de transicin. Cabe mencionar que slo se estudiaron los espectros de respuesta

con 5%de amortiguamiento y para los canales norte-sur y este-oeste.

Primero se grfico la respuesta espectral de los registros por estaciones, para observar las

caractersticas y la variacin de los espectros en cada una y se pudo notar que existen

algunas variaciones morfolgicas entre ellos (Figs. 3.8 a 3.12).

Fig. 3.8. - Espectros de respuesta elsticos de pseudoaceleraciones con 5% de

amortiguamiento.

Los espectros son

los

calculados

a partir

de los acelerogramas grabados

en la

estacin

P C y

corresponden

a

los registros16,

19, 21a, 22a, 23a y 24a.

Fig. 3.9. - Espectros de respuesta elsticos de pseudoaceleraciones con 5% de

amortiguamiento.

Los

espectros son calculados

a partir de los

acelerogramas grabados

en

la

estacin

P By

corresponden

a

los registros

17,

18,

20,

21b, 22b, 23b, 24b,

25, 26y

27.

54


58/127


0 . 0 4 0 -

0 . 0 3 5 -

0 .0 3 0

0 . 0 2 5 -

0 . 0 2 0 -

0 .0 1 5 -

0 . 0 1 0 -

0 . 0 0 5

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Fig. 3.10.- Espectros de respuesta elsticos de pseudoaceleraciones con 5% de

amortiguamiento. Todos los espectros son los calculados a partir de los acelerogramas

grabados en la estacin PBPP y correspo nden a los registros nmero Ha, 12,14ay 15.



grabados en la estacin SXPU y corresponden a los registros 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8, 9 y 10.



grabados en la estacin UAPPy corresponden a los registros nmero 11b,

13

y 14b.

55


59/127


En seguida se grafican los espectros de respuesta para diferentes intervalos de magnitud del

sismo, sin importar en que estacin se grab el registro. En este caso fue muy notable la

variacin en la forma de respuestas espectrales en el intervalo de magnitudes entre 4.5 y 6.8

(Fig. 3.13); no as el intervalo para magnitudes de 6.9 a 8.1 (Fig. 3.14), en el que todos los

espectros estn asociados a los acelerogramas de sismos cuyos epicentros estn ubicados

dentro de las zonas 2 y 3,las cuales son

de

un mecanismo similar.

0.005

0 . 5 0

1 . 0 0

1 . 50

2 . 0 0

2 . 5 0

3 . 0 0

3 . 5 0

Fig. 3.13,- Espectros de respuesta elsticos de pseudoaceleraciones con 5% de

amortiguam iento. Todos losespectros son loscalculados a partir de los acelerogramas

asociadosalos sismos cuya magnitud (M') estuvo entre 4.5 a6.8grados.Estos sismosson

los que correspondenalos registros nmero

2,

3,7, 8, 12, 13, 14a, 14b,15, 16 , 17 , 18, 19,

20, 21a, 21b, 24a, 24b,

25

y 27.

0 . 1 4 -

0 . 1 2 -

0 .1 0 -.

0 . 0 8 -

0 . 0 6 -

0 . 0 4 -

0 . 0 2 -

- - - -

0 . 5 0

1 . 0 0 1 . 5 0

2 - 0 0

2 . 5 0 3 . 0 0 3 . 5 0

Fig. 3.14.- Espectros de respuesta elsticos de pseud oaceleraciones con 5% de

amortiguamiento. Todos losespectros son loscalculados a partir de los acelerogramas

asociados

a

los sismos cuya magnitud

(M')

estuvo entre6.9

a

8.1 grados.Estos sismos

son

los

que corresponden

a los

registros nmero 1,

4, 6 , 9, 10, lia,

11b,

22a, 22b,

23a, 23b

y

26.

56


60/127


Finalmente se grafican las respuestas espectrales para las diferentes zonas sismognicas

consideradas (Fig. 3.6). Se puede ver en este caso una mayor similitud en las amplitudes

espectrales, y aunque se siguen observando variaciones apreciables entre espectros, su forma

es

mas

similar que en los otros tipos de grficos (Figs. 3.15 a 3.18).


amortiguam iento. Todos losespectros son loscalculados a partir de losacelerogramas

asociados

a los

sismos

cuyo

epicentro

estuvo d entro de la zona

sismognica

1, es decir,

para los sismos que se

presentan

a una

distancia

menor de 170 km. de

Puebla.

Estos

corresponden

a

los registros nmero5,

17 y 19.

Z o n a s i sm o g n i c a 2

0 . 5 0

1.00 1 .50

2 . 0 0

2 . 5 0

3 . 0 0 3 . 5 0


amortiguamiento. Todos losespectros son loscalculados a partir de los acelerogramas

asociados

a los sismos cuyo

epicentro

estuvo dentro de la zona

sismognica

2, es decir,

para los

sismos

que

se presentan

en las

brechas

de

Colima, Michoacn

y Petatln. Estos

corresponden

a

los registros nmero

4,

6 , 9, 10,

15,

20, 21a,

21b,

23a y

23b.

57


61/127


0.12 -

0 .10

0.08 -

0 .06

0.04 -

0.02 -

Ir'f/f

~rf^V-'

,J

^

Z o n a s i s m o g n i c a 3

0 . 5 0

1.00

1 . 5 0

2.00 2.50 3.00

3.50

Fig.

3.17.-

Espectros de respuesta elsticos de pseudoaceleraciones con 5% de


asociados a los sismos cuyo epicentro estuvo dentro de la zona sismognica 3, es decir,

para los sismos que se presentan por las brechas de San Marcos, Ometepec, Oaxaca este y

Oaxaca central. Estos corresponden a los registros nmero 1, 2, 3, 7, 11a, 11b, 12, 16,

22a, 22b, 25, 26y 27.

Z o n a s i s m o g n i c a 4

0 .005

0 . 5 0

1 .00

1 .50

2.00 2 . 5 0

3.00

3 . 5 0



asociados a los sismos cuyo epicentro estuvo dentro de la zona sismognica 4, es decir,

para los sismos que se presentan por las brechas de Oaxaca este y Tehuantepec. Estos

corresponden a los registros nmero

8,

13, 14a, 14b, 18, 24a y 24b.

58


62/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUACIN SSMICA PARA LA CIUDAD D E PUEBLA

Debido al comportamiento espectral observado, se propuso la obtencin de las leyes de

atenuacin por separado para las zonas sismognicas 1, 2, 3 y 4, as como tambin de las

leyes de atenuacin de las zonas 2 y 3 considerndolas juntas, por ser ambas zonas de

mecanismo similar, cubriendo las brechas desde Colima hasta Oaxaca central.

La mxima intensidad espectral en la ciudad de Puebla asociada a registros de sismos, ha

sido de 0.24g., la cual corresponde al sismo de Huajuapan (24/Oct/80) cuyo epicentro se

ubica dentro de la zona sismognica 1 (Fig. 3.15). Estudios de sismicidad histrica

realizados por Figueroa (1974) muestran que los mayores daos en la cuidad provocados

por sismos se han presentado dentro de esta zona.

Ordenadas espectrales similares se han presentado por registros de sismos provenientes de

las zonas 2 y 3 (Figs. 3.16 y 3.17), en donde las mximas intensidades corresponden a los

sismos de Michoacn (19/Sept/1985) y de Ometepec (14/Sept/1995) respectivamente.

Estudios de sismicidad histrica realizados (Figueroa, 1974) muestran pocos daos

producidos en la ciudad de Puebla por sismos originados en esta zona de mecanismo similar.

Como se observa en la figura 3.18, la mxima ordenada espectral en la ciudad de Puebla

asociada a registros de sismos de la zona 4 ha sido de 0.032g.; no obstante que se incluyen

los asociados al sismo de Villaflores (20/Oct/95) en el que la estacin XC de la RIIS de

Tuxtla Gutirrez registr una aceleracin mxima de 442 gales, mientras que en Puebla sta

fue de 4.2 gales en la estacin PB y de 3.4 gales en la estacin PC (Sordo et. al, 1996). Por

su parte, estudios de sismicidad histrica (Figueroa, 1974) sealan la ausencia de sismos

histricos de la zona que hayan generado daos en la ciudad de Puebla.

Por k> anterior, el peligro ssmico para la ciudad de Puebla, tanto por las ordenadas

espectrales observadas como por los estudios de sismicidad histrica, proviene

principalmente de la zona sismognica I, seguido en cuanto a peigro de las zonas 2 y

3.

Por

su parte, el peligro ssmico de la zona sismognica 4, con la informacin conocida hasta el

momento, indica que es poco significativo para la ciudad de Puebla

59


63/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENUAC IN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

4.

LEY ES DE ATENUACI N PARA LA CIUDAD DE PUEB LA

4.1 INTRODUCCIN

Es evidente que sismos con diferentes magnitudes producen diferentes aceleraciones en un

mismo sitio; as tambin, terremotos con iguales magnitudes pueden producir diferentes

aceleraciones a diferentes distancias. Sin embargo, las aceleraciones no slo son afectadas

por la magnitud y la distancia, sino tambin por otros factores como el contenido energtico

de cada evento, las propiedades del medio por donde se propagan las ondas ssmicas, las

propiedades locales del suelo en el sitio y la topografa. Prctica comn para predecir

intensidades, sigue siendo an utilizar curvas de atenuacin promedio obtenidas del anlisis

estadstico de los catlogos de eventos disponibles, an cuando sean de regiones alejadas al

punto de inters. Lo anterior

es

justificable cuando no existe, o es escasa, la informacin de

registros intensos en la zona de estudio.

En este captulo se presentan los resultados del clculo de leyes de atenuacin propias para

la ciudad de Puebla, con base en

33

espectros de respuesta elsticos de pseudoaceleraciones

asociados a los acelerogramas disponibles, registrados en la ciudad.

Las leyes de atenuacin son modelos matemticos, los cuales pueden estimar la intensidad

que produce un sismo en un lugar determinado, asociada a una zona sismognica especfica,

si se conoce la magnitud y la localizacin del evento ssmico. Esta intensidad puede ser la

ordenada espectral de pseudoaceleraciones, pseudovelocidades, aceleraciones, velocidades,

desplazamientos, intensidad de Mercalli, o bien valores mximos de ellas. Las leyes de

atenuacin permiten calcular la intensidad esperada y predecir movimientos fuertes del

terreno para diversos escenarios.

4.2 LEYES DE ATENUACIN EXISTENTES

En la mayora de los estudios de riesgo ssmico hechos en Mxico, se han utilizado leyes de

atenuacin derivadas de catlogos de registros que no siempre corresponden al sitio de

estudio. Algunos se limitan a describir slo la atenuacin de la aceleracin mxima del

terreno, que por s sola carece de correlacin significativa con el comportamiento

estructural. O tros ms, usan leyes de atenuacin de otros sitios y las adoptan como leyes de

atenuacin generales. Las anteriores consideraciones pueden conducir a resultados poco

confiables para la prediccin de los efectos de un sismo. Un resumen de algunas de las

relaciones de leyes de atenuacin recopiladas y actualizadas

(B.

Mohraz y

F.

E. Elghadamsi,

1989) son mostradas en la tabla

4.1,

Un primer intento en Mxico para generar leyes de atenuacin para una localidad especfica,

basadas en espectros de respuesta de sismos fuertes registrados en el sitio de estudio, fue

llevado a cabo recientemente por Carballo (1994). La metodologa que se usa en esta

referencia se basa en el ajuste, mediante la regresin estadstica de los espectros obtenidos

de cinco registros locales, a un modelo matemtico ampliamente utilizado en trabajos

previos (Campbell,1985;EERI,

1989;

McGuire,

1976;

Trigos,1988y Esteva, 1970).

En este trabajo, se calculan leyes de atenuacin propias para la ciudad de Puebla, utilizando

esencialmente la metodologa seguida por Carballo (1994), con algunas modificaciones.

Estas leyes de atenuacin estn basadas en los espectros de respuesta elsticos asociados a

registros obtenidos en suelo moderadamente blando de la ciudad de Puebla.

60


64/127

OBTENCIN DE LEYES DE ATENU ACIN SSMICA PARA LA CIUDAD DE PUEBLA.

Tabla 4.I.- Leyes de atenuacin propuestas por varios autores (B. M ohraz y F. E.

Elghadamsi, 1989).

FUENTE

,Sismo de San Fem ando

9/Feb/197I

- < % , ,

Sismos de California

a-

Blume

Yo=-( b + 3) +0.81M -0.027M

2

b = factor de sitio

Sismos de Japn y

California

0 = 0.167 - %

Tg =Periodo fundamental del suela

Kanai

Cloud (1963) a - 0.0069e

1

"

Af

U e '

1 M

+ /

2

Milne y

Davenport

Cloud (1963)

a^U54e

otu

/(R +25y

L. Esteva

U S . C . & G . S .

6

t? i

^+80j

s v

' 981

Cloudy

Prez

i303 valores

'instrumentales

1-32V

' (A+ 25)"

Donovan

Registros del oeste de

USA.

a= -

0.0193e

OW

tu /

/ ( / ?

2

+ 4 0 0 )

Donovan

USA, Japn, etc.

a =

X/+25)'

Donovan

Registros del oeste de

USA , de Rusia e Irn.

Ln(a)= 3.99 + L28M- \.15Ln{R

+O.H7e

0732M

)

M=Ms para magnitudes>6

M=Mb para magnitudes6

M=Mb pare magmtudes6

R = hipocentral si M


65/127


4.3 MODELO MATEMTICO SELECCIONADO

Como ya se mencion, las leyes de atenuacin permiten estimar la intensidad de un sismo

asociada a los parmetros de la fuente. A continuacin se presentan los modelos

matemticos comnmente usados para el clculo de leyes de atenuacin: (M. K. Yegian,

1979)

Ley de atenuacin para pseudoaceleraciones espectrales:

P a = V '

M

( R +25)~

flj

(4-1)

Ley de atenuacin para intensidades:

Isitio =c

x

+c

2

l

0

-

c

3

LnA

(4-2)

Ley de atenuacin para velocidades espectrales:

Sv = alO*

M

(R

+25)"

c

(4-3)

Ley de atenuacin para espectros de Fourier:

Ley de atenuacin para la duracin:

= + 0 . 1 5 ( 5 0 - * )

( 4

,

5 )

aX).05 g., R=50 km.

Ley de atenuacin para elndicepotencial de licuefaccin:

hn=a

l

e

aiU

{R +

25)

a%

(4-6)

El primer paso en la elaboracin de leyes de atenuacin para predecir movimientos fuertes

del terreno es la determinacin de los parmetros que intervienen en ellas, tanto los que

definen las variables dependientes como las independientes.

En cuanto a los parmetros a predecir (parmetros independientes), los ms comnmente

usados en estudios previos son la aceleracin y velocidad mxima del terreno, pero estas

intensidades por s solas tiene una correlacin dbil sobre el comportamiento estructural.

Proponer parmetros de diseo ssmico con base en estas intensidades, se justifican cuando

no existe o es poca la informacin de registros acelerogrficos en la zona de estudio. Una

intensidad que se ajusta mejor al verdadero comportamiento estructural es el espectro de

respuesta, por ello, los parmetros independientes a predecir son las ordenadas de

pseudoaceleracin espectral (4-1),

Las variables independientes consideradas son la distancia epicentral y la magnitud, que son

los datos m s accesibles de un sismo.

62

7/25/2019 TESIS TIZIANO Leyes de Atenuaci

TESIS TIZIANO Leyes de Atenuación. de La Ciudad de Puebla

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