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8/19/2019 vulnerab edificios

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TALLER SOBRE SEGURIDAD Y EVALUACIÓN POST-SÍSMICA ENEDIFICACIONES

Sandra Santa Cruz / Alejandro Muñoz

Pontificia Universidad Católica del Perú

MÓDULO 1: RIESGO SÍSMICO Y ESCENARIOLa sismicidad en el Perú y en la Ciudad de Lima

Tipos de edificacionesVulnerabilidad de los edificios

Casuística de daños y Principales fallasEstudio de casos


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1 La Sismicidad en el Perú yen la Ciudad de Lima


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SISMICIDADLa Interacción entre placas tectónicas almacena energía que

puede ser liberada en pocos segundos en forma de calor y de

ondas sísmicas.Estas ondas pueden producir en algunos casos grandes daños en

las construcciones e incluso en el paisaje.

Click para ver animación


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CLASIFICACIÓN DE SISMO DE ACUERDO A LA PROFUNDIDAD:

Superficiales Intermedios Profundos

0-60 km 60-300 Km 300-700 km


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MAGNITUD DEL SISMOMedida indirecta de la cantidad total de energía liberada por

una falla durante un sismo.

Para medirlo se puede usar sismogramas y métodosmatemáticos.

Las escalas más usadas son las de Richter (Ms) y Kanamori

(Mw). La primera mide las ondas superficiales y la segunda

mide la energía liberada.


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UBICACIÓN Y MAGNITUD PRINCIPALES TERREMOTOSEN EL PERÚ


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INTENSIDAD DEL SISMO Severidad de la sacudida y está relacionada con la

ubicación y magnitud del sismo en la superficie.Se puede medir a partir de la impresión humana, yefectos sobre las construcciones y la naturaleza

(Mercalli, MSK, MMA) o por el movimiento máximo

del terreno (Aceleración PGA, Aceleración AT,Velocidad ).

MMA-2001 (Julio Kuroiwa)

I No sentido, sólo registro

instrumental

II-V Percepción humana

VI-IX Daños en construcciones

X-XII Efectos sobre la naturaleza


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Estos mapas sirven para

ver la escala de

intensidades y su

afectación en las ciudadesaledañas o cercanas al

sismo.

MAPAS DE ISOSISTAS


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Población expuesta al sismo

Intensidad MMI Población

Hab.

VIII 583 000

VII 846 000

VI 8 410 000

Fuente: USGS

SISMO PISCO 2007

Ica

C asav e r d e - V ar gas

Sar agoni

Lima

Callao

Pisco

0

0.25

0.5

50 75 100 125 150 175 200 225 250

Distancia (Km)

A

c e l e r a c i ó n

( g )

???

???

Ms = 7.9

FUENTE: USGS


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Escala cualitativa que describe la percepción subjetiva de las personas ante un sismo

en un lugar específico. Consta de 12 grados medidos en romanos desde l I hasta el XII.

Está relacionada con el daño en el lugar.

I No es sentido, excepto por algunas personas bajo circunstancias especialmente

favorables.

II Sentido sólo por muy pocas personas en posición de descanso, especialmente en los

pisos altos de los edificios. Objetos delicadamente suspendidos pueden oscilar.

III Sentido muy claramente en interiores, especialmente en pisos altos de los edificios,

aunque mucha gente no lo reconoce como un terremoto. Automóviles parados pueden

balancearse ligeramente. Vibraciones como al paso de un camión. Duración apreciable

IV Durante el día sentido en interiores por muchos, al aire libre por algunos. Por la noche

algunos despiertan. Platos, ventanas y puertas agitados; las paredes crujen. Automóviles

parados se balancean apreciablemente.

V Sentido por casi todos, muchos se despiertan. Algunos platos, ventanas y similares rotos;

grietas en el revestimiento en algunos sitios. Objetos inestables volcados. Algunas veces

se aprecia balanceo de árboles, postes y otros objetos altos.

VI Sentido por todos, muchos se asustan y salen al exterior. Algún mueble pesado se

mueve; algunos casos de caída de revestimientos y chimeneas dañadas. Daño leve.

ESCALA DE MERCALLI


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VII Todo el mundo corre al exterior. Daño insignificante en edificios de buen diseño y

construcción; leve a moderado en estructuras comunes bien construidas; considerable

en estructuras pobremente construidas o mal diseñadas; se rompen algunas chimeneas.

VIII

Daño leve en estructuras diseñadas especialmente para resistir sismos; considerable,

en edificios comunes bien construidos, llegando hasta colapso parcial; grande, en

estructuras de construcción pobre. Los muros de relleno se separan de la estructura.

Caída de chimeneas, objetos apilados, postes, monumentos y paredes. Muebles

pesados volcados.

IX Daño considerable en estructuras de diseño especial; estructuras bien diseñadas

pierden la vertical; daño mayor en edificios sólidos, colapso parcial. Edificios

desplazados de los cimientos. Grietas visibles en el suelo. Tuberías subterráneas rotas.

X Algunos estructuras bien construidas en madera, destruidas; la mayoría de estructuras

de mampostería y marcos destruidas incluyendo sus cimientos; suelo muy agrietado.

Rieles torcidos.

XI Pocas o ninguna obra de albañilería quedan en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas

en el suelo. Tuberías subterráneas completamente fuera de servicio. La tierra se hunde

y el suelo se desliza en terrenos blandos. Rieles muy retorcidos.

XII

Destrucción total. Se ven ondas sobre la superficie del suelo. Líneas de mira (visuales)

y de nivel deformadas. Objetos lanzados al aire.

…ESCALA DE MERCALLI


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Medida de los sismosMagnitud Intensidad

Mide el tamaño del sismo Mide el impacto del sismo en

un punto de interés

La magnitud no depende de la

distancia a la ubicación de

interés

La intensidad varía con la

ubicación

La relación entre la magnitud

y el daño no es

necesariamente directa

La intensidad está relacionada

con el daño que ocurre en un

lugar

La ubicación de los

fenómenos y sus magnitudes

puede reflejarse en un mapa

de sismicidad

La variación espacial de la

intensidad puede reflejarse en

un mapa de peligro

Es una medida cuantitativa Puede expresarse en términos

cuantitativos o cualitativos 12


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PELIGRO SÍSMICOA partir del análisis de las fuentes sísmicas e intensidades

probables se obtienen mapas que se pueden simplificar en

zonas con fines normativos.

Zonificación

sísmica


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EFECTOS INDUCIDOS POR EL SISMO

• Tsunami

• Licuación de suelos

• Derrumbes

• Incendios, radiación, químicos, tóxicos,

explosiones, etc.


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Tsunami


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Licuación de suelos


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Derrumbes, deslizamientos


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Incendios, radiación, químicos, tóxicos, explosiones

Fukushima (Japón 2011)


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2 Tipos de Edificaciones

Transmisión de Cargas de gravedad


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Transmisión de Cargas de gravedadPórticos

COLUMNAS

ZAPATAS

VIGAS

DIAFRAGMA

TABIQUERÍA

T i ió d C d d d


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Transmisión de Cargas de gravedad

Muros de corte

MUROS

TABIQUERÍA


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VIGAS


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COLUMNAS DE C° A°


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NUDOS COLUMNA-VIGA DE C°A°

Vista desde el interiorde edificios


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Tabiquería


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Parapetos

Las fuerzas sísmicas se pueden imaginar como fuerzas


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DIAFRAGMA = VIGA

Las fuerzas sísmicas se pueden imaginar como fuerzas

aplicadas a nivel de los techos

Ó Í


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TRANSMISIÓN DE CARGAS SÍSMICAS


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EDIFICIOS DE ALBAÑILERÍA

Albañilería confinada o armada, con diafragma (techo) rígido.

Normalmente edificios de 1 a 4 pisos. Las cargas de gravedad y

las cargas sísmicas son resistidas por los muros.


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EDIFICIOS DE PÓRTICOS DE CONCRETO ARMADO

Posee columnas y vigas de concreto armado. Las cargas de

gravedad son resistidas por las columnas y las cargas sísmicas

por los pórticos.


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EDIFICIOS DE MUROS DE CONCRETO ARMADO

Las cargas de sísmicas y de gravedad son resistidas por los

muros o “placas” de concreto armado.


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EDIFICIOS DE MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA

Edificios de concreto armado con muros delgados (10-12cm

de espesor) y con un máximo de 7 pisos. Las cargas de

sísmicas y de gravedad son resistidas por los muros.


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EDIFICIOS DUALES

Estructura de pórticos y muros de concreto armado. Las

cargas de gravedad son resistidas por los muros y las

columnas y las cargas sísmicas son resistidas principalmente

por los muros.


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3 Vulnerabilidad de los

edificios


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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VULNERABILIDAD

• Antigüedad en relación a loscódigos de diseño.

• Deficiente supervisión

técnica durante laconstrucción.

• Configuraciones

estructurales deficientes: Enplanta o verticales.

• Modificaciones en la

estructura y en el uso.


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Antigüedad en lo Códigos de diseño.

Edificio Pre 70’s Edificio actual


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Deficiente supervisión técnica durante laconstrucción

f ó l l


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Configuración estructural en planta

Edificios en forma de “L”

fi ió l l


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Edificios con problemasen diafragmas


C fi ió l l


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Edificios con problemas de torsión


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Discontinuidad en altura

Piso blando

Configuración estructural en elevación


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Discontinuidad en altura


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Edificios con problema de piso blando


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Edificios con

problema de pisoblando


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4 Casuística de DañosDaños estructurales

Daños No estructurales

FALLAS EN VIGAS


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FALLAS EN VIGAS

FALLAS EN VIGAS


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FALLAS EN VIGAS


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FALLAS EN COLUMNAS


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FALLAS EN COLUMNAS


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FALLAS EN COLUMNAS

FALLAS EN COLUMNAS COLUMNA CORTA


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FALLAS EN COLUMNAS – COLUMNA CORTA

Esquema de columna

cautiva

Columna corta


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COLUMNA CORTA EN

ESQUINA DE EDIFICIO

/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.Muñoz/ 2009


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GRIETAS DE CORTEEN COLUMNAS

/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A.

Muñoz/ 2009

FALLAS EN COLUMNAS COLUMNA CORTA


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FALLAS EN COLUMNAS APLASTAMIENTO


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FALLAS EN COLUMNAS – APLASTAMIENTO

FALLAS EN COLUMNAS


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FALLAS EN COLUMNAS

FALLAS EN NUDOS


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FALLAS EN NUDOS

FALLAS EN NUDOS


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FALLAS EN NUDOS

FALLAS EN NUDOS


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FALLAS EN NUDOS


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FALLA EN MUROS DE ALBAÑILERÍA


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FALLA EN MUROS DE ALBAÑILERÍA

Foto y Esquema de falla en muros largos de albañilería

FALLA EN MURO DE CONCRETO ARMADO


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FALLA EN TABIQUERÍA


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Esquema y foto de falla de grieta en diagonal por efecto puntal en

muro de albañilería confinada




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Esquema y foto de falla de volteo por desprendimiento de

tabiquería interior



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Esquema y foto de falla de volteo por desprendimiento de

tabiquería exterior

FALLA EN PARAPETOS


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FALLA EN PARAPETOS

EDIFICIO CON DAÑOS NO ESTRUCTURALES


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EDIFICIO CON DAÑOS NO ESTRUCTURALES

TABIQUE VOLCADO POR


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QANCLAJE DEFECTUOSO


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DAÑOS ENELEMENTOS NO

ESTRUCTURALES.CIELO RASO.

DAÑOS EN VENTANAS


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DAÑO EN TABIQUESEXTERIORES.


Muñoz/ 2009


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DAÑO EN TABIQUESEXTERIORES.

DAÑO EN TABIQUES INTERIORES


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DAÑO EN MOBILIARIO


78/83


79/83

MURO DE CERCO

VOLTEADO


Muñoz/ 2009


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MURO DE CERCO VOLTEADO


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5 Estudios colapsados enterremotos recientes

Colapso de edificios


82/83

en Perú.Pisco 2007

Colapso de edificios


83/83

en Chile.Concepción 2010

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