Congreso de Ingeniería Sísmica, Estructural y Geotécnica
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Enseñanzas del Sismo del 16 de Abril de 2016Una retrospectiva de lo aprendido, evaluado y actuado con
miras hacia el futuro
RIESGO SÍSMICO EN EDIFICIOS DE BAHÍA DE CARÁQUEZ
Patricio ParedesPLANPROCONS CIA. LTDA.
Quito, 20 y 21 de abril de 2017
Temario
• Reseña de trabajos ejecutados en Manabí
• Amenaza – Vulnerabilidad – Riesgo – Resiliencia
• Caso de estudio: Edificio en Bahía de Caráquez
(DISEÑO PRESCRIPTIVO – POR DESEMPEÑO – RESILIENTE)
Reseña de trabajos ejecutados en Manabí• Portoviejo: 10 edificios públicos
Reseña de trabajos ejecutados en Manabí• Portoviejo: 10 edificios públicos
Reseña de trabajos ejecutados en Manabí• Bahía de Caráquez: 23 edificios
Reseña de trabajos ejecutados en Manabí• Bahía de Caráquez: 23 edificios
Reseña de trabajos ejecutados en ManabíMAYO 2016 ABRIL 2017
CASO DE ESTUDIO: Edificio en Bahía de Caráquez
Amenaza-Vulnerabilidad-Riesgo-Resiliencia
Amenaza Vulnerabilidad
RIES
GO
Amenaza-Vulnerabilidad-Riesgo-Resiliencia
Amenaza Vulnerabilidad
RIESGORIESGORIESGO
RIESGORIESGO
RESILIENCIA
CASO DE ESTUDIO
- Construido en 1991 (26 años) y remodelado luego de 1998- Uso vacacional- 8 pisos: 1 piso parqueadero + 7 pisos altos de departamentos (2/piso)
CASO DE ESTUDIO
¿ POR QUÉ BAHÍA? - Diseñadores quiteños- Constructores quiteños- Hasta materiales de la Sierra
Amenaza: Sismicidad Histórica
Amenaza: Terremoto del 16-A
Tomada de PEER Presentation, Miranda et al. (2016)
- Bahía se encuentra a 200km del epicentro del 16-A- PGA Bahía (NEC-15)= 0.5g- 16-A: Chone PGA ~ 0.37g; Portoviejo PGA ~ 0.38g- Asumimos en Bahía: PGA ~ 0.35g
Amenaza: Réplica 18-M
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 5 10 15 20 25 30 35
Ace
lera
ción
(g)
Tiempo (seg)
E-O 18M 11:46 M6.8 N-S 18M 11:46 M6.8
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Sa(g
)
Período (seg)
E-O 18M 11:46 M6.8 N-S 18M 11:46 M6.8 NEC-15 SITIO
Amenaza: Réplica 18-M escalada a 0.35g
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Sa(g
)
Período (seg)
E-O 18M 11:46 M6.8 N-S 18M 11:46 M6.8 NEC-15 SITIO
- Asumimos en Bahía: PGA ~ 0.35g- Factor de escala ~ 2.0- Tr (16-A) ~ 100 años
Vulnerabilidad: Efecto de sitio
Vulnerabilidad: Efecto de sitio
Vulnerabilidad: Efecto de Sitio
Vulnerabilidad: sistema estructural- “Pórtico especial sismo resistente de hormigón armado con vigas descolgadas” (NEC-SE-DS)
- Columnas (reducción a partir de piso 3)- Amarillas: 35x35 cm- Celestes: 120x35 cm- Verdes: 100x35cm- Rojas: 60x60 cm
- Vigas: todas de 30x60cm
Vulnerabilidad: sistema estructural- Losas en dos direcciones e=30cm con alivianamientos de 40cm y nervios de 10cm;
- Simétrico respecto al eje Y-Y
- Cimentación: vigas de cimentación de BxH = 35x110 cm en ambos sentidos (qa ~ 33 t/m2)
Vulnerabilidad: configuración estructural- Configuración en planta y elevación:
Vulnerabilidad: Materiales
- Hormigón:
Núcleos / Esclerómetros
Velocidad Ultrasónica
f´c= 21 MPa
Vulnerabilidad: Materiales
- Acero de refuerzo:
Pachómetros
Destaparon elementos Medición de corrosión
Vulnerabilidad: Levantamiento de dañosESTRUCTURALES
Vulnerabilidad: Levantamiento de dañosNO ESTRUCTURALES: MAMPOSTERÍA
Vulnerabilidad: Levantamiento de dañosNO ESTRUCTURALES: MAMPOSTERÍA
Vulnerabilidad: Medición de períodosCon Paredes
Sin Paredes
Vulnerabilidad: Medición de períodos
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Perio
d [s
eg]
Altura [m]
Period Y-Y CP 0.52seg Periodo X-X CP 0.76seg T NEC = 0.055*Hn^0.9
T NEC = 0.055*Hn^0.75 Hn/51 Hn/45
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Perio
d [s
eg]
Altura [m]
Period Y-Y SP 0.78seg Periodo X-X SP 0.86seg T NEC = 0.055*Hn^0.9
T NEC = 0.055*Hn^0.75 Hn/51 Hn/45
Con Paredes Sin Paredes
Amenaza-Vulnerabilidad-Riesgo-Resiliencia
Amenaza Vulnerabilidad
RIESGORIESGORIESGO
RIESGORIESGO
RESILIENCIA
(DISEÑO PRESCRIPTIVO-DESEMPEÑO-RESILIENTE)
Diseño por Desempeño
Diseño Prescriptivo Diseño por Resiliencia (Evaluación de Riesgo)
(DISEÑO PRESCRIPTIVO-DESEMPEÑO-RESILIENTE)
Diseño Prescriptivo
• Suponemos que nuestro diseño será capaz de soportar “eventos”, PERO no revisamos si en realidad lo hará;
• El diseño prescriptivo se basa en el aprendizaje de desempeños pobres del pasado: aprendemos de nuestros errores; (XXX-77, CEC-2001, NEC-11 (NEC-15));
• Nuestro entendimiento de lo que lo que llamamos “desempeño adecuado” cambia también constantemente;
• No sabemos que está mal con el código hasta que el siguiente desastre ocurra;• Los códigos fueron escritos para regular el diseño de TODOS los edificios, sea éste de tres pisos
o 20 pisos (excepción NEC-SE-VIVIENDA);
d < 2%
Demanda Respuesta Estructural
Código
(DISEÑO PRESCRIPTIVO-DESEMPEÑO-RESILIENTE)
Diseño por Desempeño
• Se busca revisar un nivel específico de desempeño (que puede satisfacer o ser mejor que el nivel de desempeño del código); DETERMINISTA
• ¿Por qué hacerlo? • Reducir costos de daños y seguros;• Fácil refinanciación de reconstrucción;• Ocupación y funcionalidad más rápida post-terremoto• Participación del cliente / dueño.
Demanda
Respuesta Estructural Nivel de desempeño
(DISEÑO PRESCRIPTIVO-DESEMPEÑO-RESILIENTE)
Diseño por Resiliencia
• Es imposible predecir exactamente el desempeño• ESTADÍSTICA / PROBABILISTA• Se busca resultados entendibles para el cliente; • Niveles de desempeño concretos:
• Tiempo• Dinero• Seguridad
Demanda Respuesta Estructural Daño
(DISEÑO PRESCRIPTIVO-DESEMPEÑO-RESILIENTE)
Diseño por Resiliencia
• Existen certificaciones LEED (edificios “verdes”)• Damos por sentada la seguridad• USRC
Evaluación del Riesgo
- Para el terremoto del 16-A (Calibración con análisis prescriptivo)
- Para el terremoto del 16-A (Evaluación por desempeño)
- Para evento futuro (luego de alternativas reforzamiento con diseño resiliente y evaluación de riesgo)
Evaluación del RiesgoPara el terremoto del 16-A (Calibración con análisis prescriptivo)
Evaluación del RiesgoPara el terremoto del 16-A (Calibración con análisis prescriptivo)
- CUMPLE con un diseño prescriptivo de NEC-15, aún cuando fue diseñado hace 26 años (incluso antes de CEC-2001)
Evaluación del RiesgoPara el terremoto del 16-A (Calibración con análisis prescriptivo)
Evaluación del RiesgoPara el terremoto del 16-A (Calibración con análisis prescriptivo)
Evaluación del RiesgoPara el terremoto del 16-A (Evaluación por desempeño)
Tr= 72 años
Tr= 225 años
Tr= 475 años
Tr= 2500 años
Evaluación del RiesgoPara el terremoto del 16-A (Evaluación por desempeño)
Evaluación del RiesgoPara el terremoto del 16-A (Evaluación por desempeño)
Evaluación del RiesgoPara evento futuro (Alternativas de reforzamiento)
RETROFIT 1
Columnas en volados Alivianar el edificio
Evaluación del RiesgoPara evento futuro (Alternativas de reforzamiento)
RETROFIT 2
Columnas en volados Remoción de mamposteríapesada
Muro dúctil en dirección débil
Fibra de carbono en columnas 35x35 (volados)
Evaluación del RiesgoPara evento futuro (Alternativas de reforzamiento)
RETROFIT 2
Detallamiento en mampostería externay mampostería interna liviana
0% 20% 40% 60% 80% 100%
87654321
% de paredes colapsadas (LTHA)
Piso
Collapsed URM Remaining URM
Colapso ~ 0.2%
Evaluación del RiesgoPara evento futuro (Retrofit 2 para SISMO DE DISEÑO)
0
5
10
15
20
25
0.00 0.01 0.02
Altu
ra [m
]
Deriva
Derivas Dirección X
Deriva Promedio Deriva Última Limite Prom.
Coalinga324 Coalinga346 Coalinga363
Northr1000 Northr1082 Chuetsu4849
Chuetsu4862 Chuetsu4866 Landers 823
Landers 862 Landers 888 Manta 16
Trinidad 281
0
5
10
15
20
25
0.00 0.01 0.02
Altu
ra [m
]
Deriva
Derivas Dirección Y
Deriva Promedio Deriva Última Limite Prom.
Coalinga324 Coalinga346 Coalinga363
Northr1000 Northr1082 Chuetsu4849
Chuetsu4862 Chuetsu4866 Landers 823
Landers 841 Landers 862 Landers 888
Manta 16 Trinidad 281
Evaluación del RiesgoPara evento futuro
Evaluación del RiesgoPara evento futuro
Evaluación del RiesgoPara evento futuro
Evaluación del RiesgoPara evento futuro
Pre-EQ
Retrofit 1
Retrofit 2
Evaluación del RiesgoPara evento futuro
Evaluación de Riesgo
5 %
SAFE
2.5 meses
14 %
SAFE
6 meses
MUISNE DISEÑO
Capacidad de Colapso (MCE):
PRE-EQ: 12.6%POST-RETROFIT 2: 0.16%
CONCLUSIONES- Bahía de Caráquez representa, en términos de vulnerabilidad, la realidad de Quito;
- La vulnerabilidad de nuestros sistemas constructivos es preocupante;
- Los análisis de Riesgo Sísmico son posibles y altamente ventajosos:
- El cliente puede tomar decisiones entendidas (siempre por sobre la norma, no bajo ella);
- Independencia del código / tranquilidad diseño.
- La Evaluación de Riesgo (Diseño por Resiliencia) provee al diseñador y cliente de parámetros clave:- Costo de reconstrucción- Tiempo de recuperación- Seguridad
(se requieren + Estudios, + Instrumentación)
(DEBEMOS tender hacia la protección sísmica)
(implementar certificaciones en edificios de ocupación especial y esencial)
(se requieren desarrollar nuestras propias curvas de fragilidad)
AGRADECIMIENTOS
- CB Constructores (CONFIANZA)- Juan Francisco Guzmán (MODELACIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS ANÁLISIS NO LINEALES)- Juan Carlos Singaucho (MEDICIONES PERÍODOS ESTRUCTURAS Y SUELO)- Guido Tamayo y Manuel Narváez (MAPA ISOPERIODOS)- Raúl Paredes (MODELO CON PAREDES)- Instituto Geofísico de la EPN (SEÑALES RÉPLICA 18-M BAHÍA)- Santiago Camino / Telmo Sánchez / Francisco Flores (INCONTABLES DISCUSIONES)- Jorge Valverde (ESTUDIOS DE EFECTO DE SITIO, SUELO Y MEDICIONES PERÍODO SUELO)- Haselton-Baker Risk Group (RISK ASSESSEMNT)- Equipo de PLANPROCONS- EQUIPO DE MÁS DE 30 PERSONAS
Congreso de Ingeniería Sísmica, Estructural y Geotécnica
… reflexión sin acción es desperdicio
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