Sismo

MODELACION ESTRUCTURAL 2 Profesor: Ing. Jorge González Paulette

MODELACIÓN DEL SUELO Y REACCIÓN DE LA EDIFICACIÓN

PLACAS TECTONICAS

NATURALEZA DEL MOVIMIENTO

TIPOS DE ONDA • Onda P: Empuja y jala el suelo, muy rápida entre 8 km/s a 28 800 km/s.

• Onda S: Perpendicular a la propagación.

• Onda Love: Onda superficial, mueve al suelo de un lado a otro.

• Onda Rayleigh: Onda superficial, produce movimientos horizontales y verticales.

ONDAS P y S

ONDAS LOVE y RAYLEIGH

MEDIDA DEL MOVIMIENTO • Sismógrafos: equipos que registran el movimiento del suelo.

• Los sismógrafos de movimiento fuerte se denominan acelerómetros o acelerógrafos.

• Las medidas más importantes son tres: aceleración, velocidad y desplazamiento.

SISMOGRAFO - SISMOGRAMA

• Aceleración: indica el cambio de velocidad, se mide en “g” aceleración de la gravedad, multiplicada por la masa nos da la fuerza de inercia que debe resistir la estructura.

• Velocidad: se mide en pulgadas o centímetros por segundo, se refiere al cambio del movimiento del suelo.

• Desplazamiento: medido en pulgadas o centímetros, se refiere a la distancia de una partícula que se mueve desde su posición de reposo.

Escala de Richter • Escala que mide la Magnitud de un sismo.

• Se basa en la amplitud máxima de ciertas ondas sísmicas.

• Su máximo valor medido es de aproximadamente 9.

• Posibilita una comparación objetiva entre distintos temblores.

• No da información sobre los efectos locales, daños a estructuras y extensión del área geográfica afectada.

Escala Momento • • • •

Escala que mide la Magnitud de un sismo.

Propuesta por Kanamori en 1977.

No está supeditada al proceso vibratorio.

Mide el tamaño de la ruptura y a los desplazamientos de los bloques de falla.

• Constituye la expresión física más próxima a la dimensión real del sismo.

• No es fácil de calcular para sismos pequeños y profundos.

Escala de Mercalli Modificada • • • •

Escala que nos mide la Intensidad de un sismo.

Se correlaciona con la aceleración del suelo.

Se orienta a los efectos en las edificaciones.

Se basa en una metodología de comparaciones subjetivas.

• Sus fuentes de información consisten en informes de daños, observaciones.

• Se expresa con números romanos.

Grado

I. Muy débil

Descripción No se advierte sino por unas pocas personas y en condiciones de perceptibilidad especialmente favorables.

II. Débil

Se percibe sólo por algunas personas en reposo, particularmente aquellas que se encuentran ubicadas en los pisos superiores de los edificios.

III. Leve

Se percibe en los interiores de los edificios y casas.

IV. Moderado

Los objetos colgantes oscilan visiblemente. La sensación percibida es semejante a la que produciría el paso de un vehículo pesado. Los automóviles detenidos se mecen.

V. Bastante fuerte

La mayoría de las personas lo percibe aún en el exterior. Los líquidos oscilan dentro de sus recipientes y pueden llegar a derramarse. Los péndulos de los relojes alteran su ritmo o se detienen. Es posible estimar la dirección principal del movimiento sísmico.

VI. Fuerte

Lo perciben todas las personas. Se siente inseguridad para caminar. Se quiebran los vidrios de las ventanas, la vajilla y los objetos frágiles. Los muebles se desplazan o se vuelcan. Se hace visible el movimiento de los árboles, o bien, se les oye crujir.

VII. Muy fuerte

Los objetos colgantes se estremecen. Se experimenta dificultad para mantenerse en pie. Se producen daños de consideración en estructuras de albañilería mal construidas o mal proyectadas. Se dañan los muebles. Caen trozos de mampostería, ladrillos, parapetos, cornisas y diversos elementos arquitectónicos. Se producen ondas en los lagos.

VIII. Destructivo

Se hace difícil e inseguro el manejo de vehículos. Se producen daños de consideración y aún el derrumbe parcial en estructuras de albañilería bien construidas. Se quiebran las ramas de los árboles. Se producen cambios en las corrientes de agua y en la temperatura de vertientes y pozos.

IX. Ruinoso

Pánico generalizado. Todos los edificios sufren grandes daños. Las casas sin cimentación se desplazan. Se quiebran algunas canalizaciones subterráneas, la tierra se fisura.

X. Desastroso

Se destruye gran parte de las estructuras de albañilería de toda especie. El agua de canales, ríos y lagos sale proyectada a las riberas.

XI. Muy desastroso

Muy pocas estructuras de albañilería quedan en pie. Los rieles de las vías férreas quedan fuertemente deformados. Las cañerías subterráneas quedan totalmente fuera de servicio.

XII. Catastrófico

El daño es casi total. Se desplazan grandes masas de roca. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados.

Fuerza de Inercia • Son el producto de la masa de la estructura por la aceleración del suelo.

• La estructura trata de mantener su estado de reposo.

Periodo y Resonancia • Periodo: Tiempo que demora una estructura en moverse un ciclo completo.

• Resonancia: Cuando el periodo de la estructura coincide con el del movimiento de suelo.

• Usualmente los periodos del suelo varían entre 0,5 s a 1,0 s.

• Las estructuras tienen periodos: 0,5 s para estructuras de hasta 4 pisos, entre 1 y 2 s para edificios entre 10 y 20 pisos.

Amortiguamiento • Es la ineficiencia de la estructura a vibrar.

• Tendencia de la estructura a regresar rápidamente a su estado original de reposo.

• Amortiguamiento crítico valor del amortiguamiento que evita la oscilación.

• Para edificios el amortiguamiento crítico es del orden de 2.15%.

Ductilidad • Propiedad de una estructura a fallar solo cuando se presente una deformación excesiva.

• La deformación se presenta en el rango inelástico de la estructura.

• Las estructura dúctiles pueden soportar más carga antes de fracturarse.

• El acero es un material dúctil el concreto un material fragil.

ESTRUCTURA RIGIDA T menor a 0,5 s

ESTRUCTURA FLEXIBLE T entre 1 s y 2 s