S03_s03 - Material de la clase-sismos-2025

sismos-s3

2. Objetivos de la Ingeniería
Sismorresistente
UNIDAD 1. Fundamentos de sismología y riesgo sísmico
SEMANA 03
C26I Ingeniería Sismorresistente
Mag. Andrés A. Yaipén Chafloque

3. TEMARIO
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Norma Técnica Peruana E.030

4. LOGRO DE
APRENDIZAJE DE LA
SESIÓN
Al finalizar la sesión, el estudiante comprenderá los
objetivos de la Ingeniería Sismorresistente

5. CONOCIMIENTOS
PREVIOS DEL TEMA
¿Cómo se miden los sismos?

6. UTILIDAD DEL TEMA
Al finalizar la sesión, el estudiante comprenderá los
principios del Diseño Orientado al Desempeño y su
relación con el Reglamento Nacional de Edificaciones

7. El propósito de la I.S. es la protección de la vida y la reducción del daño
durante terremotos.
2. Fundamentos de sismologíaObjetivos de la Ingeniería Sismorresistente
El primer objetivo
Reducción de pérdidas de vidas humanas y bienes materiales durante terremotos.
Colapso de una autopista elevada en el
terremoto de Kobe, Japón, 1995
EERI

8. Este objetivo básico de protección contra terremotos severos ha
motivado que, por mucho tiempo, la Ingeniería Sismorresistente oriente
sus estrategias y procedimientos con el afán de lograr la sobrevivencia
de las obras frente a sismos importantes.
A manera de ejemplo, en la siguiente tabla se presenta los tiempos de
vida de algunas obras civiles junto al “sismo máximo de diseño”.
2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente

9. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Sismos máximos para el diseño de algunas obras de ingeniería
TIPO DE OBRA
TIEMPO DE
VIDA ÚTIL
(años)
SISMO MÁXIMO
Periodo de
retorno
(años)
Probabilidad de
excedencia en el tiempo
de vida de la obra (%)
Instalaciones esenciales que podrían constituir
fuentes de contaminación luego de un sismo.
Instalaciones nucleares
50 a 100Más de 5000 1
Equipos de estaciones eléctricas de alto voltaje50 1600 3
Puentes y viaductos de avenidas principales 100 950 10
Edificios para viviendas 50 500 10
Construcciones temporales que no amenacen
obras de importancia mayor
15 40 30

10. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente de edificaciones
Las propuestas desarrolladas para edificaciones son similares en esencia, pero con
detalles y enfoques algo diferentes.
Se definen ciertos niveles de severidad en las demandas sísmicas y los objetivos se
establecen indicando el comportamiento ideal que una edificación debería tener
en cada nivel de peligro.

11. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de severidad y sismos de diseño
En la siguiente tabla, se presenta la propuesta desarrollada por el SEAOC (Structural
EngineersAssociationofCalifornia) con el propósito de precisar conceptos y discutir
las posibilidades actuales de la Ingeniería para lograr estos objetivos.
Sismo de diseño
Periodo de
retorno (años)
Probabilidad de excedencia
en 50 años (%)
Sismos frecuentes 45 69
Sismos ocasionales 75 50
Sismos raros 475 10
Sismos muy raros 950 5

12. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de severidad y sismos de diseño
En la siguiente figura se resume los
resultados del estudio de peligro para
tres ciudades en la costa del Perú, en
términos de aceleración pico en la base
rocosa y probabilidad de excedencia en
50 años de exposición.

13. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de severidad y sismos de diseño
Estudios en regiones más extensas
sugieren que las aceleraciones
asociadas a los cuatro sismos de diseño
en la costa oeste de América del Sur
tendrían valores cercanos a los
mostrados en siguiente tabla:
Sismo de diseño
Aceleración
esperada para la
costa oeste de
América del Sur
(g)
Sismos frecuentes 0.2
Sismos ocasionales 0.25
Sismos raros 0.4
Sismos muy raros 0.5

14. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de desempeño de las edificaciones
El desempeño de una edificación luego de un sismo se califica en función del nivel de
daño que sufre el sistema estructural, las instalaciones y su contenido en general. La
tabla siguiente y figura muestran la propuesta del SEAOC.
Nivel de
desempeño
Descripción
Completamente
operativo
Nohaydaño.Eledificioesseguro.Todaslasinstalacionesyservicios
operannormalmente.Laestructuraconservasurigidezyresistencia.
Noesnecesariohacerreparaciones.

15. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de desempeño de las edificaciones
Nivel de
desempeño
Descripción
Operativo
Dañoreducidoencomponentesnoestructuralessincompromisopara
laseguridaddelosocupantes.Dañomuyreducidoenelementos
estructuralessincompromisodelaseguridadgeneral.Laestructura
mantienecasiíntegramentesuresistenciayrigidez.Luegodelsismo,
lasinstalacionesyserviciosestánoperativosopodríanestar
parcialmenteinterrumpidos,peropodríanserfácilmenterecuperados.

16. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de desempeño de las edificaciones
Nivel de
desempeño
Descripción
Resguardo de la
vida
Dañoestructuralynoestructuralmoderado. Laestructurahaperdido
unaparteimportantedesurigidezyresistencia,peroconservaun
margendeseguridadcontraelcolapso.Luegodelsismo,esbajala
probabilidaddederrumbes.Losascensorespodríanestarfuerade
servicio,perolasrutasdeevacuaciónestánseguras.Eledificiopodría
repararseaunquenosiempreresulteeconómicamenteaconsejable.

17. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de desempeño de las edificaciones
Nivel de
desempeño
Descripción
Cerca al colapso
Dañoimportanteyextendido. Laestructurahasidoseriamente
afectadaensucapacidadderesistiraccioneslateralesycargasde
gravedad,peroaúnconservaunpequeñomargencontraelcolapso.
Componentesnoestructuralesdesplomadosoenpeligrodehacerlo.
Probablemente,noestécnicaoeconómicamenteposiblerepararel
edificio.Lasréplicaspodríanocasionarelcolapso.

18. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Niveles de desempeño de las edificaciones
Nivel de
desempeño
Descripción
Colapso
Laestructuranopuedeyaresistiraccioneslateralesyhaperdidosu
competenciaparacargasdegravedad.Pérdidadeverticalidady
problemasdeinestabilidad.Colapsoparcialototal.Noesposible
repararlaedificación.

19. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Objetivos múltiples de desempeño
Los objetivos del diseño sismorresistente se pueden definir ahora estableciendo el
desempeño que debe tener una edificación en cada sismo de diseño.
El desempeño deseado depende directamente de la importancia del edificio.
Según el SEAOC, se identifican tres tipos de edificaciones: edificios comunes,
edificios esenciales que deben funcionar en una emergencia (por ejemplo,
hospitales) y edificaciones de seguridad crítica (como plantas nucleares).

20. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Objetivos múltiples de desempeño
En la siguiente figura, se muestra el desempeño mínimo que deben tener estos
tres tipos de edificios en los 4 niveles de peligro considerados.
Sismo de diseño
Nivel de desempeño
Completamente
operativo
Operativo
Resguardo de la
vida
Cerca al colapso
Sismo frecuente (45 años)
Sismo ocasional (75 años)
Sismo raro (475 años)
Sismo muy raro (970 años)
Edificación común Edificación esencialEdif. de seguridad crítica

21. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Ingeniería Sismorresistente orientada al desempeño
El proyecto de edificios con objetivos múltiples de comportamiento, denominado
generalmente “Diseño Orientado al Desempeño”, requiere de estrategias de diseño
específicas en cada nivel de amenaza.
Las estrategias generales de diseño en múltiples escenarios de peligro deben
necesariamente materializarse en procedimientos y requerimientos numéricos de
ingeniería.

22. 2. Fundamentos de sismología
Objetivos de la Ingeniería Sismorresistente
Ingeniería Sismorresistente orientada al desempeño
A manera de ejemplo, en la siguiente tabla muestra, para cada nivel de peligro, la
aceleración pico en roca en la costa oeste de América del Sur y el comportamiento
estructural esperado en edificios comunes:
Sismo de diseño
Aceleración
(g)
Comportamiento estructural
Sismo frecuente (45 años) 0.20 Perfectamente elástico
Sismo ocasional (75 años) 0.25 Prácticamente elástico
Sismo raro (475 años) 0.40 Importantes incursiones inelásticas con pérdida de resistencia y rigidez. La estructura podría repararse.
Sismo muy raro (970 años) 0.50 Severas incursiones inelásticas, pérdida casi total de rigidez y resistencia. No es posible reparar la estructura.

23. 2. Fundamentos de sismología
Norma Técnica Peruana E.030 Diseño Sismorresistente

24. 2. Fundamentos de sismología
Norma Técnica Peruana E.030 Diseño Sismorresistente

25. 2. Fundamentos de sismología
Norma Técnica Peruana E.030 Diseño Sismorresistente

26. PARTE PRÁCTICA
Formen grupos y, en base a la
actual Norma E.030, responda
o explique a las siguientes
cuestiones:
1.¿Qué zonas sísmicas
considera la norma E.030?
2.Compare las zonas
sísmicas consideradas en
la norma E.030 y el mapa
de ordenadas espectrales.
Indique las diferencias o
semejanzas.

27. PARTE PRÁCTICA
3.¿Cuáles son las categorías de edificaciones que considera la norma E.030?
4.¿Qué tipo de estructuras considera la norma E.030 para construcciones de concreto
armado?
5.¿Qué relación indica la norma E.030 con respecto a la categoría de edificación, la
zona sísmica donde se ubique y el sistema estructural? De algunos ejemplos.

28. CONCLUSIONES
•Para la Ingeniería Sismorresistente de hoy, el Diseño Orientado al Desempeño
constituye un valioso marco de referencia para discutir objetivos y para desarrollar
procedimientos y líneas de trabajo que, en el futuro, hagan posible la construcción
de edificios con buen comportamiento en múltiples escenarios de peligro.

29. RECORDATORIO DE TAREAS
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Revisar la plataforma CANVAS el material visto en clase.
No olvidar que tienen la PC 1 el próximo viernes 03/09/2024.