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Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico

Ing CIP Javier Piqu del Pozo, PhDProfesor de la Facultad de Ingeniera Civil UNIPresidente del Comit Permanente de la norma de Diseo Sismorresistente.

Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 2/34

HUARZ 1970HUARZ 1970

2PISCO 2007

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Objetivos del diseo sismorresistente (1997), desechado por el Comit 1. Resistir sismos leves sin dao

(MM o MSK VI) 2. Resistir sismos moderados

considerando la posibilidad de daos estructurales leves. (MM o MSK= VII y VIII)

3. Resistir sismos severos con posibilidad de daos estructurales importantes, evitando el colapso de la edificacin. (MM o MSK=IX)

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Filosofa del diseo sismorresistente

E 030La filosofa del diseo sismorresistente consiste en:

a.Evitar prdidas de vidasb.Asegurar la continuidad de los servicios bsicosc. Minimizar los daos a la propiedad.

ISO 3010Bases del diseo

Sismorresistente 1. Prevenir lesiones a

las personas 2. Asegurar la

continuidad de los servicios

3. Minimizar el dao a la propiedad

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Principios del diseo sismorresistente (2003) (ISO 3010)a) La estructura no debera colapsar, ni causar

graves daos a las personas debido a movimientos ssmicos severos que puedan ocurrir en el sitio. (estado ltimo)b) La estructura debera soportar movimientos

ssmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daos dentro de lmites aceptables. (estado de serviciabilidad )

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Zonificacin ssmica del Per

La zonificacin en 1977, consideraba la zona 1 como la de mayor sismicidad y tena forma caprichosaSe adopt una solucin propuesta

por el IGP basada en los estudios neotectnicosSe mantuvo en tres zonas por falta

de informacin sobre una cuartaEl nmero de la zona aproxima el

nivel de la aceleracin mxima. Tr=475 aos

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Condiciones Locales; microzonificacin Se mantuvo el factor suelo, S, a diferencia

de otras normas del mundo que lo han eliminado.

Siguiendo el IBC se introdujo el perfil S4, cuyos parmetros no fueron sealados dejndolo al especialista

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Categora de las estructuras Se redefinieron las categoras de edificios,

eliminando la primera (reactores nucleares) y colocando ahora las edificaciones esenciales.

Se incorpor a los locales escolares y hospitalarios en este grupo o categora A

A travs de los factores de uso se espera conseguir una mejor respuesta o desempeo, lo que no es garanta, sino de mayor resistencia, pero no mejor respuesta

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Factor de amplificacin ssmica

Espectro de diseo(Alva + Meneses) Comparacin con

el de 1977 Correccin en

2003

maxmax

GUUC &&&&=

Espectros de respuestas de sismos registradosen el sitio.

Espectros de diseo o curva suavizada producto de una normalizacin hecha con respecto a la aceleracin mxima de la base.

DiseomxGu&&

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Factor de Amplificacin Ssmica

Factor de Amplificacin Ssmica

0

1

2

3

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

T(s)

C

5.25.2

=TT

C p

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Se introdujo la influencia de las irregularidades de las edificaciones Clasificacin de irregularidad: planta y

elevacin. (No las prohibe, excepto edificios esenciales)

Condiciona mtodo de anlisis: Mtodo esttico: Hasta 15 pisos o 5

irregulares Mtodo dinmico: Todas las estructuras

Limita uso de la estructura

7Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 13/34TURQUIA 1999TURQUIA 1999

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Categora, Exigencia de Regularidad y Sistema Estructural

Categora dela Edificacin.

RegularidadEstructural

Zona Sistema Estructural

3 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbailera Armada o ConfinadaSistema Dual

A Regular 2 y 1 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbailera Armada o ConfinadaSistema DualMadera

B Regular oIrregular

3 y 2 AceroMuros de Concreto ArmadoAlbailera Armada o ConfinadaSistema DualMadera

1 Cualquier sistema.

C Regular oIrregular

3, 2 y1

Cualquier sistema.

8Javier Piqu del Pozo Criterios de la Norma Peruana de Diseo Ssmico 15/34

Cortante en la base: mtodo esttico(2003). Fuerza factorada

C/R C/R 0.1250.125

PR

ZUCSVu2003

=25,119972003 xVV =

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Corte - desplazamiento

V sismo= V=ZUSC Comportamiento

elstico

Comportamiento inelstico

V diseo =V=ZUSC/R

real anlisis

R

(Desplazamiento Lateral )

V = Cortante basal

V

V

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Comparacin entre coeficientes del cortante en la base

10.4ZUCS2.50.4factor C (perodos cortos)11factor S 11factor U

0.41factor Z

19971977Norma Ssmica

R 1997 = Rd 1977 x 2.5 veces

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Corte versus Desplazamiento

Mismo nivel de diseo, 1977 y 2003V

K1977

K1997

MISMA RESISTENCIA MAYOR RIGIDEZ

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Comparacin entre los factores de reduccin de la respuesta

47Construccin con madera2.56Albailera estructural

37.5Muros de corte de concreto armado

410Dual de concreto armado510Prticos de concreto armado610Prticos de acero

Norma -1977Factor Rd

Norma - 1997Factor R

Sistema estructural sismorresistente

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i

Ihe

50%0.0150.010Madera100%0.0100.005Albailera50%0.0150.010Acero (*)43%0.0100.007Concreto armado

MATERIAL PREDOMINANTE

Incrementode la

demanda

Norma 77Norma 97Norma

i

Ihe

Distorsiones admisibles

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Desplazamiento Norma 1977:1977)4/3( RxANALISISREAL =

Desplazamiento Norma 1997:1997RxANALISISREAL =

(Desplazamientos 1997 = 2.5 x 4/3= 3.33 veces mayores)

Desplazamiento Norma 2003: 2003)4/3( RxANALISISREAL =

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Factores de reduccin de la respuesta R2003 = R 1997 / 1,25

77Construccin con madera3 (6)6Albailera estructural

67.5Muros de corte de concreto armado

710Dual de concreto armado810Prticos de concreto armado

9,510Prticos de acero

E.030-2003Factor R2003

E.030-97Factor R1997

Sistema estructural sismorresistente

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Anlisis dinmico Combinacin modal

Valores mnimos: V dinmico: 0,8 VZUCS estructuras regulares V dinmico: 0,9 VZUCS estructuras irregulares

Estructuras especiales: anlisis en tiempo 5 Registros histricos o artificiales Estructuras especialmente importantes:

anlisis inelstico

+= 275.025.0 iik RRR

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Cimentaciones Compatibilidad de hiptesis de diseo con

capacidad del suelo Exigencia de conexin de zapatas en suelos

S3 y S4. Prohibicin de construcciones de adobe en

suelo S$ FS al volteo = 1.5

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TABLA 9 VALORES DE C1

- Elementos que al fallar puedan precipitarse fuera de la edificacin en la cual la direccin de la fuerza es perpendicular a su plano.

- Elementos cuya falla entrae peligro para personas u otras estructuras.

1.3

- Muros dentro de una edificacin (direccin de la fuerza perpendicular a su plano).

0.90

- Cercos. 0.60 -Tanques, torres, letreros y chimeneas conectados a una

parte del edificio considerando la fuerza en cualquier direccin.

0.90

- Pisos y techos que actan como diafragmas con la direccin de la fuerza en su plano.

0.60

Elementos no estucturales

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Reparacin de estructuras - Defectos estructurales que provocaron

la falla deben ser corregidos para recuperara la capacidad de resistir un nuevo evento ssmico.

Se podr emplear otros criterios y procedimientos diferentes a los indicados en esta Norma, con la debida justificacin y aprobacin de la autoridad competente.

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Instrumentacin Se exige la instalacin de un registrador

acelerogrfico triaxial. (edificaciones con un rea igual o mayor de 10,000 m2.

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Edificaciones escolares diseadas con la Norma de 1997

y 2003

SISMO Atico 2001

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Normas 1977 Desplazamientosadmisibles = dao

Photo: E. Fierro

PhotosE. Fierro

Normas 1997 Estructura rgida. Exigencia de regularidad = sin daos

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Sismo de Pisco 2007. Norma vigente

Sismo de Pisco 2007

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Algunas limitaciones de la Norma Peruana Especifica mnimos valores aceptables de: RESISTENCIA RIGIDEZ

Comportamiento final no es transparente, es decir comprobable

La seguridad al colapso no est garantizada, ni se incluyen recomendaciones ni exigencias

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Futuro Esperamos exigir verificacin de la

resistencia ltima Implementar procedimientos tipo Diseo

por capacidad Definir dos niveles de diseo

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Muchas gracias por su atencin