E.030-2016-explicado

NORMA E.030 - 2016 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” Dr. Ing Javier Piqué del Pozo Presidente del Comité Permanente de la Norma de Diseño Sismorresistente E-030 1/

Evolución de la Normas Sísmicas Peruanas 



1964: Primer proyecto de Normas Peruanas basado en el de la Structural Engineers Association Of California (SEAOC) 1968: Primer Reglamento Provincial aprobado por la Comisión Técnica Municipal de LIMA. Se propone al Min. Fomento y Obras Públicas se use a nivel nacional 2/51

HUARAZ 1970 

PISCO 2007

1970: Capítulo IV, RNC , “Seguridad Contra el Efecto Destructivo de los Sismos”.

Primera norma peruana a nivel nacional. Experiencias sismos de 1966 y el de 1970) 3/51

ZONIFICACIÓN SÍSMICA

Cortesía Antonio Blanco

1968 

1970

1977: Segunda Norma Peruana

1977 4/51

Colegio Fermín del Castillo

NAZCA 1996

5/51

ZONIFICACIÓN SÍSMICA (1997) Zona Z (1977) 1

1.00

2

0.70

3 0.30 Zona Z (1997) 3

0.40

2

0.30

1

0.15

Desplazamientos admisibles = daño Normas 1977

Fotos: E. Fierro 7/51

Relación resistencia-rigidez: Corte versus Desplazamiento V

Mismo nivel de corte de diseño, 1977 y 1997

K1997 K1977

MISMA RESISTENCIA MAYOR RIGIDEZ 8/51

Normas 1997: Estructura rígida, regular. Fotos E. Fierro

9/51

Evolución de la Normas Sísmicas Peruanas 2003: Revisión de la Norma de 1997 (después del terremoto de Atico 2001) Cambios significativos: • Forma del espectro (se eliminó exponente) • Valores de R (÷ 1.25, para pasar a Vu) • Redujo cálculo del desplazamiento (x ¾ R) 

10/51

Sismo de Pisco 2007. Norma 1997 Colegio Julio C. Tello, pabellones nuevos

Cortesía Rafael Salinas 11/51

Consecuencias de la ausencia de revisión municipal

12

TURQUIA 1999

Contenido modificado y ordenado 1- Generalidades 2- Peligro Sísmico 3- Categoría, Sistema Estructural y Regularidad de las Edificaciones 4- Análisis Estructural 5- Requisitos de rigidez, Resistencia y Ductilidad 6- Elementos no Estructurales, Apéndices y Equipos 7- Cimentaciones 8- Evaluación, Reparación y Reforzamiento de Estructuras 9- Instrumentación

13/51

33 páginas (2003) 78 páginas (2016) 1- ANEXO de zonificación a nivel distrital, Identificado páginas). por colores (A. Muñoz & cia) (40 2- ANEXO “Procedimiento sugerido para la determinación de las acciones sísmicas”

4 etapas, 18 pasos. (M. Tinman & cia) 14/51

QUE CAMBIÓ? Zonificación  Perfiles de suelo  Espectro de diseño: factores  Categorización  Sistemas estructurales  Aislamiento y disipación sísmicas  Irregularidades 

15/51

QUÉ CAMBIÓ? Análisis estructural: procedimientos. Variación en altura  Desplazamientos, separación (junta) 



Elementos no estructurales, apéndices y equipos  Cimentaciones (fuerzas x 0,8)  Evaluación, reparación y reforzamiento de estructuras 

16/51

Instrumentación

Nueva zonificación (4 zonas), basada en mapa de aceleraciones ALVA Y CASTILLO- 1994

AGUILAR Y GAMARRA-2009

IGP-2012

Fuente: Isabel Bernal - IGP

17/51

18/51

REGIÓN (DPTO.)

PROVINCIA

DISTRITO

ZONA SÍSMICA

AMBITO

CHOJATA COALAQUE ICHUÑA LLOQUE MATALAQUE GENERAL SÁNCHEZ

OMATE

CERRO

PUQUINA

3

DIEZ DISTRITOS

QUINISTAQUILLAS UBINAS YUNGA LA CAPILLA

MOQUEGUA

4

UN DISTRITO

CARUMAS CUCHUMBAYA SAMEGUA MARISCAL NIETO

SAN CRISTÓBAL DE

3

CINCO DISTRITOS

CALACOA TORATA MOQUEGUA

4

UN DISTRITO

4

TODOS LOS

EL AGARROBAL ILO

PACOCHA ILO

DISTRITOS 19/51

Microzonificación geotécnica de Lima CISMID – FIC UNI

Proyecto CISMID UNI – U. Chiba (Japón) 21/51

Parámetros de sitio: Tabla 3, cambia con la zona (distancia) FACTOR “S” SUELO S0

ZONA

S1

S2

S3

Z4

0.8

1,00

1,05

1,10

Z3

0.8

1,00

1,15

1,20

Z2

0.8

1,00

1,20

1,40

Z1

0.8

1,00

1,60

2,00

Tabla N° 4 PERÍODOS “T P” Y “T L ”

Perfil de suelo S0

S1

S2

S3

TP (s)

0,3

0,4

0,6

1,0

TL (s)

3,0

2,5

2,0

1,6

Factor de Amplificación Sísmica, C T  TP TP  T  TL

T  TL

C  2,5 Tp   C  2,5    T 

 Tp  TL  C  2,5  2  T  24/101

Factor de Amplificación Sísmica

CATEGORÍA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES 26/

Cambios en categoría A DESCRIPCIÓN

FACTOR U

A1: Establecimientos de salud del Sector Salud (públicos y privados) del segundo y tercer nivel, según lo normado por el Ministerio de Salud.

Ver nota 1

A2: Edificaciones esenciales cuya función no debería interrumpirse después de que ocurra un sismo severo inmediatamente tales como: Edificios en hospitales no comprendidos en la categoría A1, clínicas, postas médicas. Puertos, aeropuertos, centrales de comunicaciones. Estaciones de bomberos, cuarteles de las fuerzas armadas y policía. Instalaciones de generación y transformación de electricidad, reservorios y plantas de tratamiento de agua.

1,5

27/51

Cambios en categoría A DESCRIPCIÓN (A2)

FACTOR U

Todas aquellas edificaciones que puedan servir de refugio después de un desastre, tales como colegios, institutos superiores tecnológicos y universidades. Se incluyen un edificaciones cuyo colapso puede representar riesgo adicional, tales como grandes hornos, fábricas y depósitos de materiales inflamables o tóxicos.

1,5

Edificios que almacenen archivos e información esencial del Estado.

28/51

Se permite el uso de sistemas de aislamiento sísmico y de disipación de energía 

Exige seguir las disposiciones de la E.030 (Corte mínimo, distorsiones máximas, etc) y, en lo que sea aplicable:





“Minimum Design Loads for Building and Other Structures”, ASCE/SEI 7-10, Structural

Engineering Institute of the American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, USA, 2010. Instalación debe ser supervisada por ing civil

29/51

Nueva Biblioteca FIC - UNI

EDIFICIO DEL CENTRO DE INFORMACIÓN FIC– UNI

30/

Edificio con y sin aisladores

31/

Definición de cada Sistema Estructural 



 

Acero: Pórticos: SMF,IMF,OMF, Arriostrados: SCBF,OCBF,EBF Concreto Armado: Muros estructurales, Dual,Pórticos, Muros de ductilidad limitada (máx 8 pisos). NO SE PERMITEN SISTEMAS DE TRANSFERENCIA (>25% discontinuos) Albañilería 32/51

Madera

Categoría y Sistemas Estructurales permitidos. Tabla 6 Categoría de la Edificación. A1

A2 (*)

Zona

Sistema Estructural

4y3

Aislamiento Sísmico con cualquier sistema estructural

2y1

Pórticos arriostrados de acero, Muros de Concreto Armado, Sistema Dual, Albañilería Armada o Confinada

4, 3 y 2

Pórticos arriostrados de acero, Muros de Concreto Armado, Sistema Dual, Albañilería Armada o Confinada

1

Cualquier sistema Pórticos de acero de momento o arriostrados , Pórticos, Sistema Dual, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada o Confinada, Madera Cualquier sistema.

4, 3, 2 y 1

Cualquier sistema.

1 B C

4, 3 y 2

33/51

Coeficiente de reducción de las fuerzas símicas R = R0·Ia·Ip 

Ro = Coeficiente básico de reducción de fuerzas sísmicas. (Tabla N° 7), para estructuras regulares (sin cambios)



Ia = Factor de irregularidad en altura, se tomará el menor valor de la Tabla N° 8



Ip = Factor de irregularidad en planta, se tomará el menor valor de la tabla N° 9 34/

Coeficiente Básico Ro ,Tabla 7 Tabla N° 7 SISTEMAS ESTRUCTURALES Sistema Estructural

Acero:

Coeficiente Básico de Reducción R0 (*)

Pórticos Especiales Resistentes a Momentos (SMF)

8

Pórticos Resistentesa aMomentos Momentos(OMF) (IMF) Pórticos Intermedios Ordinarios Resistentes Pórticos Especiales Concéntricamente Arriostrados (SCBF) Pórticos Ordinarios Concéntricamente Arriostrados (OCBF) Pórticos Excéntricamente Arriostrados (EBF) Concreto Armado: Pórticos Dual De muros estructurales Muros de ductilidad limitada Albañilería Armada o Confinada. Madera (Por esfuerzos admisibles)

76 8 6 8 8 7 6 4 3 7 35/51

Irregularidades en altura, Tabla 8

Ia

Irregularidad de Rigidez – Piso Blando …, la distorsión de entrepiso (deriva) es mayor que 1,4 veces el

valor en el entrepiso inmediato superior, o es mayor que 1,25 veces el promedio de los tres entrepiso superiores adyacentes. La distorsión de entrepiso se calculará …

0,75

Irregularidades de Resistencia – Piso Débil ...cuando, de frente las direcciones análisis,eslainferior a resistenciaen decualquiera un entrepiso a fuerzas de cortantes 80 % de la resistencia del entrepiso inmediato superior. Irregularidad Extrema de Rigidez o de Resistencia (Tabla 10) Se considera que existe irregularidad extrema en la rigidez cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, la distorsión (deriva) de entrepiso es mayor que 1,6 veces el correspondiente valor del entrepiso inmediato superior Irregularidad Extrema de Resistencia (Tabla 10) … cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, la resistencia de un entrepiso frente a fuerzas cortantes es inferior a 65 % de la resistencia del entrepiso inmediato superior

0,5

36/51

Irregularidad de Piso Blando Cortesía Alejandro Muñoz

i

i+1

i+2

i+3

hi+3

Irregularidad de Piso Blando, Ia = 0.75

hi+2 Irregularidad Extrema de Piso Blando, Iaext

hi+1

hi Cortesía Alejandro Muñoz

= 0.50

Irregularidades en altura, Tabla 8

Ia

Irregularidad de Masa ó Peso … cuando el peso de un piso, determinado según el numeral 4.3,

es mayor que 1.5 veces el peso de un piso adyacente. no aplica en azoteas ni en sótanos Irregularidad Geométrica Vertical … cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, la

dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 1.3 veces la correspondiente dimensión en un piso adyacente. no aplica en azoteas ni en sótanos. Discontinuidad en los Sistemas Resistentes.

0,90

0,90

… cuando en cualquier elemento que resista más de 10 % de la

fuerza cortante se tiene un desalineamiento vertical, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento del eje de magnitud mayor que 25 % de la correspondiente dimensión del elemento. Discontinuidad extrema de los Sistemas Resistentes …cuando la fuerza cortante que resisten los elementos

discontinuos según se describen en el ítem anterior, supere el 25%

0,80

0,60 39/51

de la fuerza cortante total.

Irregularidad de Masa, = .90

Cortesía Alejandro Muñoz

Irregularidad de Geometría Vertical, = .

Cortesía Alejandro Muñoz

Cortesía Alejandro Muñoz

Irregularidades en Planta, Tabla 9 Irregularidad Torsional Existe irregularidad torsional cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, el máximo desplazamiento relativo de entrepiso en un extremo del edificio, calculado incluyendo excentricidad accidental (Dmáx), es mayor que 1,2 veces el desplazamiento relativo del centro de masas del mismo entrepiso para la misma condición de carga (DC.M.).

Ip

0,75

Este criteriodesplazamiento sólo se aplica en edificios con diafragmas rígidos si el máximo relativo de entrepiso es mayor que y50sólo % del desplazamiento permisible indicado en la Tabla Nº 11.

Irregularidad Torsional Extrema El máximo desplazamiento relativo de entrepiso en un extremo del edificio, calculado incluyendo excentricidad accidental, es mayor que 1,5 veces el desplazamiento relativo del centro de masas

Esquinas Entrantes La estructura se califica como irregular cuando tiene esquinas entrantes cuyas dimensiones en ambas direcciones son mayores que 20 % de la correspondiente dimensión total en planta.

0,60

0,90 43/51

D

D

Cortesía Alejandro Muñoz

Cortesía Alejandro Muñoz

Cortesía Alejandro Muñoz

Factor de TABLA N° 9 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA Irregularidad IP

Discontinuidad del Diafragma …cuando los diafragmas tienen discontinuidades abruptas o

variaciones importantes en rigidez, incluyendo aberturas mayores que 50 % del área bruta del diafragma. … cuando, en cualquiera de los pisos y para cualquiera de las

0.85

direcciones de análisis, se tiene alguna sección transversal del diafragma con un área neta resistente menor que 25 % del área de la sección transversal total de la misma dirección calculada con las dimensiones totales de la planta. Sistemas no Paralelos … cuando en cualquiera de las direcciones de análisis los elementos

resistentes a fuerzas laterales no son paralelos. No se aplica si los ejes de los pórticos o muros forman ángulos menores que 30° ni cuando los elementos no paralelos resisten menos que 10 % de la fuerza cortante del piso.

0.90

Irregularidades en Planta, Tabla 9

Ip

Discontinuidad del Diafragma También existe irregularidad cuando, en cualquiera de los pisos y para cualquiera de las direcciones de análisis, se tiene alguna sección transversal del diafragma con un área neta resistente menor que 25 % del área de la sección transversal total de la misma dirección calculada con las dimensiones totales de la planta.

0,85

Sistemas no Paralelos Se considera que no existe los elementos fuerzas laterales sonirregularidad paralelos nicuando simétricos en relaciónresistentes a las dosa direcciones ortogonales de análisis. No se aplica cuando los elementos no paralelos resisten menos que 10 % de la fuerza cortante del piso.

0,90

48/51

Discontinuidad abrupta del Diafragma

Cortesía Alejandro Muñoz

Reducción del área del Diafragma.

Cortesía Alejandro Muñoz

Categoría e Irregularidad, Tabla 10 Tabla N° 10 CATEGORÍA Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES Categoría de la Zona Restricciones Edificación. 4, 3 y 2 No se permiten irregularidades A1 y A2 B

1 4, 3 y 2 1 4y3

C

2 1

No se permiten irregularidades extremas No se permiten irregularidades extremas Sin restricciones No se permiten irregularidades extremas No se permiten irregularidades extremas excepto en edificios de hasta 2 pisos u 8 m de altura total Sin restricciones 51/51

Sistemas de transferencia Los sistemas de transferencia son estructuras de losas y vigas que transmiten las fuerzas y momentos desde elementos verticales discontinuos hacia otros del piso inferior.

En las zonas sísmicas 4, 3 y 2 no se permiten estructuras con sistema de transferencia en los que más del 25 % de las cargas de gravedad o de las cargas sísmicas en cualquier nivel sean soportadas por elementos verticales que no son continuos hasta la cimentación. 52/51

Pis o Típ ic o (2do a 7m o ) Sistem a d e Transferencia Muros en Estacionamiento Cortesía Alejandro Muñoz

… no se permiten sistemas d Cortesía Alejandro Muñoz

e

Transferencia …

55/

Distribución de fuerzas en altura Variación de la Fuerza en altura 15

12

io ic 9 if d e l e d a r u lt 6 A

k=1.05 k=1.25 k=1.5 k=1.75

3

0 0

0.05

0.1 %

0.15

0.2

0.25

del Cortante en la base

56/111

REQUISITOS DE RIGIDEZ, RESISTENCIA Y DUCTILIDAD 57/

Desplazamientos admisibles : precisa que el cálculo es con secciones brutas El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según el numeral 5.1, no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso (distorsión) que se indica en la Tabla N° 11. (Sin cambios) Se agregó la siguiente nota:

Separación entre edificios (junta) s

= 0,006 h ≥ 0,03 m

En caso de que no exista la junta sísmica reglamentaria, el edificio deberá separarse de la edificación existente el valor de s/2 que le corresponde más el valor s/2 de la estructura vecina.

58/111

Desplazamientos admisibles Tabla N° 11 LÍMITES PARA LA DISTORSIÓN DEL ENTREPISO Material Predominante

(

i

/h ) ei

Concreto Armado

0,007

Acero

0,010

Albañilería

0,005

Madera

0,010

Edificios de concreto armado con muros de ductilidad limitada

0,005

Nota: Los límites de la distorsión (deriva) para estructuras de uso industrial serán establecidos por el proyectista, pero en ningún caso excederán el doble de los valores de esta Tabla

59/

ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES, APÉNDICES Y EQUIPOS 60/

CENTRO EMPRESARIAL NORTE DE SANTIAGO, FEB 2010

Cortesía J. Kuroiwa

61/51

AEROPUERTO INTERNACIONAL DE SANTIAGO, FEB 2010

62/51

Cortesía J. Kuroiwa

INSTRUMENTACIÓN 

Se precisa que el área requerida (10,000m2) para exigir una “estación aceloremétrica” puede ser individual o “en conjunto”.





Para edificios de más de 20 pisos, se requiere uno en la base y otra en la azotea o nivel inferior al techo El plan de instrumentación será preparado por los proyectistas de cada especialidad. Datos a disposición pública 63/51

POSIBLES MODIFICACIONES FUTURAS 





Verificación de resistencia real, se incluye algo en la Secc. 5.5 Dos niveles de diseño, Diseño por desempeño Definición de mecanismos estables de disipación de energía : diseño por capacidad 64/51