Evoluvion e Historia de La Ingenieria Sismorresistente

Ingeniería Sismorresistente La Ingeniería Sismorresistente es una propiedad o atributo de que se dota a una una edif edific icac ació ión, n, medi median ante te la apli aplica caci ción ón de técn técnic icas as de dise diseño ño de su config configura uració ción n geomé geométric trica a y la incorp incorpora oració ción n en su const constitu itució ción n física física,, de componentes estructurales especiales que la capacitan para resistir las fuerzas que que se pres presen enta tan n dura durant nte e un movi movimi mien ento to sísm sísmic ico, o, lo que que se trad traduc uce e en protección de la vida de los ocupantes y de la integridad del edificio mismo. Es una tecnología que diseña y ejecuta procesos constructivos con elementos estruc estructur turale ales, s, distri distribui buida dass previa previa aplica aplicació ción n de princi principio pioss básic básicos os como como la simplicidad, simetría, resistencia, rigidez y continuidad de las obras, que les permita resistir los usos y las cargas sísmicas a que estarán sometidas durante su vida útil y también a los sismos.  Al determinar durante la etapa de diseño, cuál ha de ser la forma geométrica general de la edificación, se debe procurar que esta este conformada por  volúmenes de formas simples y dispuestos de manera simétrica respecto de los ejes longitudinal y transversal de la planta. El lograr que la simplicidad de formas y la simetría de volúmenes sea una característica de la geometría general del edificio, garantiza que los efectos que sobr sobre e él caus causen en los los posi posibl bles es movi movimi mien ento toss sísm sísmic icos os a que que se pued puede e ver  ver  some someti tido do a lo larg largo o de su vida vida útil útil,, le caus causen en el míni mínimo mo daño daño dado dado el comp compor orta tami mien ento to homo homogé géne neo o que que esa esa conf config igur urac ació ión n conf confie iere re a toda toda la edificación.

Principios de la sismorresistencia • • • • • • • • •

Forma regular  Bajo peso Mayor rigidez Buena estabilidad Suelo firme y buena cimentación Estructura apropiada Materiales competentes Capacidad de disipar energía Fijación de acabados e instalaciones

LA HISTORIA SISMICA DE LA CIUDAD DE LIMA DESDE SU FUNDACION EN 1535, TANTO EN LA EPOCA VIRREYNAL COMO EN LA REPUBLICANA, LA ACTUAL CAPITAL DEL PERU HA SIDO UN DESTACADO CENTRO POLITICO, ECONOMICO Y CULTURAL POR LO QUE TODO  ACONTECIMIENTO  ACONTECIM IENTO EXTRAORDINARIO EXTRAORDINARIO QUE AFECTO A SUS  ACTIVIDADES  ACTIVIDAD ES COTIDIANAS QUEDO PROLIJAMENTE PROLIJAMENTE REGISTRADO REGISTRADO

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EN SUS CRONICAS HISTORICAS QUE HAN LLEGADO A NUESTROS DIAS. . ENTRE ESTOS ACONTECIMIENTOS EXTRAORDINARIOS DE SUS CASI CINCO SIGLOS DE EXISTENCIA, SE DESTACAN LOS TERREMOTOS QUE OCASIONARON IMPORTANTE DESTRUCCION Y TAMBIEN PERDIDAS DE VIDAS . . LOS CONOCIMIENTOS ACTUALES DE LA TECTONICA GLOBAL EXPLICAN LA INTENSA ACTIVIDAD SISMICA QUE SE DESARROLLA EN SUS CERCANIAS. . LOS VALIOSOS ANTECEDENTES SISMICOS HISTORICOS DE LA CIUDAD DE LIMA HAN SIDO RECOPILADOS Y ANALIZADOS POR DISTINTOS ACADEMICOS Y PROFESIONALES DE LAS CIENCIAS DE LA TIERRA Y DE LA INGENIERIA. . UNA ESPECIAL MENCION MERECE LA REALIZADA POR EL MUY DISTINGUIDO Dr. ENRIQUE SILGADO FERRO, QUE ESTA CONTENIDA EN LA PUBLICACION DE 1978 DEL INSTITUTO DE GEOLOGIA Y MINERIA DEL PERU CON EL TITULO “HISTORIA DE LOS SISMOS MAS NOTABLES OCURRIDOS EN EL PERU( 1513 - 1974 )” EN ESTA PUBLICACION SE PRESENTA LA INFORMACION ACERCA DE 195 TERREMOTOS QUE OCURRIERON ENTRE LOS AÑOS 1513 y 1974 Y QUE OCASIONARON DAÑOS SIGNIFICATIVOS EN LA CIUDAD DE LIMA , A LO CUAL ACTUALIZADO AL 2006 CORRESPONDE UN TIEMPO MEDIO DE OCURRENCIA DE CASI 20 AÑOS DE UN EVENTO QUE GENERA DAÑOS SIGNIFICATIVOS EN LAS CONSTRUCCIONES DEL CENTRO HISTORICO DE LIMA. (IMM =VII) 11. SISMOSCOPIO TIPO WILMOT SISMOSCOPIO TIPO WILMOT

EQUIVALENCIA INTENSIDAD MERCALLI CON REGISTRO EN SISMOSCOPIO TIPO WILMOT SA(g)

IMM

TRIFUNAC-BRADY 1975

IDIA 1978

ATKINSON-KAKA 2007

VI VII VIII IX X

0,083 0,162 0,314 0,61 1,183

0,08 0,15 0,30 0,60 1,20

0.057 (6,3 cm/s) 0,122 (13,2 cm/s) 0.267 (27 cm/s) 0,560 (60 cm/s) 1,19 (132 cm/s)

FECHA

REFERENCIAS PRINCIPALES DE EFECTOS EN LIMA (SILGADO FERRO -1978)

SASW(g)

15-noviembre -1555

El mas fuerte desde su fundación – Muchos desperfectos en sus edificaciones Caída de algunas paredes que ocasionó varias víctimas. Colapso de sus principales edificios. Perecieron

0,20 (LI-74)

15- agosto-1582 9-julio-1586

0,25 (SJ-77) 0,40

2

19-octubre-1609 27-noviembre-1630 13-noviembre-1655 17-junio-1678 20-octubre-1687 20-noviembre-1690 28-octubre-1746

30-marzo-1828 22-abril-1860 20-setiembre-1897 4-marzo-1904 11-marzo-1926 19-enero-1932

entre 14 y 22 personas (SJ-77) Violento temblor que derribó y arruinó muchas de sus edificaciones Fortísimo movimiento de tierra que causó varios muertos y contusos. Daños importantes Fuerte movimiento que derribó muchas casas y edificios. Fortísimo temblor averió edificaciones incluso el Palacio Virreynal. En Lima y Callao 9 muertos. Arruinó a casi todas las construcciones. Ocasionó cerca de 100 muertos en Lima. Gran temblor en Lima. Acabó de arruinar los edificios y templos de la ciudad pos 1687. Destrucción total. De las 3000 casas existentes solo 25 quedaron en pié. Cayeron a tierra los principales y mas sólidos edificios. Perecieron en Lima 1141 personas de un total de 60000. Grandes daños en los edificios y viviendas. Perecieron 30 personas. Se rajaron muchos edificios. Algunas desgracias personales Destrucción en Lima. Cayeron cornisas, paredes antiguas y se agrietaron las torres de la Catedral. Movimiento intenso- Cayeron algunas cornisas. Violento temblor. Cayeron cornisas, tapias y paredes viejas.

24-mayo-1940

0,25 (SJ-77) 0,30 0,25 (SJ-77) 0,30 0,50 0,20 (LI-74) 0,65 (CA-77)

0,35 0,25(SJ-77) 0,25 (SJ-77) 0,20 (LI-74) 0,20 0,20(LI-74) 0,35

Destrucción de muchos edificios. Averías en varios templos incluido la Catedral y desperfectos en algunos edificios modernos con esqueleto estructural. Casi un centenar de muertos. 17-octubre-1966

Daños importantes en construcciones. En el centro de Lima caida de cornisas y enlucidos y roturas de vidrios. Varias decenas de muertos. Aceleración máxima = 0,4g - IMM=VII

0,15

3-octubre-1974

Intenso y largo temblor. Daños en iglesias y monumentos históricos. Decena de muertos. Según I.G.P.: IMM=VII . Aceleración máxima = 0,22g

0,20

CIUDAD DE LIMA - PERU EVOLUCION DE LA INTENSIDAD SISMICA (1550-1999) TERREMOTOS MAS INTENSOS CADA 50 AÑOS

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4

CIUDAD DE LIMA - PERU EVOLUCION DE LA INTENSIDAD SISMICA (1550-1999) TERREMOTOS MAS INTENSOS CADA 50 AÑOS

INTERVALO

TERREMOTO MAX . INTENSIDAD

1550 – 1599

9- Julio- 1586

1600 – 1649

27-novienbre-1630

1650 – 1699

20-octubre-1687

1700 – 1749

28-octubre-1746

1750 – 1799

26-enero-1777

1800 – 1849

30-marzo-1828

1850 – 1899

22-abril-1860

1900 – 1949

24-mayo-1940

1950 - 1999

17-octubre-1966

REFERENCIAS PRINCIPALES DE EFECTOS EB LIMA (*) Colapso de sus principales edificios parecieron entre 14 y 22 personas Daños importantes en casas y edificios varios muertos y contusos Arruino a casi todas las construcciones Ocasiono cerca de 100 muertos Destrucion total – de 3.000 casas, solo 25 quedaron en  pie. Perecieron 1.140 de sus 60.000 habitantes Violento terremoto Sin daños ni victimas Grandes daños de edificios y viviendas Perecieron 30 personas Rajo muchos edificios en lima Destruucion de construcciones y daños en templos y en edificios modernos Perecieron 179 personas Daños importantes en construcciones Caída de cormisas en eñ centro de lima. 100 muertos. Acel . máxima de 0.4 g

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6

EVOLUCIÓN DE LA INGENIERÍA SISMORRESISTENTE EN EL MUNDO •

•

1800 A.C.: crónicas sobre los efectos de los sismos. Primeras explicaciones mitológicas sobre su origen. Primeras explicaciones científicas sobre la generación de los sismos: o Aristóteles: vapores de aire en cavernas o Séneca: aire que colma una cavidad subterránea y, al buscar una salida, mueve los “muros” que lo retienen, encima de los cuales las ciudades se asientan. o Hooke (1668): el terremoto es una respuesta elástica a fenómenos geológicos 1755: a partir del sismo de Lisboa se disponen de informaciones o o 1821: Navier plantea las ecuaciones de la Teoría de la Elasticidad. Mediados del XIX: Cauchy estudia la propagación de ondas en o medios sólidos. Poisson deduce analíticamente dos tipos de ondas en sólidos. o 1845: Stokes distingue una resistencia a la compresión y otra al cortante. o 1887: Rayleigh descubre otro tipo de ondas (superficiales) en los sólidos. o 1888: Schmidt estudia la propagación de ondas por el interior de la Tierra. 1897: Wiechert postula la existencia de un núcleo metálico en la o Tierra. 1900: primer mapa de ubicación de terremotos. o o 1912: Reid postula la teoría del Rebote Elástico. Sismo de San Francisco (EEUU) (1906) y primeras observaciones sobre los efectos en obras civiles. o 1909: Mohorovic encuentra una capa de discontinuidad en la velocidad de las ondas. o 1911: Love descubre otro tipo de ondas superficiales. 1928: Gutemberg determina la profundidad del núcleo exterior de o la Tierra. o 1935: Benioff inventa el sismógrafo de deformación. Richter crea la escala de magnitud para evaluar la energía liberada por un terremoto. 1960-70: se crea la Asociación Internacional de Ingeniería o Sísmica. Instalación de acelerógrafo en América Latina. o 1970-1990: avances en modelos de generación de los sismos, dinámica estructural, comportamiento no lineal de estructuras, dinámica de suelos, estudio del peligro sísmico, métodos 7

o

o

numéricos óptimos y avance en la tecnología de las computadoras. 1961: Blume, Newmark y Corning: ductilidad y su relación con el diseño de estructuras de concreto armado (Manual PCA). 1970: Primeros modelos analíticos para el análisis inelástico. Primera Norma Peruana de nivel nacional.

ZONAS SÍSMICAS

Ingeniería Sismorresistente en el mundo A inicio de los años 60, se introdujo una estrategia de diseño de edificios denominada “Diseño por Capacidad”. Está dirigida a evitar el colapso de edificaciones ante sismos severos. Paralelamente se desarrollaron técnicas para refuerzo de muros estructurales de concreto armado con la finalidad de dotarlos de capacidad de ductilidad; también orientada a la supervivencia de edificaciones en zonas sísmicas. Posteriormente fueron adoptadas por la mayoría de normas en diversos países. A continuación, se expone la historia de la Ingeniería sismorresistente en Colombia y Argentina.

COLOMBIA En Colombia y hasta 1984, los diseños y construcciones de edificios altos como de viviendas de 1 y 2 pisos no seguían ningún código obligatorio, quienes diseñaban con normas de construcción extranjeras lo hacían de manera "voluntaria" y el resto de constructores que no se apoyaban en este tipo de normas, diseñaba, cuando había un diseño, y construía basándose en la experiencia y en algunos casos, en el sentido común .

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En lo que a diseño sismo resistente se refiere y de acuerdo al Prefacio de las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente , la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS) ha llevado el liderazgo en este campo. Desde su fundación a mediados de la década de los 70´s, se preocupó por el desarrollo de una norma nacional de diseño sismo resistente. A medida que transcurrieron los años y a pesar que las edificaciones construidas bajo el CCCSR-84 cumplieron su cometido principal de evitar colapso y daño estructural grave en los sismos recientes como el de Pereira de febrero de 1995, la experiencia demostró la impostergable necesidad de adoptar nuevos esquemas de seguridad y de acomodarlo a las nuevas tendencias de la técnica y la ciencia.

ARGENTINA Los sismos como fenómenos pertenecen al mundo de la naturaleza y si bien el hombre no puede evitarlos, puede controlar sus efectos. Ésta es esencialmente la noción que alimentó el desarrollo de la ingeniería sismorresistente. En la Argentina de principios del siglo XX la problemática de la edificación sismorresistente se ligaba a otras que apuntaban a un desarrollo tecnológico propio, tales como superar el alto costo de la construcción dependiente de insumos importados, emplear en la construcción obreros no calificados, producir vivienda seriada para los sectores populares.

 Año 526

28/10/1746

01/11/1755

X

8.0 - 9.5

9,2

X

Callao, Perú

Costa del Mediterráneo

Callao, Lima

200.000 muertos Devastación de Lima (5.000 muertos) y desaparición del puerto y ciudad del Callao a causa de maremoto

El tsunami producido afectó el norte de Entre 130.000 y 200.000 Lisboa, Portugal  África y la muertos Península Ibérica

9

04/02/1783

8,9

Calabria, Italia

Italia

57.865 muertos

04/02/1797

8,2

Quito, Ecuador

Ecuador

44.000 muertos

01-09-1923

8,3

Tokio, Japón

Tokio y  Yokohama

231.000 muertos y más de la mitad de Tokio destruida. Cifras aproximado de 310.000 fallecidos

24-05-1940

8.0

Lima, Perú

Perú

Daños severos y más de 1.000 muertos

8,2

Montana, cerca del parque  Yellowstone, Estados Unidos

Montana y sus alrededores

Sin víctimas. Causó el desplome de una montaña sobre un río

Chile, Valdivia se hundió 4 m bajo el nivel del mar, y el maremoto producido por este sismo se propagó por todo el Océano Pacífico, el cual además de  Valdivia y otras zonas del sur de Chile afectó a Hawaii y Japón principalmente.

2.000 muertos en Chile, y más 3.000 en las costas de Océano Pacífico, con 2.000.000 de damnificados. Se llega a una cifra aproximada de 7.000 a 10.000 muertos.

18-08-1959

22-05-1960

(El más  Valdivia, Chile grande registrado)

31-05-1970

7,9

Ancash, Perú

Sepultó la ciudad de  Yungay. Afectó a Más de 80.000 muertos la ciudad de Lima.

03-10-1974

7,5

Lima, Perú

Perú

19-09-1985

8,1

México D.F., Lázaro Cárdenas, Michoacán, Michoacán Guerrero, Jalisco, Colima

La cifra del Gobierno fue de 9,500 muertos aprox.

09-10-1995

8,0

Costas de Colima Colima, México

Casi 100 muertos

13-01-2001

7,9

Frente a El Salvador

21-01-2003

7,6

Frente a las Colima, México costas de  Armeria, Colima.

San Salvador, El Salvador

Casi 300 muertos

944 muertos Cuantiosos daños en todo el estado de Colima, afectando

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también a parte de Jalisco y Michoacán Sumatra, Golfo de Bengala, India, Sri Lanka, Bangladesh, Tailandia, Malasia, islas Maldivas, Myanmar, Somalia, Madagascar, Tanzania, Kenia, Seycheles y Sudáfrica.

El tsunami generado por la magnitud del sismo causó más de 289.000 muertos. Es uno de los cinco peores temblores de tierra conocidos desde 1900.

26-12-2004

9,0

Frente al Norte de la isla de Sumatra, Indonesia

13-06-2005

7,9

I Región de Chile (Iquique).

7,6

Cerca de Islamabad, Pakistán

Norte de India, Pakistán y  Afganistán

126,000 muertos

8,4

Oeste de Pisco, Perú

Provincia de Cañete y Departamento de Ica

Más de 410.000 damnificados.

7.1

Costas de Honduras, Honduras.

Serios daños en las vías de 6 muertos, 40 heridos. transporte, colapso de un

08-10-2005

15-08-2007

28-05-2009

15,000 damnificados.

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