2015 Conferencia Feria de La Construccion JFA

7/25/2019 2015 Conferencia Feria de La Construccion JFA

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EXPOSITOR: ING. JAIME F. ARGUDO; PH.D, M.S.E.

PROFESOR DE INGENIERIA SISMICA

UNIVERSIDAD CATOLICA DE GUAYAQUIL - ECUADOR

RESPONSABLE CIENTIFICO PROYECTO RADIUS 1998-2000

ESTRATEGIA PARA LA REDUCCION DEL RIESGO

SISMICO EN LA CIUDAD DE GUAYAQUIL

FERIA CONSTRUYE & REMODELA

AGOSTO 20-22 DEL 2015


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ING. JAIME F. ARGUDO; PH.D, M.S.E - PROFESOR DE INGENIERIA SISMICARESPONSABLE CIENTIFICO DEL PROYECTO RADIUS 1998-2000

ESTRATEGIA PARA LA REDUCCION DEL RIESGO SISMICO DE GUAYAQUIL

FERIA CONSTRUYE & REMODELA, AGOSTO 20-22 DEL 2015

LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO RADIUS

1

) Evaluar el Riesgo Ssmico y desarrollar un

Escenario

de

da

o

hipottico2

) Preparar un Plan de Accin basado en los

resultados

de

la

evaluacin

del

Riesgo

Ssmico3

)

Incrementar

la

conciencia

pblica

sobre

la

base

delos

resultados

de

la

evaluacin

del

Riesgo

Ssmico

4

)

Iniciar

un

proceso

para

intitucionalizar

los

esfuerzosde mitigacin y del manejo del

riesgo ssmicosustentable

en

el

tiempo


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EVALUACION DELRIESGO SISMICO


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DISTRIBUCIONDE PERDIDAS

ENEDIFICACIONES

DE MADERA

Las perdidas de vidas

probables para el

escenario ssmico

se deben en su mayor

parte al colapso total oparcial de estructuras

de madera vetustas


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DISTRIBUCION

DE PERDIDAS ENEDIFICACIONESDE HORMIGON

Las perdidas materiales

probables se deben en

su mayor porcentaje

al dao excesivo esperado

en estructuras de hormign

que concentran tres o mas

factores de riesgo.

Este tipo de estructurasde alto riesgo tambin

aportan una fraccin

Importante al riesgo global

de perdida de vidas


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RIESGO SISMICO DE CENTRO DE LA CIUDAD

1) Mayor densidad de construcciones ssmicamente vulnerables2) Alta concentracin de poblacin durante horas laborables3) Mayor valor de las edificaciones y su equipamiento

.


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PRINCIPALES FACTORES DE VULNERABILIDAD SISMICA

1. Vetustez de Edificaciones Mixtas

Mayor Riesgo = Mayor Altura


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PRINCIPALES FACTORES DE RIESGO SISMICO

2. Estructuras sin diseo ssmico o con diseo ssmico

inadecuado y vulnerabilidades

Columnas dbiles

Losas sin vigas dctiles

Planta Baja Flexible y Dbil

Baja Redundancia de

Elementos


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PRINCIPALES FACTORES DE RIESGO SISMICO

2. Estructuras sin diseo ssmico o con diseo ssmico

inadecuado y vulnerabilidades

Columnas dbiles

Losas sin vigas dctiles

Planta Baja Flexible y Dbil

Torsin

Comportamiento

de edificio de esquina


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3. Incremento de Altura y Masas

sin Reforzamiento Ssmico


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4. Flexibilidad Excesiva Incremento de Derivas Laterales

por efecto P- y Torsin

Desplazamientos aumentados por

efectos Interaccin Suelo-Estructura

Estabilidad Inelstica no evaluada

Excesiva Esbeltez (H/D > 5)

Ductilidad Limitada por EfectosDe Torsin, Segundo Orden (P-)

e Interaccin Suelo-Estructura





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4. Flexibilidad Excesiva

Identificada en estructuras

diseadas con Normas Ssmicas

De los 70s. Ductilidad Limitada por Efectos

De Torsin, Segundo Orden (P-)

e Interaccin Suelo-Estructura

Uso de Coeficientes Ssmicos dediseo muy bajos Cs = 0,08.

Requiv > 10 (improbable de lograr)





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5. Impacto entre Estructuras

Adosamientos Inadecuados


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EL ESCENARIO SISMICO DE

RADIUS PARA GUAYAQUILEn el escenario de un terremoto MMI =VIII en Guayaquil la simulacin calculo22,461 muertes y 90,114 heridos. Secalculo que las perdidas econmicasexcederan US$ 1,000 millones

El escenario de RADIUS es unejercicio til para la planificacin de lagestin del riesgo ssmico urbano.

Considera el peor escenario deperdidas para el evento ssmicoprobable y no debe ser interpretadocomo una prediccin.


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EVALUACION DE LINEAS VITALES

(SISTEMAS ESENCIALES)

75% de hospitalespodran quedar inoperativos despus deun terremoto.

Los componentes no-estructurales sonvulnerables

HOSPITALES


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EVALUACION HOSPITALES 10% de hospitales podran experimentar dao

estructural severo Los hospitales mas antiguos no tienen diseo

ssmico y presentan varias vulnerabilidades:a) Columnas dbiles

b) Torsin por Arquitectura Compleja (Irregular)c) Carencia de Juntas de Expansin Ssmica


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EVALUACIONDE PUENTES

Prdida del presfuerzo en cables

Deflexiones Excesivas Incertidumbresobre estado del acero (corrosin transferencia de esfuerzos) y capacidadde carga a esfuerzos que causen fatigaa bajo ciclaje

Deterioro por edad (incertidumbresobre durabilidad de acero y hormign

en flujo plstico) Mayora de las estructuras con Diseo

ssmico anterior a AASHTO 1998


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Con las normas AASHTO 1998LRFD en adelante se obtienendiseos de estructuras mas rgidas

y resistentes que con normasanteriores

En los puentes sin diseo ssmico ocon un diseo ssmico inadecuadopara las condiciones actuales decarga (camiones y cargas ssmicas

de norma actualizada) se identifica:Ductilidad Limitada por escasaredundancia, trabas ssmicas yjuntas ssmicas inadecuadas


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DAOEN LA RED VIAL

N

EW

S

2 0 2 4 6 8 10 Kilome ter s

E (PASCUALES)

D (NORTE)

F (CHONGON)

C (CENTRO)

B (OESTE)

A (SUR )

INTENSIDAD DE MERCALLI MM=VII I

INTENSIDAD DE MERCALLI MM= VII

INTENSIDAD DE MERCALLI MM= VI

LONGITUD (m) DE DAOS POR Km DE VIA

> 55

20 - 55

< 20

LIMITE DE ZONAS CATASTRALES

INTENSIDADES ESPERADAS EN GUAYAQUIL

PARA EL TERREMOTO DEL ESCENARIO SISMICO


25% de los puentes pueden

experimentar dao excesivo porel terremoto del escenariossmico de RADIUS

Perdidas globales estimadasascienden al costo equivalente

de 4 puentes urbanos.


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EVALUACION DE LINEASVITALES - AA.PP. El Sistema Vital mas sensible es el

de AA.PP. por su configuracin ybaja redundancia. Cuatro

acueductos abastecen tanques parael suministro de agua por gravedad

La capacidad de almacenamiento delos tanques es limitada (horas) y losacueductos recorren decenas dekilmetros atravesando depsitos

de suelo de rigidez variable sinconexiones flexibles en sitios dondese producen cambios bruzcos de larigidez en los suelos


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1. Constitucin de la Unidad para la Gestin

del Riesgo Ssmico Urbano dentro del

Municipio de Guayaquil

2. Capacitacin a los organismos bsicos de la

Defensa Civil y la comunidad para enfrentar

terremotos3. Planificacin de una rpida respuesta y

recuperacin de la ciudad de un terremoto

4. Preparacin de la Comunidad mediante

campaas de prevencin y mitigacin del

Riesgo Ssmico

5. Evaluacin de las edificaciones y zonas de

alto riesgo ssmico y mejoramiento del

control del uso del suelo y de las

edificaciones construidas y por construirse

PLAN DE ACCION DEL PROYECTO RADIUS

Manual de Diseo Sismo-

resistente de Estructuras

para Guayaquil (2001)


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1. Fortalecimiento de la seguridad estructural y

no-estructural de hospitales, y planificacin de

su respuesta sistmica frente a emergencias

ssmicas

2. Fortalecimiento de la seguridad estructural y

no-estructural de equipos, materiales e

infraestructura de lneas vitales e

instalaciones esenciales

3. Mejoramiento de zonas de riesgo, demolicin/

reforzamiento de edificios peligrosos

4. Fortalecimiento de la normativa ssmica y elconocimiento tcnico

5. Estudio y monitoreo de los riesgos geolgicos

y del peligro ssmico (redes de

instrumentacin ssmica local y nacional)

Micro-Zonificacion Sismica

(2005-2015)

Red Acelerografos (2015)

S G CC O SGO S S CO G Q


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DESPUES DE RADIUS

La M.I. Municipalidad de Guayaquil contrata con laUniversidad Catlica de Santiago de Guayaquil lossiguientes estudios:

a) Manual de Diseo de Estructuras Sismo-resistentes paraGuayaquil (2001) Argudo J & Villacrs A.

b) Investigacin y estudio del comportamiento dinmico delsubsuelo y microzonificacin ssmica de la ciudad de Guayaquil(2005), Vera X. et. al.



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DESPUES DE RADIUS

El Gobierno Nacional a travs del MIDUVI y la SecretaraNacional de Gestin de Riesgos (SNGR) contratan losestudios:

a) Norma Ecuatoriana de la Construccin NEC-11 (DocumentoVigente MIDUVI R.O., Ao II, Nro. 413 del 10 de Enero del 2015se denomina NEC-15)

b) Manual prctico para la caracterizacin Geolgica, Geotcnica ySsmica de la ciudad de Guayaquil (2015). Vera X. et. al.



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COMPORTAMIENTO DE SUELOS

NEC-15 DEFINE ESPECTROS DE DISEO PARA CINCO DELOS SEIS TIPOS DE SUELOS DE NORMA ASCE7-10

Error



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MDSEG-01

MGGSG 15


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MGGSG-15



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MDESG-01 Suelo F

MDESG-01 Suelo E

NEC-15 Suelo E

MGGSG-15: Vera X., et al, Manualprctico para la caracterizacin Geolgica,

Geotcnica y Ssmica de la ciudad de

Guayaquil (2015).

NEC-15: MIDUVI, Norma Ecuatoriana dela Construccin (2015).

MDESG-01:Argudo J. & Villacrs A.Manual de Diseo de Estructuras Sismo-

resistentes para Guayaquil (2001).

MGGSG-15 Zona D3A (Te =1,2 seg)

MGGSG-15 Zona D1 (Te =1,2 seg)

COMPARACION DE FORMAS ESPECTRALES



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DISEO POR DESEMPEO SISMICODE LAS ESTRUCTURAS

NEC-15 incorpora en su requerimientos la filosofa deDiseo por Desempeo Ssmico de las Estructuras.Esta filosofa se origina en el documento VISION 2000 de

la SEAOC y la Gua NEHRP 1997.



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CURVA DE CAPACIDAD

DE UNA ESTRUCTURADUCTIL DISEADA PARASATISFACER CRITERIOSDE DESEMPEO SISMICO



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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10Aunque los Criterios de Diseo por Desempeo estn incorporadosdentro de los requerimientos filosficos de NEC-15, los valorescuantitativamente especificados para algunos parmetros de diseo

resultan inadecuados por insuficientes o inconsistentes.Se presentan como ejemplo los siguientes casos:

a) Coeficiente Ssmico de Diseo para Guayaquil inadecuadob) Desempeo Ssmico requerido es inconsistente con Parmetros

Definidos para Diseoc) Control de Estabilidad Lateral y Derivas de Piso (definiciones

inconsistentes e incompletas)d) Separacin de Estructuras Adosadas (definicin inconsistente)



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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10Coeficiente Ssmico de Diseo para Guayaquil inadecuado

Histricamente Cs = 0,08 0,1 para estructuras de periodo corto

MDSEG-01 recomienda:Para Suelos Tipo E y F usar Cs = Sa/R = 0,13 con Sa = 0,9 y R = 7

NEC-15 especifica:Para Suelos Tipo E usar Cs = Sa/R = 0,09 con Sa = 0,72 y R = 8


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h1 = L1h2 = L1 + L2

Alturas de Piso medidas

desde la base de la estructura

ASCE 7-10


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NEC-15

Medida desde la Base de la Estructura



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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10

Desempeo Ssmico requerido es inconsistente con ParmetrosDefinidos para Diseo

Usando las Curvas de Peligrosidad Ssmica definidas por NEC-15 se puededemostrar que no es posible postular los siguientes objetivos de DesempeoSsmico:

a) Estructuras de cualquier tipo (I=1 inclusive) Sin Dao Estructural para un Sismocon Tr = 72 aos. La estructura puede considerarse elstica hasta SismosFrecuentes con Tr = 25 aos. Un Sismo con Tr= 72 aos debe considerarse detipo Ocasional (Dao Estructural Pequeo).

b) Se propone Prevencin de Dao Estructural para el Sismo de Diseo Tr=475aos para Estructuras Esenciales. Lo que implica comportamiento elstico yresulta exagerado para garantizar Ocupacin Inmediata y Funcin despus delterremoto



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NEC-15



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CURVA DE CAPACIDAD

DE UNA ESTRUCTURADUCTIL DISEADA PARASATISFACER CRITERIOSDE DESEMPEO SISMICO



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ING. JAIME F. ARGUDO; PH.D, M.S.E - PROFESOR DE INGENIERIA SISMICA

RESPONSABLE CIENTIFICO DEL PROYECTO RADIUS 1998-2000

Q




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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10

Control de Estabilidad Lateral y Derivas de Piso (definicionesinconsistentes e incompletas)


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DETERMINACION DE LAS DERIVAS DE PISOS

(INELASTICAS)


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Cd/R

1,01,0

0,690,790,890,86

0,50,790,790,83

NEC15 usa Cd = 0,75R para todo tipo de sistema estructural



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NEC-15 VERSUS ASCE 7-10Separacin de Estructuras Adosadas (definicin inconsistente)



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LAS ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL RIESGO

SISMICO URBANO (2015-2025)

Continuar ejecutando el Plan de Accin del Proyecto RADIUS conproyectos especficos dentro de las siguientes lneas:

1. Evaluacin de las edificaciones y zonas de alto riesgo ssmico ymejoramiento del control del uso del suelo y de las edificacionesconstruidas y por construirse

2. Fortalecimiento de la seguridad estructural y no-estructural de hospitales, yplanificacin de su respuesta sistmica frente a emergencias ssmicas

3. Fortalecimiento de la seguridad estructural y no-estructural de equipos,materiales e infraestructura de lneas vitales e instalaciones esenciales

4. Mejoramiento de zonas de riesgo, demolicin/ reforzamiento de edificiospeligrosos



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En ejecucin: Reforzamiento RampasTTG Construye Consorcio MEDIAR

Requerido: Demolicin Estructuras Vetustas+ Proyecto Vivienda Re-asentamiento



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LAS ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL RIESGO

SISMICO URBANO (2015-2025)Fortalecer la Seguridad Ssmica del Cantn Guayaquil mediante Ordenanzaspara el diseo y control de la construccin de estructuras ssmicamente masseguras

NEC-15 proporciona requisitos para diseo ssmico que se consideran

mnimos; siendo posible superarlos con requisitos adecuados a la realidadde la ciudad de Guayaquil.

Algunos requerimientos de NEC -15 resultan inadecuados por insuficientes,incompletos o inconsistentes y sin desmedro de su futura revisin a nivelnacional (gobierno) pueden ser sobrepasados por Ordenanzas Municipales.

Continuar ejecutando el Plan de Accin del Proyecto RADIUS con visinsistmica multidisciplinaria y creativa para compaginar normas histricassobre Usos de Suelos con una nueva ordenanza edilicia.



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ARQUITECTURA HISTORICA USO DE SUELO



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GUAYAQUIL DE HOY OTRO ESCENARIO

Colapso del Edificio Calypso

Terremoto de Bahia, 1998

M7.2; MMI = VII (Bahia)

Colapso del Edificio

Clnica Arreaga

Terremoto de Jama,

1942

M7.8; MMI = VII

(Guayaquil)

Ambos eventos no

Equivalen al Sismo

de Diseo PE=10%

(Tr = 475%) sino aSismos Ocasionales

30% < PE < 60%

(Tr = 50 100 aos)



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