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5/21/2018 Exposito r 5
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ANLISIS DE PELIGRO SSMICO PARAEL DISEO SSMICO DE PRESAS
Zenn Aguilar Bardales, Dr. Eng.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
CENTRO PERUANO JAPONS DE INVESTIGACIONESCENTRO PERUANO JAPONS DE INVESTIGACIONESSSMICAS Y MITIGACIN DE DESASTRESSSMICAS Y MITIGACIN DE DESASTRES -- CISMIDCISMID
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INTRODUCCININTRODUCCIN
La Ocurrencia de un terremoto desastroso nosreafirma la importancia de los anlisis de Peligro y
Riesgo Ssmico para estimar las consecuencias deestos eventos. An cuando se han logradograndes avances en la prediccin ssmica, ladeterminacin del tiempo de ocurrencia, lamagnitud o la ubicacin de un terremoto nopueden ser predichos con certeza. Por lo tantoun adecuado anlisis de peligro y riesgo ssmico,si bien no podr eliminar el dao potencial,ayudar efectivamente a reducir sus efectos.
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PELIGRO SSMICOPELIGRO SSMICO
SismicidadSismicidad + Exposicin Ssmica = Amenaza Ssmica+ Exposicin Ssmica = Amenaza Ssmica
VULNERABILIDAD SSMICAVULNERABILIDAD SSMICA
RIESGO SSMICORIESGO SSMICO
Comportamiento Estructural = FragilidadComportamiento Estructural = Fragilidad
Peligro Ssmico * Vulnerabilidad = DaosPeligro Ssmico * Vulnerabilidad = Daos
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ANLISIS DE PELIGRO SSMICO
Estimacin de parmetros del movimiento ssmicoen el sitio de inters (aceleraciones, velocidades o
desplazamientos picos)
IDENTIFICACIN Y EVALUACIN DE LAS FUENTESSISMOGNICAS
Evidencias Geolgicas Evidencias Tectnicas Sismicidad Histrica Sismicidad Instrumental
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ANLISIS DE PELIGRO SSMICO DETERMINSTICO
1) Identificacin y caracterizacin de las fuentes sismognicas
2) Seleccin del parmetro de distancia fuente-sitio, para cadafuente.
3) Seleccin del terremoto dominante
4) Determinacin de parmetros del movimiento producido por el
terremoto dominante
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ANLISIS DE PELIGRO SSMICO DETERMINSTICO
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ANLISIS DE PELIGRO SSMICO PROBABILSTICO
1) Identificacin y caracterizacin de las fuentessismognicas
2) Caracterizacin de la sismicidad o distribucintemporal de los sismos.
3) Determinacin del movimiento ssmico
4) Probabilidad de excedencia del nivel de
movimiento ssmico determinado en un periodo detiempo dado.
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ANLISIS DE PELIGRO SSMICO PROBABILSTICO
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PELIGRO SSMICO EN EL PER
(Castillo y Alva Hurtado, 1991)
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MAPA SISMOTECTNICO DEL PER
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Diagrama Espacio - Tiempo de los Grandes Sismos
Histricos del Per. (Dorbath et al, 1990)
1619
1678 1725 1746 19401966
1974
1942
1868
1833
1784
1715
1687
1604
1582
1586
1665
1687
1600 1700 1800 1900 2000AOS
16 S
14 S
12 S
10 S
8 S
18 S
LATITUD
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FUENTES SISMOGNICAS
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RECURRENCIA SISMICA
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PROF. (Km)FUENTE Mmin Mmax TASA BETA
2.512.603.14
3.242.822.673.572.423.30
2.573.554.552.524.752.69
3.763.692.293.331.69
F1F2F3
F4F5F6F7F8F9
F10F11F12F13F14F15
F16F17F18F19F20
4.84.84.8
4.84.84.94.94.94.9
4.94.94.94.94.94.9
4.94.94.94.94.9
504030, 60
40, 606050406560
5040, 6050100100100
11590, 125, 160110, 180120, 160610
1.493.286.43
3.793.950.440.170.190.88
0.713.600.750.180.861.64
3.0912.82
2.432.870.75
8.17.98.0
8.28.27.47.47.07.5
7.37.17.16.96.57.2
7.27.57.57.07.5
Parmetros Sismolgicos de las Fuentes Sismognicas
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LEYES DE ATENUACIN
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1000
100
1010 100 1000
R (Km)
a(cm/seg
)
Ms= 8.0
Ms= 7.5
Ms= 7.0
Ms= 6.5
Ms= 6.0
Ms= 5.3
2
Ley de Atenuacin para Sismos de Subduccin(Vargas, 1979)
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MAPAS DE ISOACELERACIONES
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ZONAZONA3
ECUADOR
COLOMBIA
BRASIL
BO
LIVIA
CHILE
ZONA 1
Factor de Zona - Z(g)Zona
0.40
0.30
0.15
3
2
1
Factores de Zona:
Zonas Ssmicas
El valor corresponde a la mxima
aceleracin del terreno con una
probabilidad de 10% de ser excedida en
50 aos.
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Coeficientes SsmicosPropuestos paraPresas de Tierra y
Enrocado
ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LAANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA
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ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LAANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LAPRESA PAMPA DE VACAPRESA PAMPA DE VACA TOQUEPALATOQUEPALA
ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LAANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA
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ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LAANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE LAPRESA PAMPA DE VACAPRESA PAMPA DE VACA TOQUEPALATOQUEPALA
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ESTIMACIN DE MOVIMIENTO SSMICO
DE DISEO
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ESTIMACIN DE MOVIMIENTO SSMICO
DE DISEO
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ESTIMACIN DE MOVIMIENTOS SSMICOS
DE DISEO Mtodos para Estimar Movimientos
Ssmicos
Movimientos Ssmicos Observados
Modelos de Falla Espectros Estndares
Estimacin de Acelerogramas por el Mtodode las Funciones de Green Empricas
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Registro de Aceleraciones
- Se obtienen de acelergrafos.
- El registro tiempo-historia se llama acelerograma.
- Tiene dos componentes horizontales y una vertical.
- La inspeccin visual de un acelerograma permite determinar
aceleraciones mximas, duracin, contenido de frecuencia,
forma de onda y distancia al hipocentro.
- Rol fundamental en ingeniera sismo-resistente.
- El acelerograma se debe digitizar y corregir para determinaraceleraciones, velocidades y desplazamientos corregidos.
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ACELERACIN, VELOCIDAD Y DESPLAZAMIENTO CORREGIDOS
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Aceleracin
cm/s/s
-400
0
400
-40
0
40-20
0
20
V
elocidad
cm/s
Desplazamiento
cm
5 10 20 30 40 50 60 70
TIEMPO - SEGUNDOS
,SISMO 17/10/1966, LIMA, PER
INSTITUTO GEOFSICO DEL PERU, COMPONENTE N08E
VALORES PICO: ACEL= 269.3 CM/S/S, VELOCIDAD= 21.60 CM/S, DESPLAZ.= -16.60 CM
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USO DE MOVIMIENTOS SSMICOS
OBSERVADOS- Elegir un registro ssmico representativo para el sitio
de inters.IDEAL: SISMOS REGISTRADOS EN EL SITIO
- Ubicacin de la Fuente
- Forma de Ruptura- Efectos de Sitio
- Escalar los valores pico al nivel de diseo requerido
- (No cumple con las leyes de la Geofsica)
- Analizar la respuesta estructural
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USO DE MODELOS DE FALLA
- MTODO TERICO
- Geometra de la Falla y Parmetros de Fuente
- Estructura del Medio de Propagacin y Efectos de Sitio- Obtencin y Superposicin de las Funciones de Green
- MTODO SEMI-EMPRICO
- Geometra de la Falla y Parmetros de Fuente
- Eleccin de las Funciones de Green Empricas
- Obtencin del Movimiento Ssmico en el Sitio.
- (Efectos de Sitio - Rango Elstico).
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REPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL MTODOREPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL MTODO
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REPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL MTODOREPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL MTODODE FUNCIONES DE GREEN EMPRICASDE FUNCIONES DE GREEN EMPRICAS
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ACELEROGRAMAS SINTTICOS Y OBSERVADOSACELEROGRAMAS SINTTICOS Y OBSERVADOS
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ACELEROGRAMAS SINTTICOS Y OBSERVADOSACELEROGRAMAS SINTTICOS Y OBSERVADOSEN LA ESTACIN JMAEN LA ESTACIN JMA--KOBEKOBE
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ESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONES DEESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONES DE
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ESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONES DES C O S U S C C O SLAS SEALES SINTTICAS Y OBSERVADAS EN LALAS SEALES SINTTICAS Y OBSERVADAS EN LA
ESTACIN JMAESTACIN JMA--KOBEKOBE
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Acelerograma Calculado0.8
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0 5 10 15 20 25 30
0 5 10 15 20 25 30
Terremoto de Lima, 1974Comp. N82O
gen la Superficie del Depsito
a = 0.32gmax
a = 0.64gmax-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Tiempo (seg)
Aceleracioin(g
)
Aceleracioin
(g)
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ANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESAANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESA
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TORATATORATA TERREMOTO DE LIMA DE 1974TERREMOTO DE LIMA DE 1974
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|Max| 0.36 0.47 0.43 0.32 0.39
Max 0.2969 0.4679 0.4315 0.3202 0.3941
Min -0.36 -0.464 -0.42 -0.312 -0.376
t(seg) Roca 260 300 340 345
0.02 0.018 0.000 0.000 0.000 0.000
0.04 0.003 -0.004 -0.004 -0.004 -0.004
0.06 -0.003 -0.003 -0.003 -0.003 -0.003
0.08 -0.008 -0.002 -0.002 -0.002 -0.002
0.10 -0.002 0.001 0.001 0.001 0.001
0.12 0.005 0.002 0.002 0.002 0.002
0.14 0.011 0.003 0.003 0.003 0.003
0.16 -0.001 -0.003 -0.003 -0.003 -0.003
0.18 -0.008 -0.003 -0.003 -0.003 -0.0030.20 -0.002 0.001 0.001 0.001 0.001
0.22 0.003 0.002 0.002 0.002 0.002
0.24 -0.001 0.000 0.000 0.000 0.000
0.26 0.021 0.007 0.007 0.007 0.007
0.28 0.006 -0.002 -0.002 -0.001 -0.002
0.30 -0.034 -0.011 -0.011 -0.011 -0.011
0.32 -0.015 0.003 0.003 0.003 0.0030.34 0.011 0.009 0.009 0.010 0.009
0.36 0.007 0.003 0.003 0.003 0.003
: : : : : :
-0.50
-0.40
-0.30
-0.20
-0.10
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0 5 10 15 20
t(seg)
a(%g)
Roca
260
300
340
345
AMPLIFICACION DE LAS ACELERACIONES EN LA PRESA
TORATA
260
300
340
345
ANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESA TORATAANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESA TORATA
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ESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONESESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONES
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0.00
0.50
1.00
1.50
0.01 0.1 1 10 100
t(seg)
a(%g)
Roca
300
345
ESPECTRO DE RESPUESTA DE LA PRESA TORATASeccin 10 Terremoto de Lima de 1974 N82O
ANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESAANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESA
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|Max| 0.36 0.61 0.57 0.44 0.52
Max 0.255 0.450 0.448 0.408 0.460
Min -0.360 -0.615 -0.569 -0.441 -0.516
t(seg) Roca 260 300 340 345
5.00 -0.016 0.004 0.004 0.004 0.003
5.02 -0.010 0.005 0.005 0.005 0.005
5.04 -0.004 0.006 0.006 0.005 0.005
5.06 0.000 0.006 0.006 0.005 0.005
5.08 0.000 0.005 0.005 0.005 0.005
5.10 -0.009 0.003 0.002 0.002 0.002
5.12 -0.014 0.004 0.003 0.003 0.003
5.14 -0.011 0.006 0.006 0.006 0.006
5.16 -0.006 0.008 0.008 0.008 0.008
5.18 0.002 0.010 0.010 0.010 0.010
5.20 0.005 0.010 0.009 0.009 0.010
5.22 -0.001 0.008 0.007 0.006 0.007
5.24 -0.007 0.007 0.006 0.005 0.007
5.26 -0.007 0.008 0.008 0.006 0.008
5.28 -0.006 0.008 0.008 0.006 0.008
5.30 -0.004 0.008 0.007 0.005 0.008
5.32 -0.002 0.007 0.007 0.004 0.007
5.34 -0.002 0.005 0.004 0.002 0.005
5.36 -0.003 0.002 0.002 0.000 0.003
: : : : : :
-0.80
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0 5 10 15 20
t(seg)
a(%
g)
Roca
260
300340
345
AMPLIFICACION DE LAS ACELERACIONES EN LA PRESA TORATA
Seccin 10, Terremoto de Kobe de 1995, N-S
260
300
340
345
TORATATORATA TERREMOTO DE KOBE 1995TERREMOTO DE KOBE 1995
ANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESA TORATAANLISIS DE RESPUESTA SSMICA DE LA PRESA TORATA
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40/40
CENTRO PERUANO JAPONS DE INVESTIGACIONESSSMICAS Y MITIGACIN DE DESASTRES FIC - UNI
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
0.01 0.1 1 10 100
t(seg)
a(%g)
Roca
300
345
ESPECTRO DE RESPUESTA DE LA PRESA TORATASeccin 10 Terremoto de Kobe de 1995 N-S
ESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONESESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONES
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