Exposito r 5

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.

CENTRO PERUANO JAPONS DE INVESTIGACIONES

SSMICAS Y MITIGACIN DE DESASTRES FIC - UNI


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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)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL



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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




14/40




15/40




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RECURRENCIA SISMICA

CENTRO PERUANO JAPONS DE INVESTIGACIONESSSMICAS Y MITIGACIN DE DESASTRES FIC - UNI


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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



19/40

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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22/40

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


27/40




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.


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).


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


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


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


Acelerograma Calculado0.8


36/40

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)


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


|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


38/40

ESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONESESPECTRO DE RESPUESTA DE ACELERACIONES


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


39/40


|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


40/40


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

Documents

Exposito r 5