METODOLOGÍAS PARA LA EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS

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METODOLOGÍAS PARA LA EVALUACIÓN DE METODOLOGÍAS PARA LA EVALUACIÓN DE ESTRUCTURASESTRUCTURAS

VULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICOVULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICO

Dr. Ing. Jorge Olarte NDr. Ing. Jorge Olarte NavarroavarroProfesor FIC Profesor FIC –– UNIUNI

Investigador CISMIDInvestigador CISMID

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería CivilFacultad de Ingeniería Civil

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONESCENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONESSISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES -- CISMIDCISMID

1er. Curso ALEMANIA-MÉXICO-PERÚREFORZAMIENTO DE ESTRUCTURAS EXISTENTES

Factores de Zona para el Territorio Nacional según Diseño Sísmico (RNC-2003)

I Curso Alemania-México-Perú "Reforzamiento de Construcciones Existentes"CISMID-FIC-UNI (c) 2007

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1. Metodología para la estimación de la Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico – Evaluación de Estructuras.

2. Estudios de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico Áreas Urbano Marginales y Edificaciones Aseguradas.

ESQUEMA DE LA EXPOSICION:ESQUEMA DE LA EXPOSICION:

1. Metodología para la estimación de la Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico -Evaluación de Estructuras


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Estimación del Riesgo SísmicoEstimación del Riesgo Sísmico

METODOLOGÍA PARA LA ESTIMACIÓN DE LAMETODOLOGÍA PARA LA ESTIMACIÓN DE LAVULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICOVULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICO

)(4

)(2

24321 TSNh

Nai π

ηββββγρ

=

E γ( ) 1 eln 0.5( )

γ

γo⎛⎜⎝

⎞⎟⎠

ε

⋅⎡⎢⎣

⎤⎥⎦−:= γo

BSH Log Pr 60%≥( )−

Ie= Eo.G.Sd.T

Ι v=Σ Κ j W j (Benedetti y Petrini)

(Hirosawa)

(ATC-FEMA)

(Miranda y Ordaz)


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• Relación de Peligro, Vulnerabilidad y Riesgo

RIESGO SISMICORIESGO SISMICORIESGO SISMICO

PELIGROSIDAD SÍSMICA¤

VULNERABILIDAD SÍSMICA = RIESGO SÍSMICO¤

VALOR ECONÓMICO

∑ ∫ >λ

−=μ j NNjMu

Mo

jN dM)MPPPr(

dM)M(d

)P(

Índices de Riesgo Sísmico para las áreas urbanasÍndices de Riesgo Sísmico para las áreas urbanas(Proyecto Indicadores de Riesgo BID(Proyecto Indicadores de Riesgo BID--IDEA, Universidad Nacional de Colombia)IDEA, Universidad Nacional de Colombia)


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2. Estudios de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico Áreas Urbano Marginales y Edificaciones Aseguradas

Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo SSíísmico en la ciudad de Ayacuchosmico en la ciudad de Ayacucho


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Perfil de suelo y relación espectral

ZONIFICACIZONIFICACIÓÓN POR AMPLIFICACIN POR AMPLIFICACIÓÓN SN SÍÍSMICASMICA

= 3

ρ 32.4 gr/cm=

1.7 gr/cm=ρ 3

2.0 gr/cmρ

Relación Espectral - Linea 20

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2

Período

Am

plifi

caci

ón

0.1 g 0.2 g ENVOLVENTE

60 s40 s60 s

E - WE - WE - W

IGPIGPIGP

17 OCT 196631 MAY 19702 OCT 1974

DuraciónComponenteFuenteSismos

Sismos de entrada para el modelamiento unidimensional de la amplificación sísmica

ESTIMACIESTIMACIÓÓN DE LA VULNERABILIDAD SN DE LA VULNERABILIDAD SÍÍSMICASMICA

1.00452550Estado de Conservación11

0.25452500Elementos No Estructurales10

1.004525150Tipo de Cubierta9

0.25452550Separación Máxima entre Muros8

1.00452550Configuración en Elevación7

0.50452550Configuración en Planta6

1.00451550Diafragmas Horizontales5

0.75452550Posición del Edificio y Cimentación4

1.50452550Resistencia Convencional3

0.25452550Calidad del Sistema Resistente2

1.00452050Organización del Sistema Resistente1

WjKj DKj CKj BKj AParámetroi

Parámetros utilizados en la evaluación del índice de vulnerabilidad


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Albañilería sin ningún arriostramientoni confinamiento de muros

Albañilería con columnaspero sin vigas de confinamiento

PARAMETRO 1: Organización del Sistema ResistentePARAMETRO 1: Organización del Sistema Resistente

PARAMETRO 4: PARAMETRO 4: PosiciPosicióón del Edificio y Cimentacin del Edificio y Cimentacióónn

Vivienda emplazada sobregrandes pendientes

Distribución de clasesen la zona de estudio

411

52

832

15775

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

N°

LO

TES

1CLASESA B C D 0


8

PARAMETRO 5: PARAMETRO 5: Diafragmas HorizontalesDiafragmas Horizontales

Vivienda de dos pisos sin diafragma rígido visible

Vivienda con diafragmarígido visible

PARAMETRO 7: PARAMETRO 7: ConfiguraciConfiguracióón en Elevacin en Elevacióónn

Discontinuidad de masas enlos entrepisos

Piso blando en el primer nivel


9

PARAMETRO 9: PARAMETRO 9: Tipo de cubiertaTipo de cubierta

Cubierta de teja para unaconstrucción de albañilería Cubierta de calamina para una

construcción de adobe

PARAMETRO 11: PARAMETRO 11: Estado de ConservaciEstado de Conservacióónn

Adobe en mal estadode conservación

Albañilería en buenas condiciones


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ESTIMACIESTIMACIÓÓN DE LA VULNERABILIDAD SN DE LA VULNERABILIDAD SÍÍSMICASMICA

Resultados del índice de vulnerabilidad normalizado en la zona de estudio.

Vista tridimensional en 3D del mapa de vulnerabilidad sísmica.

ESTIMACIESTIMACIÓÓN DEL RIESGO SN DEL RIESGO SÍÍSMICOSMICO

FUNCION DE VULNERABILIDAD-DAÑO-ACELERACION

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7Aceleración / g

Indice

de da

ño

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0

Funciones de Vulnerabilidad-Daño para Construcciones Informales en Albañilería.


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100.01527100.01527100.01527TOTAL

89.4136585.213018.613160.0-100.0

5.88810.015236.155130.0-60.0

0.000.0038.859215.0-30.0

0.000.0011.71797.5-15.0

0.000.000.002.5-7.5

4.8744.8744.8740.0-2.5

%N°lotes%N° lotes%N°

lotesRANGO DE DAÑO (%)

0.37 g0.32 g0.1 g

RESULTADOS OBTENIDOS POR ESCENARIO SÍSMICO

Índice de Daño considerandotres escenarios de sismo Mapa de escenarios de daño

para una aceleración de 0.1g


Curva de Pérdida Probable

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

0 200 400 600 800 1000

Periodo de Retorno

(%) D

año

Curva y valores de pérdida probable en función deperíodos de retorno de los sismos escenarios.


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Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42 distritos de

la Gran Lima y Callao (8,000 edificaciones asegurados)

ESTIMACION DEL RIESGO SÍSMICO (PML) EN EDIFICACIONES ESTIMACION DEL RIESGO SÍSMICO (PML) EN EDIFICACIONES ASEGURADAS DE LIMA Y CALLAOASEGURADAS DE LIMA Y CALLAO

Proyecto conformado por 80 personasentre investigadores, profesionales,bachilleres, técnicos y administrativos.

Cinco Grupos de Trabajo:- Peligro Sísmico-Geotecnia.-Trabajo de Campo-Vulnerabilidad.- Modelos Estructurales.- Informática-GIS.- Riesgo Sísmico.

Se contó con 2 expertos internacionales- Dr. Mario Ordaz-UNAM (México)- Dr. Miguel Herraiz-U. Complutense (España)


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Diagrama de flujo para la estimación del Riesgo Sísmico

Niveles de Información para laNiveles de Información para laEstimación del Riesgo SísmicoEstimación del Riesgo SísmicoFuente: Antonio Fuente: Antonio ZeballosZeballos--ERNERN


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La pérdida neta se calcula aplicando, rigurosamente, el efecto de deducible, coaseguro y límite de responsabilidad asociados a cada uno de los Riegos.

Estimación de pérdida netaEstimación de pérdida netaEstimación de pérdida neta

LifLif D

Dif

DLDN

><<

<

⎪⎩

⎪⎨

⎧

−−=

ββ

βββ

0

Deducible

Límite

Valor expuesto

β

β N

Pérdida bruta

Pérdida netaFuente: Mario Ordaz, UNAM

Mapa de Zonificación Geotécnica-Sísmica de la Ciudad

de Lima (CISMID, 2004)


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Distrito de Ate-Vitarte y Tipo de Suelo

Distrito de Chorrillos y Tipo de Suelo

Zonas Críticas de Rellenos en Lima

Fuente: Ing. Alberto Martínez Vargas


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ESTUDIO DE VULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICO EN LIMA METROPOLITANAESTUDIO DE VULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICO EN LIMA METROPOLITANA Y EL CALLAOY EL CALLAO

Edificaciones Aseguradas del Distrito de San Isidro

ESTUDIO DE VULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICO EN LIMA METROPOLITANAESTUDIO DE VULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICO EN LIMA METROPOLITANA Y EL CALLAOY EL CALLAO

EDIFICACIONES POR TIPO DE ESTRUCTURA

0

200

400

600

800

1000

1200

TIPO DE ESTRUCTURA

NU

MER

O D

E ED

IFIC

AC

ION

ES

EDIFICACIONES POR NUMERO DE PISOS

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

NUMERO DE P IS OS

EDIFICACIONES POR CONSERVACION

0

500

1000

1500

2000

2500

B R M NE

ES TADO DE CONS ERVACION

EDIFICACIONES POR AÑO DE CONSTRUCCION

0

50

100

150

200

250

300

350

400

-25 26-30

31-35

36-40

41-45

46-50

51-55

56-60

61-65

66-70

71-75

76-80

81-85

86-90

91-95

96-00

01- NE

AÑO DE CONSTRUCCION

NU

MER

O D

E ED

IFIC

AC

ION

ES

0

200

400

600

800

1000

1200

NO

IDEN

TIFI

CA

DO

S

CURVA PML Lima-Perú (42 Distritos)

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1000 2000 3000 4000 5000

PERIODO DE RETORNO (Años)

PML

(%)


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Curva de Pérdida Probable

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

0 200 400 600 800 1000

Periodo de Retorno

(%)

Dañ

o

CURVA PML Lima-Perú (42 Distritos)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

PERIODO DE RETORNO (años)PM

L (%

)

PML – Ciudad de Ayacucho PML – Edificaciones Aseguradas en Lima - APESEG

Beneficios para las Municipalidades de Lima Y Callao:Beneficios para las Municipalidades Beneficios para las Municipalidades de Lima Y Callao:de Lima Y Callao:• Se contaría con una fuente de información confiable

para analizar y estimar las condiciones de Vulnerabilidad y Riesgo a nivel Metropolitano que permitan orientar el proceso de crecimiento y densificación de la ciudad sobre mejores condiciones de seguridad física.

• El presente estudio es una herramienta fundamental que hacer incorporada a los Planes de Ordenamiento Territorial a nivel provincial y Planes de Desarrollo Urbano.


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Beneficios para las Municipalidades de Lima Y Callao:Beneficios para las Municipalidades Beneficios para las Municipalidades de Lima Y Callao:de Lima Y Callao:

• Se tendría información para la incorporación del tema de prevención de desastres en los proyectos de inversión que tiene la MML (Ej: Tren Eléctrico, Redes Viales, etc.).

• Los Organismos Financieros Internacionales (BID) están exigiendo la componente de Prevención en proyectos considerando la estimación de Riesgos a Desastres.

• Se podría iniciar Políticas que contemplen la “Transferencia del Riesgo” (Seguros) en beneficio de la población.

Centro HistCentro Históórico de Limarico de Lima

Asignatura Pendiente ?Asignatura Pendiente ?

Cuanto hemos avanzado ?Cuanto hemos avanzado ?


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Centro HistCentro Históórico de Limarico de Lima

Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo SEstudio de Vulnerabilidad y Riesgo Síísmicosmico1. Peligro S1. Peligro Síísmicosmico2. 2. MicrozonificaciMicrozonificacióónn SSíísmicasmica3. Inventario Estructural de las Edificaciones3. Inventario Estructural de las Edificaciones4. Vulnerabilidad Estructural4. Vulnerabilidad Estructural5. Riesgo S5. Riesgo Síísmicosmico6. P6. Péérdidas Asociadas a Eventos Srdidas Asociadas a Eventos Síísmicossmicos-- PPéérdidas de Vidardidas de Vida-- PPéérdidas Econrdidas Econóómicamica-- PPéérdidas de Contenidosrdidas de Contenidos-- PPéérdidas Consecuencialesrdidas Consecuenciales

ConclusionesConclusiones

1. Es de necesidad prioritaria realizar un estudio integral de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico de las Edificaciones Esenciales de Lima y el interior del país.

2. Estos esfuerzos deberán ser consensuados entre los gobiernos regionales, locales y entidades científicas involucradas en la prevención y mitigación de Desastres.

3. Los avances de los resultados obtenidos en Lima, concluyen en la necesidad de la reducción de la Vulnerabilidad Sísmica en Edificaciones Esenciales.


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MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS

CISMID:CISMID:

www.cismidwww.cismid--uni.orguni.org

[email protected]@uni.edu.pe


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