MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE QUITO

• Dr. Roberto Aguiar

• Ing. Katyuska Sangurima

• Egda. Dayana Astudillo

• Egdo. David Castillo

• Egdo. Daniel Mosquera

• Dr. Carlos Frau

• Dr. Kervin Chunga

• Ing. Dayssi Quishpe

• Ing. Magaly Quishpe

• Egda. Sofía Cuaical

• Dr. Luis Yamin

• Dr. Omar Darío Cardona

• Dr. Mario Ordaz

• Dr. Alex Barbat

• Dr. Roberto Aguiar

• Universidad de los Andes

ESPE-IPGH 2012-2013 ERN 2012

NECESIDAD DEL ESTUDIO

ESPECTROS DE NEC-11

ZONIFICACIÓN SÍSMICA DEL ECUADOR

ESPECTROS DE DISEÑO ELÁSTICO NEC-11

a

dsc

a

ds

F

FFT

F

FFT

55.0

1.00

6.248.28.1

,5.1,,1

)(

)(

11)(

0

0

0

Sierra

EDrCBAr

TTT

TFzgSa

TTTFzgSa

TTT

TFzgSa

c

r

ca

ca

a

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ace

lera

ció

n

Periodo

Espectro de Aceleración

ESPECTRO DE DESPLAZAMIENTOS DEL NEC-11

dl

a

dsc

a

ds

lldd

lcdd

cad

ad

FTF

FFT

F

FFT

TTTFzS

TTTTFzS

TTTTFzS

TTT

TTFzS

4.255.01.0

38.0

38.0

38.0

6.04.038.0

0

0

2

0

0

2

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 1 2 3 4

DES

PLA

ZAM

IEN

TO E

N G

ALS

PERIODO EN SEGUNDOS

ESPECTRO DESPLAZAMIENTO

𝑆𝑑 = 0.38 ∗ 𝑧 ∗ 𝐹𝑑 ∗ 𝑇𝑙

𝑆𝑑 = 0.38 ∗ 𝑧 ∗ 𝐹𝑑 ∗ 𝑇

𝑆𝑑 = 0.38 ∗ 𝑧 ∗ 𝐹𝑎 ∗ 𝑇2

𝑆𝑑 = 0.38 ∗ 𝑧 ∗ 𝐹𝑎 ∗ 𝑇2 ∗ 0.4 + 0.6 ∗𝑇

𝑇𝑜

CLASIFICACIÓN DE SUELOS DEL NEC-11

FACTORESDE

SITIO

NEC-11

SISTEMAS DE FALLAS DE QUITO

TECTÓNICA REGIONAL

SISMOS QUE HAN AFECTADO A QUITO

SISTEMA DE FALLAS CIEGAS DE QUITO(Alvarado A., 2013)

NECESIDAD DE INCORPORAR FACTORES

DE CERCANÍA EN ESPECTRO

SISTEMA DE FALLAS DE QUITO

(Villagómez, 2003) (Peñafiel, 2009)

SUELOS DE QUITO

BORDE ORIENTAL DEL CENTRO NORTE Y ANTIGUO AEROPUERTO DE QUITO

QUITO RODEADA DE VOLCANES Y FALLAS CIEGAS

VOLCAN PULULAHUA

EXPLOSIÓN DEL TUNGURAHUA 14-07-13

• (f) Flancos Orientales, cangahua y ceniza.

• (l) Depósitos lacustres asentados sobre cangahua

• (q) ceniza volcanicasobre cangahua

• EPN-1994

q4

f6q2

q3 l5

f5l3n

q2s

f4l4

l3s

f7

f3

q1 f2

l1l2

f1

q5

9599 000

9099 000

8599 000

8099 000

7599 000

7099 000

6599 000

6099 000

70 7 000

65 7 000

75 7 000

80 7 000

85 7 000

N

q4

f6q2

q3 l5

f5l3n

q2s

f4l4

l3s

f7

f3

q1 f2

l1l2

f1

q5

9599 000

9099 000

8599 000

8099 000

7599 000

7099 000

6599 000

6099 000

70 7 000

65 7 000

75 7 000

80 7 000

85 7 000

N

La Carolina

Aeropuerto

El Ejido

Panecillo

CLASIFICACIÓN DE SUELOS EPN 2002

La Carolina

Aeropuerto

El Ejido

Panecillo

9599 000

9099 000

8599 000

8099 000

7599 000

7099 000

6599 000

6099 000

70 7 000

65 7 000

75 7 000

80 7 000

85 7 000

N

90 7 000

95 7 000

5599 000

0000 000

0500 000

1000 000

Volcán Ilaló

La Carolina

Aeropuerto

El Ejido

9599 000

9099 000

8599 000

8099 000

7599 000

7099 000

6599 000

6099 000

70 7 000

65 7 000

75 7 000

80 7 000

85 7 000

N

90 7 000

95 7 000

5599 000

0000 000

0500 000

1000 000

Volcán Ilaló

Panecillo

Zona S1

Zona S2

Zona S3

ESTUDIOS PARA EL METRO DE QUITO

ESTUDIOS GEOFÍSICOS PARA METRO DE QUITO

ESTUDIOS DE SUELOS REALIZADOS PORERN-2011-2012

ENSAYOS DE SUELOS REALIZADOS Y ACOPIADOS POR ERN-2011-2012

NECESIDAD DE TENER FACTORES DE SITIO PARA QUITO

FACTORES DE SITIO

CONDICIONES LOCALES DEL SUELO Y FUENTE SÍSMICA

FORMA CONVENCIONAL DE HALLAR FACTORES DE SITIO

DETERMINACIÓN DE FACTORES DE SITIO

FORMA CONVENCIONAL

ESPECTROS DE FOURIER PARA HALLAR FACTORES DE SITIO EN FORMA TRADICIONAL

CÁLCULO DE FACTORES DE SITIO EN FORMA CONVENCIONAL

PROPUESTA DE COMO OBTENER FACTORES DE SITIO EN FUNCIÓN DEL

PERÍODO ESPE-2013

DETERMINACIÓN DE FACTORES DE SITIO

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4

Ace

lera

ció

n (

m/s

eg2

)

Periodo

ESPECTRO DE ACELERACIÓN

ACELERACION

0

500

1000

1500

2000

0 1 2 3 4A

cele

raci

ón

(m

/se

g2)

Periodo

ESPECTRO DE ACELERACIÓN

ACELERACIONCAMPO LIBRE

ROCA

FACTORES DE SITIO

0

0,5

1

1,5

2

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

ɣa

Periodo

Factor de Amplificación (ɣa)

ɣa

0,00E+00

5,00E-01

1,00E+00

1,50E+00

2,00E+00

0 1 2 3 4

ɣv

Periodo

Factor de Amplificación (ɣv)

ɣv

0,00E+00

5,00E-01

1,00E+00

1,50E+00

2,00E+00

0 20 40 60

ɣd

Periodo

Factor de Amplificación (ɣd)

ɣd

FACTORES DE SITIO HALLADOS POR ORSTOM 1997

RELACIONES H/V MÉTODO DE NAKAMURA

FRECUENCIAS Y FACTORES DE SITIO

ENCONTRADAS POR ORSTOM 1997

FACTORES DE SITIO HALLADOS POR ERN-2012

RIGIDEZ Y AMORTIGUAMIENTO DEL SUELO

FACTORES DE SITIO ENCONTRADOS POR ERN

Z = 0.4 r = 1 n = 2.48

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ace

lera

ció

n

Periodo

Espectro de Aceleración

FACTORES DE SITIO HALLADOS POR ESPE-2013

SISMOS DE ANÁLISIS1ª 1b 22ª

ESTACION CHARACATO-

PERÚ

CHARACATO-

PERÚ

CENTRAL CHILE EQ

DT 0.005 seg 0.005 seg 0.005 seg

FECHA 13 de Junio de

2005

13 de Junio de 2005 03 de Marzo de 1985

HORA 17:45:33 17:45:33 22:47:07

DIST. EPICENTRAL 87.79 Km 87.79 Km

MAGNITUD 7.2ML 7.8MW 7.2ML 7.8MW 7.8

DUR. REGISTRO 178.01 seg 178.01 seg 54.57 seg

ACEL. MAXIMA -138.501 (cm/s/s) 125.43 (cm/s/s) 254.00 (cm/seg2)

TIPO DE SUELO Afloramiento de

roca

Afloramiento de roca Rocoso Tipo S1

SENTIDO E-W N-S N-S

SISMOS DE ANÁLISIS

SISMOS DE ANÁLISIS

CÁLCULO DE FACTORES DE SIITIO

CÁLCULO DE FACTORES DE SITIO

0,000,501,001,502,002,503,00

0,00 2,00 4,00

ɣv

Periodo [seg]

Factor de Amplificación (ɣv)

ɣv (1a)

ɣv (b)

ɣv (22a)

ɣv (22b)

ɣv (34a)

ɣv (34b)

ɣv (Prom)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00

ɣd

Periodo [seg]

Factor de Amplificación (ɣd)

ɣd (1a)

ɣd (1b)

ESPECTRO ENCONTRADO CON

FACTORES DE SITIO DE ESPE 2013

0

500

1000

1500

2000

2500

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

Ace

lera

cio

n [

gals

]

Periodos [seg]

EL CONDADO

ESPE-2013

ERN-2012

ESPECTROS ENCONTRADOS

0

500

1000

1500

2000

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00

Ace

lera

cio

n [

gals

]

Periodos [seg]

LA GASCA

ESPE-2013

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0,00 1,00 2,00 3,00

Ace

lera

cio

n [

gals

]

Periodos [seg]

CHIMBACALLE

ESPE-2013

ERN-2012

PERIODOS DE VIBRACIÓN

FACTORES DE CERCANIA

UBC 1997

NEHRP 2003 (FEMA 450 2003)

Ss SI

NEHRP 2003 (FEMA 450 2003)

T l

ASCE 2010

Ss Si

FACTORES DE CERCANIAESPE 2013

FACTORES DE DIRECTIVIDAD

MODELO DE SPUDICH Y CHIOU (2008)

FACTORES DE DIRECTIVIDAD EN SECTOR

SUR DE QUITO CON LEY DE ATENUACIÓN

DE BOORE Y ATKINSON 2008

FACTORES DE DIRECTIVIDAD PARA EL

SECTOR SUR DE QUITO

FACTORES DE DIRECTIVIDAD

PARA EL CENTRO SUR Y CENTRO DE

QUITO

FACTORES DE DIRECTIVIDAD DEL

CENTRO NORTE Y NORTE

ESPECTROS CON FACTORES DE

CERCANÍA ESPE 2013

ESPECTROS CON FACTORES DE

CERCANÍA ESPE 2013

SEGUNDA VERSIÓN DE MIZOSIQ

USO DE MIZOSIQ

USO DE MIZOSIQ

USO DE MIZOSIQ

APLICACIONES

ESTRUCTURA SIN AISLADORES

SÍSMICOS

ESTRUCTURA SIN AISLADORES

PISONEC-11 ERN-12

𝒒𝑰𝑵𝑬(𝒎) 𝜸 (%) 𝑭(𝑻) 𝒒𝑰𝑵𝑬(𝒎) 𝜸 (%) 𝑭(𝑻)

1 0.014157 0.5243 24.463 0.013728 0.5084 27.40

2 0.03447 1.2767 43.463 0.033252 1.2315 43.98

3 0.04909 1.8182 58.507 0.047321 1.7526 57.93

𝑞𝐼𝑁𝐸(𝑚) 𝛾(%) 𝐹(𝑇)

ESTRUCTURA CON AISLADORES

1

2

3

4

A B C D

2.70 m

2.70 m

2.70 m

4 m 4 m 4 m

4 m

4 m

4 m

45/45

30/40

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/45

45/4530/40

30/40 30/40

30/40 30/40

30/40

30/40

30/40

30/40 30/40

30/40

30/40 30/40

30/40

30/40

30/5030/50 30/50

30/40 30/40

60/6060/6060/6060/60

PROPIEDADES DEL AISLADOR

Procedimiento

1. Propiedadesgeométricas

2. Propiedades de los

materiales

3. Parámetros para la curva de

histéresis

Procedimiento

4. Peso a aislar y número de aisladores

5. Propiedades del sistema total

6. Asumir desplazamiento

Procedimiento

7. Propiedades dinámicas

8. Localización e información del

espectro

9. Comprobación del

desplazamiento

10. Diagrama de histéresis

EJEMPLO 6

RESPUESTA DEL SISTEMA DE AISLACIÓN

EJEMPLO 7

ESPECTRO INELÁSTICO PARA

R=2 B=1.615

RESULTADOS

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

• LOS FACTORES DE SITIO SON DIFERENTES EN CADA CIUDAD.

• LOS FACTORES DE CERCANÍA SON IMPORTANTES SI SE ENCUENTRA LA CIUDAD CERCA DE UNA FALLA.

• DIFUNDIR LOS ESTUDIOS DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA

• PRESENTAR EJEMPLOS DE APLICACIÓN

INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA DESDE LAS AULASia.espe.edu.ec

CURSO INTERNACIONAL DE ESTRUCTURAS

estructuras.espe.edu.ec