Presentación Modificaciones Espectro NCh433

P ropuest ropuesta a de M odificación E spectr spectro o de Diseño N Ch433 Rubén Boroschek K. Víctor Contreras L. Universidad de Chile

18 de agosto de 2010

Introducción 

Daños típicos observados en edificios altos 27-02-2010: 1.

2. 3. 4.



Grieta rieta horizontal/ pérdida de material material en muros estructurales de pisos inferiores o primeros subterráneos Fractura de armaduras longitudinales en muros Desaplome de muros estructurales Daños severos en elementos secundarios o no estructurales

Causas contribuyentes a los daños observados: 1. 2. 3. 4.

Detallamiento del refuerzo y geometría (esbeltez de mur os, irreg ularid ades, etc.) etc.) Severidad y duración del movimiento fuerte Sensibilidad de la dem anda a la clasificación geotécnica de suelos Otros, en estu dio R. Boroschek Boroschek - V. Contrera Contreras s Universidad Univer sidad de d e Chile

Introducción 

Respuesta de la Comunidad 

Modificación Modificación de R eglamentos/ eglamento s/ Normas Existentes Exis tentes::   



NCh433 NCh430 Ordenanza General de Urban ismo y Construcciones

Desarrollo de Nuevas Normas o Requisitos.     



Elementos no estructurales estructurales Ascensores Edificios patrimoniales Requisitos de pro yectos yectos de cálculo estructural Empujes de suelo sísmicos y estáticos sobre subterráneos de edificios Norma de diseño estructural para maremotos y zonas inundables

R. Boroschek Boroschek - V. Contrera Contreras s Universidad Univer sidad de d e Chile

Introducción 

Respuesta preliminar para la incertidumbre en nuevos proyectos basado en la NCh433: 







Clasificar el suelo en una categoría más conservadora (ej.: I I I en vez de II ) Utilizar una zona sísmica con mayor demanda (ej.: 3 en vez de 2) Cambio de categoría de edificios con factor de impor tancia mayor (ej.: I =1.2)

Recomendaciones transitorias norma NCh433 : 

Busca respaldar un número importante de proyectos que requieren desarrollarse y no pueden esperar un cambio normativo formal, el cual podría tomar varios meses, sino añ os. R. Boroschek - V. Contreras Universidad de Chile

R. Boroschek Contreras UNIV OF CHILE- -V.R. Boroschek Universidad de Chile www.terremotosuchile.cl

UNIVERSIDAD DE CHILE - R. Boroschek www.terremotosuchile.cl

R. Boroschek - V. Contreras Universidad de Chile

PETRU S ORTIGOSA

R. Boroschek - V. Contreras UNIVERSIDAD DE CHILE - R. Boroschek Universidad de Chile www.terremotosuchile.cl

I nconsistencia en la Demanda de NCh433


I nconsistencia en la Demanda de NCh433


Espectro de Diseño P ropuesto 

Premisas 



Mantener la aceleración efectiva máxima A0 y la actual demanda para período s bajos ( T < 1 segundo ) Conservador en la demanda de desplazamientos para periodos mayores a 1 segundo



Antecedentes para la definición de nuevos espectros de diseño 

Se consideraron registros de sismos disponibles entre 1981 y 2010 con M ≥ 7 y PGA ≥ 0.1g en alguna de sus componen tes (incluye 23 registros del 27-02-2010)



Clasificación del Tipo de Suelo preliminar y conservadora según NCh433. Algunos suelos se clasifican en dos categorías hasta que se clarifique su definición.



No se cuenta con registros para suelo Tipo IV



Se mantiene la demanda de P Sa para periodos bajos y se tiende al valor entregado por la NCh2745 para periodos altos. R. Boroschek - V. Contreras Universidad de Chile

Comparación Espectros Propuestos v/ s Demanda












Espectro de Diseño P ropuesto Suelo Tipo I I I 

Antecedentes para la definición de nuevos espectros de diseño para Suelo Tipo III 

Se distinguieron 2 casos: 



Suelo II I -A: Ajuste realizado para que S d ( T = 1.75s) ~50 cm. en Zona 3. Esto es aproximadamente el valor existente de la NCh433 Of 2009. Suelo III-B: Ajuste realizado para que S d ( T = 2.00s) ~110 cm. en Zona 3. Valor conservador para abarcar casos no comprendidos en la norma existente (incluso si se considera Suelo Tipo I V)









Se propone preliminarmente solicitar un estudio de demanda sísmica local cuando el suelo no se pueda clasificar como I, II o III. En el caso del Suelo Tipo III, si solamente se utilizan los antecedentes de la Tabla 4.3 actual de la NCh433 para la clasificación del tipo de suelo se debe utilizar Suelo Tipo III-B. Se podrá usar Suelo Tipo III-A sólo cuando se cuente con la información siguiente: a)

Estudio de estratigrafía y velocidades de onda de corte por estrato hasta el basamento rocoso ó 30 metros.

b)

P rofundida d del basamento rocoso conocida.

c)

Modelo compu tacional geotécnico o antecedentes experimentales que demuestren un perio do del suelo ante eventos sísmicos severos me nor a 1.3 segundos. R. Boroschek - V. Contreras Universidad de Chile

Espectros de Aceleraciones ( Zona 3 )


Espectros de Desplazamientos ( Zona 3 )


Comparación Espectros P ropuestos v/ s NCh433








Estudio de calibración del espectro propuesto

Figura gentileza de IEC Ingeniería S.A.













Comen tarios a la modificación de espectro NCh433 Ventajas: 







Se mantiene la aceleración efectiva máxima A0 y la actual demanda para períodos bajos ( T < 1 segundo) Criterio conservador en los desplazamientos (envolvente de lo observado que es el criterio de la NCh2745) No se m odifican en esta etapa los valores de los factores de reducción ni límites de cortante existentes

Desventajas: 



El espectro propuesto ( también el actual de Nch433) no está relacionado con un estudio probabilístico y/ o determinístico. Existe un núm ero signif icativo de registros que superan ampliamente la demanda elástica para períodos menores a 1.3 segundo s R. Boroschek - V. Contreras Universidad de Chile

Comen tarios a la modificación de espectro NCh433 

En el futuro es necesario estimar un espectro con base a estudios probabilísticos y estadísticos, el cual debe ir de la mano con el cambio de los factores de reducción y otros parámetros que posee la norma. Si bien esto sería deseable y razonable, hacerlo lleva tiempo, pero estamos trabajando en esa dirección.



Se incorpora factor Z que depende de la zo na sísmica



No altera la forma de los espectros de distintas zonas Tabla 1: Factor Z de modificación del espectro segú n zona sísm ica. Zona Sísmica

A0 [g]

Z

1

0.20

0.50

2

0.30

0.75

3

0.40

1.00

Tabla 2: Constantes de los espectros de ps eudo aceleraciones prop uesto. Tipo de

T a

T b

T c

T d

A

V

D

Suelo

s

s

s

s

cm/s2

cm/s

cm

I

0.00

0.130

0.22

2.53

1087 Z

51.5 Z

25.0 Z

0.8

II

0.00

0.200

0.32

2.02

1099 Z

88.0 Z

37.5 Z

0.6

III-A

0.00

0.375

0.68

1.75

1142 Z

144.0 Z

50.0 Z

0.6

III-B *

0.00

0.375

1.95

1.95

1142 Z

-

110.0 Z

-

A

V

D

p

* En este caso el espectro de pseudo aceleraciones definido n o presenta rama de velocidad R. Boroschek - V. Contreras Universidad de Chile

M odificaciones a la Norma NCh433.Of1996 Código actual NCh433

Modificaciones propuestas

4.2 Efecto del suelo de fundación y de la topografía en las características del movimiento sísmico.

4.2 Efecto del suelo de fundación y de la topografía en las características del movimiento sísmico.

4.2.2 Se excluyen de Tabla 4.3 los siguientes

4.2.2 Los siguientes tipos de suelos requieren de

tipos de suelos, los cuales requieren de un estudio especial:

un estudio especial en el cual se establezca un espectro de diseño local:

a) suelos potencialmente licuables, entendiendo a) suelos potencialmente licuables, entendiendo por ellos las arenas, arenas limosas o limos, por ellos las arenas, arenas limosas o limos, saturados, con Índice de Penetración Estándar saturados, con Índice de Penetración Estándar N menor que 20, (normalizado a la presión N menor que 20, (normalizado a la presión efectiva de sobrecarga de 0,10 MPa); efectiva de sobrecarga de 0,10 MPa); b)

suelos susceptibles vibración.

de

densificación

por b)

4.2.4 Cuando la información sobre el suelo de

fundación no baste para clasificarlo de acuerdo con lo establecido en Tabla 4.3, se debe suponer el perfil del suelo que resulte en el mayor valor del esfuerzo de corte basal.

suelos susceptibles vibración;

de

densificación

por

c) suelos clasificados como tipo IV o no clasificables en los alcances de la Tabla 4.3. 4.2.4 Cuando la información sobre el suelo de fundación permita clasificarlo dentro de dos o más tipos de acuerdo con lo establecido en Tabla 4.3, se debe suponer el perfil del suelo que resulte en el caso más desfavorable.




6.3.5 Espectro d e diseño

6.3.5 Espectro de diseño

6.3.5.1 El espectro de diseño que determina la

resistencia sísmica definido por:

Sa =

IA0α

de

la

estructura

6.3.5.1 El espectro de diseño que determina la está resistencia sísmica de la estructura está definido por:

(8)

*

en que los valores de I y A0 se determinan en la forma estipulada en 6.2.3. 6.3.5.2 El factor de amplificación a se determina para cada modo de vibrar n , de acuerdo con la expresión: p

⎛ T ⎞ 1 + 4, 5 ⎜ n ⎟ ⎝ T 0 ⎠ α = 3 ⎛ T n ⎞ 1+ ⎜ ⎟ ⎝ T 0 ⎠

(9)

Sa =

S ae

( I ) R*

(8)

en que el valor de I se determina en la forma estipulada en 6.2.3. 6.3.5.2 El espectro de pseudo aceleración elástico Sae se debe construir de acuerdo a la definición genérica presentada en la Figura 6.1 y conjuntamente con los valores indicados en Tabla 6.2 y Tabla 6.5.

en que: Tn = T0 , p =

período de vibración del modo n; parámetros relativos al tipo de suelo de fundación que se determinan de Tabla 6.3 según la clasificación de Tabla 4.3.

Figura 6.1 – Definición genérica espectro de pseudo aceleración .




Si el suelo de fundación se ha clasificado como tipo III utilizando solamente lo establecido en Tabla 4.3, se deben usar los valores definidos para Suelo Tipo III-B de Tabla 6.5. Se podrán usar los valores definidos para Suelo Tipo III-A sólo cuando se cuente con la información siguiente: a) Estudio de estratigrafía y velocidades de onda de corte por estrato hasta el basamento rocoso ó 30 metros; b) Profundidad del basamento rocoso conocida; c) Modelo computacional geotécnico o antecedentes experimentales que demuestren un periodo del suelo ante eventos sísmicos severos menor a 1.3 segundos. Tabla 6.2 - Valor de la aceleración efectiva A0

Tabla 6.2 - Valor de la aceleración efectiva A0 y del factor Z de zonificación sísmica

Zona Sísmica

A0

Zona Sísmica

A0

Z

1

0,20 g

1

0,20 g

0,50

2

0,30 g

2

0,30 g

0,75

3

0,40 g

3

0,40 g

1,00


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