PUC_Rafael Riddell

¿El espectro de diseño de la norma
sísmica Chilena es suficiente?
Rafael Riddell
Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica
Universidad Católica de Chile
Conceptos de:
Espectro de Respuesta
Espectro de Diseño
Respuesta:
Es la fuerza p(t) y deformación u(t)
que experimenta un sistema sometido a una
excitación dinámica específica
Excitación: motor, vehículo, impacto, viento, sismo…….
Respuesta: u(t), p(t)
p(t) = k u(t)
p(t) = fuerza o “corte” en la estructura
Propiedades del sistema
m = masa
k = rigidez
c = amortiguamiento
= frecuencia natural
= período natural
Vamos al espectro de respuesta:
m
m
0
0
k
k
T (período)
Para cada estructura (T) evaluamos:
Fmax = max [p(t)]
umax = max [u(t)]
Fmax = m ω2 umax
Sa = Fmax /m
Espectro de respuesta:
Sa (g)
Amortiguamiento:
0%, 2%, 5%, 10% y 20%
PGA = 0.319g
T (segundos)
Espectro de Diseño
Es una combinación de dos factores:
 AMENAZA = intensidad del movimiento en un sitio, asociada a cierta
probabilidad de ser excedida en un período de tiempo (por ejemplo 10% en
50 años) = Zonificación Sísmica. En Chile 3 zonas:
Zona 3 PGA=0.4g
Zona 2 PGA=0.3g
Zona 1 PGA=0.2g
 AMPLIFICACIÓN ESPECTRAL = forma espectral suave basada en un
análisis estadístico de espectros de respuesta en una región sísmica
Sa de diseño = AMENAZA x AMPLIFICACIÓN ESPECTRAL
Espectro de Diseño NCh433
vs. Promedio registros Chilenos (hasta 1985)
Promedio registros reales
NCh433
T (seg)
(AMENAZA normalizada a 1g)
NCh433
Registros reales
T (seg)
(AMENAZA normalizada a 1g)
NCh433
Promedio registros reales
Situación hoy:
Movimientos registrados el 27/02/10 sugieren la
necesidad de ajustar el Espectro de la Norma NCh
433
MINVU decreta Norma de EMERGENCIA con
nuevo espectro para NCh 433
(Aplicable sólo para edificios regidos por NCh433,
NO aplicable a otras obras)
Veamos algunos resultados :
Comparación Espectros NCh433
Conclusiones de las figuras anteriores:
 El espectro de Emergencia no presenta
consistencia estadística
 Presumiblemente el espectro Ex-433
es insuficiente, sujeto a confirmación
(cuando los registros sísmicos estén disponibles) mediante una metodología
estadística formal. Y sujeto a confirmación
de las causas de los daños estructurales
 De confirmarse la necesidad deunajuste,
la alternativa presentada es mas racional
Comparación Espectros NCh433 con ETG-A.0.20
Conclusiones de la comparación con ETG-A.0.20
 Ordenadas espectrales de ATG-A.0.20 son
deficitarias en rango de períodos cortos
 Rama descendente disminuye lentamente (1/T**0.67)
 ATG-A.0.20 no incluye el efecto de las
condiciones geotécnicas