11. norma e.030 diseño sismorresistente

Marco Antonio Delgado Sepulveda
Marco Antonio Delgado SepulvedaIngeniero Civil um Civil Engineering
SEMINARIO DE PROMOCIÓN DE LA
NORMATIVIDAD PARA EL DISEÑO Y
CONSTRUCCIÓN DE EDIFICACIONES SEGURAS
NORMA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE
M.Sc. Ing. Carlos Córdova Rojas
INTRODUCCIÓN
UBICACION GLOBAL DEL PERU (CINTURON DE FUEGO)
LA COSTA PERUANA SE ENCUENTRAN UBICADA ENTRE LAS PLACAS DE NAZCA
Y LA PLACA SUDAMERICANA (ZONA DE SUBDUCCION)
ZONA DE SUBDUCCION
Las placas tectónicas se desplazan unas respecto a
otras con velocidades de 2,5 cm/año
SISMICIDAD ZONA DE SUBDUCCION PLACA DE NAZCA 1973 – 2012
CHIMBOTE
CAÑETE
NAZCA
ICA
AREQUIPA
MOQUEGUA
RESEÑA HISTORICA DE LOS ULTIMOS SISMOS EN EL PERU
Vista del malecón de Chorrillos (Foto el Comercio)
LIMA - CALLAO - 24 de Mayo de 1,940 - Magnitud = 8.2 ° Richter
HUACHO - LIMA - 17 de Octubre de 1,966 - Magnitud = 7.5 ° Mw
Casona de San Marcos sufre serios daños
100,000 muertos (80,000 muertos + 20,000 desparecidos)
HUARAZ – ANCASH - 31 de Mayo de 1,970 - Magnitud = 7.8 ° Mw
2,700 millones de soles en perdidas
CAÑETE - LIMA - 03 de Octubre de 1,974 - Magnitud = 7.6 ° Mw
NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 ° Mw
Palacio Municipal de Nazca
4 muertos - 624 heridos - 4,000 casas se derrumbaron
NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 ° Mw
Hubo daños en estructuras importantes de concreto armado
Se dañaron 91 escuelas y 100 centros de salud.
MOQUEGUA - 23 de Junio de 2001 - Magnitud = 8.4 ° Mw
Instantes en que falla la Torre de la catedral de Arequipa
Afecto al Sur del Perú (Moquegua, Tacna y Arequipa)
MOQUEGUA - 23 de Junio de 2001 - Magnitud = 8.4 ° Mw
Luego del sismo vino el Tsunami en la ciudad de Camana
PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 ° Mw
431,000 damnificados
Colapsa Iglesia del Señor de Luren - ICA
PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 ° Mw
RECIENTES TERREMOTOS EN EL MUNDO
VALDIVIA – CHILE, 22 de Mayo 1960 – Magnitud = 9.5° Richter
Mayor terremoto registrado en la historia de la humanidad
SUMATRA – INDONESIA , 26 de Diciembre 2004 – Magnitud = 9.3° Richter
275,000 muertos – Devastador Tsunami
PUERTO PRINCIPE - HAITI
12 de Enero de 2010 – Magnitud = 6.9° Richter
317,000 muertos
500 muertos aprox. - 2,700 millones de dólares en perdidas
CONCEPCION – CHILE , 27 de febrero de 2010 – Magnitud = 8.8° Richter
JAPON , 11 de Marzo de 2011 – Magnitud = 9° Richter
Devastador Tsunami - 10,000 muertos y millones de $ en perdidas
¿Qué tan grande será el próximo terremoto?
¿Cual es el riesgo sísmico de una edificación?
RIESGO SISMICO:
PELIGRO SISMICO x
VULNERABILIDAD x
VALOR
RIESGO SISMICO: Se define como el grado de perdida, destrucción o daño
esperado debido a la ocurrencia de un determinado sismo.
PELIGRO SISMICO: Se define como la probabilidad de que ocurra un sismo
potencialmente desastroso durante cierto periodo de tiempo en un sitio dado. El Perú
se encuentra en la zona sísmica más activa del mundo, en el llamado "Cinturón de
Fuego del Pacífico". La placa de Nazca se mueve aproximadamente 10 cm por año
contra la placa sudamericana que se mueve 4 cm por año en sentido contrario, lo
cual genera una gran acumulación de energía, liberándose en forma de actividad
sísmica.
VULNERABILIDAD SISMICA: Es una propiedad intrínseca de la estructura, una
característica de su comportamiento, que puede entenderse como predisposición
intrínseca de un elemento o grupo d elementos expuesto a ser afectado o ser
susceptible a sufrir daño, ante la ocurrencia de un evento sísmico determinado.
ANTECEDENTES DE LA INGENIERÍA SISMORRESISTENTE
 1963: ACI introduce el Diseño a la Rotura.
 1964: Primer proyecto de Norma Peruana, basada en la de SEAOC
(Structural Engineers Association of California).
 1970: Primera Norma Peruana de nivel nacional.
 1977: Segunda Norma Peruana.
 1997: Tercera Norma Peruana.
 2003: Actualización de la Tercera Norma Peruana
 Los códigos actualmente introducen la ductilidad (con otros factores) en la
estimación de las fuerzas sísmicas
 Diseño límite usado en Nueva Zelandia y Japón.
1970, PARA LA DETERMINACION DE LA FUERZA SISMICA
LATERAL SE UTILIZABA LA SIGUIENTE EXPRESION:
H = U K C P
Mapa de Regionalización Sísmica 1970
H = Fuerza sísmica lateral.
U = Coeficiente sísmico según la regionalización y uso
de la Edificación.
K = Tipo de estructura (sistema estructural)
C = Factor del % de carga permanente mas carga viva
(función del periodo de la estructura)
P = Peso de la edificación
No existía factor de amplificación de la fuerza y se
indicaba que el profesional autor del proyecto
determinaría el aumento de los coeficientes sísmicos
que se pudiera requerir según la naturaleza del terreno.
1977, SE INCORPORA LA NORMA BASICA DE DISEÑO AL
REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCIONES, LA QUE
REEMPLAZA A LA NORMA ANTERIOR
Mapa de Zonificación Sísmica 1977
H = Fuerza cortante sísmica basal
Z = Factor debido a la zona
U = Factor debido al uso de la edificación
S = Factor debido al tipo de suelo
C = Coeficiente sísmico.
P = Peso de la edificación
1997, TERCERA NORMA PERUANA DE DISEÑO
SISMORRESISTENTE NTE E.030
Mapa de Zonificación Sísmica 1997
DEBIDO AL SISMO DE 1996 OCURRIDO EN NAZCA, SE
OBSERVARON SERIOS DAÑOS PRESENTADOS EN LOS
COLEGIOS INFES.
EN ESE SISMO SE COMPROBO QUE LAS DEFORMACIONES
LATERALES DE LAS EDIFICACIONES ERAN MAYORES QUE LOS
RESULTADOS QUE SE OBTENIAN CON LOS COEFICIENTES DE
LA NORMA SISMICA DE 1977, POR LO QUE SE DECIDE CAMBIAR
LA NORMA.
EL NIVEL DE FUERZAS NO DEBERIA CAMBIARSE, SI NO EL
CALCULO DE LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES DE
ENTREPISO (ESTRUCTURAS MAS RIGIDAS).
SE HACE UNA NUEVA NORMA, MANTENIENDO EL NIVEL DE
FUERZAS, PERO OBTENIENDOSE DESPLAZAMIENTOS 2.5
VECES MAYORES QUE LOS OBTENIDOS CON LA ANTIGUA
NORMA.
PARA ESTO SE CAMBIAN LOS COEFICIENTES DE LA EXPRESION
GENERAL (H = ZUSC / R), CAMBIANDO LOS VALORES DE R,
AHORA MULTIPLICADOS POR 2.5.
2003, ACTUALIZACION DE LA TERCERA NORMA
PERUANA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE
Mapa de Zonificación Sísmica 1997
DEBIDO AL SISMO DEL 2001 OCURRIDO EN
MOQUEGUA, AREQUIPA Y TACNA, SE DECIDE
HACER ALGUNOS AJUSTES A LA NORMA SISMICA
DEL 2003.
EN ESTA OPORTUNIDAD SE AMPLIFICAN LAS
FUERZAS SIMICAS POR 1.25 DE TAL MANERA DE
TENER UN SISMO AMPLIFICADO A CARGAS
ULTIMAS, LO QUE IMPLICABA MODIFICAR LOS
FACTORES DE REDUCCION SISMICA “R”.
OBJETIVOS DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE
(1997)
1. Resistir sismos leves sin daño
(MM o MSK= VI)
2. Resistir sismos moderados
considerando la posibilidad de daños
estructurales leves. (MM o MSK= VII y VIII)
3. Resistir sismos severos con posibilidad
de daños estructurales importantes,
evitando el colapso de la edificación. (MM o MSK=IX)
ART. 3 FILOSOFÍA DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE
E – 030
La filosofía del diseño
sismorresistente
consiste en:
a. Evitar pérdidas de vidas
b. Asegurar la continuidad
de los servicios básicos
c. Minimizar los daños a la
propiedad.
ISO 3010
Bases del diseño
sismorresistente
1. Prevenir lesiones a las
personas
2. Asegurar la continuidad
de los servicios
3. Minimizar el daño a la
propiedad
PRINCIPIOS DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE
(2003) (ISO 3010)
a) La estructura no debería colapsar, ni causar
graves daños a las personas debido a
movimientos sísmicos severos que puedan
ocurrir en el sitio. (estado último)
b) La estructura debería soportar movimientos
sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el
sitio durante su vida de servicio,
experimentando posibles daños dentro de
límites aceptables. (estado de serviciabilidad )
Art. 4 PRESENTACIÓN DEL PROYECTO
Los planos del proyecto estructural deberán contener como mínimo la
siguiente información:
a. Sistema estructural sismorresistente
b. Parámetros para definir la fuerza sísmica o el espectro de diseño.
c. Desplazamiento máximo del último nivel y el máximo desplazamiento
relativo de entrepiso.
Para su revisión y aprobación por la autoridad competente, los
proyectos de edificaciones con más de 70 m de altura deberán estar
respaldados con una memoria de datos y cálculos justificativos.
ART. 5 ZONIFICACIÓN SÍSMICA DEL PERÚ
• Se adoptó una solución propuesta
por el IGP basada en los estudios
Neotectónicos.
• El número de la zona aproxima el
nivel de la aceleración máxima.
Tr = 475 años.
• Este factor se interpreta como la
aceleración máxima del terreno con una
probabilidad de 10 % de ser excedida en
50 años.
Tabla N°1
FACTORES DE ZONA
ZONA Z
3 0,4
2 0,3
1 0,15
ART. 6 CONDICIONES LOCALES;
MICROZONIFICACIÓN SISMICA Y
ESTUDIOS DE SITIO
b. Estudios de Sitio
Son estudios similares a los de microzonificación, aunque no necesariamente en
toda su extensión. Estos estudios están limitados al lugar del proyecto y suministran
información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas y otros
fenómenos naturales por las condiciones locales. Su objetivo principal es
determinar los parámetros de diseño.
No se considerarán parámetros de diseño inferiores a los indicados en esta
Norma.
Tabla Nº2
Parámetros del Suelo
Tipo Descripción Tp (s) S
S1 Roca o suelos muy rígidos 0,4 1,0
S2 Suelos intermedios 0,6 1,2
S3
Suelos flexibles o con
estratos de gran espesor
0,9 1,4
S4 Condiciones excepcionales * *
ART. 7 FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA
Espectro de diseño
(Alva + Meneses)
• Comparación con
el de 1977.
• Corrección en
2003.
C = U max
UGmax









T
T
C
p
5,2 ; C ≤ 2,5
Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la
respuesta estructural respecto de la aceleración en el suelo.
FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA
FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA
ART. 8 ASPECTOS GENERALES
 Para estructuras regulares, el análisis podrá hacerse considerando que el total de la fuerza
sísmica actúa independientemente en dos direcciones ortogonales.
 Para estructuras irregulares deberá suponerse que la acción sísmica ocurre en la dirección
que resulte más desfavorable para el diseño de cada elemento o componente en estudio.
 Se considera que la fuerza sísmica vertical actúa en los elementos simultáneamente con la
fuerza sísmica horizontal y en el sentido más desfavorable para el análisis.
 No es necesario considerar simultáneamente los efectos de sismo y viento.
 Cuando sobre un sólo elemento de la estructura, muro o pórtico, actúa una fuerza de 30 % o
más del total de la fuerza cortante horizontal en cualquier entrepiso, dicho elemento deberá
diseñarse para el 125 % de dicha fuerza.
PROPUESTA
Para la elaboración de modelos de análisis de estructuras nuevas, se deberá considerar
secciones brutas sin incluir reducciones por agrietamiento.
ART. 9 CONCEPCION ESTRUCTURAL SISMORRESISTENTE
El comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se observan
las siguientes condiciones:
 Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces.
 Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.
 Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.
 Resistencia adecuada.
 Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación.
 Ductilidad.
 Deformación limitada.
 Inclusión de líneas sucesivas de resistencia.
 Consideración de las condiciones locales.
 Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.
ART. 10 CATEGORÍA DE LAS ESTRUCTURAS
Tabla N° 3
CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES
CATEGORÍA DESCRIPCIÓN FACTOR U
A
Edificaciones
Esenciales
Edificaciones esenciales cuya función no
debería interrumpirse inmediatamente
después que ocurra un sismo, como
hospitales, centrales de comunicaciones,
cuarteles de bomberos y policía,
subestaciones eléctricas, reservorios de
agua. Centros educativos y edificaciones que
puedan servir de refugio después de un
desastre.
También se incluyen edificaciones cuyo
colapso puede representar un riesgo
adicional, como grandes hornos, depósitos de
materiales inflamables o tóxicos.
1,5
B
Edificaciones
Importantes
Edificaciones donde se reúnen gran cantidad
de personas como teatros, estadios, centros
comerciales, establecimientos penitenciarios,
o que guardan patrimonios valiosos como
museos, bibliotecas y archivos especiales.
También se considerarán depósitos de granos
y otros almacenes importantes para el
abastecimiento
1,3
C
Edificaciones
Comunes
Edificaciones comunes, cuya falla ocasionaría
pérdidas de cuantía intermedia como
viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes,
depósitos e instalaciones industriales cuya
falla no acarree ligros adicionales de
incendios, fugas de contaminantes, etc.
1,0
D
Edificaciones
Menores
Edificaciones cuyas fallas causan pérdidas de
menor cuantía y normalmente la probabilidad
de causar víctimas es baja, como cercos de
menos de 1,50m de altura, depósitos
temporales, queñas viviendas temporales y
construcciones similares.
(*)
Art. 11 CONFIGURACION ESTRUCTURAL
a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen
discontinuidades significativas horizontales o
verticales en su configuración resistente a cargas
laterales.
b. Estructuras Irregulares. Se definen como
estructuras irregulares aquellas que presentan una
o más de las características indicadas en la Tabla
N°4 o Tabla N° 5.
Art. 11 CONFIGURACION ESTRUCTURAL
Tabla N° 4
IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA
Irregularidades de Rigidez – Piso blando
En cada dirección la suma de las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales
resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85 % de la correspondiente
suma para el entrepiso superior, o es menor que 90 % del promedio para los 3 pisos superiores.
No es aplicable en sótanos. Para pisos de altura diferente multiplicar los valores anteriores por
(hi/hd) donde hd es altura diferente de piso y hi es la altura típica de piso.
Irregularidad de Masa
Se considera que existe irregularidad de masa, cuando la masa de un piso es mayor que el 150%
de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas
Irregularidad Geométrica Vertical
La dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la
correspondiente dimensión en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en sótanos.
Discontinuidad en los Sistemas Resistentes.
Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientación, como por un
desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento.
Art. 11 CONFIGURACION ESTRUCTURAL
Tabla N° 5
IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA
Irregularidad Torsional
Se considerará sólo en edificios con diafragmas rígidos en los que el desplazamiento
promedio de algún entrepiso exceda del 50% del máximo admisible indicado en la Tabla N°8
del Artículo 15 (15.1).
En cualquiera de las direcciones de análisis, el desplazamiento relativo máximo entre dos
pisos consecutivos, en un extremo del edificio, es mayor que 1,3 veces el promedio de este
desplazamiento relativo máximo con el desplazamiento relativo que simultáneamente se
obtiene en el extremo opuesto.
Esquinas Entrantes
La configuración en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes,
cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20 % de la correspondiente
dimensión total en planta.
Discontinuidad del Diafragma
Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo áreas abiertas
mayores a 50% del área bruta del diafragma.
11. norma e.030 diseño sismorresistente
11. norma e.030 diseño sismorresistente
ART. 12 SISTEMAS ESTRUCTURALES
Tabla N° 6
SISTEMAS ESTRUCTURALES
Sistema Estructural
Coeficiente de Reducción, R
Para estructuras regulares (*)
(**)
Acero
Pórticos dúctiles con uniones resistentes a
momentos.
Otras estructuras de acero:
Arriostres Excéntricos.
Arriostres en Cruz.
9,5
6,5
6,0
Concreto Armado
Pórticos(1).
Dual(2).
De muros estructurales (3).
Muros de ductilidad limitada (4).
8
7
6
4
Albañilería Armada o Confinada (5). 3
Madera (Por esfuerzos admisibles) 7
ART. 12 SISTEMAS ESTRUCTURALES
1. Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los
requisitos de la NTE E.060 Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos deberán
diseñarse para resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su rigidez.
2. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales. Los pórticos
deberán ser diseñados para tomar por lo menos 25% del cortante en la base. Los muros estructurales serán
diseñados para las fuerzas obtenidas del análisis según Artículo 16 (16.2)
3. Sistema en el que la resistencia sísmica está dada predominantemente por muros estructurales sobre los
que actúa por lo menos el 80% del cortante en la base.
4. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de ductilidad limitada.
5. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R será 6
(*) Estos coeficientes se aplicarán únicamente a estructuras en las que los elementos verticales y horizontales
permitan la disipación de la energía manteniendo la estabilidad de la estructura. No se aplican a estructuras
tipo péndulo invertido.
(**) Para estructuras irregulares, los valores de R deben ser tomados como ¾ de los anotados en la Tabla.
Para construcciones de tierra referirse a la NTE E.080 Adobe. Este tipo de construcciones no se recomienda en
suelos S3, ni se permite en suelos S4.
ART. 13 CATEGORÍA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y
REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES
Tabla N° 7
CATEGORÍA Y ESTRUCTURA DE LAS EDIFICACIONES
Categoría de la
Edificación.
Regularidad
Estructural
Zona Sistema Estructural
A (*) (**) Regular
3
Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada
o Confinada, Sistema Dual
2 y 1
Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada
o Confinada , Sistema Dual, Madera
B
Regular o
Irregular
3 y 2
Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada
o Confinada, Sistema Dual, Madera
1 Cualquier sistema.
C
Regular o
Irregular
3, 2 y 1 Cualquier sistema.
(*) Para lograr los objetivos indicados en la Tabla N°3, la edificación será especialmente
estructurada para resistir sismos severos.
(**) Para pequeñas construcciones rurales, como escuelas y postas médicas, se podrá usar
materiales tradicionales siguiendo las recomendaciones de las normas correspondientes
a dichos materiales.
ART. 14 PROCEDIMIENTOS DE ANALISIS
 Cualquier estructura puede ser diseñada usando los
resultados de los análisis dinámicos referidos en el
Artículo 18.
 Las estructuras clasificadas como regulares según el
artículo 10 de no más de 45 m de altura y las
estructuras de muros portantes albañilería armada
o confinada de no más de 15 m de altura, aún
cuando sean irregulares, podrán analizarse mediante
el procedimiento de fuerzas estáticas equivalentes
del Artículo 17.
ART. 15 DESPLAZAMIENTOS LATERALES
Tabla N° 8
LÍMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO
Estos límites no son aplicables a naves industriales
Material Predominante ( i / hei )
Concreto Armado 0,007
Acero 0,010
Albañilería 0,005
Madera 0,010
JUNTA DE SEPARACION SISMICA
 500h004,03s  (h y s en centímetros)
 La distancia mínima de separación entre edificios adyacentes
no será menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos
máximos de los bloques adyacentes ni menor que:
s > 3 cm
Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural
hasta el nivel considerado para evaluar S.
El Edificio se retirará de los límites de propiedad adyacentes a
otros lotes edificables, o con edificaciones, distancias no menores
que 2/3 del desplazamiento máximo calculado según Artículo 16
(16.4) ni menores que s/2 si la edificación existente cuenta con
una junta sísmica reglamentaria, caso contrario deberá retirarse
una distancia mínima s de la estructura vecina.
JUNTA DE SEPARACION SISMICA
ESTABILIDAD DEL EDIFICIO
 Los efectos de segundo orden (P-Delta) deberán ser considerados
cuando produzcan un incremento de más del 10 % en las fuerzas
internas.
Para estimar la importancia de los efectos de segundo orden,
podrá usarse para cada nivel el siguiente cociente como índice de
estabilidad:
Los efectos de segundo orden deberán ser tomados en cuenta
cuando Q  0,1
PROPUESTA DE FÓRMULA:
CAPÍTULO 4 ANÁLISIS DE EDIFICIOS EDIFICIOS
Modelos para el Análisis de Edificios
El modelo para el análisis deberá
considerar una distribución espacial de
masas y rigidez que sean adecuadas
para calcular los aspectos más
significativos del comportamiento
dinámico de la estructura.
Para edificios en los que se pueda
razonablemente suponer que los
sistemas de piso funcionan como
diafragmas rígidos, se podrá usar un
modelo con masas concentradas y
tres grados de libertad por diafragma,
asociados a dos componentes
ortogonales de traslación horizontal y
una rotación.
Peso de la Edificación
El peso (P), se calculará adicionando a la carga permanente y total de la
Edificación un porcentaje de la carga viva o sobrecarga que se
determinará de la siguiente manera:
a. En edificaciones de las categorías A y B, se tomará el 50% de la carga
viva.
b. En edificaciones de la categoría C, se tomará el 25% de la carga viva.
c. En depósitos, el 80% del peso total que es posible almacenar.
d. En azoteas y techos en general se tomará el 25% de la carga viva.
e. En estructuras de tanques, silos y estructuras similares se considerará
el 100% de la carga que puede contener.
Desplazamientos Laterales
Los desplazamientos laterales se calcularán
multiplicando por 0,75R los resultados obtenidos
del análisis lineal y elástico con las
solicitaciones sísmicas reducidas. Para el
cálculo de los desplazamientos laterales no se
considerarán los valores mínimos de C/R
indicados en el Artículo 17 (17.3) ni el cortante
mínimo en la base especificado en el Artículo 18
(18.2 d).
Artículo 17 Análisis Estático
Artículo 18 Análisis Dinámico
Criterios de Combinación
Alternativamente, la respuesta máxima podrá estimarse mediante la
combinación cuadrática completa de los valores calculados para cada
modo.
En cada dirección se considerarán aquellos modos de vibración cuya
suma de masas efectivas sea por lo menos el 90% de la masa de la
estructura, pero deberá tomarse en cuenta por lo menos los tres
primeros modos predominantes en la dirección de análisis.
Fuerza Cortante Mínima en la Base
Para cada una de las direcciones consideradas en
el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio
no podrá ser menor que el 80 % del valor calculado
según el Artículo 17 (17.3) para estructuras
regulares, ni menor que el 90 % para estructuras
irregulares.
Si fuera necesario incrementar el cortante para
cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar
proporcionalmente todos los otros resultados
obtenidos, excepto los desplazamientos.
Análisis Tiempo - Historia
El análisis tiempo historia se podrá realizar
suponiendo comportamiento lineal y elástico y
deberán utilizarse no menos de cinco registros de
aceleraciones horizontales, correspondientes a
sismos reales o artificiales. Estos registros deberán
normalizarse de manera que la aceleración máxima
corresponda al valor máximo esperado en el sitio.
Para edificaciones especialmente importantes el
análisis dinámico tiempo-historia se efectuará
considerando el comportamiento inelástico de los
elementos de la estructura.
CIMENTACIONES
• Compatibilidad de hipótesis de diseño con capacidad
del suelo.
• Exigencia de conexión de zapatas en suelos S3 y S4.
• Para el cálculo de las presiones admisibles sobre el
suelo de cimentación bajo acciones sísmicas, se
emplearán los factores de seguridad mínimos indicados
en la NTE E.050 Suelos y Cimentaciones.
• FS al volteo = 1.5
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
 Se consideran como elementos no-estructurales, aquellos que
estando o no conectados al sistema resistente a fuerzas
horizontales, su aporte a la rigidez del sistema es despreciable.
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
REPARACIÓN DE ESTRUCTURAS
 Defectos estructurales que provocaron la falla deben
ser corregidos para recuperar la capacidad de
resistir un nuevo evento sísmico.
 Se podrá emplear otros criterios y procedimientos
diferentes a los indicados en esta Norma, con la
debida justificación y aprobación de la autoridad
competente.
INSTRUMENTACIÓN
 Se exige la instalación de un registrador Acelerográfico triaxial.
(edificaciones con un área igual o mayor de 10,000 m2.)
PROPUESTA
Artículo 27 Requisitos para Otorgamiento de Licencias de Edificación
La Ubicación Arquitectónica en los planos del proyecto, las
especificaciones técnicas aprobadas por el Instituto Geofísico del Perú y el
dictamen de conformidad por parte del revisor estructural respecto a la
instrumentación de proyectos de edificaciones con áreas iguales o
mayores de 10,000m2, serán requisitos para el otorgamiento de licencias
de edificación, bajo responsabilidad de los funcionarios competentes.
Cortante en la Base:
Método estático
(2003) Fuerza Factorada
COMPARACIÓN ENTRE COEFICIENTES DEL
CORTANTE EN LA BASE
R1997 = Rd1977 x 2.5 veces
CORTE VERSUS DESPLAZAMIENTO
V
K1997
K1977
Mismo nivel de diseño 1977, 1997
COMPARACIÓN ENTRE LOS FACTORES DE
REDUCCIÓN DE LA RESPUESTA
DISTORSIONES ADMISIBLES
Desplazamiento Norma 1977:
Desplazamiento Norma 1997:
Desplazamiento Norma 2003:
FACTORES DE REDUCCIÓN DE LA RESPUESTA
VALORES COMPARATIVOS DEL CORTANTE BASAL
NORMA 1970 1977 1997 2003
T = 0.40 seg. 7.22% P 11.43% P 13.33% P 22.22% P
T = 0.80 seg. 5.73% P 7.27 % P 5.61% P 11.11% P
T = 1.20 seg. 5.00% P 5.33% P 4.00% P 7.41% P
ZONA : LIMA
SUELO : RIGIDO
SISTEMA ESTRUCTURAL: MUROS ESTRUCTURALES
CONFIGURACION ESTRUCTURAL : IRREGULAR
CATEGORIA DE LA EDIFICACION : COMUN
EDIFICACIONES
ESCOLARES
DISEÑADAS CON LA
NORMA DE 1997 Y 2003
SISMO ATICO 2001
Normas 1977 Desplazamientos
admisibles = daño
NORMAS 1997 ESTRUCTURA RÍGIDA.
EXIGENCIA DE REGULARIDAD = SIN DAÑOS
SISMO DE PISCO 2007. NORMA VIGENTE
SISMO DE PISCO 2007
FUTURO
 Esperamos exigir verificación de la
resistencia última.
 Implementar procedimientos tipo
“Diseño por capacidad”.
 Definir dos niveles de diseño.
REGLAMENTACION A CORTO PLAZO
 Disipadores de energía
REGLAMENTACION A CORTO PLAZO
 Aisladores en la base
11. norma e.030 diseño sismorresistente
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  • 1. SEMINARIO DE PROMOCIÓN DE LA NORMATIVIDAD PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EDIFICACIONES SEGURAS NORMA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE M.Sc. Ing. Carlos Córdova Rojas
  • 2. INTRODUCCIÓN UBICACION GLOBAL DEL PERU (CINTURON DE FUEGO) LA COSTA PERUANA SE ENCUENTRAN UBICADA ENTRE LAS PLACAS DE NAZCA Y LA PLACA SUDAMERICANA (ZONA DE SUBDUCCION)
  • 3. ZONA DE SUBDUCCION Las placas tectónicas se desplazan unas respecto a otras con velocidades de 2,5 cm/año
  • 4. SISMICIDAD ZONA DE SUBDUCCION PLACA DE NAZCA 1973 – 2012 CHIMBOTE CAÑETE NAZCA ICA AREQUIPA MOQUEGUA
  • 5. RESEÑA HISTORICA DE LOS ULTIMOS SISMOS EN EL PERU Vista del malecón de Chorrillos (Foto el Comercio) LIMA - CALLAO - 24 de Mayo de 1,940 - Magnitud = 8.2 ° Richter
  • 6. HUACHO - LIMA - 17 de Octubre de 1,966 - Magnitud = 7.5 ° Mw Casona de San Marcos sufre serios daños
  • 7. 100,000 muertos (80,000 muertos + 20,000 desparecidos) HUARAZ – ANCASH - 31 de Mayo de 1,970 - Magnitud = 7.8 ° Mw
  • 8. 2,700 millones de soles en perdidas CAÑETE - LIMA - 03 de Octubre de 1,974 - Magnitud = 7.6 ° Mw
  • 9. NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 ° Mw Palacio Municipal de Nazca 4 muertos - 624 heridos - 4,000 casas se derrumbaron
  • 10. NAZCA - ICA - 12 de Noviembre de 1,996 - Magnitud = 7.7 ° Mw Hubo daños en estructuras importantes de concreto armado Se dañaron 91 escuelas y 100 centros de salud.
  • 11. MOQUEGUA - 23 de Junio de 2001 - Magnitud = 8.4 ° Mw Instantes en que falla la Torre de la catedral de Arequipa Afecto al Sur del Perú (Moquegua, Tacna y Arequipa)
  • 12. MOQUEGUA - 23 de Junio de 2001 - Magnitud = 8.4 ° Mw Luego del sismo vino el Tsunami en la ciudad de Camana
  • 13. PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 ° Mw 431,000 damnificados
  • 14. Colapsa Iglesia del Señor de Luren - ICA PISCO - ICA - 15 de Agosto de 2,007 - Magnitud = 7.9 ° Mw
  • 15. RECIENTES TERREMOTOS EN EL MUNDO VALDIVIA – CHILE, 22 de Mayo 1960 – Magnitud = 9.5° Richter Mayor terremoto registrado en la historia de la humanidad
  • 16. SUMATRA – INDONESIA , 26 de Diciembre 2004 – Magnitud = 9.3° Richter 275,000 muertos – Devastador Tsunami
  • 17. PUERTO PRINCIPE - HAITI 12 de Enero de 2010 – Magnitud = 6.9° Richter 317,000 muertos
  • 18. 500 muertos aprox. - 2,700 millones de dólares en perdidas CONCEPCION – CHILE , 27 de febrero de 2010 – Magnitud = 8.8° Richter
  • 19. JAPON , 11 de Marzo de 2011 – Magnitud = 9° Richter Devastador Tsunami - 10,000 muertos y millones de $ en perdidas
  • 20. ¿Qué tan grande será el próximo terremoto? ¿Cual es el riesgo sísmico de una edificación?
  • 21. RIESGO SISMICO: PELIGRO SISMICO x VULNERABILIDAD x VALOR RIESGO SISMICO: Se define como el grado de perdida, destrucción o daño esperado debido a la ocurrencia de un determinado sismo. PELIGRO SISMICO: Se define como la probabilidad de que ocurra un sismo potencialmente desastroso durante cierto periodo de tiempo en un sitio dado. El Perú se encuentra en la zona sísmica más activa del mundo, en el llamado "Cinturón de Fuego del Pacífico". La placa de Nazca se mueve aproximadamente 10 cm por año contra la placa sudamericana que se mueve 4 cm por año en sentido contrario, lo cual genera una gran acumulación de energía, liberándose en forma de actividad sísmica. VULNERABILIDAD SISMICA: Es una propiedad intrínseca de la estructura, una característica de su comportamiento, que puede entenderse como predisposición intrínseca de un elemento o grupo d elementos expuesto a ser afectado o ser susceptible a sufrir daño, ante la ocurrencia de un evento sísmico determinado.
  • 22. ANTECEDENTES DE LA INGENIERÍA SISMORRESISTENTE  1963: ACI introduce el Diseño a la Rotura.  1964: Primer proyecto de Norma Peruana, basada en la de SEAOC (Structural Engineers Association of California).  1970: Primera Norma Peruana de nivel nacional.  1977: Segunda Norma Peruana.  1997: Tercera Norma Peruana.  2003: Actualización de la Tercera Norma Peruana  Los códigos actualmente introducen la ductilidad (con otros factores) en la estimación de las fuerzas sísmicas  Diseño límite usado en Nueva Zelandia y Japón.
  • 23. 1970, PARA LA DETERMINACION DE LA FUERZA SISMICA LATERAL SE UTILIZABA LA SIGUIENTE EXPRESION: H = U K C P Mapa de Regionalización Sísmica 1970 H = Fuerza sísmica lateral. U = Coeficiente sísmico según la regionalización y uso de la Edificación. K = Tipo de estructura (sistema estructural) C = Factor del % de carga permanente mas carga viva (función del periodo de la estructura) P = Peso de la edificación No existía factor de amplificación de la fuerza y se indicaba que el profesional autor del proyecto determinaría el aumento de los coeficientes sísmicos que se pudiera requerir según la naturaleza del terreno.
  • 24. 1977, SE INCORPORA LA NORMA BASICA DE DISEÑO AL REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCIONES, LA QUE REEMPLAZA A LA NORMA ANTERIOR Mapa de Zonificación Sísmica 1977 H = Fuerza cortante sísmica basal Z = Factor debido a la zona U = Factor debido al uso de la edificación S = Factor debido al tipo de suelo C = Coeficiente sísmico. P = Peso de la edificación
  • 25. 1997, TERCERA NORMA PERUANA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE NTE E.030 Mapa de Zonificación Sísmica 1997 DEBIDO AL SISMO DE 1996 OCURRIDO EN NAZCA, SE OBSERVARON SERIOS DAÑOS PRESENTADOS EN LOS COLEGIOS INFES. EN ESE SISMO SE COMPROBO QUE LAS DEFORMACIONES LATERALES DE LAS EDIFICACIONES ERAN MAYORES QUE LOS RESULTADOS QUE SE OBTENIAN CON LOS COEFICIENTES DE LA NORMA SISMICA DE 1977, POR LO QUE SE DECIDE CAMBIAR LA NORMA. EL NIVEL DE FUERZAS NO DEBERIA CAMBIARSE, SI NO EL CALCULO DE LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES DE ENTREPISO (ESTRUCTURAS MAS RIGIDAS). SE HACE UNA NUEVA NORMA, MANTENIENDO EL NIVEL DE FUERZAS, PERO OBTENIENDOSE DESPLAZAMIENTOS 2.5 VECES MAYORES QUE LOS OBTENIDOS CON LA ANTIGUA NORMA. PARA ESTO SE CAMBIAN LOS COEFICIENTES DE LA EXPRESION GENERAL (H = ZUSC / R), CAMBIANDO LOS VALORES DE R, AHORA MULTIPLICADOS POR 2.5.
  • 26. 2003, ACTUALIZACION DE LA TERCERA NORMA PERUANA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE Mapa de Zonificación Sísmica 1997 DEBIDO AL SISMO DEL 2001 OCURRIDO EN MOQUEGUA, AREQUIPA Y TACNA, SE DECIDE HACER ALGUNOS AJUSTES A LA NORMA SISMICA DEL 2003. EN ESTA OPORTUNIDAD SE AMPLIFICAN LAS FUERZAS SIMICAS POR 1.25 DE TAL MANERA DE TENER UN SISMO AMPLIFICADO A CARGAS ULTIMAS, LO QUE IMPLICABA MODIFICAR LOS FACTORES DE REDUCCION SISMICA “R”.
  • 27. OBJETIVOS DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE (1997) 1. Resistir sismos leves sin daño (MM o MSK= VI) 2. Resistir sismos moderados considerando la posibilidad de daños estructurales leves. (MM o MSK= VII y VIII) 3. Resistir sismos severos con posibilidad de daños estructurales importantes, evitando el colapso de la edificación. (MM o MSK=IX)
  • 28. ART. 3 FILOSOFÍA DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE E – 030 La filosofía del diseño sismorresistente consiste en: a. Evitar pérdidas de vidas b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos c. Minimizar los daños a la propiedad. ISO 3010 Bases del diseño sismorresistente 1. Prevenir lesiones a las personas 2. Asegurar la continuidad de los servicios 3. Minimizar el daño a la propiedad
  • 29. PRINCIPIOS DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE (2003) (ISO 3010) a) La estructura no debería colapsar, ni causar graves daños a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio. (estado último) b) La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de límites aceptables. (estado de serviciabilidad )
  • 30. Art. 4 PRESENTACIÓN DEL PROYECTO Los planos del proyecto estructural deberán contener como mínimo la siguiente información: a. Sistema estructural sismorresistente b. Parámetros para definir la fuerza sísmica o el espectro de diseño. c. Desplazamiento máximo del último nivel y el máximo desplazamiento relativo de entrepiso. Para su revisión y aprobación por la autoridad competente, los proyectos de edificaciones con más de 70 m de altura deberán estar respaldados con una memoria de datos y cálculos justificativos.
  • 31. ART. 5 ZONIFICACIÓN SÍSMICA DEL PERÚ • Se adoptó una solución propuesta por el IGP basada en los estudios Neotectónicos. • El número de la zona aproxima el nivel de la aceleración máxima. Tr = 475 años. • Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años. Tabla N°1 FACTORES DE ZONA ZONA Z 3 0,4 2 0,3 1 0,15
  • 32. ART. 6 CONDICIONES LOCALES; MICROZONIFICACIÓN SISMICA Y ESTUDIOS DE SITIO b. Estudios de Sitio Son estudios similares a los de microzonificación, aunque no necesariamente en toda su extensión. Estos estudios están limitados al lugar del proyecto y suministran información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas y otros fenómenos naturales por las condiciones locales. Su objetivo principal es determinar los parámetros de diseño. No se considerarán parámetros de diseño inferiores a los indicados en esta Norma. Tabla Nº2 Parámetros del Suelo Tipo Descripción Tp (s) S S1 Roca o suelos muy rígidos 0,4 1,0 S2 Suelos intermedios 0,6 1,2 S3 Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0,9 1,4 S4 Condiciones excepcionales * *
  • 33. ART. 7 FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA Espectro de diseño (Alva + Meneses) • Comparación con el de 1977. • Corrección en 2003. C = U max UGmax          T T C p 5,2 ; C ≤ 2,5 Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta estructural respecto de la aceleración en el suelo.
  • 36. ART. 8 ASPECTOS GENERALES  Para estructuras regulares, el análisis podrá hacerse considerando que el total de la fuerza sísmica actúa independientemente en dos direcciones ortogonales.  Para estructuras irregulares deberá suponerse que la acción sísmica ocurre en la dirección que resulte más desfavorable para el diseño de cada elemento o componente en estudio.  Se considera que la fuerza sísmica vertical actúa en los elementos simultáneamente con la fuerza sísmica horizontal y en el sentido más desfavorable para el análisis.  No es necesario considerar simultáneamente los efectos de sismo y viento.  Cuando sobre un sólo elemento de la estructura, muro o pórtico, actúa una fuerza de 30 % o más del total de la fuerza cortante horizontal en cualquier entrepiso, dicho elemento deberá diseñarse para el 125 % de dicha fuerza. PROPUESTA Para la elaboración de modelos de análisis de estructuras nuevas, se deberá considerar secciones brutas sin incluir reducciones por agrietamiento.
  • 37. ART. 9 CONCEPCION ESTRUCTURAL SISMORRESISTENTE El comportamiento sísmico de las edificaciones mejora cuando se observan las siguientes condiciones:  Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces.  Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.  Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.  Resistencia adecuada.  Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación.  Ductilidad.  Deformación limitada.  Inclusión de líneas sucesivas de resistencia.  Consideración de las condiciones locales.  Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.
  • 38. ART. 10 CATEGORÍA DE LAS ESTRUCTURAS Tabla N° 3 CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES CATEGORÍA DESCRIPCIÓN FACTOR U A Edificaciones Esenciales Edificaciones esenciales cuya función no debería interrumpirse inmediatamente después que ocurra un sismo, como hospitales, centrales de comunicaciones, cuarteles de bomberos y policía, subestaciones eléctricas, reservorios de agua. Centros educativos y edificaciones que puedan servir de refugio después de un desastre. También se incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, como grandes hornos, depósitos de materiales inflamables o tóxicos. 1,5 B Edificaciones Importantes Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de personas como teatros, estadios, centros comerciales, establecimientos penitenciarios, o que guardan patrimonios valiosos como museos, bibliotecas y archivos especiales. También se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento 1,3 C Edificaciones Comunes Edificaciones comunes, cuya falla ocasionaría pérdidas de cuantía intermedia como viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, depósitos e instalaciones industriales cuya falla no acarree ligros adicionales de incendios, fugas de contaminantes, etc. 1,0 D Edificaciones Menores Edificaciones cuyas fallas causan pérdidas de menor cuantía y normalmente la probabilidad de causar víctimas es baja, como cercos de menos de 1,50m de altura, depósitos temporales, queñas viviendas temporales y construcciones similares. (*)
  • 39. Art. 11 CONFIGURACION ESTRUCTURAL a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuración resistente a cargas laterales. b. Estructuras Irregulares. Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una o más de las características indicadas en la Tabla N°4 o Tabla N° 5.
  • 40. Art. 11 CONFIGURACION ESTRUCTURAL Tabla N° 4 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA Irregularidades de Rigidez – Piso blando En cada dirección la suma de las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85 % de la correspondiente suma para el entrepiso superior, o es menor que 90 % del promedio para los 3 pisos superiores. No es aplicable en sótanos. Para pisos de altura diferente multiplicar los valores anteriores por (hi/hd) donde hd es altura diferente de piso y hi es la altura típica de piso. Irregularidad de Masa Se considera que existe irregularidad de masa, cuando la masa de un piso es mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas Irregularidad Geométrica Vertical La dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la correspondiente dimensión en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en sótanos. Discontinuidad en los Sistemas Resistentes. Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento.
  • 41. Art. 11 CONFIGURACION ESTRUCTURAL Tabla N° 5 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA Irregularidad Torsional Se considerará sólo en edificios con diafragmas rígidos en los que el desplazamiento promedio de algún entrepiso exceda del 50% del máximo admisible indicado en la Tabla N°8 del Artículo 15 (15.1). En cualquiera de las direcciones de análisis, el desplazamiento relativo máximo entre dos pisos consecutivos, en un extremo del edificio, es mayor que 1,3 veces el promedio de este desplazamiento relativo máximo con el desplazamiento relativo que simultáneamente se obtiene en el extremo opuesto. Esquinas Entrantes La configuración en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes, cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20 % de la correspondiente dimensión total en planta. Discontinuidad del Diafragma Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo áreas abiertas mayores a 50% del área bruta del diafragma.
  • 44. ART. 12 SISTEMAS ESTRUCTURALES Tabla N° 6 SISTEMAS ESTRUCTURALES Sistema Estructural Coeficiente de Reducción, R Para estructuras regulares (*) (**) Acero Pórticos dúctiles con uniones resistentes a momentos. Otras estructuras de acero: Arriostres Excéntricos. Arriostres en Cruz. 9,5 6,5 6,0 Concreto Armado Pórticos(1). Dual(2). De muros estructurales (3). Muros de ductilidad limitada (4). 8 7 6 4 Albañilería Armada o Confinada (5). 3 Madera (Por esfuerzos admisibles) 7
  • 45. ART. 12 SISTEMAS ESTRUCTURALES 1. Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la NTE E.060 Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos deberán diseñarse para resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su rigidez. 2. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales. Los pórticos deberán ser diseñados para tomar por lo menos 25% del cortante en la base. Los muros estructurales serán diseñados para las fuerzas obtenidas del análisis según Artículo 16 (16.2) 3. Sistema en el que la resistencia sísmica está dada predominantemente por muros estructurales sobre los que actúa por lo menos el 80% del cortante en la base. 4. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de ductilidad limitada. 5. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R será 6 (*) Estos coeficientes se aplicarán únicamente a estructuras en las que los elementos verticales y horizontales permitan la disipación de la energía manteniendo la estabilidad de la estructura. No se aplican a estructuras tipo péndulo invertido. (**) Para estructuras irregulares, los valores de R deben ser tomados como ¾ de los anotados en la Tabla. Para construcciones de tierra referirse a la NTE E.080 Adobe. Este tipo de construcciones no se recomienda en suelos S3, ni se permite en suelos S4.
  • 46. ART. 13 CATEGORÍA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES Tabla N° 7 CATEGORÍA Y ESTRUCTURA DE LAS EDIFICACIONES Categoría de la Edificación. Regularidad Estructural Zona Sistema Estructural A (*) (**) Regular 3 Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada o Confinada, Sistema Dual 2 y 1 Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada o Confinada , Sistema Dual, Madera B Regular o Irregular 3 y 2 Acero, Muros de Concreto Armado, Albañilería Armada o Confinada, Sistema Dual, Madera 1 Cualquier sistema. C Regular o Irregular 3, 2 y 1 Cualquier sistema. (*) Para lograr los objetivos indicados en la Tabla N°3, la edificación será especialmente estructurada para resistir sismos severos. (**) Para pequeñas construcciones rurales, como escuelas y postas médicas, se podrá usar materiales tradicionales siguiendo las recomendaciones de las normas correspondientes a dichos materiales.
  • 47. ART. 14 PROCEDIMIENTOS DE ANALISIS  Cualquier estructura puede ser diseñada usando los resultados de los análisis dinámicos referidos en el Artículo 18.  Las estructuras clasificadas como regulares según el artículo 10 de no más de 45 m de altura y las estructuras de muros portantes albañilería armada o confinada de no más de 15 m de altura, aún cuando sean irregulares, podrán analizarse mediante el procedimiento de fuerzas estáticas equivalentes del Artículo 17.
  • 48. ART. 15 DESPLAZAMIENTOS LATERALES Tabla N° 8 LÍMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO Estos límites no son aplicables a naves industriales Material Predominante ( i / hei ) Concreto Armado 0,007 Acero 0,010 Albañilería 0,005 Madera 0,010
  • 49. JUNTA DE SEPARACION SISMICA  500h004,03s  (h y s en centímetros)  La distancia mínima de separación entre edificios adyacentes no será menor que los 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos de los bloques adyacentes ni menor que: s > 3 cm Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el nivel considerado para evaluar S. El Edificio se retirará de los límites de propiedad adyacentes a otros lotes edificables, o con edificaciones, distancias no menores que 2/3 del desplazamiento máximo calculado según Artículo 16 (16.4) ni menores que s/2 si la edificación existente cuenta con una junta sísmica reglamentaria, caso contrario deberá retirarse una distancia mínima s de la estructura vecina.
  • 51. ESTABILIDAD DEL EDIFICIO  Los efectos de segundo orden (P-Delta) deberán ser considerados cuando produzcan un incremento de más del 10 % en las fuerzas internas. Para estimar la importancia de los efectos de segundo orden, podrá usarse para cada nivel el siguiente cociente como índice de estabilidad: Los efectos de segundo orden deberán ser tomados en cuenta cuando Q  0,1 PROPUESTA DE FÓRMULA:
  • 52. CAPÍTULO 4 ANÁLISIS DE EDIFICIOS EDIFICIOS
  • 53. Modelos para el Análisis de Edificios El modelo para el análisis deberá considerar una distribución espacial de masas y rigidez que sean adecuadas para calcular los aspectos más significativos del comportamiento dinámico de la estructura. Para edificios en los que se pueda razonablemente suponer que los sistemas de piso funcionan como diafragmas rígidos, se podrá usar un modelo con masas concentradas y tres grados de libertad por diafragma, asociados a dos componentes ortogonales de traslación horizontal y una rotación.
  • 54. Peso de la Edificación El peso (P), se calculará adicionando a la carga permanente y total de la Edificación un porcentaje de la carga viva o sobrecarga que se determinará de la siguiente manera: a. En edificaciones de las categorías A y B, se tomará el 50% de la carga viva. b. En edificaciones de la categoría C, se tomará el 25% de la carga viva. c. En depósitos, el 80% del peso total que es posible almacenar. d. En azoteas y techos en general se tomará el 25% de la carga viva. e. En estructuras de tanques, silos y estructuras similares se considerará el 100% de la carga que puede contener.
  • 55. Desplazamientos Laterales Los desplazamientos laterales se calcularán multiplicando por 0,75R los resultados obtenidos del análisis lineal y elástico con las solicitaciones sísmicas reducidas. Para el cálculo de los desplazamientos laterales no se considerarán los valores mínimos de C/R indicados en el Artículo 17 (17.3) ni el cortante mínimo en la base especificado en el Artículo 18 (18.2 d).
  • 56. Artículo 17 Análisis Estático Artículo 18 Análisis Dinámico Criterios de Combinación Alternativamente, la respuesta máxima podrá estimarse mediante la combinación cuadrática completa de los valores calculados para cada modo. En cada dirección se considerarán aquellos modos de vibración cuya suma de masas efectivas sea por lo menos el 90% de la masa de la estructura, pero deberá tomarse en cuenta por lo menos los tres primeros modos predominantes en la dirección de análisis.
  • 57. Fuerza Cortante Mínima en la Base Para cada una de las direcciones consideradas en el análisis, la fuerza cortante en la base del edificio no podrá ser menor que el 80 % del valor calculado según el Artículo 17 (17.3) para estructuras regulares, ni menor que el 90 % para estructuras irregulares. Si fuera necesario incrementar el cortante para cumplir los mínimos señalados, se deberán escalar proporcionalmente todos los otros resultados obtenidos, excepto los desplazamientos.
  • 58. Análisis Tiempo - Historia El análisis tiempo historia se podrá realizar suponiendo comportamiento lineal y elástico y deberán utilizarse no menos de cinco registros de aceleraciones horizontales, correspondientes a sismos reales o artificiales. Estos registros deberán normalizarse de manera que la aceleración máxima corresponda al valor máximo esperado en el sitio. Para edificaciones especialmente importantes el análisis dinámico tiempo-historia se efectuará considerando el comportamiento inelástico de los elementos de la estructura.
  • 59. CIMENTACIONES • Compatibilidad de hipótesis de diseño con capacidad del suelo. • Exigencia de conexión de zapatas en suelos S3 y S4. • Para el cálculo de las presiones admisibles sobre el suelo de cimentación bajo acciones sísmicas, se emplearán los factores de seguridad mínimos indicados en la NTE E.050 Suelos y Cimentaciones. • FS al volteo = 1.5
  • 60. ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES  Se consideran como elementos no-estructurales, aquellos que estando o no conectados al sistema resistente a fuerzas horizontales, su aporte a la rigidez del sistema es despreciable.
  • 62. REPARACIÓN DE ESTRUCTURAS  Defectos estructurales que provocaron la falla deben ser corregidos para recuperar la capacidad de resistir un nuevo evento sísmico.  Se podrá emplear otros criterios y procedimientos diferentes a los indicados en esta Norma, con la debida justificación y aprobación de la autoridad competente.
  • 63. INSTRUMENTACIÓN  Se exige la instalación de un registrador Acelerográfico triaxial. (edificaciones con un área igual o mayor de 10,000 m2.) PROPUESTA Artículo 27 Requisitos para Otorgamiento de Licencias de Edificación La Ubicación Arquitectónica en los planos del proyecto, las especificaciones técnicas aprobadas por el Instituto Geofísico del Perú y el dictamen de conformidad por parte del revisor estructural respecto a la instrumentación de proyectos de edificaciones con áreas iguales o mayores de 10,000m2, serán requisitos para el otorgamiento de licencias de edificación, bajo responsabilidad de los funcionarios competentes.
  • 64. Cortante en la Base: Método estático (2003) Fuerza Factorada
  • 65. COMPARACIÓN ENTRE COEFICIENTES DEL CORTANTE EN LA BASE R1997 = Rd1977 x 2.5 veces
  • 66. CORTE VERSUS DESPLAZAMIENTO V K1997 K1977 Mismo nivel de diseño 1977, 1997
  • 67. COMPARACIÓN ENTRE LOS FACTORES DE REDUCCIÓN DE LA RESPUESTA
  • 69. Desplazamiento Norma 1977: Desplazamiento Norma 1997: Desplazamiento Norma 2003:
  • 70. FACTORES DE REDUCCIÓN DE LA RESPUESTA
  • 71. VALORES COMPARATIVOS DEL CORTANTE BASAL NORMA 1970 1977 1997 2003 T = 0.40 seg. 7.22% P 11.43% P 13.33% P 22.22% P T = 0.80 seg. 5.73% P 7.27 % P 5.61% P 11.11% P T = 1.20 seg. 5.00% P 5.33% P 4.00% P 7.41% P ZONA : LIMA SUELO : RIGIDO SISTEMA ESTRUCTURAL: MUROS ESTRUCTURALES CONFIGURACION ESTRUCTURAL : IRREGULAR CATEGORIA DE LA EDIFICACION : COMUN
  • 72. EDIFICACIONES ESCOLARES DISEÑADAS CON LA NORMA DE 1997 Y 2003 SISMO ATICO 2001
  • 74. NORMAS 1997 ESTRUCTURA RÍGIDA. EXIGENCIA DE REGULARIDAD = SIN DAÑOS
  • 75. SISMO DE PISCO 2007. NORMA VIGENTE
  • 77. FUTURO  Esperamos exigir verificación de la resistencia última.  Implementar procedimientos tipo “Diseño por capacidad”.  Definir dos niveles de diseño.
  • 78. REGLAMENTACION A CORTO PLAZO  Disipadores de energía
  • 79. REGLAMENTACION A CORTO PLAZO  Aisladores en la base