DR.  ROBERTO  MELI  PIRALLA    Ha  par2cipado  en  la  elaboración  de  normas  y  reglamentos  de  construcción  en  México  y  otros  países  (par2cularmente  en  los  aspectos  de  seguridad  sísmicas  de  las  construcciones);    es  miembro  de  comités  técnicos  de  ins2tuciones  nacionales  e  internacionales.  Ha  sido  presidente  de  la  Sociedad  Mexicana  de  Ingeniería  Sísmica  y  Vicepresidente  de  la  Asociación  Internacional  de  Ingeniería  Sísmica      Desde  su  fundación  par2cipó  en  el  Centro  Nacional  de  Prevención  de  Desastres,  primero  como  Coordinador  de  Inves2gación  y  después  como  Director  General  de  1995  a  2000.    Tu      Ha  sido  consultor  en  ingeniería  estructural  de  edificios  urbano,  vivienda  de  interés  social,  construcciones  industriales  y  de  infraestructura.      Ha  tenido  una  intensa  ac2vidad  de  inves2gación  y  consultoría  sobre  la  seguridad  estructural  de  los  edificios  históricos.  Entre  otros,  ha  par2cipado  en  el  programa  de  rehabilitación  de  la  Catedral  de  México  y  es  responsable  de  seguridad  estructural  en  el  programa  de  conservación  del  los  edificios  históricos  del  patrimonio  de  la  UNAM.  Es  miembro  de  Consejo  Nacional  de  Monumentos.      Ha  recibido,  entre  otros,    el  Premio  Universidad  Nacional  y  el  Premio  Nacional  de  Ciencias  y  Artes,  ambos  en  el  área  de  desarrollo  tecnológico.  Ganador  por  parte  del  CICM  el  premio  nacional  a  la  ingenieria  2011.  

 A  30  AÑOS  DEL  SISMO  DE  1985  

 AVANCES  EN  EL  CONOCIMIENTO  DEL  PELIGRO  

SÍSMICO  Y  EN  LA  NORMATIVA  

Roberto  Meli  

ESTRUCTURAS Y MATERIALES

Principales  avances  

Mejora  sustancial  del  conocimiento  de:    •  Naturaleza  y  caracterísOcas  del  peligro  sísmico  en  la  ciudad  

de  México  y  del  resto  del  país  

•  Respuesta  estructural  al  movimiento  del  terreno  para  las  condiciones    específicas  del  subsuelo    

 •  Desempeño  sísmico  de  los  principales  sistemas  

estructurales  

•  Métodos  de  análisis  y  diseño  (más  racionales  y  más  refinados)    

Avances  en  el  conocimiento  del  peligro  sísmico  en  la  ciudad  de  México  

•  Sismicidad  en  la  zona  de  subducción    •  Sismicidad  en  la  placa  subducida  •  Atenuación  de  las  ondas  hacia  la  cuenca  de  México  

•  Amplificación  de  las  ondas  en  disOntas  zonas  de  la  ciudad  

AcOvidad  sísmica  en  la  república  mexicana  Subducción  de  placa  de  Cocos.  Sismos  costeros  y  

sismos  de  placa  subducida  

Efectos  de  los  grandes  sismos  costeros  de  subducción  

•  Transmisión  de  ondas  

•  Atenuación  de  las  ondas  

Espectros de peligro uniforme para el basamento (ζ = 5%) calculados para varios periodos de retorno

Eventos de subducción

Eventos de profundidad intermedia

Peligro sísmico

Parte A 7/15

Espectros de peligro uniforme para el basamento. Para sismos costeros y sismos

de profundidad intermedia  

•  33  

Registros  sísmicos  en  disOntos  siOos  de  la  ciudad  de  México  

Movimiento  del  terreno  en  la  ciudad  de  México  

 

Daños  por  sismo  en  la  ciudad  de  México    

Zonas  afectadas  en  1957,  1979  y  1985    

Fallas  por  el  sismo  de  1985  

               Microzonificación  según  NTCDS  2004  En  función  del  período  dominante  del  suelo  (invariante)    

Rango de Ts (s): Mayor de 3.25 s Entre 2.5 y 3.25 s Entre 1.5 y 2.5 s Entre 1.0 y 1.5 s Entre 0.5 y 1.0 s < 0.5 s

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5

T (seg)

Sa (g

al)

Ts=0.5Ts=0.75Ts=1Ts=1.25Ts=1.5Ts=1.75Ts=2Ts=2.25Ts=2.5Ts=3Ts=3.25Ts=4

Espectros  de  Diseño  según  la  norma  actual  (Apéndice-­‐2004)  

Período  dominante  de  vibración  de  siOos  sobre  suelo  blando  

Variación  con  el  Oempo  

•                                 2000                                                                                                      2010  

Movimiento  del  terreno  en  suelo  blando  Variación  con  el  Oempo  

2050   Límite  

Parámetro  “c”  del  espectro  en  función  del  período  del  suelo  

 

Sistema  para  cálculo  de    espectro  de  diseño  

Sistema  de  espectros  Mapa  para  seleccionar  si2o.    Incluye  re^cula  urbana  y  posibilidad  de  hacer  zoom  

Sistema  para  cálculo  de    espectro  de  diseño  7  espectros:    1)  Elás2co  sin  reducir  2)  Diseño,  Q=1  3)  Diseño,  Q=1.5  4)  Diseño,  Q=2  5)  Diseño,  Q=3  6)  Diseño,  Q=4  7)  Peligro  uniforme  

Leyenda  de  colores  

Sistema  para  cálculo  de    espectro  de  diseño  

Selección  de  parámetros  para  el  espectro  de  diseño:  

Propuesta  de  nueva  norma.  Principales  cambios.    

 Criterios  de  diseño:    para  dos  estados  límite  (niveles  de  desempeño)  

Seguridad  contra  el  colapso    Limitación  de  daños  ante  sismos  frecuentes  

En  términos  de:    •  Resistencia  requerida  a  cargas  laterales  •  Distorsión  máxima  admisible  

Diseño  por  seguridad  ante  colapso  •  Espectros  elásOcos    •  Reducción  por  ducOlidad  y  por  sobrerresistencia        Análisis  elásOco  •  Revisión  por  desplazamientos  

)(),(')(TRQTQ

Taan =

QRDD rc = Dc  <Dmax  

Factor  de  Comportamiento  Sísmico  Estructuración   DucOlidad   Condición   Q   Δmax  

Marcos  rígidos  o  marcos  prefabricados  con  emulación  

Alta   Marcos  especiales   4   0.030  

Media   Marcos  intermedios   3   0.020  

Baja   Marcos  ordinarios   2   0.015  

Marcos  prefabricados  convencionales  

Media   Marcos  intermedios   3   0.020  

Baja   Marcos  ordinarios   2   0.015  

Sistema  dual  formado  por  marcos  y  muros  de  concreto  

Alta   Con  muros  de  concreto  especiales   4   0.020  

Media   Con  muros  de  concreto  intermedios   3   0.015  

Baja   Con  muros  de  concreto  ordinarios   2   0.010  

Sistema  con  base  en  muros  estructurales  

Alta   Muros  de  concreto  especiales   4   0.020  

Media   Muros  de  concreto  intermedios   3   0.015  

Baja   Muros  de  concreto  ordinarios   2   0.010  

Sistema  dual  formado  por  marcos  y  muros  acoplados  de  concreto  

Media   Con  muros  y  trabes  de  acoplamiento  intermedios   3   0.015  

Baja   Con  muros  y  trabes  de  acoplamiento  ordinarios   2   0.010  

Corrección  por  irregularidad    

   •  El  factor  de  reducción  (Q’)  definido  en  el  argculo  3.4,  se  mulOplicará  por  0.8  cuando  la  estructura  sea  irregular  según  la  sección  5.2,  y  por  0.7  cuando  la  estructura  sea  fuertemente  irregular  según  la  sección  5.3.  En  ningún  caso  el  factor  Q’  se  tomará  menor  que  uno.  

   

Factor de sobrerresistencia  

El factor de sobrerresistencia, R, debe determinarse con la ecuación siguiente:

R = k1R0 + k2

•  donde  R0  es  el  factor  básico  de  sobrerresistencia  del  sistema  estructural,  el  cual  se  tomará  igual  a:  

•  2  para  sistemas  estructurales  que  cumplen  con  los  requisitos  para  adoptar  un  factor  de  comportamiento  Q  de  3  o  mayor,  según  las  reglas  establecidas  en  el  Capítulo  4;  

•  1.75    para  sistemas  estructurales  a  los  que  se  asigna  Q  menor  que  3.    

Factor  de  sobrerresistencia  (2)  

•  k1  es  un  factor  de  corrección  por  hiperesta2cidad,  que  se  tomará  de  acuerdo  con  lo  siguiente:  

•  0.8  para  sistemas  estructurales  que  tengan  menos  de  tres  crujías  resistentes  a  sismo  en  la  dirección  de  análisis  y  dos  crujías  resistentes  a  sismo  en  la  dirección  normal  a  la  de  análisis;  

•  1.0  para  sistemas  estructurales  que  tengan  tres  o  más  crujías  resistentes  a  sismo  en  las  dos  direcciones  de  análisis;  

•  1.25  para  los  sistemas  estructurales  duales  contemplados  en  las  Tablas  4.1  y  4.2.  

Factor  de  sobrerresistencia  (3)  

k2 es un factor de incremento para estructuras pequeñas y rígidas, el cual debe obtenerse con la siguiente expresión: k2 = 0.5 [1- (T/Ta)1/2] > 0  

Grupo   A:   Edificaciones   cuya   falla   estructural   podría   tener   consecuencias  par2cularmente  graves.  Estas  se  subdividen  en  dos  subgrupos.  

Subgrupo  A1:  Edificaciones  que  reúnan  al  menos  una  de  las  caracterís2cas  siguientes:    

a)  Edificaciones  que  es  necesario  mantener  en  operación  aún  después  de  un  sismo  de  magnitud  importante  b)  Edificaciones  cuya  falla  puede  implicar  un  severo  peligro  para  la  población,  por  contener  can2dades  importantes  de  sustancias  tóxicas  o  explosivas,    

Subgrupo  A2:  Edificaciones  cuya  falla  podría  causar:  

a)  Un  número  elevado  de  pérdidas  de  vidas  humanas  

b)   Una   afectación   a   la   población   par2cularmente   vulnerable,   como:   Escuelas   de  educación  preescolar,  primaria  y  secundaria.  c)  La  pérdida  de  material  de  gran  valor  histórico,  legal  o  cultural  

II.  Grupo  B:  Edificaciones  comunes  des2nadas  a  viviendas,  oficinas  y  locales  comerciales,  hoteles  y  construcciones  comerciales  e  industriales  no  incluidas  en  el  Grupo  A  

Clasificación  de  las  construcciones  por  su  importancia  

 Factor  de  importancia    

  Las   ordenadas   espectrales   que   resultan   de   la  aplicación   de   los   procedimientos   anteriores  son  para  las  estructuras  clasificadas  como  del  grupo  B  en  el  argculo  139  del  Reglamento;  y  habrán  de  mulOplicarse  por  1.5  y  1.3  para  las  estructuras  clasificadas  como  del  grupo  A1  y  A2,  respecOvamente,  en  dicho  argculo    

Métodos  de  análisis  sísmico  

•  Análisis  dinámico  modal  •  Análisis  dinámico  paso  a  paso  

•  Método  está4co  solo  para  estructuras  pequeñas    

•  Método  simplificado  de  análisis  sísmico.  Se  elimina  de  la  norma  de  sismo.  En  la  norma  de  mampostería  queda  solo  como  método  de  verificación    

 

 Zonas  Nueva  versión  

 •   Las    tres  zonas  subsisten  pero  no  se  usan  para  la  determinación  del  espectro  de  diseño  (se  definen  solo  en  la  Norma  de  cimentaciones)  

•  El  mapa  para  obtener  los  parámetros  de  diseño  consOtuye  una  zonificación  en  función  de  la          ordenada  espectral    para  la  meseta  

           

Otros  cambios        Modificaciones  adicionales  en  lo  relaOvo  

a:  §  Torsión  accidental  §  Diseño  de  péndulos  inverOdos  §  Diseño  de  diafragmas  horizontales  §  Diseño  de      apéndices  §  Requisitos  de  regularidad  §  Efectos  de  interacción  suelo-­‐estructura  §  Cortante  basal  mínimo  

Impactos  de  la  nueva  versión  

•  Incremento  en  los  niveles  de  seguridad  lleva  a  aumento  en  costos  (moderado)  

•  Metodología  de  diseño  más  refinada  lleva  a    mayor  complejidad  del  Proceso  (herramientas  de  cómputo  permiten  reducirla)  

•  Necesidad  de  actualización  profesional    •  Reducción  de  la  vulnerabilidad  solo  si  acompañada  de  vigilancia  del  cumplimiento  de  las  norma  (Creación  del  InsOtuto  para  la  Seguridad  de  las  Construcciones  del  DF)  

 

Manual  de  Obras  Civiles  CFE  Zonificación  

Aceleración  máxima  del  terreno