Obras y Proyectos

Limitaciones del parámetro Vs30 para la predicción del movimiento fuerte

Felipe Leyton — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

El parámetro Vs30, esto es, el promedio armónico de las ondas S en los 30 primeros metros de la superficie se ha usado extensivamente para modelar las condiciones locales de un sitio. Pero, diversos estudios han mostrado las deficiencias
que este parámetro posee para predecir efectivamente el movimiento fuerte. En el presente estudio se comparan
estimaciones de peligro sísmico no ergódicas con las mismas hechas considerando Vs30 para mostrar sus limitaciones. Se
observa que, en general, para suelos duros, las estimaciones son parecidas, pero para suelos blandos, se observan grandes
diferencias. Ello se acentúa para suelos con periodos sobre 1 s, considerando periodos de respuesta largos. Estos
resultados reflejan que el parámetro Vs30 no logra capturar de buena manera el comportamiento de suelos con periodos largos.

La base de datos de movimiento fuerte del Centro Sismológico Nacional

Felipe Leyton, Bruno García — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

Desde su creación en 2012, el Centro Sismológico Nacional de la Universidad de Chile ha administrado las redes
sismológicas que monitorean la sismicidad en Chile. Parte de ella, lo componen más de 400 acelerómetros, algunos
de ellos grabando en continuo y otros con gatillo. De esta extensa red, se ha recolectado registros para más de 3000
eventos chilenos. Estos registros presentan una invaluable herramienta para el conocimiento de la sismicidad en Chile
y el comportamiento de los suelos en ciudades y localidades chilenas. En este trabajo se muestran algunas herramientas
para el uso de esta extensa base de datos, junto con algunas características que facilitan su uso. Ello abre una puerta de
acceso a toda la comunidad para que se nutra de estos datos.

Variabilidad de resultados de la exploración geofísica de sitios usando métodos de ondas superficiales

Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

Tras el terremoto del Maule 2010 (Mw 8.8), grandes cambios se produjeron en la normativa sísmica a nivel
nacional. Uno de los aspectos interesantes fue el cambio en la metodología para la clasificación de suelos en la norma
NCh433. En pocas palabras, se pasó del uso de parámetros de resistencia al uso de parámetros dinámicos del suelo,
como el promedio armónico de la velocidad de propagación de ondas de corte en los 30 m superiores del terreno (Vs30)
y el periodo predominante (Tg), que se evalúa incorporarlo. En este estudio, se comparan resultados obtenidos por
4 equipos de trabajo que exploran seis sitios utilizando diversos sensores, geometrías y procedimientos, todos ellos
usando Métodos de Ondas Superficiales (MOS). Se observa que, en general, la estimación de Vs30 y Tg son bastante
robustas, pero se encuentran importantes variaciones en los perfiles de velocidad obtenidos; es por ello que es necesario
contrarestar el resultado con la estratigrafia del sondaje. Estos resultados reflejan las limitaciones y potencialidades
de los MOS para estimar las propiedades dinámicas de sitios.

Modelación computacional de deslizamientos de tierra masivos inducidos por sismos usando el Método del Punto Material

Luis Lemus, Jaime Rodríguez, Vicente Cáceres, Diego Mery — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

Los deslizamientos de tierra representan uno de los riesgos naturales más frecuentes y destructivos en los últimos años. En países altamente sísmicos, la ocurrencia de sismos de gran magnitud es un relevante factor desencadenante en la generación de estos deslizamientos. Bajo este contexto, es de interés para diversas disciplinas de la ingeniería civil, el estudio de estos fenómenos mediante análisis empíricos, métodos analíticos y modelación numérica, que permitan reproducir o predecir estos complejos problemas. Para avanzar en el entendimiento de este tipo de deslizamientos, en este trabajo, se desarrolla una modelación computacional que permita describir la dinámica de un deslizamiento de tierra y/o roca producto de una acción sísmica, utilizando
el Método de Punto Material (MPM). Actualmente, el uso del MPM resulta de gran interés al tratarse de un método numérico desarrollado con la capacidad de modelar grandes deformaciones. Esto a diferencia de los métodos tradicionales, como por ejemplo el Método de los Elementos Finitos (MEF), el cual no logra representar de manera precisa este tipo de problemas debido a que en el proceso se generan errores asociados a distorsión de la malla. En este trabajo, se lleva a cabo una modelación sobre un caso real y documentado, consistente en el deslizamiento masivo ocurrido en la localidad de Daguangbao, China, provocado por el terremoto
de Wenchuan el año 2008. Los resultados obtenidos logran capturar la dinámica del deslizamiento en términos de velocidades, deformaciones y distancia de recorrido según los reportes existentes y otros trabajos de investigación. Las velocidades máximas alcanzadas del deslizamiento, del orden de los 100 km/h, corroboran la categoría catastrófica de este evento.

Estudio experimental en mesa vibradora de una estructura de madera de 3 pisos de entramado ligero con aisladores sísmicos friccionales resilientes a impacto

Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

La construcción de edificios ha contribuido considerablemente en la contaminación ambiental. Por tal motivo, diferentes países han generado políticas públicas enfocadas a reducir la huella de carbono, incentivando el uso de la madera como material en la construcción. Por otra parte, la aislación basal es una tecnología probadamente eficaz de protección sísmica, que se ha implementado principalmente en edificios de concreto y acero, pero uno de los aspectos que más ha limitado su uso a nivel mundial, es el costo de su implementación (aisladores, losa de aislación, muro perimetral de impacto). En este trabajo se presentan los resultados de un estudio experimental en mesa vibradora de una estructura de madera de entramado ligero de 3 pisos a escala 1:2, con aisladores de tipo péndulo friccional resiliente a impacto lateral. Los resultados experimentales obtenidos indicaron que pese a haber sometido la estructura a excitaciones de gran intensidad, incluso con demandas superiores al sismo máximo posible, la superestructura no presentó daño. El uso de estos dispositivos evitaría la necesidad de construir un muro perimetral, ya que tienen la capacidad de absorber en forma controlada los efectos del eventual impacto de los deslizadores contra su propio anillo interno.

Diseño basado en desempeño de estanques de almacenamiento de fluido de pared delgada: una alternativa para cumplir con los requerimientos de la propuesta de norma pr-NCh2369

José Luis Almazán, Nicolás Tapia, José Ignacio Colombo, Sergio Reyes — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

Durante el año 2021 concluyó el plazo de consulta pública del proyecto de modificación de la norma chilena de Diseño Sísmico de Estructuras e Instalaciones Industriales. Este proyecto, denominado pr-NCh2369, reemplazaría próximamente la actualmente vigente NCh2369 (2003). En este artículo se evalúan las implicancias que tendrán estas modificaciones en el análisis y diseño de estanques de pared delgada para el almacenamiento de fluidos. Entre los aspectos más destacables podemos mencionar: (1) se define un espectro elástico de referencia (que no existía en la versión anterior), el cual puede utilizarse para realizar análisis especiales y también para incorporar sistemas de protección sísmica, ya sea disipación de energía o aislamiento sísmico; (2) se
establece que el corte de diseño de la versión anterior es un corte mínimo, por lo tanto, los estanques nuevos con sistema de anclaje convencionales tendrían una demanda de corte basal igual o superior; (3) cuando corresponda, la interacción suelo-fundación-estanque debe incluirse explícitamente en el modelo; y (4) las estructuras susceptibles de falla prematura por pandeo (elástico o elasto-plástico) deben analizarse con el espectro elástico de referencia (R = 1). Con el propósito de facilitar la aplicación de esta propuesta de modificación normativa, se presenta una metodología general basada en criterios de desempeño, que se puede aplicar a estanques anclados y no anclados, como también a estanques con anclajes disipativos, considerando además fundación de tipo circular y anular.

Análisis experimental de conexiones de momento viga-columna de racks de almacenamiento industrial

Marcelo Sanhueza, Nelson Maureira, Rodrigo Valdez — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

Se presentan resultados de ensayos de conexiones de momento viga-columna de racks de almacenamiento. Se realizaron ensayos cuasi-estáticos usando un actuador electromecánico controlado por desplazamiento a conexiones con dos diferentes torques de apriete de pernos. El montaje experimental contempla una columna 1.48 m de largo, rotulada en sus dos extremos, y una viga de largo 1.72 m. El actuador cuenta con una celda de carga de 900 kg de capacidad en su extremo de conexión con la viga y registra la
deformación aplicada mediante un sensor de desplazamiento de recorrido de 300 mm. La viga fue instrumentada con sensores de giro, disponiendo uno justo antes del apoyo, y dos en el perfil L que la conecta con la columna. El forzante corresponde a secuencias de desplazamiento cíclico tipo serrucho con amplitudes crecientes, adaptada del AISC341 (2022) sección K. Los resultados mostraron
que, al incrementar el torque de 54.2 Nm a 108.5 Nm, la rigidez elástica se incrementó en un 45%. Un mayor torque de apriete generó reducción en el pinching y aumento en la energía disipada de la conexión, en comparación al caso con menor torque. En general, las conexiones fueron capaces de resistir rotaciones de hasta 0.07 rad.

Análisis del daño en edificio de hormigón armado en Santiago durante el sismo del 27 de febrero del 2010

Rory Cordero, Gilberto Leiva, Marcial Baeza — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

Un edificio de hormigón armado, de 19 pisos, 2 subterráneos y un piso mecánico, ubicado en Santiago, sufrió importante daño durante el sismo de Chile del 27 de febrero del 2010, destacándose la falla de un muro en el primer subterráneo, que se propagó a través de la sección, con importante pérdida de hormigón y pandeo del refuerzo longitudinal de borde y del alma. En el presente trabajo se ha pretendido obtener una explicación del daño y evaluar la posibilidad de predecir dicho daño a partir de análisis
dinámicos tiempo historia lineal de un modelo 3D del edificio, considerando las tres componentes del registro sísmico. Se observó que un modelo lineal elástico, bajo ciertas condiciones, es capaz de determinar la ubicación más probable de daño, iniciado por la activación de un modo de vibrar asociado a la gran masa traslacional, determinado por el arribo en un tiempo específico de un
pulso de energía de la señal sísmica (obtenido mediante espectrograma) y cuya frecuencia es similar a la de un modo de vibrar fundamental del edificio. Se evalúan los criterios que el modelo debe cumplir para lograr reproducir aproximadamente la ubicación del daño y se analizan ciertos aspectos normativos del diseño.

Evaluación comparativa mediante diseño basado en el desempeño de un edificio estructurado en base a muros

Juan Carlos Vielma-Quintero, Jorge Carvallo, Juan Carlos Vielma — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

El diseño basado en el desempeño ha sido cada vez más utilizado en la práctica debido a mejoras computacionales,
la sofisticación y difusión de métodos de análisis no lineales, y al desarrollo de programas comerciales que facilitan su aplicación. Podemos evaluar el efecto no lineal de eventos sísmicos de gran magnitud en el comportamiento
estructural de un edificio, verificar diseños preliminares con métodos basados en fuerzas, validar regulaciones
de diseño estándar, determinar deformaciones y calcular aceleraciones que pueden traducirse en parámetros de daño
estructural y pérdidas económicas, entre otras funciones. Documentos guía han presentado metodologías para
establecer requisitos, criterios de evaluación y métodos de análisis, cada uno con diferentes objetivos. En este
artículo, se aplica uno de los métodos, conocido como el procedimiento alternativo de ACHISINA, a una estructura
en base a muros diseñada según las normas chilenas actuales. Se aborda la modelización de la estructura
resistente a los terremotos del edificio, la preparación de registros sísmicos y los aspectos que limitan la aplicación
rigurosa del método en un marco de análisis no elástico. Los resultados obtenidos en los respectivos análisis para
evaluar el desempeño estructural se comparan con los criterios de desempeño correspondientes delineados en el
procedimiento de ACHISINA.

Análisis no lineal estático con empuje incremental para la evaluación del nivel de desempeño de una edificación típica habitacional de muros de hormigón armado

Ricardo Aguayo, Juan Carlos Vielma, Jorge Carvallo — Tue, 18 Jun 2024 00:00:00 +0000

El análisis estático no lineal ha sido desarrollado en un edificio de hormigón armado para estudiar el comportamiento a flexo-compresión de los muros de corte y estimar el daño a partir del cumplimiento de estados límites definidos en el documento de Diseño basado en desempeño de ACHISINA. Un modelo refinado de fibra distribuida ha sido incorporado en toda la altura del edificio considerando el comportamiento confinado del hormigón a partir del detallamiento de las secciones estructurales. Un diafragma rígido ha sido considerado en la estructura para modelar el comportamiento de la losa de hormigón armado. El método
N2 ha sido implementado considerando la demanda sísmica en formato aceleración - desplazamiento a partir del espectro
de desplazamiento establecido en el DS61, redactado posteriormente al terremoto Mw = 8.8 del Maule del 2010. Considerando los resultados, se concluye que la estructura obtiene un nivel de desempeño de ocupación inmediata para drifts cercanos al 5‰ en la dirección simétrica Y, mientras que en la dirección asimétrica X se observa una mayor cantidad de daños proporcional a un nivel de seguridad de la vida.