Zonas de Amenaza Sísmica y Movimientos Sismicos de Diseño en Colombia

Por · Domingo, diciembre 19th, 2010

TITULO A

REQUISITOS GENERALES DE DISEÑO Y CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE

CAPITULO A.2

ZONAS DE AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO

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Movimientos Sísmicos de Diseño

Los movimientos sísmicos de diseño se definen en función de la aceleración pico efectiva, representada por el parámetro Aa y de la velocidad pico efectiva representada por Av, para una probabilidad del 10% de ser excedidos en un lapso de cincuenta años.

Para obtener éstos coeficientes, primero se determina el número de la región en donde está localizada la edificación:

Figura A.2.3-2 Mapa valores Aa NSR10

Figura A.2.3-3 Mapa valores Av NSR10

Los valores de Aa y Av se obtienen de la siguiente tabla, en función del número de la región. Le sigue la tabla de las ciudades capitales de departamentos del país.

Tabla A.2.2-1 Valores Aa y Av NSR10

Tabla A.2.3-2 Valor de Aa y Av NSR10

Zonas de Amenaza Sísmica

La edificación debe localizarse dentro de una de las zonas de amenaza sísmica según el siguiente mapa:

Figura A.2.3-1 Zonas Amenaza Sismica NSR10

Las Zonas de Amenaza Sísmica BAJA es el conjunto de lugares en donde tanto Aa como Av son menores o iguales a 0,10. INTERMEDIA donde Aa o Av, o ambos, son mayores de 0,10 y ninguno de los dos valores excede 0,20 y ALTA donde Aa o Av, o ambos, son mayores de 0,20 tal como se muestra en la siguiente tabla:

Tabla A.2.3-1 Nivel de amenaza Sismica NSR10

Efectos Locales

En esta sección de la NSR10 se dan los tipos de perfil de suelo y los valores de los coeficientes de sitio. El perfil de suelo debe ser determinado por el ingeniero geotecnista a partir de unos datos geotécnicos debidamente sustentados.

No es meta de éste blog profundizar en detalles no prácticos en el ejercicio del análisis y cálculo estructural, sino hacerlo lo más sencillo y real en la práctica profesional.

Para cualquier edificación es necesario el estudio de suelos local, realizado por un geotecnista idóneo, donde dejará registro de la localización del proyecto, características del proyecto, topografía y niveles, sistema estructural y cargas de la futura estructura, exploración del subsuelo, ensayos de laboratorio, análisis del subsuelo, recomendaciones para la cimentación incluyendo tipo y profundidad de la cimentación, caracterización sísmica, parámetros de diseño y recomendaciones constructivas entre otras. Con ésta información se obtiene el TIPO DE PERFIL a usar para obtener los valores de los coeficientes a necesitar.

Coeficiente Fa de amplificación que afecta la aceleración en la zona de períodos cortos, debida a los efectos de sitio

En la siguiente tabla se dan los valores del coeficiente Fa que amplifica las ordenadas del espectro en roca para tener en cuenta los efectos de sitio en el rango de períodos cortos del orden de T0, como muestra en la siguiente figura. Para los valores intermedios de Aa se permite interpolar linealmente entre valores del mismo tipo de perfil.

Tabla A.2.4-3 Valores Fa NSR10

Figura A.2.4-1 Coeficiente Fa NSR10

Coeficiente Fv de amplificación que afecta la aceleración en la zona de períodos intermedios, debida a los efectos de sitio

En la siguiente tabla se dan los valores del coeficiente Fv que amplifica las ordenadas del espectro en roca para tener en cuenta los efectos de sitio en el rango de períodos intermedios del orden de 1 s , como muestra en la siguiente figura. Para los valores intermedios de Av se permite interpolar linealmente entre valores del mismo tipo de perfil.

Tabla A.2.4-4 Coeficiente Fv NSR10

Figura A.2.4-2 Coeficiente Fv NSR10

Coeficiente de Importancia

Primero se debe clasificar la edificación dentro de uno de los siguiente GRUPOS DE USO:

Grupo IV – Edificaciones indispensables Son aquellas edificaciones de atención a la comunidad que deben funcionar durante y después de un sismo y cuya operación no puede ser trasladada rápidamente a un lugar alterno. Se deben incluir:

a)    Hospitales, clínicas y centros de salud.

b)    Aeropuertos, estaciones ferroviarias y de sistemas masivos de transporte, centrales telefónicas, de telecomunicaciones y de radiodifusión.

c)     Refugios para emergencias, centrales de aeronavegación, hangares de aeronaves de servicios de emergencias.

d)    Edificaciones de centrales de operación y control de líneas vitales de energía eléctrica, agua, combustibles, información y transporte de personas y productos.

e)    Edificaciones que contengan agentes explosivos, tóxicos y dañinos para el público.

f)     Deben incluirse las estructuras que alberguen plantas de generación eléctrica de emergencia, los tanques y estructuras que formen parte de sus sistemas contra incendio y los accesos, peatonales y vehiculares de las edificaciones tipificadas en los anteriores numerales.Grupo III – Edificaciones de atención a la comunidadSon aquellas edificaciones y sus accesos, que son indispensables después de un temblor para atender la emergencia y preservar la salud y la seguridad de las personas, exceptuando las incluidas en el Grupo IV.Se deben incluir:

a)    Estaciones de bomberos, defensa civil, policía, cuarteles de las fuerzas armadas y sedes de las oficinas de prevención y atención de desastres.

b)    Garajes de vehículos de emergencia.

c)     Estructuras y equipos de centros de atención de emergencias.

d)    Guarderías, escuelas, colegios, universidades y otros centros de enseñanza.

e)    Aquellas del Grupo II para las que el propietario desee contar con seguridad adicional.

f)     Aquellas otras que la administración municipal, distrital, departamental o nacional designe como tales.Grupo II – Estructuras de ocupación especial Cubre las siguientes estructuras:

a)    Edificaciones en donde se puedan reunir más de 200 personas en un mismo salón.

b)    Graderías al aire libre donde pueda haber más de 2 000 personas a la vez.

c)     Almacenes y centros comerciales con más de 500 m2 por piso.

d)    Edificaciones de hospitales, clínicas y centros de salud, no cubiertas en el Grupo IV.

e)    Edificaciones donde trabajen o residan más de 3 000 personas.

f)     Edificios gubernamentales.Grupo I – Estructuras de ocupación normal Todas las edificaciones cubiertas por el alcance de la NSR10, pero que no se han incluido en los Grupos II, III y IV.

Ahora con el grupo de uso se obtiene el Coeficiente de Importancia, I, el cual modifica el espectro y con ellos las fuerzas de diseño, usando la siguiente tabla:

Tabla A.2.5-1 Coeficiente I NSR10

Espectro de Diseño

Aquí se va a trabajar sólo el espectro de aceleraciones frecuentemente utilizado.

En la siguiente figura se tiene la forma del espectro elástico de aceleraciones, Sa expresada como fracción de la gravedad, para un coeficiente de 5% del amortiguamiento crítico, que se debe utilizar en el diseño y se define por medio de la ecuación y limitaciones dadas a continuación:

Figura A.2.6-1 Espectro elástico de aceleraciones NSR10

Cuando se utilice el análisis dinámico, tal como se define en el Capítulo A.5 de la NSR10, para períodos de vibración diferentes del fundamental, en la dirección en estudio, menores de T0 y el espectro de diseño de acuerdo con la ecuaciones siguientes:

T0 y Sa analisis dinamico NSR10

En la próxima entrada, estaré indagando sobre la creación del espectro elástico para diseño en la ciudad de Bogotá, Colombia; usando la microzonificación sísmica según la reglamentación actual.

Así como también agregaré una sección de NOMENCLATURA, donde podremos encontrar fácilmente con descripción los términos usados en las ecuaciones.

nsr10

Comentarios

Por auro morales atencio El diciembre 19th, 2010 at 9:46 PM

quiero saber como sa hallan los desplamientos, de un edificio para hallar la deriva

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Auro,
Proximamente estaremos indagando sobre éste tema.
Exitos….

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Por Rodrigo Gonzalez Manrique El diciembre 20th, 2010 at 6:53 AM

Hola Davir, espero estes bien, te deseo exitos.
Atm,
Rodrigo Gonzalez

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Rodrigo,
Todo bajo control.
Estamos en contacto, éxitos.

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Por Fernando Tapia V. El diciembre 20th, 2010 at 9:20 AM

Interesante y muy ilustrativo el articulo, gracias por compartir

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Fernando,
Gracias por tu apoyo…
Seguimos en contacto.

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Por Adalberto Charris Caro El diciembre 20th, 2010 at 9:41 AM

Gracias ingeniero, muy pertinente su información.

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Adalberto,
Gracias por tu comentario.

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QUE BUEN MATERIAL ING. ESPERO SIGA COLGANDO MATERIAL SOBRE EL ANALISIS SISMICO Y ALGO RELACIONADO CON EL ANALISIS ESTRUCTURAL RELACIONADO CON LOS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISENO.
GRACIAS NUEVAMENTE

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Fabian,
Gracias por tu comentario.
Claro que sí, proximamente seguiremos en esos temas…
Exitos…

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que bien por sus comentarios muchas gracias

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Rodolfo,
Gracias por tu participación y comentario.
Exitos…

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Por orlando miranda El diciembre 20th, 2010 at 10:38 PM

Solicito,tu ayuda estoy muy preocupado por el avance tenocientifico.
actualmente,los revisores,tecnocientificos,lo esta siendo la curaduria por medio del grupo interdiciplinario.toda la ingenieria esta en manos de ellos,que no estan preparados y existe burocracia.
segun ley 400 de1987.TITULO IV.
REVISION DE LOS DISEÑOS.Articulo 15.dice que los calculos pueden ser revisados por la curaduria segun titulo III.es decir las responsabilidades.y los estan haciendo tecnocientificamente.por consiguiente estan prevaricando.
la ley 400 de 1987.creo la figura de ingeniero Revisor Titulo VI capitulo III.
y creo la figura ingeniero calculista.esto con el fin de generar trabajo para los ingenieros civiles.y las curadurias estan absorviendo y nos estan desplazando en nuestras tareas.y medios de ganar nuestro sustento.hoy en dia nos estan bloqueando.
si le interesa el tema por favor quisiera discutirlo contigo.
orlando miranda un servidor y estoy muy contento con su labor por la ingenieria.

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Por IVAN GUERRERO VELEZ El diciembre 21st, 2010 at 12:28 PM

EXCELENTE ARTICULO. GRACIAS POR LA INFORMACION. ME GUSTARIA QUE PUBLICARA UN PROYECTO PRACTICO PARA APLICAR ESTOS CONCEPTOS.

GRACIAS NUEVAMENTE

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Ivan,
Proximamente ofreceré herramientas en Excel.
Gracias por tu interés…

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Por Juan Carlos El diciembre 27th, 2010 at 8:14 PM

muy interesante conoser sobre las normas sismo resistente , este campo me interesa mucho y espero adelantar estudios enfocados en esta ingenieria , me despido y que tenga un feliz año 2011 , exitos.

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Jola Juan Carlos,
Gracias por tu comentario.
Felices fiestas….

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Por Julio C Giraldo El enero 10th, 2011 at 8:47 AM

Buenos días
Excelente contenido de información y bueno seria que los funcionarios de las curaduría tomaran consciencia de NO expedir Licencias de Construcción sin antes conocer afondo la importancia de la microzonificación y que examinen los planos cuando sean presentados para expedir la licencia, que sean estrictos y que apliquen con todo rigor.

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Julio,

Gracias por tu comentario….y asi deberia ser, pienso lo mismo…
Exitos…

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Por ARMANDO VILLEGAS MONTAÑA El enero 21st, 2011 at 8:36 PM

MIL GRACIAS POR LA INFORMACIÓN.

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Ing. DaviR Bonilla Dice:

Hola Armando,

Gracias a ti por consultarla.
Exitos…

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Por JOSE B ACOSTA El enero 27th, 2011 at 9:45 PM

ME GUSTARIA TENER EJEMPLOS DE CALCULO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO Y DE ESTRUCTURAS METALICAS CON NSR 10

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Por ELKIN SILVA El abril 27th, 2011 at 1:14 PM

Buenas tardes Ing.
Solicito como debo codificar los valores o parametros de diseño calculados para Bogota en excel para que me arroje la grafica correspondiente.

Gracias.

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Por Carlos B El mayo 27th, 2011 at 4:39 PM

Excelente el aporte suyo a la ingenieria. He consultado varios rticulos en sus paginas y me parecen muy pertinentes a mis necesidades. Gracias

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Por JOSE ACOSTA El octubre 6th, 2011 at 7:31 AM

DESEO OBTENER EJEMPLOS DE MEMORIAS DE CALCULO CON NSR 10

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