UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERFACULTAD DE INGENIERIAS

DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES CIVILESINTRODUCCION A LA INGENIERIA CIVIL 1110105 A

TECTONICA GLOBAL Y ORIGEN DE LOS SISMOS

CARLOS H. FLOREZ GONGORA, IC, MSc.

San José de Cúcuta, Octubre 18 de 2012

INTRODUCCION

INTRODUCCION DINAMICA INTERNA DE LA TIERRA

• Estructura interna de la tierra• Conformación actual de la tierra• Tectonica global y origen de los sismos• Características de los sismos• Sismotectonica en América del Sur• Las construcciones civiles y la dinámica

de los sistemas de un grado de libertad• Preguntas para resolver

Creación del sistema solar

Nuestro Sistema Solar

SISTEMA Sol-Tierra

SISTEMA Sol-Luna

Efectos de la fuerza gravitacional en diferentes épocas del año

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

TECTONICA DE PLACAS

• Una placa tectónica es un fragmento de litosfera que se desplaza como una unidad sobre la superficie de la Tierra. Este movimiento se puede producir debido a la existencia de la astenósfera, una capa del manto con comportamiento plástico que está debajo de la litosfera. En sección, una placa tectónica está formada por un nivel superficial de corteza continental, corteza oceánica o ambas y un nivel profundo formado por rocas del manto.

TECTONICA DE PLACAS

TECTONICA DE PLACAS

TECTONICA DE PLACAS

MOVIMIENTO DE LAS PLACAS TECTONICAS

TECTONICA DE PLACAS-FENOMENO DE SUBDUCCION

• La subducción es un proceso de hundimiento de la corteza oceánica, de mayor peso específico, por debajo de la corteza continental, de menor peso específico, debido al choque de ambas placas según la teoría de tectónica de placas

TECTONICA DE PLACAS-FENOMENO DE SUBDUCCION

• El lento movimiento, hacia las capas más profundas de la Tierra, de la placa oceánica provoca un aumento lento de las temperaturas en las rocas del antiguo fondo del mar, hasta más de 1000 grados Celsius y a una profundidad de 100 kilómetros aproximadamente las rocas de la placa oceánica se funden parcialmente. Durante la subducción se observa además un aumento relativo rápido de la presión. La corteza terrestre así derretida asciende nuevamente hacia la superficie en donde ayuda a formar volcanes e islas. La formación de algunos volcanes, montañas, islas y fosas oceánicasestán conectadas con el proceso de subducción, deriva continental y orogénesis

TECTONICA DE PLACAS-FENOMENO DE SUBDUCCION

DINAMICA INTERNA DE LA TIERRA

TECTONICA DE PLACAS-CELDAS DE CONVECCION

FOCO SISMICO EN EL INTERIOR TERRESTRE

TECTONICA DE PLACAS – PROPAGACION DE ONDAS EN EL INTERIOR TERRESTRE

LAS ESTRUCTURAS CIVILES Y LA DINAMICA DE LOS SISTEMAS

DE UN GRADO DE LIBERTAD

Kawagishi-cho apartment buildings, which suffered a remarkable bearing

capacity failure during the Niigata Earthquake 1964

The 1995 Great Hanshin Earthquake (M=6.9),

Lateral spreading caused 1.2-2 meter drop of paved surface and local

flooding, Kobe 1995

Lateral displacement of a quay wall on Port Island, Kobe 1995

Terremoto de Pisco, Perú, 15 de Agosto de 2007

Terremoto de Pisco, Perú, 15 de Agosto de 2007

COLAPSO VIAL, TERREMOTO HAITI, 2010

COLAPSO ESTRUCTURAL EN EDIFICACION. TERREMOTO, HAITI, 2010.

EDIFICACION INSITUCIONAL (ESENCIAL) PALACIO DE GOBIERNO, HAITI, ANTES DEL TERREMOTO.,

2010

EDIFICACION INSITUCIONAL (ESENCIAL) PALACIO DE GOBIERNO, HAITI, ANTES Y DESPUES DEL

TERREMOTO., 2010

COLAPSO ESTRUCTURAL, HAITI 2010

EDIFICACION RELIGIOS (IGLESIA CATOLICA), HAITI, TERREMOTO. 2010

Terremoto de Concepción, Chile. Marzo de 2010.

COLAPSO ESTRUCTURAL

Terremoto de Christchurch (Nueva Zelanda), Febrero 20, 2011

Terremoto de Christchurch (Nueva Zelanda), Febrero 20, 2011

Terremoto de Christchurch (Nueva Zelanda), Febrero 20, 2011

DE QUE SIRVE LA MATRIZ DE RIGIDEZ DEL SISTEMA ESTRUCTURAL? TERROMOTO, INDIA, 2009.

EL PROBLEMA DEL SUBSUELO DE CUCUTA EN SU CAMPO

DINAMICO

Terremoto de Cúcuta, Colombia, 17 de Junio de 1875

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Amenaza SísmicaAmenaza SísmicaAmenaza SísmicaAmenaza Sísmica

Fuente: NSR – 98. Fuente: NSR – 98.

FUENTE SISMOGENETICAS DE CAMPO CERCANO A SAN JOSE DE

CUCUTA

TABLA No 1. PARAMETROS DE SISMICIDAD DE LAS FUENTES CERCANAS A SAN JOSE DE CUCUTA

FUENTE Mo Mu λ β PROFUNDIDA

PROM (KM)

BOCONO 4.0 8.0 0.052 0.770 38

BUC-STA MARTA

NORTE

4.0 6.5 0.105 1.732 29

BUC-STA MARTA

SUR

4.0 6.5 0.264 1.474 39

FRONTAL

CORDILLERA O.

4.0 8.0 1.16 0.988 22

URIBANTE-

CAPARO

4.0 7.0 0.079 0.758 18

Fuente: Adapatada de AIS, 1996

SISMOTECTONICA DEL ORIENTE COLOMBIANO

Mapa de Sismicidad de Colombia. Junio 1993-Abril 2001

SISMOTECTONICA DEL ORIENTE COLOMBIANO

Mapa de sismicidad en Colombia. Norte de Santander. Junio 1993Mapa de sismicidad en Colombia. Norte de Santander. Junio 1993Mapa de sismicidad en Colombia. Norte de Santander. Junio 1993Mapa de sismicidad en Colombia. Norte de Santander. Junio 1993----Abril 2001Abril 2001Abril 2001Abril 2001.

SISMOTECTONICA DEL ORIENTE COLOMBIANO

Mapa de sismicidad en Colombia. Santander del Sur. Junio 1993-Abril 2001.

Fotografía satelital de Cúcuta – Sector Sur. Se obse rvan aluviones cuaternarios, sedimentos terciarios y lineamientos de falla.

Fuente: Alcaldía de San José de Cúcuta - Sarmiento, M. (2004); Señalización de Pedroza R. A. (2006)

PUNTO FOCAL EVENTO SISMICO EN CUCUTA, 31.08.2006

DINAMICA DE LAS CONSTRUCCIONES CIVILES COMO OSCILADORES SIMPLES

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Efectos de SitioEfectos de SitioEfectos de SitioEfectos de Sitio

FuenteFuenteFuenteFuenteSísmicaSísmicaSísmicaSísmica

EfectosEfectosEfectosEfectosde de de de SitioSitioSitioSitio

SedimentosSedimentosSedimentosSedimentos

Roca DuraRoca DuraRoca DuraRoca Dura

Falla Falla Falla Falla GeológicaGeológicaGeológicaGeológica

EL MOVIMIENTO DEL SUELO DEPENDE DE :

Fuente + Trayectoria + Sitio

Fuente: FUNVISIS.

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Geología Regional y LocalGeología Regional y LocalGeología Regional y LocalGeología Regional y Local

Fuente: Ingeominas. Fuente: PBOT San José de Cúcuta.

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Parámetros Dinámicos Parámetros Dinámicos Parámetros Dinámicos Parámetros Dinámicos –––– Perfil 1Perfil 1Perfil 1Perfil 1

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Descripción

Pro

fundid

ad (

m)

ArcillasArenas

GravasAluviales

Roca

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Gmax (MPa)

Pro

fundid

ad (

m)

80 160 240 320 4000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Vs (m/s)

Pro

fundid

ad (

m)

100 200 300 400 500

Fuente: Autores.

0 5 10 15 20 25 30 35-10

-5

0

5

10

15Componente EW

0 5 10 15 20 25 30 35-10

-5

0

5

10Componente V

Ace

lera

ción

(ga

les)

0 5 10 15 20 25 30 35-10

-5

0

5

10Componente NS

Tiempo (s)

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Fuente: Autores.

Acelerograma CorregidoAcelerograma CorregidoAcelerograma CorregidoAcelerograma Corregido

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Espectros de Fourier para Sismos Registrados en Espectros de Fourier para Sismos Registrados en Espectros de Fourier para Sismos Registrados en Espectros de Fourier para Sismos Registrados en San José de CúcutaSan José de CúcutaSan José de CúcutaSan José de Cúcuta

100

101

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4x 10

-3

Frecuencia (Hz)

Am

plitu

d de

Fou

rier

Espectros de Fourier Componente 2 - Perfil 2

100

101

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9x 10

-3

Frecuencia (Hz)

Am

plitu

d de

Fou

rier

Espectros de Fourier Componente 1 - Perfil 2

10-1

100

101

0

1

2

3

4

5

6

7

8x 10

-3

Frecuencia (Hz)

Am

plitu

d de

Fou

rier

Espectros de Fourier Componente 1 - Perfil 1

10-1

100

101

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4x 10

-3

Frecuencia (Hz)

Am

plitu

d de

Fou

rier

Espectros de Fourier Componente 2 - Perfil 1

Fuente: Autores.

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Espectros de Respuesta para Sismos Registrados Espectros de Respuesta para Sismos Registrados Espectros de Respuesta para Sismos Registrados Espectros de Respuesta para Sismos Registrados en San José de Cúcutaen San José de Cúcutaen San José de Cúcutaen San José de Cúcuta

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

Periodo (s)

Ace

lera

ción

(g)

Espectros de Respuesta - Componente 1 - Perfil 1

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

Periodo (s)

Ace

lera

ción

(g)

Espectros de Respuesta - Componente 2 - Perfil 1

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

Periodo (s)

Ace

lera

ción

(g)

Espectros de Respuesta - Componente 1 - Perfil 2

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0.05

Periodo (s)

Ace

lera

ción

(g)

Espectros de Respuesta - Componente 2 - Perfil 2

Fuente: Autores.

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Espectro de la Transformada Wavelet, sismo de Espectro de la Transformada Wavelet, sismo de Espectro de la Transformada Wavelet, sismo de Espectro de la Transformada Wavelet, sismo de El CentroEl CentroEl CentroEl Centro

XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica XX Conferencia Internacional en Ingeniería Sísmica –––– CISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 AñosCISMID 20 Años

Fuente: Autores.

Frecuencias Dominantes, Fuente: Frecuencias Dominantes, Fuente: Frecuencias Dominantes, Fuente: Frecuencias Dominantes, Fuente: Nido de BucaramangaNido de BucaramangaNido de BucaramangaNido de Bucaramanga

DINAMICA DE LAS CONSTRUCCIONES CIVILES COMO OSCILADORES SIMPLES

Fuente: Handbook of CONCRETE ENGINEERING, 1974.

SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD

Burj Dubái

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