INTRODUCCION A LA INGENIERIA CIVIL
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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)
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.
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
PREGUNTAS PARA RESOLVERPROBLEMAS