El documento describe el terremoto y tsunami de 2011 en Japón, que causó aproximadamente 20,000 muertes. Incluye información sobre los daños a las estructuras de concreto reforzado y acero debido al sismo y tsunami, así como sobre las pruebas de deformación plástica realizadas a las columnas huecas y conexiones de viga-columna. También resume la historia de los materiales estructurales para columnas en Japón, incluido el cambio del concreto al acero y luego a las secciones huecas prensadas.

1. Diseño Sísmico Estructural con
Columna Hueca de Sección Estructural
de Tamaño Jumbo Formadas al Frio
Abril del 2013 en el Peru
0

2. El terremoto de 2011, frente a la costa
del Pacífico de Tohoku

3. ×
epicentro
Isla Bonin
2
○ 2:46PM
○ Magnitud： 9.0
○ Intensidad Max.: 7 (Miyagi Prefecture)
○ El epicentro del Terremoto：
lat. 38°19′N, Long. 21°18′E
○ Muertes y Perdidos: aprox 20,000
11 de marzo de 2011
2

4. 3
① M9.4 Chile 1960
② M9.2 Alaska 1964
③ M9.1 Indonesia 2004
④ M9.0 Japón 2011
El 4to Terremoto mas Grande desde el 1900
3

5. 14：46 Terremoto
15：25 Llegada del Tsunami
4
Tsunami
4

6. 5
Tsunami
5

7. 6
Daño Sismico – Sub Estructura de Acero
6

8. 7
Daños debidos al Tsunami Estructura RC
7

9. 8
Daños debidos al Tsunami Estructura RC
8

10. 9
A=7.6m
Residencia Estilo “Piloti” con un Marco de Acero
9

11. 10
A=7.6m
Dañado por el Tsunami pero la Estructura de
Acero esta Intacta
10

12. 11Sin Daños a la Columna Caja con Conexión Rígida a los
Vigas del Marco
11

13. 12Sin Daños a la Columna Caja con Conexión Rígida a los
Vigas del Marco
12

14. 13Reconstrucción rápida utilizando la estructura
existente
13

15. 14Reconstrucción rápida utilizando la estructura
existente
14

16. 15Reconstrucción rápida utilizando la estructura
existente
15

17. 16
A=5.6m
Fabrica NSMP Sendai
16

18. 17
Torre de Protección
17

19. 18
A=5.6m
SGT en Fabrica NSMP Sendai
18

20. 19
SGT en JAPÓN
19
Sitio：Osaka
Altura ：10.5 m
Capacidad ：150 personas
Sitio： Shizuoka
Altura ：9.8 m
Capacidad ：200
personas

21. 20Cinturón de Fuego= Zona de Terremotos en las Costas
del Pacifico
20

22. 21Mapa de Riesgo Sísmico Peruano hecha por una Encuesta
Geológica de EE.UU.
21

23. 22
Terremotos en el Perú desde 1900
22
Fecha Epicentro Magnitud Muertes
11/4/1913 Región Apurímac 6.5 253
2/12/1914 Región Ayacucho 6.7 400
5/21/1917 Región Arequipa 6.1 32
5/14/1928 Región Cajamarca, Región Amazonas 7.6 1,928
12/24/1937 Región Pasco 6.8 194
5/24/1940 Región Lima, Región Callao 7.3 562
8/24/1942 Región Ica 7.5 40
1/30/1943 Región Cuzco 6.5 252
11/10/1946 Región Ancash 7.3 2,400
11/1/1947 Región Junín 7.6 1,242
5/21/1950 Región Cuzco 7.0 1,625
12/12/1953 Región Tumbes 7.5
1/15/1958 Región Arequipa 7.0 69
1/13/1960 Región Arequipa 6.2 100
11/20/1960 Norte del Perú 7.8
10/17/1966 Región Lima 6.4 Ca.100
10/1/1969 Región Junín 6.9 635
2/14/1970 Región Huánuco 6.1 14
5/31/1970 35 km (22 millas) al oeste de Chimbote 7.9 100,000
12/9/1970 Región Piura, Región Tumbes 7.5 479
3/20/1972 Región San Martin 6.5 100
10/3/1974 Región Lima 7.2 337
2/16/1979 Región Arequipa 6.8 100
4/6/1986 Región Cuzco 6.1 40
5/29/1990 Región San Martin, Región Amazonas 6.8 300
4/4/1991 Región san Martin, Región Loreto 6.5 100
4/18/1993 Región Lima 6.0 10
2/21/1996 Norte del Perú 7.4 12
11/12/1996 Región Ica, Región Arequipa 6.4 24
6/23/2001 175 km (110 millas) sur-sureste de Puquio 8.4 75
9/25/2005 100 km (60 millas) noreste de Moyobamba 7.5 5
8/15/2007 150 km (93 millas) sur-sureste de Lima 8.0 519
10/28/2011 288 km (178 millas) sur-sureste de Lima 6.9 Proyección Inicial

24. 23
Terremoto en Perú en el 2007 (M8.0)
23
Fecha 15 de agosto de 2007
Hora de Orig. 23:40:57 UTC
Magnitud 8.0 Mw
Profundidad 39 km (24 mi)
Epicentro 13.354°S 76.509°W
Muertes 519 muertes confirmadas, 1,366
lesionados

25. Estructura de Edificios Comerciales en
Japón

26. 25
Estructuras Principales de Edificios en Japón
Estructura Columna Viga
Arriostra
(Pared)
Uso Típico (ejemplo)
En Japón
Acero
Marco
Rígido
HSS Forma de H －
Oficina
Centro Comercial
Estacionamiento
Centro de Distribución
Marco
Riostra
Forma de H Forma de H
Barra en
Angulo
Fabrica
Almacén
HA
Marco
Caja
HA HA HA
Residencias
Escuelas
HospitalesMarco
Rígido
HA HA －
※HA：Hormigón Armado

27. 26
Edificio de Oficinas

28. 27
Centro Comercial

29. 28
Estacionamiento

30. Comportamiento Sísmico

31. 30
A través de la placa del diafragma
Viga-H
HSS
Soldadura
Conexión de Marco Rígido para Columnas a Vigas
Soportes
Fuerza Sísmica Horizontal

32. 31
Diseño Estructural Sísmico en Japón (Concepto)
Si △ＯＡＢ = □ＯＣＤＥ ⇒ Mismo comportamiento sísmico
¿Cual es la mejor combinación de ambos
conceptos?
Ｂ
Ａ
Ｏ
Ｏ
Ｃ Ｄ
Ｅ
Fuerza
Ｏ
Ｃ
Ｂ
Ａ
Ｄ
Ｅ Deformación
Concepto de Diseño Elástico
Concepto de Diseño Plástico
Mas Fuerza
= Estructura mas grande,
= Espacio mas pequeño,
= Carga mas pesada,
= Costo mas alto
Área △ＯＡＢ, □ＯＣＤＥ = capacidad de absorber energía sísmica

33. 32
Diseño Estructural Sísmico en Japón (Código)
Diseño Principal Diseño Secundario
Intensidad asumido
(Aceleración asumidos)
Aprox. ５
（80～100gal）
Aprox. 6
（300～400gal）
Angulo de deflexión entre
los pisos (θ por debajo)
1/200 y menos 1/150～1/100
Situación de Miembro
Estructural
No hubo
deformación
plástica
Energía sísmica será absorbida
por la
Deformación plástica.
(Sin colapso)
La clave es
La capacidad de deformación plástica
del Miembro Estructural y la
Conexión de Columna a Viga
θA

34. 33
Prueba de Deformación Plástica (1)
Columna □300×300×19
（BCR295）

35. -1,000
-500
0
500
1,000
-0.20 -0.10 0.00 0.10 0.20
回転角θ (rad)
曲げモーメントM (kNm)
34
Prueba de Deformación Plástica (2)
(Rad)
Momento(kNm)
Pandeo Local
3,500mm

36. 35Prueba de Deformación para la Conexión de Columnas a
Vigas (1)
Diafragma T=16
（SN490B）
Columna □300×300×19
（BCR295）
Viga 400×200×8×13
（SN400B）

37. -1,500
-1,000
-500
0
500
1,000
1,500
-0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06
層間変形角R(rad)
36Prueba de Deformación para la Conexión de Columnas a
Vigas (2)
(Rad)
Momento(kNm)
Pandeo Local con la Brida de la Viga
4,500mm
3,000mm

38. Historia (Construcción Comercial)

39. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
300,000
1956 1960 1964 1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992
Estructura (%)Area de Construccion (1,000㎡)
Area de Const. (1,000㎡)
Estr. de Acero (%)
Estructura HA (%)
38
1956 ⇒ 1992
Edificio(1,000m2) ： 40,866(100%) ⇒ 246,601(603%)
HA (%) ： 15.9(100%) ⇒ 17.8(112%)
Acero(%) ： 5.4(100%) ⇒ 39.4(723%)
Historia de Construcción: El Inicio y Difusión de las
Estructuras de Acero en Japón
1964:Olympic(Tokyo)
1961:Ventas (Forma-H)
1970:Expo.(Osaka)
HA ⇒ Acero （Forma-H) ⇒ Sección en Caja Soldada ⇒ HSS Prensado o Laminado

40. 39
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
Year
ÁreadeEstr.deAcero（10,000㎡）
0
200
400
600
800
1,000
1,200
Área de Estr. de Acero
Sección Estr. Hueca
HSS（1,000tons）
NSMP inicio Producción
de HSS Tamaño Jumbo
Volumen de Producción de HSS en Japón
Nuevo código de construcción
sísmica
1981Terremoto
Miyagi
Sección en Caja Soldada ⇒ HSS formada por prensa

41. 40Historia de Materiales Estructurales para Columnas en
Japón (Edificio Comercial)
1960s～ 1980s～
Debido a….
Valor Comercial & Comportamiento Sísmico

42. 41¿Porque el cambio de HA→ ACERO en los
1960s ?
HA ACERO
1．Estructura de peso ligero
⇒Constr. de bajo coste
incl. trab. de cementación
2． Producción de fabrica
⇒ Construcción rápida
& de calidad estable
3．Estructura de tamaño pequeño
⇒ Mas espacio efectivo
⇒ Mas ventas
⇒ Mejor ROI (Retorno de la
Inversión)
4．Sitio de Construcción Limpio

43. 42¿ Porque el cambio de la columna en H→ Caja
Soldada en los 1970s?
Columna de Acero
Forma-H Caja soldada
1. Rendimiento sísmico alto
2. Menos peso
①Dimension exterior menor
②Grosor de pared mas delgado

44. 43
Sin eje débil ⇒ Sin estructura de arriostra
(en el caso de conexiones a un Marco Rígido)
Ventajas de las Secciones en Caja vs La forma en
H
Sección en Caja
(Sin eje débil)
Forma H
(Con eje débil)
Forma H HSS
Diseño flexible

45. 44
¿Porque Caja Soldada → HSS en los 1980s～?
Sección en Caja
Caja Soldada HSS 1. Calidad Estable
①Soldadura
②Dimensión = Tolerancia
2. Menos tiempo de fabricación
3. Costo mas bajo de fabricación

46. 45
Modelo de Constr.
Uso: oficina
Numero de pisos：3
Superficie total：2,304m2
8,000 8,000 8,000
24,000
8,000 8,000 8,000 8,000
8,0008,0008,000
32,000
24,000
8,000 8,000 8,000 8,000
32,000
4,000
▽
▽
▽
▽
Ventaja de Estructuras de Acero vs HA
(Estudio de Caso sobre Estructuras Ligeras)

47. 46
Acero HA
Tam. de Col. Tam. Viga Tam. de Col. Tam. Viga
3F □-350x12 H-446x199 □-600x600 □-700x400
2F □-350x12 H-500x200 □-600x600 □-700x400
1F □-350x16 H-600x200 □-600x600 □-700x400
Peso
Total 75% 100%
Term. de
Obra 70% 100%
Espacio
Efectivo 107% 100%
Costo
(Japón) 90% 100%
Como Carga Muerta: 270kg/m2 , Carga Viva : 500 kgf/m2(2,3F) , 200kgf/m2(RF)
Ventaja de Estructuras de Acero vs HA
(Ejemplo en Japón)

48. 500mm
19mm19mm
【HSS】【Caja Soldada】
The cost comparison between HSS
and Welded Box Sections in Japan
La comparación de costos entre el HSS, Secciones de
Caja Soldada y las Vigas en Forma de H en México
47
500mm
550mm
19mm
28mm
【Forma-H】

49. Placa interior del diafragma ×6
【HSS & Caja Soldada】 【Forma-H】
48
Soporte y Refuerzo×6
10.5m
3 Pisos
La comparación de costos entre el HSS, Secciones de
Caja Soldada y las Vigas en Forma de H en México

50. La comparación de costos entre el HSS, Secciones de
Caja Soldada y las Vigas en Forma de H (eje. en México)
49
＊ Los Costos de Materiales incluyen los costos de corte.
HSS
0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000
Caja Soldada
HSS
Forma-H
USD
Material Procesamiento y Soldadura Pruebas Ultrasónicas Trabajo

51. Proceso de Fabricación de HSS

52. 51
Formación por Rollo（1 Juntura）
①Formando
②Soldador de Alta
Frecuencia
③Eliminación de excesos
④Conformando ⑤Corte
⑧Juntando
⑥Revestimiento
⑦Aceitando

53. 52
Formación por Prensa（２ costuras）
①Cortando ②Biselado ③Prensado
④Soldando

54. 53
Rango de Tamaño
150 175 200 250 300 350 400 450 500 550 600 700 800 900 1000
6
9
12
16
19
22 NSM P Range
25
28
32
36 NSM P sister com pany Range
40 (Nippon Steel& Sum ikin C olum n C o.,LTD )
：RollForm ing
：RollForm ing and Press Form ing
：Press Form ing
O utside dim ension (m m )
Wallthickness(mm)

55. Conexión de Columnas y Vigas HSS

56. 55
Línea roja：soldadura
A través del Diafragma
① Vista del Diafragma

57. 56
Interior del Diafragma
Línea roja: soldadura
② Interior del Diafragma

58. 57
Línea roja: soldadura
Exterior del Diafragma
③ Exterior del Diafragma

59. Aplicaciones de HSS en el Mundo
58

60. 59
Almacén

61. 60
Estructura de Bragueros

62. 61
Arriosta

63. 62
Pasaje Elevado Peatonal

64. 63
Puente de Vigas Tubulares

65. 64
Almacén Automatizado

66. 65
Estantería de Tubos

67. 66
Partes de Maquinas

68. Para terminar…
67

69. 68
Enero 1995
Kobe, Japón
M7.3
Marzo 2011
Noreste, Japón
M9.0
Nunca se debe olvidar para las futuras
generaciones

70. 69Nunca se debe olvidar para las futuras
generaciones
Agosto 2007 Perú M8.0

71. High anti-seismic performance (Comportamiento Anti-Sísmica Alto)
Smart design (Diseño inteligente)
Superior cost performance
(Excelente economía de costes)
Gracias por su Atención
Nippon Steel & Sumikin Metal Products Co., Ltd.
http://www.ns-kenzai.co.jp/english/