Construcciones antisísmicas

Vivimos en un mundo donde predomina la curiosidad y el deseo de un desarrollo que revolucione nuestro contexto en general, lo que nos ciega ante nuestro propio avance que ya no está solo al alcance de la imaginación, se ha vuelto una realidad que se presenta de tal forma facilitándonos la vida y asiendo a esta más confortable. Es momento de comenzar a tomar en cuenta el auténtico esfuerzo del hombre por subsistir, no demos por desapercibidos aquellos verdaderos logros a los que hemos llegado en cuanto a las herramientas para este único fin, dejemos a un lado los posibles descubrimientos y vayámonos a las reales invenciones, ahí es donde nos percataremos de lo realmente magnifico que puede ser el pensamiento humano, hasta donde alcanza la creatividad del individuo por encontrar el bienestar que tanto desea obtener, es tiempo de apreciar aquellas maravillosas obras que no podríamos apreciar sin saber lo que nos desean transmitir, valorar lo que nos brindan, puesto a que no solo se trata de una simple infraestructura, sino más bien es como ya te habrás percatado audaz lector, nos referimos a un admirable ejemplo de cuán grande llega a ser la Ingeniería Civil y los métodos de construcción que de esta se derivan, entenderemos que el hombre no es el único que debe mantenerse de pie, es hora de conocer las imponentes construcciones antisísmicas.

Resumen

El texto trata en general de las construcciones antisísmicas, menciona algunos detalles para comprender mejor el porqué de las construcciones, toca puntos relacionados con el tema como lo son "sismos" y la manera en que afectan a las construcciones, mencionaremos algunos de los muchos beneficios que nos brindan este tipo de construcciones, haremos un ligero análisis en cuanto a sus características, la manera y/u observaciones a tomar en cuenta para su construcción, así mismo, también conoceremos algunos de los materiales principales que se deben incluir en toda obra antisísmica, también conoceremos ciertos aspectos de estos. Comprenderemos porque el uso de estas tecnologías y sabremos de situaciones en las cuales han actuado y como ha sido el resultado de dicha participación.

Sismos

Definición del concepto sismo según la Real Academia Española: terremoto o sacudida de la tierra producida por causas internas
-Definición general de un sismo: Se denomina sismo o terremoto a las sacudidas o movimientos bruscos del terreno producidos en la corteza terrestre como consecuencia de la liberación repentina de energía en el interior de la Tierra o a la tectónica de placas. Esta energía se transmite a la superficie en forma de ondas sísmicas que se propagan en todas las direcciones. El punto en que se origina el terremoto se llama foco o hipocentro; este punto se puede situar a un máximo de unos 700 km hacia el interior terrestre. El epicentro es el punto de la superficie terrestre más próximo al foco del terremoto.
-Orígenes de un sismo: Suelen producirse al final de un ciclo denominado ciclo sísmico, que es el período de tiempo durante el cual se acumula deformación en el interior de la Tierra que más tarde se liberará repentinamente. Dicha liberación se corresponde con el terremoto, tras el cual, la deformación comienza a acumularse nuevamente.
Tipos de sismos:
-Volcánicos: directamente relacionados con las erupciones volcánicas. Son de poca intensidad y dejan de percibirse a cierta distancia del volcán.
-Tectónicos: originados por ajustes en la litosfera. El hipocentro suele encontrarse localizado a 10 o 25 kilómetros de profundidad, aunque algunos casos se llegan a detectar profundidades de hasta 70 kilómetros y también pueden ser más superficiales.
-Batisismos: su origen no está del todo claro, caracterizándose porque el hipocentro se encuentra localizado a enormes profundidades (300 a 700 kilómetros), fuera ya de los límites de la litosfera. Se pueden deber a transiciones críticas de fase en las que materiales que seducen se transforman bruscamente, al alcanzarse cierto valor de presión, en otros más compactos.

¿Cómo afecta un sismo a una edificación?

Un sismo no daña a las edificaciones por impacto como lo haría un equipo de demolición, básicamente lo daña la fuerza de la inercia que se genera a partir de la vibración de la masa del edificio. La forma y dimensiones del edificio así como su masa, afectan al edificio.
El peso de los edificios es lo que produce el colapso, ante un sismo los edificios caen verticalmente, es poco común que caigan hacia los lados. Las fuerzas laterales tienden a doblar y quebrar las columnas y muros, la acción de la gravedad sobre la debilitada estructura produce el colapso.
La forma de los edificios también puede influir en la respuesta de estos ante un sismo, una edificación es un conjunto de partes unidas entre sí, cada una está sujeta a "esfuerzos" horizontales y verticales por estar unidas con el resto de la estructura.
En cada edificio el movimiento del suelo afecta d diferente forma, la altura influirá con la fuerza a la que estará sometida la edificación. La proporción es una de las características más importante para cada edificio, para los edificios altos la altura por la esbeltez se verá limitado a 4 por 1.
Los edificios demasiado esbeltos al estar sujetos a la fuerza de un sismo tienden a caer de lado, presentan varias complicaciones al evaluar las fuerzas a las que estarán sujetas las columnas encontradas en el perímetro del edificio.

Construcciones antisísmicas

Introducción

Vivimos en un mundo donde predomina la curiosidad y el deseo de un desarrollo que revolucione nuestro contexto en general, lo que nos ciega ante nuestro propio avance que ya no está solo al alcance de la imaginación, se ha vuelto una realidad que se presenta de tal forma facilitándonos la vida y asiendo a esta más confortable. Es momento de comenzar a tomar en cuenta el auténtico esfuerzo del hombre por subsistir, no demos por desapercibidos aquellos verdaderos logros a los que hemos llegado en cuanto a las herramientas para este único fin, dejemos a un lado los posibles descubrimientos y vayámonos a las reales invenciones, ahí es donde nos percataremos de lo realmente magnifico que puede ser el pensamiento humano, hasta donde alcanza la creatividad del individuo por encontrar el bienestar que tanto desea obtener, es tiempo de apreciar aquellas maravillosas obras que no podríamos apreciar sin saber lo que nos desean transmitir, valorar lo que nos brindan, puesto a que no solo se trata de una simple infraestructura, sino más bien es como ya te habrás percatado audaz lector, nos referimos a un admirable ejemplo de cuán grande llega a ser la Ingeniería Civil y los métodos de construcción que de esta se derivan, entenderemos que el hombre no es el único que debe mantenerse de pie, es hora de conocer las imponentes construcciones antisísmicas.

Resumen

El texto trata en general de las construcciones antisísmicas, menciona algunos detalles para comprender mejor el porqué de las construcciones, toca puntos relacionados con el tema como lo son "sismos" y la manera en que afectan a las construcciones, mencionaremos algunos de los muchos beneficios que nos brindan este tipo de construcciones, haremos un ligero análisis en cuanto a sus características, la manera y/u observaciones a tomar en cuenta para su construcción, así mismo, también conoceremos algunos de los materiales principales que se deben incluir en toda obra antisísmica, también conoceremos ciertos aspectos de estos. Comprenderemos porque el uso de estas tecnologías y sabremos de situaciones en las cuales han actuado y como ha sido el resultado de dicha participación.

Sismos

Definición del concepto sismo según la Real Academia Española: terremoto o sacudida de la tierra producida por causas internas
-Definición general de un sismo: Se denomina sismo o terremoto a las sacudidas o movimientos bruscos del terreno producidos en la corteza terrestre como consecuencia de la liberación repentina de energía en el interior de la Tierra o a la tectónica de placas. Esta energía se transmite a la superficie en forma de ondas sísmicas que se propagan en todas las direcciones. El punto en que se origina el terremoto se llama foco o hipocentro; este punto se puede situar a un máximo de unos 700 km hacia el interior terrestre. El epicentro es el punto de la superficie terrestre más próximo al foco del terremoto.
-Orígenes de un sismo: Suelen producirse al final de un ciclo denominado ciclo sísmico, que es el período de tiempo durante el cual se acumula deformación en el interior de la Tierra que más tarde se liberará repentinamente. Dicha liberación se corresponde con el terremoto, tras el cual, la deformación comienza a acumularse nuevamente.
Tipos de sismos:
-Volcánicos: directamente relacionados con las erupciones volcánicas. Son de poca intensidad y dejan de percibirse a cierta distancia del volcán.
-Tectónicos: originados por ajustes en la litosfera. El hipocentro suele encontrarse localizado a 10 o 25 kilómetros de profundidad, aunque algunos casos se llegan a detectar profundidades de hasta 70 kilómetros y también pueden ser más superficiales.
-Batisismos: su origen no está del todo claro, caracterizándose porque el hipocentro se encuentra localizado a enormes profundidades (300 a 700 kilómetros), fuera ya de los límites de la litosfera. Se pueden deber a transiciones críticas de fase en las que materiales que seducen se transforman bruscamente, al alcanzarse cierto valor de presión, en otros más compactos.

¿Cómo afecta un sismo a una edificación?

Un sismo no daña a las edificaciones por impacto como lo haría un equipo de demolición, básicamente lo daña la fuerza de la inercia que se genera a partir de la vibración de la masa del edificio. La forma y dimensiones del edificio así como su masa, afectan al edificio.
El peso de los edificios es lo que produce el colapso, ante un sismo los edificios caen verticalmente, es poco común que caigan hacia los lados. Las fuerzas laterales tienden a doblar y quebrar las columnas y muros, la acción de la gravedad sobre la debilitada estructura produce el colapso.
La forma de los edificios también puede influir en la respuesta de estos ante un sismo, una edificación es un conjunto de partes unidas entre sí, cada una está sujeta a "esfuerzos" horizontales y verticales por estar unidas con el resto de la estructura.
En cada edificio el movimiento del suelo afecta d diferente forma, la altura influirá con la fuerza a la que estará sometida la edificación. La proporción es una de las características más importante para cada edificio, para los edificios altos la altura por la esbeltez se verá limitado a 4 por 1.
Los edificios demasiado esbeltos al estar sujetos a la fuerza de un sismo tienden a caer de lado, presentan varias complicaciones al evaluar las fuerzas a las que estarán sujetas las columnas encontradas en el perímetro del edificio.

¿Qué es una construcción antisísmica?

La construcción y estructuras antisísmicas son aquellas que nos va a admitir soportar movimientos telúricos con mucha mayor superioridad de resistencia, para lo cual, los ingenieros encomendados a la construcción de la vivienda han tomado en cuenta algunos primordiales detalles para hacerlas más invulnerables a estas circunstancias.
La construcción antisísmica comprende todas las edificaciones e infraestructuras construidas para soportar movimientos sísmicos sin desplomarse.
A través de la ingeniería antisísmica se estudia el diseño sismo resistente para construir un edificio resistente y no rígido, conceptos que se confunden con mucha frecuencia.

Elementos para una construcción antisísmica

Secuencia General de Top Down Construcción

 
Construcción de Tierra de retención Sistema stabalising (ERSS)> Instalar pilotes perforados y caída en el post rey> Construir losa de planta baja con aberturas de acceso como plataforma de trabajo. A partir de aquí, hay 2 sentidos de construcción: hacia abajo a la base (proceso de arriba hacia abajo), y hacia arriba para la construcción superestructura (construcción de abajo hacia arriba convencional).

De arriba hacia abajo Proceso: Construir principales losas hacia abajo piso por piso hasta la losa base (proceso de arriba hacia abajo)> Construir columnas internas y paredes hacia arriba desde la base hasta la losa del suelo (proceso de abajo hacia arriba cuando arriba a abajo la construcción de las principales losas completa)> Cierre las aberturas de acceso .

Construcción de un edificio de 3 sótano. De arriba hacia abajo para las losas del sótano perímetro como puntales a los muros de contención con mensajes rey. Inferior convencional para las estructuras "centrales". Proyecto: Audi Center. Contratista: Lum Chang.

Planta baja como plataforma de trabajo para la construcción de arriba hacia abajo. Proyecto: Estación Vista CCL Buona.

De arriba hacia abajo la construcción de una losa principal. Estación Paseo DTL1 C902. Contratista: Shanghai Tunnel.

Sugiere una traducción mejor

Hackeando concreto superficie para revelar acopladores para pared D. Estación Paseo DTL1 C902.

Google traductor

Aisladores y disipadores sísmicos

Estos sistemas se colocan entre la subestructura y la superestructura de edificios, puentes y también en algunos casos, en la misma superestructura de edificios, y permiten mejorar la respuesta sísmica aumentando los periodos y proporcionando amortiguamiento y absorción de energía adicional, reduciendo sus deformaciones según sea el caso.

Sin embargo, desde el punto de vista estructural, ambos sistema trabajan de forma muy diferente. Veamos las diferencias:

Los aisladores sísmicos consiguen desacoplar la estructura del terreno colocándose estratégicamente en partes especificas de la estructura, los cuales, en un evento sísmico, proveen a la estructura la suficiente flexibilidad para diferenciar la mayor cantidad posible el periodo natural de la estructura con el periodo natural del sismo, evitando que se produzca resonancia, lo cual podría provocar daños severos o el colapso de la estructura.

Es decir, la idea es separar una estructura de los movimientos del suelo mediante la introducción de elementos flexibles entre la estructura y su cimentación. Los aisladores reducen notablemente la rigidez del sistema estructural, haciendo que el periodo fundamental de la estructura aislada sea mucho mayor que el de la misma estructura con base fija. Como una imagen vale mas que mil palabras, os pongo un vídeo donde se puede ver la diferencia entre una estructura sin aislador y otra con aislador. Video

Los disipadores sísmicos tienen como función disipar las acumulaciones de energía asegurándose que otros elementos de la estructuras no sean sobresolicitados, evitando daños a la estructura. Es decir, los disipadores sísmicos ofrecen un incremento de la amortiguación a la estructura.

En el siguiente vídeo podemos ver como se comporta una estructura con y sin disipadores

 

sísmicos: Video

Los japoneses usan estos sistemas en sus edificios con regularidad. En el siguiente vídeo se puede observar como se mueven unos rascacielos de Japón con estos sistemas sísmicos, sin sufrir daños, durante el terremoto de marzo de 2011

TIMELAPSE: El Nuevo Puente Anti Sísmico de San Francisco OAKLAND

Antes de hablar del nuevo puente que está finalizando hablemos primero del antiguo puente.

Está compuesto por un puente colgante de 2.822 m de longitud al Oeste y de un puente en ménsula de 3.101 m al Este.

El puente se compone de dos segmentos principales que se unen en una isla central, la Isla de Yerba Buena a cada orilla. El segmento occidental termina en San Francisco y se compone de dos puentes colgantes con un anclaje central. La parte oriental termina en Oakland. El puente de la Bahía es, con 7.200 metros, la plataforma de acero más larga del mundo y cuenta con 5 carriles para el tráfico en cada sentido.

Los puentes originales fueron diseñados por Ralph Modjeski. El puente de la bahía se abrió al tráfico el 12 de noviembre de 1936, seis meses antes de la apertura del célebre puente de la misma ciudad Golden Gate. Al puesto de peaje en Oakland (destinado al tráfico en dirección Oeste) le siguen un conjunto de señales luminosas para regular el tráfico. Dos carriles dedicados exclusivamente a los autobuses no han de pasar por el peaje ni seguir las señales luminosas. No hay ninguna señal luminosa reguladora del tráfico en dirección Este, sin embargo el número de vías en dirección a San Francisco está estructuralmente limitado, por lo que se han creado protecciones para las horas punta en esa dirección.

El puente está limitado al tráfico de automóviles. No está autorizado el paso de peatones, ciclistas u otros medios de transporte, si bien, los ciclistas pueden atravesar el puente en los camiones de la compañía CalTrans.

En octubre de 2009 un ingeniero descubre un fallo en una de las estructuras metálicas del puente, por lo que se insertó una pieza metálica para aliviar la tensión. Esta solución no fue duradera por lo que se inserta una segunda pieza en octubre de 2009.

Pero se ha sabido desde hace muchos años que el tramo este era probable que se hundiese con un gran terremoto, de ahí la nueva construcción del nuevo puente anti sísmico que tiene prevista su finalización este verano:

En 1996 se sugirió un puente de reemplazo del tramo este en el que costaría unos cientos de millones de dólares más que una adaptación del actual tramo. Tendría una vida útil mucho más larga prevista (tal vez 75 a 100 años en lugar de 30), y requeriría mucho menos mantenimiento. En lugar de adaptar el puente existente, las autoridades decidieron reemplazar todo el tramo este. El diseño propuesto es un viaducto elevado que consiste en columnas de hormigón armado y hormigón prefabricado segmento se extiende como se ve en la ilustración de la derecha. El criterio de diseño fue que el nuevo puente debe sobrevivir a un terremoto de magnitud 8,5 en cualquiera de varias fallas en la región, pero las faltas en particular el cercano San Andreas y Hayward. La estética de la propuesta no fueron bien recibidas por la sociedad civil ni los políticos, que se caracteriza por ser una "autopista en zancos".

La construcción se ha prolongado más allá de una década y los costes se han disparado a más de 6.000millones de dolares, un montón que se ha dicho al respecto pero mantener el puente intacto en un terremoto siempre ha sido la meta de los ingenieros.

Y para cumplir ese objetivo, se valen de un diseño de estructuras flexibles, en el que cualquier daño potencial estaría limitada a elementos específicos y reemplazables, si fuera el caso.

“Queríamos hacer este puente flexible, de modo que cuando el terremoto viene, la flexibilidad del sistema es tal que, básicamente, viaja sobre el terremoto”, dijo el diseñador jefe, Marwan Nader, vicepresidente de la firma de ingeniería TY Lin International.

El diseño incluye una torre de puente colgante de 525 pies de altura, formado por cuatro ejes de acero que debe oscilar en un terremoto de gran intensidad, hasta unos cinco metros en la parte superior. Pero la peor parte de la fuerza sería absorbida por las placas de conexión entre los ejes, llamados enlaces de corte.

Las juntas a lo largo de todo el lapso que hay de 60 pies de deslizamiento de tubos de acero, llamados tubos de rayos de la bisagra, con secciones de sacrificio del acero más débil que debería ayudar a salvar el resto de la estructura que se mueve en un terremoto.

“En el desplazamiento sísmico que anticipamos, habrá daños”, dijo Nader.“Pero el daño es reparable y el puente puede ser útil sin problemas.”

Los vehículos de emergencia y personal, por lo menos, debe ser capaz de utilizar el puente en cuestión de horas de un gran terremoto, después de inspeccionar los equipos de la estructura y hacer arreglos temporales, como la colocación de placas de acero en ciertas articulaciones. Dado que el Área de la Bahía hay dos grandes aeropuertos se espera que esté fuera de servicio después de un desastre, este puente y el puente de Benicia-Martínez, otro período de actividad sísmica seguro a unas 20 millas al noreste, sería “Lifeline” y estas son estructuras con carreteras para prestar auxilio, a la región afectada a partir de una base de la Fuerza Aérea hacia el interior, dijo Bart Ney, un portavoz del Departamento de Transporte de California.

Hay una fuerte probabilidad de un terremoto de gran magnitud en el área de la bahía- una probabilidad de 2-en-3 de magnitud 6,7 o mayor antes de 2036, según la Encuesta Geológica de Estados Unidos y otras instituciones. Pero los mayores movimientos que se esperan que ocurran dentro de 1.500 años.

Via:MOSINGENIERO BLOG

Un proyecto de evacuación de edificios por terremotos y tsunamis

Introducción
Comunidades costeras de poca altitud a lo largo del noroeste del Pacífico están en riesgo de una inundación de tsunami generada por la zona de subducción de Cascadia (CSZ) terremotos. Estas comunidades se desarrollaron mucho antes que los científicos entienden los peligros de tsunamis existentes. Por lo tanto, alrededor de 100.000 personas se encuentran en la zona de riesgo de inundación de tsunami cada día en Oregon. Algunas de estas 100.000 personas se encuentran en la parte alta de peligro de la zona de inundación cercana a los canales oceánicos y fluviales con recorridos largos a tierra elevación segura y más alto. Además, muchas de estas comunidades atraen a los turistas que vienen a visitar las playas del océano, que son áreas de alto riesgo. Las comunidades costeras han estado respondiendo a los riesgos de tsunami mediante el desarrollo de planes de operaciones de emergencia que incluyen el establecimiento de rutas de evacuación y las áreas y programas de extensión educativa.
Se necesitan nuevos mapas de inundación de tsunami para Cannon Beach, Oregon (CB). El uso de mejores datos y métodos científicos (por ejemplo, en Sumatra 2004, Chile 2010, Japón 2011), los nuevos mapas de peligro de tsunami pueden cambiar peligros de riesgo de Cascadia generado tsunamis que los mapas anteriores. El mapa de evacuación CB 2008 muestra gran parte del centro de la ciudad, la escuela primaria, estación de bomberos, estación de policía y el Ayuntamiento en riesgo de tsunamis de origen lejano y locales ( Figuras 1a, 1b y 1c ).Además, los estudios de vulnerabilidad han demostrado que ciertas poblaciones como los visitantes y personas de edad avanzada son también particularmente en riesgo. También debe tenerse en cuenta que la gente va a estar desorientados por el terremoto y que los tiempos de evacuación antes del tsunami llegan rango de 10 a 30 minutos para las pruebas de Cascadia. Un aumento del riesgo de tsunami significa que la playa de Cannon y otras comunidades costeras ya no pueden confiar exclusivamente en la estrategia de evacuación a tierras más altas, sino que debe mirar a los edificios de evacuación de tsunami, las estructuras y muros de contención.


Tsunami Edificios de evacuación (TEBs) pueden ser un elemento importante asegurando que las escuelas, las instalaciones esenciales y los edificios del gobierno son capaces de cumplir con sus fines cotidianos y seguir funcionando después de que el terremoto y el tsunami. Si bien este enfoque no se ha hecho en los Estados Unidos, se ha hecho en Japón (véase la figura 2a ).

El Secreto de las Construcciones Sismoresistentes de Chile

El norte de Chile se remeció el martes pasado con un fuerte terremoto y, sin embargo, la destrucción que produjo en la infraestructura fue bastante menor en relación a su magnitud: 8,2 grados en la escala de Richter.

Las imágenes del palacio presidencial de Haití desplomado después del terremoto de 2012 o, más atrás, de Ciudad de México hecha ruinas en 1985 llevan a preguntarse cómo es posible que en Chile eso no ocurra cuando vive sismos más fuertes. O al menos no en esas proporciones.

La respuesta de los expertos consultados por BBC Mundo es clara: hormigón armado, disipadores de energía y estudios de suelo exigidos por una normativa muy estricta, que con muy pocas excepciones suele cumplirse.

La baja incidencia de la autoconstrucción es un elemento
clave en los pocos derrumbes

En el “país más sísmico del mundo” rara vez se desploma un edificio. En el terremoto del martes murieron seis personas, solo una por aplastamiento.

Y en el fuerte sismo de 2010, en el que perdieron la vida más de 500 personas, la mayoría de las muertes fueron causadas por el tsunami que le siguió.

Chile ha sufrido terremotos tan devastadores que eso, de alguna manera, impacta en la conciencia colectiva en el sentido de que más vale cumplir ciertas normas”

En Alto Hospicio, una de las localidades más afectadas por el sismo del martes, el municipio estima que unas 2.000 viviendas presentan daños estructurales de distinta gravedad. Al menos un 60% son viviendas sociales, cita el diario chileno La Tercera.

“La norma asegura que en Chile las estructuras mantengan una resistencia tal que permitan salvar vidas humanas, pero no obliga a que no sufran daños”, le dice a BBC Mundo el arquitecto Jaime Díaz, profesor de la Universidad de Chile.

El terremoto de 2012 derribó el palacio presidencial de Haití

¿Cómo se hace?

Las normas de construcción son fundamentales. Exigen uso de materiales y estudios que encarecen mucho la construcción, y aun así, como se demuestra sismo tras sismo, parecen respetarse.

“Es impensable construir, por lo menos en zonas urbanas, sin atender al cuerpo normativo legal”, le dice a BBC Mundo el presidente del Colegio de Arquitectos de Chile, Sebastián Gray.

Chile ha sufrido terremotos tan devastadores que eso, de alguna manera, impacta en la conciencia colectiva en el sentido de que más vale cumplir ciertas normas”

“Chile ha sufrido terremotos tan devastadores que también eso, de alguna manera, impacta en la conciencia colectiva en el sentido de que más vale cumplir ciertas normas”, agrega.

Los expertos coinciden en que una clave está en la estructura de hormigón armado y acero, suficientemente flexible y resistente para dejar que el edificio se mueva, se balancee y no se caiga.

El arquitecto Díaz explica que las construcciones modernas, además tienden “a incorporar elementos como los aisladores y los disipadores sísmicos que permiten que el movimiento de la tierra no se transmita al edificio y, si se transmite, que esa energía sea absorbida”.

“En el fondo, el terremoto es una cantidad enorme de energía que se traspasa a las construcciones. Si no tiene modo de ser disipada, termina destruyendo todas las estructuras”, precisa.

Otro elemento crucial es el estudio del suelo para que los cimientos sean los adecuados. “A cada tipo de suelo corresponde un cálculo específico para el tamaño, forma, profundidad y resistencia de las fundaciones”, explica Gray.

“Es un análisis muy especializado que garantiza la estabilidad del edificio”, agrega.

En Arica, en la frontera con Perú, se cayeron algunas viviendas

Iquique

Las normas chilenas prevén tres tipos de terremotos en función de su intensidad.

Para los “moderados”, las construcciones deben estar preparadas para moverse y volver a la posición original sin daños. En los “fuertes”, como el del martes, se aceptan pequeñas fisuras y deformaciones, a lo sumo.

Finalmente está el terremoto “severo”, como el de 2010, el quinto terremoto más fuerte del que se tiene registro, que aunque hará daños de consideración que tal vez no se pueda reparar, no causará un colapso.

En Iquique, más del 70% de los pescadores resultaron afectados

Los peores de los últimos años fueron el del Chillán de 1939 (grado 8,2), que dejó más de 5.000 muertos; el de Valdivia de 1960, con magnitud 9,5, el más potente registrado en la historia y que dejó casi 2.000 muertos; el de Algarrobo de 1985 (7,8) cuyo balance de víctimas fue 180. Y el de 2010, de magnitud 8,8 dejó más de 500 fallecidos.

A la lista hay que añadir el del martes, que se sintió con gran intensidad en la ciudad Iquique, donde la arquitecta Godeliver Arriagada, encargada regional de planificación para el ministerio de Vivienda y Urbanismo, le confirmó a BBC Mundo que “no se desplomó ningún edificio”.

Según Arriagada, después de una revisión preliminar de los daños y antes de las inspecciones en profundidad que requiere el caso, hay algunos edificios con su estructura afectada pero son de construcción anterior a 1985.

“Hay que salir a inspeccionar y ver el resultado, pero diría que el 98% de las construcciones en Iquique están paradas y están bien (…). Lo que hay que ver es el interior, como Alto Hospicio, que no sabemos qué pasó porque la carretera está cortada”.

En Iquique la gran mayoría de los edificios aguantó sin daños

Aprender de cada terremoto

Arriagada explica que la normativa sísmica es revisada constantemente, en especial después de un gran evento. El terremoto de 1985 llevó a publicar una estricta regulación que fue puesta al día y profundizada en 1996, 2009 y también en 2010.

El ingeniero Ricardo Guendelman, experto en análisis sísmico de edificios, explica que tras cada terremoto se estudia lo que no ha funcionado y lo que requiere mejoras.

“Si un edificio se dañó de consideración y al de al lado no le pasó nada, es porque algo falló”, comenta. “Cumple la normativa en el sentido de no haberse caído, pero un perito debe determinar por qué se dañó, si es que estaba mal calculado”.

En concreto, en 2010, “todo lo que mostró algún tipo de falla, se estudió través de juntas de ingenieros, mecánicos del suelo y toda la gente relacionada con la construcción”, afirma Guendelman.

Con todo, los expertos se muestran confiados en que las más modernas construcciones de Chile están preparadas para resistir lo que pueda venir, salvo que se trate de un cataclismo de magnitud superior a 9 y mucha intensidad por la cercanía.

Eso deja a Chile como un país construido a prueba de terremotos y hace preguntarse por qué en todo el mundo no es igual. Para responder, un indicio: es muy caro.

Via:civilgeeks

Resistencia sísmica del suelo-cemento post tensado en construcciones de baja complejidad geométrica

El uso del suelo natural como material de construcción ha sido usado desde tiempos inmemoriales. Las técnicas de construcción con tierra datan hace más de 9000 años. En Turquestán fueron descubiertas viviendas en tierra del período 8000- 6000 a.C. (Pumpelly, 1908). En Asiria fueron encontrados cimientos de tierra apisonada que datan del 5000 a.C. Todas las culturas antiguas utilizaron la tierra no sólo en la construcción de viviendas sino también en fortalezas y obras religiosas (Minke, 2008).
La tierra es el material de construcción con menor huella ecológica y puede manipularse sin una capacitación sofisticada de mano de obra, lo que implica que puede ser aplicada básicamente para la solución de demandas habitacionales.
Sin embargo, a pesar de sus características aislantes, inerciales y resistentes, la tierra presenta limitaciones en su aplicación. Su resistencia mecánica es reducida, vulnerable a la humedad y se erosiona por acción de agentes externos. Con el paso del tiempo ha perdido credibilidad y se ha puesto en tela de juicio sus propiedades mecánicas ante un sismo de gran envergadura. Las construcciones de adobe, a nivel de componentes, presentan problemas estructurales y de estabilidad a consecuencia de la fragilidad en la unión de los bloques y la poca resistencia a los esfuerzos de flexión en el plano del muro. Un claro ejemplo de esto se pudo ver el pasado 27 de Febrero de 2010 con las innumerables construcciones de adobe de la VI y VII Región dañados por el terremoto 8,8 Richter.
En Chile la consecuencia más importante es la exclusión del adobe como sistema constructivo por la Ordenanza. Lo anterior ha llevado a que el adobe tenga un uso limitado en construcciones. Tal como lo menciona Gaete (2010), “la ausencia de criterios o normativas nacionales que regulen las construcciones que consideren la tierra como material predominante y/o estructural limita su uso” (p.1).
En la actualidad se observan cambios constructivos importantes en la arquitectura en tierra. En cuanto al material original, la tierra cruda, ha tenido cambios que alteraron sus propiedades y sus posibilidades tanto materiales como tecnológicas. Mediante la estabilización con productos naturales o industriales, y la compactación, se alteraron aspectos tales como la durabilidad, las resistencias, las terminaciones y los modos constructivos.

Herramienta numérica de análisis para losas de hormigón armado sometidas a aceleraciones verticales sísmicas

Debido a la magnitud momento de 8.8 del terremoto que sacudió la zona centro sur de Chile el 27 de febrero del año 2010, muchas estructuras de hormigón armado sufrieron deformaciones que sobrepasaron el límite elástico de varios de sus elementos estructurales. Deformaciones irreversibles se evidenciaron por medio de la aparición de fisuras, grietas e incluso desprendimiento del hormigón y falla del acero de refuerzo. Esto condujo a la falla de importantes elementos estructurales e incluso el colapso de algunas estructuras (Betanzo 2010). En general las fallas más importantes suceden en muros, vigas y columnas de hormigón armado, en cambio en las losas los daños son menores. Tal vez debido a esto las losas de hormigón armado son menos estudiadas. Sin embargo, las fotos de la Figura 1 muestran ejemplos de daños en losas ocurridas en el terremoto del 27/02/2010. Por lo tanto, también se hace necesario estudiar el comportamiento sísmico de las losas y en particular el efecto de la componente vertical del movimiento, el cual es aún menos estudiado.


El terremoto del 27/02/2010 se caracterizó por presentar altas aceleraciones verticales, alcanzando en algunos registros valores muy similares a las aceleraciones horizontales (Barrientos 2010; Boroschek et al. 2010). Sin embargo, la componente vertical de la aceleración es raramente considerada en el diseño sismorresistente de edificios y menos aún en el diseño sismorresistente de losas de hormigón armado.
Estos valores significativos de aceleración vertical merecen un estudio especial respecto a la respuesta que puedan originar en las superestructuras. Uno de los objetivos de este trabajo apunta a poder contribuir a las recomendaciones dadas por los códigos de diseño sismorresistentes respecto a la componente vertical del terremoto de diseño. Por ejemplo, la norma Chilena NCh 433Of96, la cual rige el diseño sismorresistente de edificios, no considera la componente vertical del terremoto de diseño, ya que solo se indica que las solicitaciones sísmicas relevantes provienen de aceleraciones horizontales.
Ecuación diferencial de placas
La expresión que permite estimar la deformación vertical de una placa y que puede ser usada para calcular la flecha de una losa de hormigón a partir de las propiedades geométricas y resistentes de este material y las cargas aplicadas viene dada por (Timoshenko, 1937; Chakraverty 2009):

La expresión (1) es una ecuación diferencial de cuarto orden que relaciona la flecha w con la carga repartida q y las propiedades del material. Donde w es el desplazamiento vertical o flecha, es la masa por unidad de superficie y q es la carga distribuida sobre la losa. El parámetro representa la rigidez flexural de la placa y su expresión está dada por:

donde E es el módulo de Young o de elasticidad del material, ν es la relación de Poisson y t es el espesor de la losa.
Discretizacion de la losa por medio del MEF
Para resolver (1) se ha utilizado el Método de los Elementos Finitos MEF. Para ello se han escogido dos elementos en particular: el elemento rectangular MZC (Melosh 1963, Zienkievicz y Cheung 1967) y el elemento triangular DKT (Discrete Kirchhoff Triangular, ver Batoz et al. 1980). La diferencia que existe entre estos dos elementos, es que el elemento triangular proporciona más versatilidad geométrica que el elemento rectangular, por ejemplo se pueden realizar mallados con geometrías de losas circulares.
Al discretizar la losa y al aplicar el MEF sobre (1), se obtienen matrices de rigidez y masa, tanto para el elemento MZC como para el elemento DKT. Una vez que han sido calculadas las matrices de rigidez y masa tanto para el elemento MZC como para el elemento DKT, la ecuación que permite encontrar los desplazamientos de la losa es,

La expresión (3) es una ecuación de movimiento para sistemas de múltiples grados de libertad. Esta ecuación matricial de movimiento posee la característica de involucrar las matrices de masa [M], amortiguación [C] y rigidez [K] de la losa. Cabe destacar que los coeficientes que componen la matriz de amortiguación no pueden ser obtenidos explícitamente, debido a esto se incorporan en las ecuaciones de movimiento solo a nivel modal (Paz 1992). También se debe mencionar que (3) es un sistema de ecuaciones acophdo, por lo que para resolverlo se hace necesario desacoplarloa través del Método de Superposición Monal (Paz 1992). Al aplicar el Método de Superposición Modal sobre (3) se obtiene la siguiente ecuación modal de movimiento,

Construcción de Estructuras mas Seguras

En este siglo, los grandes terremotos en los Estados Unidos se han dañado o destruido numerosos edificios, puentes y otras estructuras. Al monitorear cómo las estructuras de responder a los terremotos y la aplicación de los conocimientos adquiridos, los científicos e ingenieros están mejorando la capacidad de las estructuras para sobrevivir un terremoto mayor. Muchas vidas y millones de dólares ya han sido salvadas por esta investigación en curso.

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La Pirámide de Transamerica en San Francisco, construido para resistir terremotos, se tambaleó más de 1 pie, pero no fue dañado en la Loma Prieta 1989, California, terremoto.

El 17 de octubre de 1989, la magnitud 7,1 terremoto de Loma Prieta golpeó las montañas de Santa Cruz, en el centro de California.Sesenta kilómetros de distancia, en el centro de San Francisco, los ocupantes de la Pirámide Transamérica se ponía nervioso como el edificio de oficinas de 49 pisos sacudió durante más de un minuto. US Geological Survey (USGS) instrumentos instalados a principios de año, demostró que la planta superior se tambaleó más de 1 pie de lado a lado. Sin embargo, nadie resultó gravemente herido, y la Pirámide Transamérica no fue dañado. Este famoso hito de San Francisco había sido diseñado para soportar mayores tensiones del terremoto, y que el diseño funcionó como estaba previsto durante el terremoto.

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Los terremotos son un peligro muy extendida en los Estados Unidos. Colores muestran magnitudes de terremotos históricos: rojo, 7 o superior, de color anaranjado, 5,5 a 7, de color amarillo, 4,5 a 5,5. El Servicio Geológico de EE.UU. opera instrumentos en muchas estructuras en las áreas sísmicamente activas se muestran.Estos instrumentos miden cómo las estructuras responden a los temblores.

Diseño y construcción de estructuras de gran tamaño es siempre un reto, y ese reto se complica cuando se construyen en zonas propensas a terremotos. Más de 60 muertos y cerca de $ 6 mil millones en daños a la propiedad como resultado del terremoto de Loma Prieta. Como los científicos terrestres aprender más sobre el movimiento del suelo durante los terremotos y los ingenieros estructurales utilizar esta información para diseñar edificios más fuertes, pérdida de la vida tal y los bienes pueden ser reducidos.

Para diseñar estructuras que puedan resistir terremotos, los ingenieros deben comprender las tensiones causadas por agitación. Para este fin, los científicos e ingenieros Coloque los instrumentos en las estructuras y cercanos en el suelo para medir cómo las estructuras de responder durante un terremoto para el movimiento de la tierra debajo. Cada vez que un fuerte terremoto ocurre, la nueva información recopilada permite a los ingenieros para afinar y mejorar los diseños estructurales y de construcción. En 1984, la magnitud 6,2 Morgan Hill, California, terremoto sacudió el West Valley College campus, a 20 millas de distancia. Instrumentos en el gimnasio de la universidad demostró que el techo era tan flexible que en un terremoto más fuerte o más cerca del edificio podría dañarse seriamente, amenazando la seguridad de los ocupantes. En ese momento, estos diseños de techo flexibles fueron permitidas por el Código de Construcción Uniforme (un conjunto de normas utilizadas en varios países). Muchas instalaciones industriales en todo el país fueron construidas con techos de este tipo.

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Registros sísmicos (parte superior derecha) obtenidos durante el 1984 Cerro Morgan, California, el terremoto dio lugar a una mejora en el Código Uniforme de Construcción (un conjunto de normas utilizadas en varios países).El centro del techo del gimnasio sacudió lateralmente tres a cuatro veces tanto como los bordes. El Código ha sido revisado para reducir la flexibilidad de estos sistemas de techo de gran envergadura y de ese modo mejorar su resistencia sísmica.

Los códigos de construcción ofrecen la primera línea de defensa contra los daños de un terremoto futuro y ayudar a garantizar la seguridad pública. Los registros de suscitar una respuesta a los terremotos, especialmente los de estructuras que fallaron o fueron dañadas, han dado lugar a numerosas revisiones y mejoras en los códigos de construcción. En 1991, como resultado directo de lo que se ha aprendido sobre el techo West Valley College gimnasio, el Código Uniforme de Construcción fue revisado. Ahora se recomienda que los techos sean hechas menos flexible y por lo tanto más capaces de soportar grandes terremotos cercanos.

Científicos de la Tierra comenzó a registrar los terremotos de 1880, pero no fue hasta la década de 1940 que los instrumentos fueron instalados en edificios para medir su respuesta a los terremotos. El número de instrumentos instalados en strucures aumentó en las décadas de 1950 y de 1960. Los primeros datos abundantes sobre la respuesta de las estructuras de vino del devastador de 1971 en San Fernando, California, terremoto, que produjo varios discos docena. Estos registros fueron primitivo para los estándares de hoy. Los primeros registros de instrumentos sofisticados como para medir la torsión de un edificio se obtuvieron durante el 1979 Valle Imperial, California, terremotos.

Hoy en día existen instrumentos instalados en hospitales, puentes, presas, acueductos y otras estructuras a través de las zonas propensas a los terremotos de los Estados Unidos, incluyendo Illinois, Carolina del Sur, Nueva York, Tennessee, Idaho, California, Washington, Alaska y Hawai. Tanto la División de California de Minas y Geología (CDMG) y el USGS operar instrumentos en California.El USGS también opera instrumentos en las otras regiones sísmicamente activas de la nación.

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Científicos del USGS han instalado instrumentos en una variedad de estructuras en los Estados Unidos para controlar su comportamiento durante los terremotos. Los ejemplos que se muestran incluyen una presa, un puente de apoyo a un gran acueducto, un puente de la autopista, y un hospital de veteranos.

La mayoría de las muertes y lesiones causadas por los terremotos son causados ​​por el daño o colapso de edificios y otras estructuras.Estas pérdidas se pueden reducir a través de documentación y comprensión de cómo las estructuras de responder a los terremotos.Obtener conocimiento tal, requiere un compromiso a largo plazo, ya que grandes terremotos devastadores se producen a intervalos irregulares y largos a menudo. Instrumentos de registro debe estar en su lugar y en espera, listo para capturar la respuesta al terremoto próximo siempre que ocurra. La nueva información adquirida por dichos instrumentos a continuación, se puede utilizar para diseñar mejor las estructuras resistentes a los terremotos. De esta manera, los científicos e ingenieros de la tierra ayudan a reducir la pérdida de vidas y bienes en futuros terremotos.

Via USGS

Diseño Sísmico Estructuras de Retención

El diseño sísmico de estructuras de retención es un área de discusión con el activo

desarrollo de la última generación de códigos y por lo tanto el rendimiento de retener las estructuras en el 27 de febrero TH evento fue de gran interés inmediato. Muchos tipos diferentes de retención estructuras, que van desde modernos mecánicamente estabilizada paredes y pilares de puente a mayores estructuras de hormigón cantilever y gravedad fueron sometidas a movimientos de tierra fuerte durante la m evento 8,8. Su desempeño fue uniformemente bueno, si no excelente y no hay problemas significativos se han reportado u observado durante el reconocimiento. Del mismo modo, ningún daño de la pared de sótano

se ha informado de ningún tipo. Los fracasos raras o daños cuando parecen ser debido a

defectos de construcción. El propósito de esta sección del informe es así mostrar ejemplos de varios tipos de estructuras observadas durante el reconocimiento con el fin de proporcionar la documentación de referencia para posibles futuros análisis detallados.

Muros de contención estabilizados mecánicamente – paredes de terraplén de tierra mecánicamente estabilizada,

específicamente muros de tierra reforzada, se han utilizado muy ampliamente en Chile para carretera terraplenes, particularmente para pasos a desnivel y estribos del puente. En el gran Santiago

área metropolitana de allí son numerosos pasos inferiores, pasos a desnivel y rellenos de laderas retenidos con Muros de tierra reforzadas. Su desempeño fue excelente, incluso cuando puentes apoyado por la estribos fallados por deslizar sus asientos como sucedió en varios casos, como se muestra en Figura 12.1. El mismo nivel de rendimiento se ha producido a lo largo de la principal autopista norte-sur,

Ruta 5. Figura 12.2 muestra un pilar de un puente colapsado con tierra reforzada a través de una línea de ferrocarril. En este caso, el terraplén de enfoque al norte de este puente de ferrocarril fallido tenía la mayor

fracaso (ver sección 9.15), sin embargo, los pilares mismos no mostraban signos de

deformación apreciable. En este caso, también es compatible el puente mayor adyacente con múltiples realiza muy bien y no mostraron evidencia de daños.

Figura 12.1. Intersección de Americo Vespucio Norte y la Independencia. Pilar de un puente colapsado. (33 ° 21' 57 \"S, 70 ° 41'17.71\" W)

Del mismo modo, bloque frente pared mecánicamente estabilizada realizada muy bien. Figura 12.3 muestra un bloque frente mecánicamente estabilizada enfoque de puente que perdió la parte superior de hilera de bloques pero de lo contrario se mantuvo intacto.

Figura 12.2. Estribos de puente de tierra reforzadas en un cruce de ferrocarril derrumbado en la ruta 5 norte de Parral

(36.0803 ° S, 71.788 ° W)

Figura 12.3. Bloque frente embakment mecánicamente estabilizada, intersección de Americo Vespucio Norte y

Lo Echevers. (33 ° 22'34.54 \"S, 70 ° 44' 52,83\" W)

Figura 12.4 muestra una fotografía de otro MSE típica estructura de retención. Esta pared, situado al oeste de Chillán, fue aproximadamente de 6 m de altura y no exhibió ningún daño a pesar de inestabilidad de la pendiente superficial en la ladera de relleno de aproximación adyacente.

Figura 12.4 MSE sin daños wingwall en estructura de puente sobre la carretera 152, al oeste de Chillán, a pesar de deslizamiento del talud de relleno adyacente (S36.6588, W72.2776).

Convencionales, gravedad de hormigón y estructuras en voladizo – hormigón convencional gravedad y estructuras de retención del mismo modo se realizan muy bien en muchos lugares diferentes. Figura 12.5 muestra la estructura de una puente en la carretera costera al sur de Coronel,

unos 140 km al sur del epicentro en un área que experimentó sacudida significativa.

La estructura no experimentado ninguna angustia y las estructuras del puente fueron completamente funcionales después el evento.

Figura 12.5. Múltiples estructuras de retención para la carretera paso superior en el extremo sur de estructuras de Coronel (37.0455 ° S,

73.1421 ° W)

Lo más importante, hubo numerosos diques de enfoque de puente que se agitaron con intensidad suficiente para experimentar caída superficial, pero que forman el pilar muros de contención funcionó muy bien y no mostró evidencia de daño. El puente cubiertas por otro lado a menudo fueron compensadas y se astilló los asientos de hormigón o completamente fracturada. Figura 12.5 muestra un tal terraplén de enfoque de puente y pared de Pilar en la ruta 5 norte de Chillán. El tablero del puente tenía andamios temporales apoyo en el otro pilar que estaba cerca de deslizamiento.

Figura 12.6. Desprendimiento superficial sobre un terraplén de enfoque de puente, con la proyección de abotment no evidencia de daño, ruta 5, al norte de Chillán.

Fue un fallo raro de la sección superior de una estructura de retención de hormigón armado observó en San Pedro, unos 110 km al sur del epicentro. La pared (Figura 12.7) fue situado a 3 km del enfoque sur el puente Llacolen (el puente intermedio

en el río Bio Bio conexión de concepción y San Pedro). La pared gruesa de 16 pulgadas fue reforzado verticalmente con barras Nº 3 o Nº 4 en centros de 12 pulgadas (Figura 12.8).

Error en la articulación superior como la parte superior pared derrocó al este aparentemente debido a las fuerzas inerciales. El relleno granular es claramente auto apoyo (Figura 12.9). Figuras

12.9 y 12.10 Mostrar filtraciones de agua detrás de la porción intacta de la pared y la corrosión de el refuerzo horizontal a lo largo de la articulación.

Figura 12.7. Error en concreto reforzado, conservando la estructura en San Pedro.

Figura 12.8. Derribaba parte de proyección de pared gruesa de 16 pulgadas doblado de barras de compresión y rompió la tensión barras.

Figura 12.9. Suelos de relleno granular y evidente detrás de parte fallida de la pared de la filtración de agua.

Figura 12.10. Corrosión del acero de refuerzo horizontal donde entrado agua en la articulación.

Estructuras de contención temporales – estructuras de retención temporales no fueron ampliamente

observado; Sin embargo, aquellos observaron actuaron bien. Figura 12.11 muestra temporal cimbra en Santiago que parece se han construido algunos meses antes de la

terremoto dado el crecimiento vegetativo en la cara de la pared. Los miembros verticales y una hilera de anclajes tieback aparecieron intactas mientras las gravas expuestas entre los miembros verticales experimentó algunos deshilache.

Figura 12.11. Estructura de retención temporal sin daños en Santiago.

Principios de diseño sísmico

INTRODUCCIÓN

La esencia del diseño sísmico éxito es triple. En primer lugar, el equipo de diseño debe tener un enfoque multirriesgo hacia el diseño que tiene en cuenta los posibles efectos de las fuerzas sísmicas, así como todos los riesgos mayores que una zona es vulnerable. En segundo lugar, los requisitos basados ​​en el rendimiento, que puede superar los requisitos mínimos de seguridad de vida de las actuales normas sísmicas, se debe establecer para responder adecuadamente a las amenazas y los riesgos derivados de los peligros naturales en la misión del edificio y de sus ocupantes. En tercer lugar, y tan importante como los otros, porque las fuerzas sísmicas son dinámicos y cada edificio responde de acuerdo a su complejidad de diseño propio, es esencial que el trabajo del equipo de diseño en colaboración y tener un entendimiento común de los términos y métodos utilizados en el proceso de diseño sísmico .

Además, por regla general, los edificios diseñados para resistir los terremotos también debe resistir explosión (terrorismo) o del viento, sufren menos daño. Por ejemplo, ¿el Edificio Federal de Oklahoma diseñadas siguiendo los estándares de diseño sísmico, los daños causados ​​por la explosión habría sido mucho menor (véase el Informe de FEMA BPAT - Publicación 277 ). Para obtener más información, consulte WBDG el diseño de edificios para resistir las amenazas explosivas sección de Protección Sísmica vs Blast.

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DESCRIPCIÓN

Alrededor de la mitad de los estados y territorios en los Estados Unidos-más de 109 millones de personas y empresas-y 4,3 millones de la mayoría de las otras regiones pobladas de la tierra están expuestos a riesgos derivados de los peligros sísmicos. Sólo en los EE.UU., el costo directo promedio de los daños del terremoto se estima en $ 1 mil millones / año, mientras que las pérdidas indirectas de negocios se estima que exceda los $ 2 mil millones / año.

La figura. 1. Sismicidad de los Estados Unidos

A. Origen y Medición de Sismos

Tectónica de placas, la Causa de los terremotos

Los terremotos son el choque agitación, laminados, o repentina de la superficie de la tierra.Básicamente, la corteza terrestre se compone de una serie de "placas" que flotan en el interior, continuamente en movimiento (de 2 a 130 milímetros por año), se extiende desde el centro, hundiéndose en los bordes, y se regenera. La fricción causada por placas que chocan, se extiende, o subducida (se desliza la placa de debajo de la otra) se acumula subraya que, cuando se suelta, provoca un terremoto a irradiar a través de la corteza en un movimiento de onda compleja, produciendo fallo a tierra (en la forma de la superficie de falla [una división en la tierra], deslizamientos de tierra, licuefacción, o hundimiento), o tsunami. Esto, a su vez, puede causar daños menores en cualquier lugar de la devastación total del ambiente construido cerca de donde ocurrió el terremoto.

La figura. 2 Izquierda:. Fallo a tierra, deslizamientos Alaska, 1964 y Derecho: Licuefacción de daños Niigata, Japón 1964

La figura. 3 Izquierda:. Saada Hotel (antes)-Agadir, Marruecos, 1960 y Derecho: Hotel Saada (después) de los temblores de tierra de daños Agadir, Marruecos, 1960

Medición de fuerzas sísmicas

Con el fin de caracterizar o medir el efecto de un terremoto en el suelo (también conocido como el movimiento del suelo), las siguientes definiciones son de uso general:

• La aceleración es la tasa de cambio de velocidad, medida en "g" s a 980 cm / seg ² o 1,00 g.
  • Por ejemplo,
    • 0,001 g ó 1 cm / s ² es perceptible por las personas
    • 0,02 g o 20 cm / seg ² hace que las personas pierdan el equilibrio
    • 0,50 g es muy alto, pero los edificios pueden sobrevivir si la duración es corta y si la masa y la configuración tiene suficiente amortiguación
• Velocidad (o velocidad) es la tasa de cambio de posición, medida en centímetros por segundo.
• El desplazamiento es la distancia desde el punto de reposo, medida en centímetros.
• La duración es la duración de tiempo de los ciclos de choque persiste.
• La magnitud es el "tamaño" del terremoto, medida por la escala de Richter, que oscila entre 1-10.La escala de Richter se basa en la amplitud máxima de ciertas ondas sísmicas, y los sismólogos estiman que cada unidad de la escala de Richter es un aumento de 31 veces de la energía.Escala Momento magnitud es una medida reciente que es cada vez más frecuente.

Si el nivel de aceleración se combina con la duración, el poder de destrucción se define. Por lo general, la mayor duración, la aceleración menos el edificio puede soportar. Un edificio puede soportar aceleración muy elevada durante un tiempo muy cortos en proporción con las medidas de amortiguación incorporados en la estructura.

La intensidad es la cantidad de daño del terremoto provoca localmente, lo que puede ser caracterizado por el nivel 12 Modified Mercalli Scale (MM) en donde cada nivel designa una cierta cantidad de destrucción correlacionada con aceleración del suelo. Terremoto daño puede variar dependiendo de la distancia desde el origen (o epicentro), las condiciones locales del suelo y el tipo de construcción.

B. Efectos de sismos en edificios

Sísmica Terminología (Para las definiciones de los términos utilizados en esta página de recursos, consulte Glosario de Terminología Sísmica )

Las medidas mencionadas sísmicos se utilizan para calcular las fuerzas que los terremotos imponen a los edificios. Los temblores de tierra (empujando hacia atrás y hacia adelante, hacia los lados, arriba y abajo) genera fuerzas internas dentro de los edificios llamados la fuerza de inercia (F inercial), que a su vez provoca daños más sísmico.

F = masa inercial (M) X Acceleration (A).

Cuanto mayor es la masa (peso de la construcción), mayores son las fuerzas de inercia interno generado. Construcción ligera con menos masa suele ser una ventaja en el diseño sísmico. Una mayor masa genera mayores fuerzas laterales, lo que aumenta la posibilidad de columnas que se desplaza, fuera de plomo, y / o la deformación bajo carga vertical (P Efecto delta).

Los terremotos generan ondas que pueden ser lento y largo, o corto y brusco. La longitud de un ciclo completo en segundos es el periodo de la onda y es la inversa de la frecuencia. Todos los objetos, incluyendo edificios, tienen un periodo natural o fundamental a la que vibran si sacudida por un shock.El periodo natural es una consideración primordial para el diseño sísmico, aunque otros aspectos del diseño del edificio también pueden contribuir a un menor grado a las medidas de mitigación. Si el período de la onda de choque y el periodo natural del edificio coinciden, entonces el edificio "resonar" y su vibración aumentará o "amplificar" varias veces.

La figura. 4. La altura es el principal determinante del período fundamental, cada objeto tiene su propio período fundamental en el que se va a vibrar. El período es proporcional a la altura del edificio.

El suelo también tiene un período que varía entre 0,4 y 1,5 seg., El suelo muy blando ser 2,0 seg.Suelos blandos generalmente tienen una tendencia a aumentar la agitación tanto como 2 a 6 veces en comparación con la roca. Además, el período del suelo coincidiendo con el periodo natural del edificio amplifican grandemente la aceleración de la construcción y por lo tanto es una consideración de diseño.

La figura. 5. Los edificios altos se someterá a varios modos de vibración, pero para los propósitos sísmicos (excepto para edificios muy altos) el período fundamental, o primer modo es por lo general el más significativo.

Factores de diseño sísmico

Los siguientes factores afectan y se ven afectados por el diseño del edificio. Es importante que el equipo de diseño comprende estos factores y tratar con ellos con prudencia en la fase de diseño.

Torsión: Los objetos y edificios tienen un centro de gravedad, un punto que permita el objeto (edificio) sin rotación equilibrada ocurriendo. Si la masa se distribuye uniformemente a continuación, el centro geométrico de la planta y el centro de masa pueden coincidir. Desigual distribución de la masa se posiciona el centro de masa fuera del centro geométrico causando "torsión" generar concentraciones de tensión. Una cierta cantidad de torsión es inevitable en cada diseño del edificio. Disposición simétrica de masas, sin embargo, dará lugar a la rigidez equilibrada contra cualquier dirección y mantener la torsión dentro de un intervalo manejable.

Amortiguación: Edificios en general son pobres a los resonadores choque dinámico y disipar las vibraciones mediante la absorción de la misma. La amortiguación es una velocidad a la que se absorbe la vibración natural.

Ductilidad: La ductilidad es la característica de un material (como el acero) para doblar, flexión, o moverse, pero no sólo después de la deformación considerable se ha producido. No dúctiles materiales (como el hormigón armado mal) no abruptamente por desmoronando. Buena ductilidad se puede lograr con articulaciones cuidadosamente detalladas.

Resistencia y rigidez: La fuerza es una propiedad de un material para resistir y soportar las fuerzas aplicadas dentro de un límite de seguridad. La rigidez de un material es un grado de resistencia a la deflexión o la deriva (Drift ser una historia horizontal-a-historia desplazamiento relativo).

La construcción de Configuración: Este término define el tamaño de un edificio y la forma y los elementos estructurales y no estructurales. Configuración del edificio determina la forma en las fuerzas sísmicas se distribuyen dentro de la estructura, su magnitud relativa, y las preocupaciones problemáticas de diseño.

• Edificios regulares de configuración tiene muros de corte o resistentes Moment-frames o marcos arriostrados y tienen en general:
  • Estatura baja proporción de Base
  • La misma altura piso
  • Planes simétricos
  • Secciones y alzados uniformes
  • Resistencia a la torsión máximo
  • Poca capacidad y redundancia
  • Caminos directos de carga
• Edificios irregulares de configuración son aquellos que difieren de la "Regular" definición y presentan concentraciones problemáticas de tensión y torsión.

Izquierda: la fig. 6. Configuraciones de construcción irregulares y regulares Ver ilustración ampliada
Derecha: la fig. 7. Edificios raramente anular-se desintegran o "panqueque"

First Story Soft es una discontinuidad de fuerza y rigidez para la carga lateral en el nivel del suelo.

Discontinuos muros de corte no se alinean sistemáticamente una sobre la otra causa "suaves" los niveles.

Variación en la resistencia y rigidez del perímetro tales como un frente abierto en el nivel del suelo suele causar excentricidad o torsión.

Esquinas reentrantes en las formas de H, L, T, U, +, o [] desarrollar concentración de tensión en la esquina reentrante y torsión. Diseños sísmicos debe separar adecuadamente las esquinas reentrantes o fortalecerlos.

El conocimiento del período del edificio, la torsión, la amortiguación, la ductilidad, resistencia, rigidez y configuración puede ayudar a determinar los dispositivos sísmicos más apropiadas de diseño y estrategias de mitigación a emplear.

C. Estrategias de Diseño Sísmico y dispositivos

Diafragmas: pisos y techos se puede utilizar como rígidos planos horizontales, o diafragmas, para transferir las fuerzas laterales verticales de elementos resistentes, tales como paredes o marcos.

Muros de corte: Estratégicamente ubicados paredes rígidas son muros de corte y son capaces de transferir las fuerzas laterales de los pisos y los techos a la fundación.

Pórticos arriostrados: marcos verticales que transfieren las cargas laterales de los pisos y los techos de las fundaciones. Al igual que los muros de corte, pórticos arriostrados están diseñados para soportar cargas laterales, pero se utilizan en muros de cortante son prácticos.

Resistentes a Momento-Frames: Columna / manga uniones de los marcos resistentes a momento, están diseñados para soportar tanto esfuerzo cortante y flexión eliminando así las limitaciones de espacio de sólidos muros de cortante o marcos arriostrados. Las articulaciones de la columna / viga están cuidadosamente diseñado para ser rígido aún para permitir una cierta deformación para la disipación de energía aprovechando la ductilidad del acero (hormigón armado puede ser diseñado como un marco Momento resistente también).

La figura. 8 A la izquierda:. Frame concéntrico Braced y derecha: Marco excéntrico Braced, con vigas de enlace

Los dispositivos de disipación de energía: Haciendo la estructura del edificio más resistente aumentará sacudiendo lo que puede dañar el contenido o la función del edificio. Los dispositivos disipadores de energía se utilizan para minimizar temblando. Energía se disipará si los materiales dúctiles deformarse de una manera controlada. Un ejemplo es el uso de aparatos ortopédicos excéntricas por lo que la deformación controlada de los miembros de la estructura disipa energía. Sin embargo, esto no será eliminar o reducir el daño al contenido del edificio. Una solución más directa es el uso de dispositivos de disipación de energía que funcionan como amortiguadores de choque en un automóvil en movimiento. El período de la construcción se alargó y el edificio "capear" la agitación dentro de un rango tolerable.

La figura. 9. Rodamientos de aislamiento de base se utilizan para modificar la transmisión de las fuerzas desde el suelo hasta el edificio

Aislamiento de la Base: Esta estrategia de diseño sísmico consiste en separar el edificio desde los cimientos y actúa para absorber los golpes. Como el suelo se mueve, el edificio se mueve a un ritmo más lento porque los aisladores disipar una gran parte del choque. El edificio debe estar diseñado para actuar como una unidad, o "caja rígida", de altura adecuada (para evitar el vuelco) y tienen conexiones flexibles de utilidad para acomodar el movimiento en su base.Aislamiento de la Base es más fácil de incorporar en el diseño de la nueva construcción. Los edificios existentes pueden requerir alteraciones a ser más rígido para moverse como una unidad con bases separadas de la superestructura para insertar la Base aisladores. El espacio adicional (un "foso") debe ser proporcionada para el desplazamiento horizontal (el edificio entero se mueve hacia atrás y adelante un pie entero o más). Base Aislamiento de adaptación es una operación costosa que es más comúnmente adecuado en instalaciones de alto valor de los activos y pueden requerir parcial o la eliminación completa de los ocupantes del edificio durante la instalación.

La figura. 10. Disipación de energía pasiva incluye la introducción de dispositivos tales como amortiguadores de fricción para disipar el terremoto de producción de energía o deformación.

Los materiales utilizados para elastómeros sonaisladores de caucho natural, caucho de alto amortiguamiento, u otro elastómero en combinación con piezas de metal. Frictive Aisladores también se utilizan y se hacen principalmente de piezas de metal.

Los edificios altos no puede ser aislado o base-que se vuelque. Al ser muy flexibles en comparación con edificios de baja altura, su desplazamiento horizontal tiene que ser controlado. Esto se puede lograr por el uso de amortiguadores, que absorben una buena parte de la energía haciendo que el desplazamiento tolerable. La adaptación de edificios existentes es a menudo más fácil que con amortiguadores con base de aisladores, especialmente si la aplicación es externo o que no interfiera con los ocupantes.

Hay muchos tipos de amortiguadores se utilizan para mitigar los efectos sísmicos, incluyendo:

• Amortiguadores Hysteric utilizar la deformación de las piezas metálicas
• Visco-elástico amortiguadores estirar un elastómero en combinación con piezas metálicas
• Amortiguadores Frictive usar metal o de otras superficies de fricción
• Amortiguadores viscosos comprimir un fluido en un dispositivo de tipo pistón
• Amortiguadores híbridos utilizan la combinación de elastómero y metal o de otras partes

D. Control de Daños no estructurales

Todos los artículos que no son parte del sistema estructural, son considerados como "no estructurales", e incluyen elementos tales como la creación de:

• Revestimiento exterior y muro cortina
• Parapetos
• Toldos y carpas
• Chimeneas y pilas
• Particiones, puertas, ventanas
• Falsos techos
• Las vías de salida y entrada
• Mecánicos, Eléctricos y Equipo de comunicaciones
• Ascensores
• Mobiliario y equipo

Estos artículos deben ser estabilizados con un corsé para evitar su daño o destrucción total.Maquinaria y equipo de construcción puede ser equipado con dispositivos de aislamiento sísmico, que son versiones modificadas de la vibración estándar aisladores.

Las pérdidas derivadas del daño no estructural puede ser un múltiplo de las pérdidas estructurales. La pérdida de negocio y el fracaso de las empresas de todo fue muy alto en la Loma Prieta, Northridge, y los terremotos de Kobe debido a daños sísmicos tanto estructurales como no estructurales.

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APLICACIÓN

Los principios y estrategias de diseño y construcción sísmico se aplican en un enfoque sistemático que coincide con una respuesta adecuada a las condiciones específicas a través de los siguientes pasos principales:

1. Analizar las condiciones del sitio

La ubicación y las características físicas del sitio son las influencias primarias del proceso de diseño.Las siguientes preguntas pueden servir como una lista de verificación para identificar los objetivos de diseño sísmico.

1. ¿Dónde está la ubicación de la falla más cercana?
2. ¿Hay no consolidadas natural o provocados por el hombre se llena la actualidad?
3. ¿Hay alguna posibilidad de deslizamientos o licuefacción en o cerca del sitio?
4. ¿Hay transporte vulnerable, la comunicación y las conexiones de servicios públicos?
5. ¿Existen materiales peligrosos en el lugar para estar protegido?
6. ¿Hay posibilidad de maltrato por los edificios adyacentes?
7. ¿Existe la exposición al potencial de inundación de tsunami, seiche o rotura de la presa?

Considere la posibilidad de la continuidad de la misión amenazas críticas o de negocios de la sismicidad en los sitios adyacentes o en otros lugares en los alrededores que pueden hacer que el sitio del proyecto o inaccesible provoca la pérdida de los servicios públicos, la amenaza de incendios, o la liberación de materiales tóxicos en el sitio. Llevar a cabo las investigaciones del subsuelo para descubrir los suelos sueltos o relleno sin control que podrían aumentar el movimiento del suelo. Hard suelos densos permanecer más estable, mientras que el rock denso sólido es la base del edificio más previsible y segura sísmicamente.

2. Establecer objetivos de diseño sísmico

Un enfoque basado en el desempeño sísmico de establecer objetivos de diseño se recomienda. Esto determina un nivel de comportamiento predecible edificio respondiendo al terremoto máximo considerado. Una evaluación de la amenaza / vulnerabilidad y análisis de riesgo se pueden utilizar para definir el nivel de rendimiento deseado para el proyecto de construcción. Algunos propusieron metas de desempeño sísmico de diseño son:

• Cumplir con los códigos locales de construcción que ofrecen "Seguridad Humana", es decir que el edificio puede derrumbarse con el tiempo, pero no durante el terremoto.
• Diseño para reparar daños estructurales, evacuación requerida del edificio, y la pérdida aceptable de negocio para determinado número de días.
• Diseño de los daños reparables no estructural, la evacuación parcial o total, y la pérdida aceptable de negocio para determinado número de días debido a reparar.
• Diseño de los daños reparables estructural, no requiere evacuación, y la pérdida aceptable de negocio para determinado número de días debido a reparar.
• No hay daño estructural, daños no estructurales reparable, la evacuación no, y la pérdida aceptable de negocio para determinado número de días debido a reparar.
• No hay daño estructural o no estructural, y sin pérdida de negocio causado por cualquiera (sin daños a los equipos de los propios inquilinos, tales como archivadores, estanterías, muebles, equipo de oficina, etc si no están adecuadamente anclados).

En cuanto a la magnitud del terremoto también puede ser estipulado como "baja", "moderada" o "grande" como otra matriz de amenaza de clasificación y el establecimiento de objetivos de rendimiento correspondientes de construcción.

3. Seleccionar / diseño apropiado Sistemas Estructurales

Objetivos de diseño sísmico puede influir mucho en la selección del sistema estructural más adecuada y los sistemas conexos de construcción del proyecto. Algunas opciones de tipo de construcción, y las correspondientes propiedades sísmicas, son los siguientes:

• Marco de madera o de madera (absorción buena energía, peso ligero, enmarcando las conexiones son fundamentales).
• Paredes reforzadas de albañilería (absorción de energía positiva si las paredes y los pisos están bien integrados; proporción de enjutas y pilares son fundamentales para evitar la formación de grietas)
• Muros de hormigón armado (absorción de energía si bien las paredes y suelos bien integrados, proporción de los tímpanos y los muelles son fundamentales para evitar la formación de grietas)
• Estructura de acero con mampostería de relleno en las paredes (absorción de energía bien si el tamaño de la bahía son pequeñas y plan de construcción es uniforme)
• Estructura de acero, con férula (ortesis extensas, detalles y proporciones son importantes)
• Estructura de acero, resistentes a momento (absorción de energía positiva, las conexiones son fundamentales)
• Estructura de acero, reforzado excéntricamente (excelente absorción de energía, las conexiones son fundamentales)
• Pre-cast estructura de hormigón (ejecutante pobres sin conexiones especiales de energía que absorben)

Detalles estructurales y arquitectónicos y control de calidad de la construcción es muy importante para asegurar la ductilidad y la amortiguación natural y para mantener los daños a un rango limitado y reparable. La posibilidad de daños estructurales y no estructurales no es probable que se elimine sin el uso prudente de los dispositivos disipadores de energía. El coste de la adición de disipar la energía de dispositivos está en el intervalo de 1-2% del coste estructural total. Esto no es un gran número, especialmente cuando se relaciona con el coste del ciclo de vida del edificio. Dentro de un ciclo de vida de 30-50 años el coste es insignificante.