Aisladores Sismicos

Como forma de disminuir los efectos de los sismos en las estructuras o edificios, en Chile se esta utilizando la aislación sísmica de base y la disipación de energía. Ambas metodología han demostrado a nivel mundial que son capaces de disminuir notoriamente los daños que producen los terremotos en las estructuras o edificios.

Aislación sísmica de base – Esta basada en la idea de aislar una estructura del suelo mediante elementos estructurales que reducen el efecto de los sismos sobre la estructura. Estos elementos estructurales se denominan aisladores sísmicos y son dispositivos que absorben mediante deformaciones elevadas la energía que un terremoto transmite a una estructura. Estos dispositivos pueden ser de diferentes tipos y formas, los mas conocidos son los basados en goma de alto amortiguamiento, goma con núcleo de plomo, neoprenicos o fricciónales. Al utilizar estos elementos, la estructura sufre un cambio en la forma como se mueve durante un sismos y una reducción importante de las fuerzas que actúan sobre ella durante un sismo. 

Efecto de un sismo en un edificio

Efecto de un sismo en un edificio con aislacion de base

En Chile los mas usados son los de goma de alto amortiguamiento y los neoprenicos. Una aplicación de esta tecnología lo constituye elEdificio Andalucía que fue el primer edificio habitacional en Chile con aislación sísmica de base. Actualmente también se utiliza esta tecnología en obras civiles como el Viaducto Marga-Marga que fue el primer puente carretero construido con aislacion sísmica de base.

Aislador Edificio Andalucía
Aislador Viaducto Marga-Marga

Disipación de energía – Esta basada en la idea de colocar en la estructura dispositivos destinados a aumentar la capacidad de perder energía de una estructura durante un terremoto. Toda estructura disipa o elimina la energía de un sismo mediante deformaciones. Al colocar un dispositivo de disipación de energía en una estructura, estos van ha experimentar fuertes deformaciones con los movimientos de la estructura durante un sismo. Mediante estas fuertes deformaciones se incrementa notablemente la capacidad de disipar energía de la estructura con una reducción de las deformaciones de la estructura. Estos dispositivos se conocen como disipadores de energía o amortiguadores sísmicos y pueden ser de diversas formas y principios de operación. Los mas conocidos son en base a un elemento viscoso que se deforma o con un elementos metálico que logra la fluencia fácilmente.

Ensayo de Disipador Viscoso de Energía

Disipadores Viscosos de Energía

En Chile, son de uso reciente en estructuras. El caso mas conocido es el Puente Amolanas que tiene 4 amortiguadores sísmicos.

La división estructuras-construcción del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile investiga la forma de desarrollar este tipo de tecnología y aplicarla en Chile. Fruto de estos trabajos son aplicaciones pioneras de la aislación sísmica de base en Chile, tales como el edificio Andalucía que es el primer edificio habitacional antisísmico del país, el Viaductos Marga-Marga que introdujo en el país la aplicación de aislación sísmica en obras viales y el Puente Amolanas que introdujo la aplicación de disipación de energía en obras viales.

Edificio Andalucía

Viaducto Marga-Marga

Puente Amolanas

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.

Licuefacción de suelos en rellenos hidráulicos: lecciones del terremoto de Tohoku 2011 en Chiba, Japón

Este informe analiza las fallas de terreno -y también las zonas donde no se observaron fallas- en el distrito de Mihama Ward, Chiba, Japón, después del terremoto de Tohoku de 2011, de magnitud M9.0. Además, el trabajo amplía de manera importante el componente de ensayos de laboratorio de la base relacional Next Generation Liquefaction (NGL). Mihama Ward se emplaza sobre suelos de relleno hidráulico colocados mediante tuberías. Ese método produjo un gradiente de granulometría: los materiales más gruesos se depositaron cerca de las tuberías de descarga, mientras que los finos fueron transportados a mayor distancia. Las observaciones de investigadores de la Universidad de Chiba mostraron que las manifestaciones de falla del terreno aparecieron principalmente cerca de las zonas de descarga y no tan claramente en sectores más alejados. La hipótesis inicial fue que la susceptibilidad a la licuefacción explicaría el patrón observado: suelos más gruesos y arenosos cerca de las tuberías serían más susceptibles, mientras que suelos más finos, con arcillas y mayor plasticidad, serían menos susceptibles. Los ensayos de laboratorio confirmaron solo parcialmente esta idea. Hubo zonas con alto contenido de arcilla y sin manifestación superficial, y zonas granulares con manifestaciones extensas. Sin embargo, en la zona de transición se encontraron limos finos no plásticos que sí eran susceptibles a licuefacción, aunque no generaron manifestación superficial evidente. La interpretación principal es que esos limos probablemente licuaron durante el terremoto, pero no llegaron a manifestarse en superficie. Dos factores pudieron influir: condiciones de terreno relativamente plano con bajas tensiones estáticas de corte y construcciones residenciales livianas; y, además, una menor capacidad de los limos para erosionarse hacia la superficie y formar volcanes de arena, en comparación con suelos más arenosos. El caso destaca una distinción crítica para la ingeniería sísmica: no es lo mismo el disparo de licuefacción -desarrollo de presión de poros y pérdida de resistencia- que su manifestación superficial -grietas, volcanes de arena, asentamientos o desplazamientos laterales-.

1. Introducción La licuefacción de suelos arenosos y limosos sin cohesión es uno de los mecanismos de falla más relevantes en ingeniería sísmica. Ha producido deformaciones, asentamientos e inestabilidad en terremotos históricos, como Niigata 1964, Tohoku 2011 y la secuencia sísmica de Canterbury, Nueva Zelanda, entre 2010 y 2011. El informe también recuerda que suelos finos, tradicionalmente considerados poco susceptibles, pueden generar fallas importantes por ablandamiento cíclico. Ejemplos históricos incluyen deslizamientos en Anchorage durante el terremoto de Alaska de 1964, daños en Wufeng durante el sismo Chi-Chi de Taiwán de 1999 y fallas bajo fundaciones en Adapazari, Turquía. La lección técnica es directa: para evaluar el riesgo sísmico no basta con mirar si el suelo es arena o arcilla. También importan la mineralogía, la plasticidad, el estado del suelo, el nivel freático, el confinamiento, la presencia de una costra superficial, la estratigrafía y la interacción suelo-estructura. 1.1 Susceptibilidad, disparo y manifestación El informe define la susceptibilidad como una propiedad de los minerales que componen el suelo. Los suelos susceptibles están formados por partículas de baja superficie específica, como arenas, gravas o limos no plásticos. Su resistencia depende principalmente del contacto mecánico entre partículas. Los suelos no susceptibles están dominados por minerales arcillosos de alta superficie específica. En ellos, las interacciones electroquímicas generan plasticidad y un comportamiento más moldeable o pegajoso. En un suelo arenoso susceptible, la carga cíclica puede producir una caída rápida de resistencia: eso es el disparo de licuefacción. En un suelo arcilloso o menos susceptible, el deterioro puede ser gradual: eso es ablandamiento cíclico. Ambos mecanismos pueden producir daño, pero no siempre dejan la misma huella en superficie. La manifestación es lo que el inspector ve en terreno: grietas, volcanes de arena, asentamientos o desplazamiento lateral. Un punto crítico del informe es que puede existir disparo de licuefacción sin manifestación superficial clara. 2. Caso de estudio: Mihama Ward, Chiba Mihama Ward es un sector de terreno ganado al mar en Chiba, Japón. Fue construido con material dragado desde el fondo de la bahía de Tokio y depositado mediante tuberías de descarga. La colocación del relleno comenzó en la década de 1960 y terminó hacia mediados de la década de 1980. Durante el proceso de relleno hidráulico, las partículas más gruesas tendieron a depositarse cerca de las tuberías. Las partículas más finas fueron transportadas más lejos por el flujo de agua. Esto generó una variación espacial del tipo de suelo y, por lo tanto, de la susceptibilidad a licuefacción. Después del terremoto M9.0 de Tohoku-Oki del 11 de marzo de 2011, equipos de la Universidad de Chiba inspeccionaron caminos y parques del distrito. Registraron evidencias superficiales de licuefacción, especialmente volcanes de arena, y las clasificaron como severas, menores o inexistentes.

2.1 Hipótesis inicial del estudio La hipótesis inicial fue que la distancia a las tuberías de descarga explicaba el daño: cerca de las tuberías habría suelos más arenosos, por tanto más susceptibles a licuefacción; lejos de ellas habría suelos más finos y plásticos, por tanto menos susceptibles. La investigación confirmó parte de esa hipótesis: las zonas con manifestación superficial coincidieron con suelos arenosos susceptibles, y los sectores con suelos de alta plasticidad no mostraron licuefacción superficial. Pero la hipótesis falló en la zona de transición, donde aparecieron limos no plásticos susceptibles que no manifestaron daño en superficie. 2.2 Investigación geotécnica El estudio utilizó nueve ensayos de penetración de cono (CPT), sondajes, mediciones de velocidad de onda de corte, muestras inalteradas y ensayos de laboratorio. Los ensayos fueron realizados por equipos de Chiba University, UCLA y Tokyo Soil Research Co. Ltd. Los CPT ubicados cerca de las tuberías de descarga mostraron suelos más arenosos. A medida que aumentaba la distancia a la tubería, aparecieron materiales más finos. Esta transición granulométrica fue central para analizar la diferencia entre disparo de licuefacción y manifestación superficial. El informe interpreta secciones estratigráficas a partir de los CPT y selecciona capas críticas para evaluar el disparo de licuefacción con el procedimiento de Boulanger e Idriss (2016).

2.3 Resultado técnico: disparo no siempre equivale a daño visible El modelo CPT predijo correctamente manifestación en los puntos donde efectivamente se observaron volcanes de arena. Sin embargo, también predijo manifestación en puntos donde no se observó daño superficial. Esos casos se consideran falsos positivos desde el punto de vista de la manifestación, no necesariamente desde el punto de vista del disparo de licuefacción. El informe plantea tres razones principales para esa diferencia: capas licuables delgadas e intercaladas con capas no licuadas; capas licuables demasiado profundas para afectar la superficie; y una costra superficial suficientemente gruesa o resistente que impide que la licuefacción subyacente se exprese como volcanes de arena o grietas. Para la práctica profesional, esto es clave: una evaluación de licuefacción debe distinguir entre potencial de disparo, severidad esperada, manifestación superficial y consecuencias para las obras. 3. Base de datos NGL y ensayos de laboratorio La segunda parte del informe amplía la base de datos Next Generation Liquefaction (NGL) para incorporar ensayos de laboratorio. El objetivo es organizar datos de corte simple directo, triaxial y consolidación junto con información de campo y observaciones de licuefacción. La motivación es importante: muchos resultados de laboratorio quedan publicados solo como gráficos en artículos o informes, sin datos digitales reutilizables. Al incorporarlos en una base relacional, otros investigadores pueden revisar, reinterpretar y comparar datos con nuevas metodologías. El esquema de laboratorio incluye información sobre el laboratorio, programa de ensayos, sitio, muestra, espécimen, condiciones iniciales, trayectoria de carga, resultados y archivos asociados. El informe también describe una interfaz gráfica para consultar y visualizar esos datos.

4. Conclusiones traducidas y adaptadas • El estudio de Mihama Ward muestra que la susceptibilidad del suelo ayuda a explicar los patrones de daño, pero no es suficiente por sí sola para predecir la manifestación superficial. • Las zonas con volcanes de arena coincidieron con suelos de comportamiento arenoso y susceptibles a licuefacción. Las zonas con suelos de alta plasticidad no manifestaron licuefacción. • En la zona de transición se encontraron limos no plásticos que son susceptibles a licuefacción, pero no generaron manifestación superficial evidente. Por lo tanto, la ausencia de daño visible no prueba necesariamente ausencia de licuefacción. • El procedimiento CPT de Boulanger e Idriss (2016) predijo correctamente los sitios con manifestación, pero también predijo manifestación en sitios donde no se observó daño. Esto refuerza la necesidad de separar el análisis de disparo del análisis de consecuencias. • La estratigrafía intercalada, la profundidad de las capas licuables y la presencia de una costra superficial pueden controlar si el fenómeno llega o no a la superficie. • La expansión de la base NGL con ensayos de laboratorio permite mejorar el estudio de suelos finos, limos no plásticos, arcillas de baja plasticidad y otros materiales donde los métodos tradicionales pueden ser insuficientes. 5. Comentario técnico para ingeniería sísmica y construcción civil Para un blog de ingeniería sísmica, la principal enseñanza es que la licuefacción no debe evaluarse solo como un fenómeno visible. La falla puede activarse bajo la superficie y no expresarse inmediatamente con volcanes de arena, especialmente si existe una costra no licuable, capas delgadas intercaladas o poca pendiente del terreno. En proyectos sobre rellenos artificiales, borde costero, explanadas portuarias, urbanizaciones en suelos ganados al mar o sectores con napa somera, el estudio geotécnico debe integrar CPT, sondajes, laboratorio, nivel freático, estratigrafía y análisis de desempeño esperado. En Chile, esta lección es aplicable a zonas costeras, portuarias y urbanas con rellenos, especialmente donde existen depósitos sueltos, limos, arenas finas, napa alta y exposición sísmica severa. Texto breve para cierre del post En simple: el suelo puede licuar sin “avisar” en superficie. Por eso, en ingeniería sísmica no basta con mirar grietas o volcanes de arena después de un terremoto. Hay que estudiar el perfil completo, distinguir disparo de manifestación y diseñar considerando las consecuencias reales para fundaciones, redes sanitarias, pavimentos y obras civiles. Referencia base Brandenberg, S. J.; Stewart, J. P.; Hudson, K. S.; Kwak, D. Y.; Zimmaro, P.; Parker, Q. (2024). Ground Failure of Hydraulic Fills in Chiba, Japan and Data Archival in Community Database. PEER Report No. 2024/06. Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley. Documento preparado como traducción técnica y adaptación editorial para Blogger. Para citas académicas, usar el informe original en inglés.

vulnerabilidad sísmica, rehabilitación y refuerzo de casas en adobe y tapia pisada

 

Introducción, justificación y antecedentes
La tierra es uno de los materiales más antiguos usados en la construcción de edificaciones. La construcción con tierra tiene miles de años de historia y existe evidencia arqueológica que sugiere la existencia de ciudades construidas enteramente en tierra: Jericó, Çatal Huyuk en Turquía, Harappa en Pakistán, Akhlet-Aton en Egipto, Chan-Chan en Perú, Babilonia en Iraq, Duheros en España, entre otras. Todas las grandes civilizaciones del Medio Este -los asirios, los babilonios, los persas y los sumerios- construyeron con tierra apisonada y con bloques de barro. Por otro lado, cuando los españoles empezaron su conquista del Nuevo Mundo, trajeron consigo el conocimiento de la construcción con adobe y tapia pisada. Fue así como se inició la construcción de las principales ciudades capitales del reino de la Nueva Granada. Las casas urbanas del común de la gente eran edificadas en uno o dos pisos en adobe y tapia pisada. Así mismo, en las ciudades se edificaron las construcciones religiosas levantadas en piedra, en tapia pisada o en ladrillo cocido sentado en argamasa. Con el avance de los siglos, el ladrillo cocido desplazó las técnicas de construcción con tierra y estos sistemas tradicionales han ido desapareciendo. Hoy en día sobreviven diversas edificaciones en tierra que deben ser preservadas.
Esquemas de falla y patrones de agrietamiento ante terremotos de las edificaciones en tierra
Las edificaciones de adobe y tapia pisada presentan usualmente unas características constructivas que contribuyen a aumentar su vulnerabilidad sísmica. Frecuentemente la edad de estas edificaciones y el deterioro de las propiedades mecánicas de sus materiales llevan a una disminución adicional de su capacidad de soportar un terremoto.
Los principales factores que contribuyen a aumentar la vulnerabilidad sísmica de viviendas en adobe y tapia pisada son: irregularidades en planta y en altura, distribución inadecuada de los muros en planta, pérdida de la verticalidad -o plomo- de los muros, problemas de humedad, filtraciones, conexión inadecuada entre muros, pérdida de recubrimiento de muros, uso de materiales no compatibles, entrepisos pesados y ausencia de diafragmas, apoyo y anclaje inadecuado de elementos de entrepiso y cubiertas sobre muros, entrepisos muy flexibles, luces muy largas y estructuración de cubierta deficiente.
Con base en las anteriores características, las edificaciones de dos pisos construidas en tierra presentan una mayor vulnerabilidad ante la acción de las fuerzas horizontales inducidas por un evento sísmico, tal como se presenta en la figura 1.

Debido a las deficiencias anteriormente mencionadas, las edificaciones construidas en mampostería de adobe y tapia pisada presentan mecanismos de colapso y patrones de agrietamiento que pueden ser agrupados de acuerdo con la Tabla 1.

Vulnerabilidad sísmica, rehabilitación y refuerzo de casas en adobe

Resumen

Aproximadamente un quinto de la población mundial y alrededor de 35 millones de personas en Suramérica habitan en edificaciones de adobe y tapia pisada. Este tipo de edificaciones han demostrado un pobre comportamiento sísmico en los terremotos ocurridos en los últimos cincuenta años alrededor del mundo generando miles de muertes. Adicionalmente, en Colombia, una gran cantidad de construcciones históricas y culturales en tierra están localizadas en zonas de alta sismicidad. Con estos antecedentes, se desarrolló una investigación orientada a conocer el comportamiento de esta tipología constructiva en su estado actual y proponer alternativas de rehabilitación sísmica viables desde el punto de vista técnico. Las dos alternativas propuestas, refuerzo con malla y pañete y refuerzo con maderas de confinamiento, prueban ser factibles, presentando la segunda un mejor comportamiento sísmico relativo.

Introducción, justificación y antecedentes

La tierra es uno de los materiales más antiguos usados en la construcción de edificaciones. La construcción con tierra tiene miles de años de historia y existe evidencia arqueológica que sugiere la existencia de ciudades construidas enteramente en tierra: Jericó, Çatal Huyuk en Turquía, Harappa en Pakistán, Akhlet-Aton en Egipto, Chan-Chan en Perú, Babilonia en Iraq, Duheros en España, entre otras. Todas las grandes civilizaciones del Medio Este -los asirios, los babilonios, los persas y los sumerios- construyeron con tierra apisonada y con bloques de barro. Por otro lado, cuando los españoles empezaron su conquista del Nuevo Mundo, trajeron consigo el conocimiento de la construcción con adobe y tapia pisada. Fue así como se inició la construcción de las principales ciudades capitales del reino de la Nueva Granada. Las casas urbanas del común de la gente eran edificadas en uno o dos pisos en adobe y tapia pisada. Así mismo, en las ciudades se edificaron las construcciones religiosas levantadas en piedra, en tapia pisada o en ladrillo cocido sentado en argamasa. Con el avance de los siglos, el ladrillo cocido desplazó las técnicas de construcción con tierra y estos sistemas tradicionales han ido desapareciendo. Hoy en día sobreviven diversas edificaciones en tierra que deben ser preservadas.

Esquemas de falla y patrones de agrietamiento ante terremotos de las edificaciones en tierra

Las edificaciones de adobe y tapia pisada presentan usualmente unas características constructivas que contribuyen a aumentar su vulnerabilidad sísmica. Frecuentemente la edad de estas edificaciones y el deterioro de las propiedades mecánicas de sus materiales llevan a una disminución adicional de su capacidad de soportar un terremoto.

Los principales factores que contribuyen a aumentar la vulnerabilidad sísmica de viviendas en adobe y tapia pisada son: irregularidades en planta y en altura, distribución inadecuada de los muros en planta, pérdida de la verticalidad -o plomo- de los muros, problemas de humedad, filtraciones, conexión inadecuada entre muros, pérdida de recubrimiento de muros, uso de materiales no compatibles, entrepisos pesados y ausencia de diafragmas, apoyo y anclaje inadecuado de elementos de entrepiso y cubiertas sobre muros, entrepisos muy flexibles, luces muy largas y estructuración de cubierta deficiente.

Con base en las anteriores características, las edificaciones de dos pisos construidas en tierra presentan una mayor vulnerabilidad ante la acción de las fuerzas horizontales inducidas por un evento sísmico, tal como se presenta en la figura 1.

Debido a las deficiencias anteriormente mencionadas, las edificaciones construidas en mampostería de adobe y tapia pisada presentan mecanismos de colapso y patrones de agrietamiento que pueden ser agrupados de acuerdo con la Tabla 1.

Distribución de Cortes Sísmicos

Distribución de los Cortes Sísmicos: conceptos de los métodos y análisis usados para distribuir las fuerzas generadas por el sismo en una estructura. Enumeración de los métodos y descripción conceptual. Elementos sismorresistentes, pórticos, tabiques y triangulaciones. Descripción y funcionamiento. Materiales usados en las estructuras antisísmicas. Especificaciones constructivas. Dimensiones y armaduras mínimas exigidas por las normas. Juntas y linderos. Especificaciones para fundaciones.

Distribución de los Cortes Sísmicos:

 

Las cargas sísmicas que actúan sobre un edificio deben ser distribuidas entre los elementos estructurales que lo componen. Si bien en el cálculo de las acciones que el sismo produce en el edificio se considera a este como un conjunto, para dimensionar y verificar la estructura completa se debe analizar componente por componente.

Los componentes estructurales de un edificio son:

 

                         Vigas

                         Columnas

                         Tabiques antisísmicos ( Muros Sismo  Resistentes )

                          Pórticos Arriostrados.

                          Bases.

 

Los materiales estructurales usados son:

 

                        Hormigón Armado.

                        Hormigón pretensado.

                        Acero.

                        Mampostería.

                        Mampostería reforzada.

 

La combinación de los elementos enumerados con el material estructural seleccionado, mas el tipo del terreno de fundación integran globalmente la estructura del edificio. Si bien el análisis se hace para el edificio en conjunto no debe descuidarse la verificación y construcción de cada componente estructural.

 

Diseñar las uniones en los nudos y los detalles constructivos de un edificio antisísmico es tan importante como verificar el comportamiento dinámico de la estructura en su conjunto. Si la resistencia y ductilidad de las uniones no son adecuadas y los detalles no son los correctos, seguramente la estructura no funcionará ante un sismo como se proyectó.

El diseño de la estructura debe ser tal que satisfaga la condición:

 

                        Coeficiente de reducción x Resistencia teórica > Cargas de diseño

 

La resistencia teórica es la que se alcanza determinando la resistencia última de las secciones y de los elementos estructurales. El coeficiente de reducción es el factor con el que se consideran disminuciones en la calidad de la estructura, que pueden ser originadas por:

 

            Errores en los cálculos.(*)

                        Diseño inadecuado de la estructura.

                        Materiales que no cumplen con la calidad esperada.

                        Variaciones en las dimensiones de los elementos estructurales.

                        Modificaciones menores o previstas.

                        Cambio de destino del edificio o de algunos locales.

 

                      

(*) Sobre este tema recomendamos el libro “Como evitar los errores en los proyectos de hormigón armado”  de Pierre Charon , Editores Técnicos Asociados. Cubre temas tales como: errores en la posición de las armaduras, errores relativos a la aplicación de fórmulas, errores relativos a las mediciones, etc.

          

La estructura monolítica de hormigón armado es uno de los sistemas constructivos más populares en el mundo. Se han obtenido considerables progresos  en los códigos y en el uso de este sistema estructural, en base a la experiencia de los sismos sucedidos a lo largo de las últimas decadas. Así, se ha logrado disminuir sustancialmente los daños en edificios sometidos a terremotos en años recientes. Se recomienda que el diseño respete las siguientes reglas:

 

                        La estructura debe tener ductilidad y una gran capacidad de disipación de energía.

                        Las vigas deben alcanzar la fluencia antes que las columnas.

                        La falla por flexión debe presentarse antes que la falla por corte.

                        Las resistencia de los nudos debe ser mayor que la de los elementos que unen.

 

Para cumplir con las estas reglas en Código de Construcciones Sismo Resistentes de Mendoza exige cumplir con las siguientes exigencias:

 

Anclajes y Empalmes de Armaduras (  7.1.1 )

 

 Se deben utilizar ganchos en todo anclaje y empalme de armaduras de los elementos que forman la estructura resistente a las fuerzas sísmicas, tanto en la estructura principal como en las partes de la construcción. Normalmente no es necesario el uso de ganchos en las armaduras de las losas.

Las longitudes de empalme o anclaje previstas en CIRSOC 201 se mayoran 10% en las armaduras solicitadas por combinación de acciones que incluyen sismo.

 

Esfuerzo de Corte Último ( 7.1.2.1 )

 

La capacidad a corte de cualquier pieza estructural debe ser 1,25 veces mayor que el esfuerzo de corte necesario para alcanzar la capcidad a flexión de todas las secciones en que puedan formarse rótulas plásticas.

Para determinar la capacidad a flexión se deben considerar las armaduras realmente colocadas.  Se exceptuan las piezas incluidas en el punto 7.1.3.4 . (  Caso de barras poco esbeltas )

 

Tensión tangencial última ( 7.1.2.2 )

 

La tensión tangencial máxima no debe sobrepasar el valor  1,75.t₀₃ para los estados de solicitación que incluyen la acción sísmica. t₀₃ es la tensión tangencial límite según CIRSOC  201. Los límites establecidos por las tensiones t₀₁  y   t₀₂    no se modifican.

 

 

Métodos y análisis usados para distribuir las fuerzas generadas por el sismo

 

Toda edificio tiene una estructura tridimensional, por ello los esfuerzos debidos a las cargas sísmicas y gravitatorias actúan en las tres dimensiones.  En la práctica, salvo raras excepciones, ocurre que los esfuerzos más importantes para cada elemento estructural solo están contenidos en un plano, como vemos en el caso de un portico o un tabique antisísmico.  Entonces, y para dimensionar los elementos estructurales,  necesitamos  conocer el porcentaje de las solicitaciones sísmicas que corresponden a cada componente resistente al sismo.

 

Elementos Finitos

 

Las estructuras de edificios son tridimensionales y pueden analizarse como tales mediante el método de los elementos finitos, que permite representar losas, vigas, columnas, muros, diagonales, etc. empleando diferentes tipos de elementos. Existen programas comerciales de computadora que cuentan con buenas herramientas gráficas para preparar datos e interpretar los resultados. Sin embargo esta no es una práctica común porque surgen varias dificultades: a) es muy grande el número de ecuaciones necesarias para representar un edificio completo, en especial si es de varios pisos; b) la cantidad de datos que hay que proporcionar y su organización aumentan las posibilidades de cometer errores; c) incluso con las actuales ayudas gráficas de los programas es dificil interpretar los resultados, que en muchos programas son dadas en tensiones de compresión o tracción y no como fuerzas y momentos que son las cifras de uso común en el diseño y verificación de elementos estructurales.

Los análisis con elementos finitos se reservan para estructuras muy importantes ( y aún en estos casos con simplificaciones ) o a partes limitadas de edificios de características inusuales.

 

Elementos sismorresistentes, pórticos, tabiques y triangulaciones. Descripción y funcionamiento.

 

Sus  características y funcionamiento se describan a continuación:

 

 DIAFRAGMAS

Son los elementos horizontales que actúan distribuyendo las fuerzas laterales entre elementos resistentes verticales (tabiques resistentes al cortante o pórticos). En la práctica están formados por los entrepisos, de losas de hormigón armado, macizas o aligeradas. El diafragma debe tener la capacidad de trasmitir las fuerzas horizontales sin deformarse, en los análisis teóricos y numéricos de la Teoría de las Estructuras se adopta como hipótesis que es indeformable, obligando a todos los elementos verticales a tener el mismo desplazamiento en cada piso. En este caso, se supone que el diafragma es infinitamente rígido. En los entrepisos de hormigón armado la aproximación es buena y los resultados obtenidos son satisfactorios, no así cuando las losas son delgadas y existe el peligro que colapsen por pandeo. Las cargas que actúan en los entrepisos paralelas a su plano son del orden de centenares de toneladas para un edificio de seis o siete pisos. Cuando un diafragma está esta formado por una losa de poco espesor o formado por un entrepiso compuesto, para una estructura metálica, su comportamiento depende en parte de su tamaño y su material. La flexibilidad del diafragma, relativa a los tabiques resistentes al cortante cuyas fuerzas está transmitiendo, también tiene una influencia importante sobre la naturaleza y magnitudes de estas fuerzas.Las vigas de los pórticos y las que unen columnas y tabiques actúan como colectores que conducen las fuerzas horizontales del entrepiso a los elementos verticales. Cuando el entrepiso se mueve, los elementos verticales se oponen absorbiendo así las cargas sísmicas.

 

PÓRTICOS

Conocemos como pórticos a una  combinación de columnas y vigas, generalmente horizontales que tienen los extremos restringidos (restringe los tres grados de libertad en el plano, funciona como un empotramiento).  Capaces de soportar cargas verticales y horizontales. Se construyen de hormigón armado, acero o madera. En estructuras con alto grado de hiperestaticidad,  con un gran número de nudos con capacidad de plastificarse generando rótulas, que actúan como fusibles disipando la energía que el sismo induce en la estructura. Son estructuras más dúctiles que los otros tipos estructurales y su trabajo es de flexión. El pórtico es más flexible que el tabique y por consecuencia se deforma más. En edificios de altura, las secciones de estos elementos disminuyen desde los pisos inferiores a los pisos superiores. En algunos casos, responden a una necesidad estructural del diseño, ya  que permiten aberturas. Si comparamos el comportamiento de pórticos resueltos de un tramo y dos tramos, para cargas verticales y horizontales, se observa que si las cargas sísmicas son más importantes conviene la solución de un tramo, en tanto que si predominan las cargas verticales conviene la solución de dos tramos.

 

TABIQUES DE HORMIGÓN ARMADO

 

Los tabiques son pantallas de hormigón armado en las que su espesor es pequeño comparado con el alto y el largo. Cuando reciben cargas horizontales funcionan como ménsulas verticales empotradas en la base, deformándose por flexión, corte y rotación de la base. Son elementos estructurales muy rígidos, con capacidad de concentrar grandes fuerzas sísmicas, y por otro lado poseen una elevada relación resistencia-corte sísmico. Pero esta característica puede crear problemas para la estabilidad de la fundación del tabique cuando la capacidad portante del terreno es baja o es muy deformable. En edificios de altura, las secciones de estos elementos disminuyen desde los pisos inferiores a los pisos superiores. Los extremos de los tabiques están sometidos a esfuerzos alternativos de tracción y de compresión muy elevados, por ello es necesario reforzar la armadura en esas zonas conocidas como columnas de borde.

 

MAMPOSTERÍA PORTANTE ARRIOSTRADA

 

Las mamposterías de ladrillos macizos con espesores de 20 cm y 30 cm de espesor, acompañada con la de ladrillo hueco cerámico de 20 cm de espesor han sido las mas usadas en la región para viviendas de una y dos plantas. Este tipo estructural realizado con las normas adoptadas luego del terremoto de San Juan de 1944, ha dado excelentes resultados en la región de Cuyo, los terremotos posteriores al de 1944 mostraron que, salvo casos puntuales de mal diseño o mala calidad de ejecución, los edificios y viviendas resistieron satisfactoriamente las acciones sísmicas. Tanto que cabe preguntarse si las actuales exigencias de las normas para viviendas de una y dos plantas se justifican ya que solo estamos aumentando el costo de las viviendas sin darle, con certeza, mayor seguridad. La mampostería es apta para resistir solicitaciones de compresión, corte y en pequeña magnitud de tracción.  Su resistencia no depende exclusivamente de los elementos, ladrillos o bloques,  sino también del mortero de asiento. La mampostería también es apta para resistir esfuerzos de compresión en sentido perpendicular a las hiladas. La resistencia a tracción y a corte es muy reducida e irregular y la rotura con cualquier solicitación es frágil. Las cargas sísmicas, actuando en sentido horizontal, producen esfuerzos de corte y de tracción en los muros, por ello, para que la mampostería pueda resistir  deben estar confinadas por vigas y columnas de hormigón armado según lo exigen las normas sismo resistentes. Una buena estructura de enmarcado asegura el comportamiento resistente y proporciona ductilidad a un material que por su naturaleza tiene un comportamiento frágil. La existencia de cargas verticales y un mortero de asiento de calidad mejoran la resistencia, las cargas verticales porque aumentan el rozamiento entre hiladas y un mortero mejor da mayor resistencia.

Es fundamental lograr la trasmisión de fuerzas entre la mampostería y las vigas y columnas de enmarcado, para lograr esto el hormigón de las vigas y columnas es colado luego de ejecutar cada paño de muro. En caso de no usar esta solución debe diseñarse un sistema que asegure esa transferencia de fuerzas.

En ciertos casos se usa mampostería armada, colocando 2 barras diámetro 6 cada 40 o 50 cm en juntas horizontales asentados en mortero de cemento y arena.

La mampostería de adobe no se debe considerar como portante, en especial para solicitaciones del tipo sísmico. El adobe es de escasa durabilidad y no permite realizar refuerzos para absorber tracciones en forma simple. La mampostería de ladrillo es muy sensible a la calidad de ejecución. Uno de los aspectos del diseño constructivo más importantes a tener en cuenta para las mamposterías son la traba, los encadenados, las armaduras y la vinculación entre muros. Junto con la calidad del mampuesto debe acompañarse la calidad del mortero de asiento. Las resistencias tanto a tracción como a compresión del mortero de asiento deben ser compatibles con los mampuestos para lograr así una relativa homogeneización del elemento estructural completo (mampuesto, mortero, encadenado).

 

 PÓRTICOS CON TRIANGULACIONES

 

El pórtico es un tipo estructural flexible y en estructuras esbeltas las deformaciones pueden ser muy incomodas para los ocupantes del edificio. Para reducir las deformaciones se rigidizan con diagonales diseñadas para resistir esfuerzo de tracción y compresión o solo de tracción. Los pórticos con triangulaciones tienen un comportamiento similar al de los tabiques, aunque su resistencia es menor, dependiendo de su diseño. Las diagonales de la triangulación pueden realizarse con perfiles de acero, caño estructural, etc. Es necesario asegurar el comportamiento elástico de las diagonales, si el material de las diagonales alcanza el límite de fluencia y las diagonales se alargan de forma excesiva la estructura sufrirá grandes deformaciones con riesgo de colapso.

La ejecución debe ser cuidadosa, con detalles constructivos prolijos para asegurar una trayectoria completa de las cargas, evitando excentricidades que pueden originar momentos perjudiciales.

 

 COLUMNA EMPOTRADA EN LA BASE

 

Es la estructura básica para resistir fuerzas horizontales. Se usa cuando no es posible usar tipos estructurales más complejos. Funciona como una ménsula vertical empotrada en su base. Para obtener el empotramiento teórico pueden adoptarse diferentes soluciones en la cimentación de la columna: una base centrada dimensionada para la combinación de las cargas verticales y horizontales; vinculada a otra columna con una viga de fundación que absorbe el momento de vuelco de la columna; uso de contrapesos que equilibran el momento de vuelco en base al peso; empotrarla en el terreno usando una fundación como las utilizadas en torres de líneas eléctricas aprovechando el empuje pasivo del terreno.

 

ESTRUCTURA TIPO CAJÓN

 

Es un tipo estructural realizado como una construcción monolítica de hormigón armado, en la que los tabiques, vigas, losas se ejecutan con vaciado in situ para obtener una estructura en la que todos los elementos están vinculados. Tienen buena resistencia a las cargas sísmicas, es muy buena solución para resistir fuerzas horizontales.

Se las construye usando moldes deslizante metálicos y colado en el lugar.

 

 

Materiales usados en las estructuras antisísmicas.

 

Los materiales usados en la construcción de estructuras sismo resistentes pueden ser:

                        Hormigón Armado.

                        Hormigón pretensado.

                        Acero.

                        Mampostería.

                        Mampostería reforzada.

 

Es necesario conocer a fondo las propiedades físicas estos materiales, para seleccionar adecuadamente el material a usar y,  para las especificar la calidad exigida del mismo, conforme a las hipotesis establecidas en el diseño de la estructura.

 

Debemos conocer el comportamiento del material, definido por los límites de elasticidad(*), de fluencia(*) y de rotura(*).  Saber si el material tiene comportamiento rígido o flexible bajo la acción de las fuerzas sísmicas, ya que bajo cargas estáticas los materiales tienen una respuesta diferente ante cargas dinámicas.

 

Otra característica relevante frente a cargas dinámicas es el comportamiento frágil o dúctil(*) del material. Se denominan frágiles a los materiales que no presenta deformaciones importantes antes de alcanzar la rotura.

 

La mayoría de los materiales presentan deformaciones plásticas(*) al ser sometidos a cargas elevadas,  estas deformaciones se presentan más alla de la zona de comportamiento elástico del material. Su característica más destacada es que una vez alcanzada la fluencia no se recuperan las deformaciones sufridas.  Esta particularidad se aprovecha para disipar la energía que el sismo trasmite a la estructura, por ello es muy importante ajustarse a las especificaciones de los códigos, ya que los coeficientes se han definido incluyendo el comportamiento elasto-plástico del material.

 

(*)ELASTICIDAD: es la propiedad que todos los cuerpos poseen en mayor o menor grado, de recobrar su extensión y forma primitiva luego que cesa la fuerza exterior que los había deformado. El cociente entre la fuerza ejercida sobre un cuerpony el área sobre la que actúa se denomina esfuerzo.

 

(*)FLUENCIA  Fenómeno en virtud del cual los materiales metálicos, sometidos a tensiones excesivas, sufren un alargamiento anormal, es decir, no proporcional a los esfuerzos aplicados. En el acero dulce se manifiesta con un alargamiento notable sin un incremento de la carga de tracción. Este concepto se extiende a materiales compuestos como el hormigón armado.

 

(*)PLASTICIDAD Propiedad que poseen algunos cuerpos sólidos que, sometidos a esfuerzos mecánicos elevados, experimentan deformaciones irreversibles, es decir, que persisten aun después de cesar los esfuerzos. La fase de plasticidad está precedida , hasta que la fuerza alcanza suficiente importancia ( cuyo valor es característico del material que constituye el cuerpo ), por la fase de elasticidad, es decir, aquella durante la cual las deformaciones experimentadas por el cuerpo desaparecen a cesar sus causas. El conocimiento del punto de paso de una fase a la otra es esencial para los problemas relativos al trabajo mecánico y a la construcción.

 

(*)ROTURA Separación de un cuerpo en dos o más partes, producidas al generarse en el mismo tensiones capaces de vencer las atracciones internas y la cohesión de la materia. La rotura de un cuerpo solicitado por cargas exteriores se inicia en la parte del mismo que presenta las condiciones más desfavorables. Es necesario conocer que magnitud mecánica ( solicitación, deformación o trabajo de deformación ) determina el peligro de rotura, y, como la teoría no puede responder a esta pregunta de modo inequívoco, se ha tratado, a través de numerosos ensayos con diversos materiales, de correlacionar los datos útiles para el diseño estructural.

 

(*)DUCTILIDAD  Propiedad de algunos materiales metálicos que, sometidos a un  esfuerzo de tracción, se deforman permanentemente hasta reducirse a hilos muy delgados. La ductilidad está unida a la maleabilidad, por cuanto los metales dúctiles son maleables; en cambio es independiente de la plasticidad.

En el diseño de estructuras resistentes al sismo, decimos que una estructura es dúctil cuando es capaz de soportar grandes deformaciones bajo carga prácticamente constante.

 

Especificaciones constructivas

 

En  toda construcción se dará cumplimiento a los requerimientos normales y propios de los materiales y elementos que la forman. Estos requerimientos y sus alcances están contenidos en el capitulo 2 del Código de Construcciones Sismo Resistentes de Mendoza.

 

Las  especificaciones establecen cantidades y calidades mínimas de los materiales estructurales a usar en el edificio que se diseña.  Para la Argentina las normas  son las del CIRSOC ( Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para las Obras Civiles ).

 

En el caso del Hormigón Armado, material usado casi exclusivamente en las estructuras de la zona, la Norma 201 y anexos  fija las condiciones que se deben exigir para proyectar, documentar y ejecutar una obra. En esta norma se fijan las exigencias minimas para la elaboración del hormigón, armado de los elementos estructurales, colado del hormigón, curado, plazos de encofrado, etc.

 

 

Dimensiones y armaduras mínimas exigidas por las normas. ( 7.1.3 )

 

Detalles de armaduras para elementos en forma de barras: ( Ej: vigas, columnas, diagonales ).

Estas disposiciones rigen para piezas que cumplan:

 

                                               .                       d / b < = 4

donde es:                           d :  dimensión mayor de la sección

                                            b :  dimensión menor de la sección

 

Ancho Efectivo ( 7.1.3.1 )

 

Como ancho efectivo de cada una de las barras concurrentes a un nudo se puede tomar dentro del ancho real de la pieza en cuestión hasta d/2 a cada lado de la pieza de menor ancho, siendo d la altura de la pieza considerada.

Estribos Adicionales ( 7.1.3.2 )

             

En los nudos y en las zonas próximas a ellos y siempre que  Qs >= 0,3 Q se densificarán los estribos para cumplir:

                                                           Ld >= 0,1 l

                                                           Ld >= 2 d

.                                                          s  <=  2/3 sc

.                                                          s  <=  12 fl

.                                                          s  <=  b

                                                           Fes >= 0,15 Fe

                                                           Fes >= 0,15 Fe’

Donde:

                                   Qs  : Esfuerzo de corte atribuible a la acción sísmica por aplicación del código.

                                   Q:     Esfuerzo de corte totall resultante de considerar todos los estados de carga.

                                   Ld :   Longitud de densificación de estribos a partir del borde libre de la barra.

.                                  l :       Luz libre de la pieza.

.                                  d:      Altura de flexión de la barra.

.                                  s:      Separación de los estribos en la zona densificada.

.                                  sc:    Separación necesaria de los estribos según cálculo.

.                                  fl :      Menor diámetro de la armadura longitudinal en Ld.

                                   Fes:   Sección total de estribos a colocar en la longitud Ld.

                                   Fe, Fe’ : Armaduras de flexión en las caras de la sección junto al nudo.                                

 

En el interior del nudo debe mantenerse la menor separación ‘s’ de las zonas adyacentes.

 

Armadura especiales en barras esbeltas ( lo/d > 2 )  ( 7.1.3.3 )

 

En las barras para las que t_o > t_o3 se deben colocar armaduras especiales en forma de X a 45° ancladas para desarrollar su capacidad a tracción, cuya sección total en cada rama de la X debe ser:

 

                                               Fed >= 0,71.Q.( t_o – t₀₃ ) / ( t₀.b_s )

Esta armadura debe ser ubicada de modo que:

 

a)     Si está formada por una sola barra, cruce el eje de la pieza a una distancia de o,3 h del paramento libre del nudo.

b)     Si está formada por dos a más barras aproximadamente la mitad cruce el eje de la pieza a 0,2 h y el resto a 0,4 h del paramento libre del nudo. Se puede considerar la contribución de esta armadura en la absorción de l esfuerzo de corte.

 

Armadura especiales en barras poco esbeltas   ( 7.1.3.4 )

 

Cuando:

.                                              lo / d <= 2      y       t_o  >  t_o2

donde:                                          

.                                              lo :           Distancia entre el punto de inflexión y el paramento libre del nudo.

.                                              d:            Altura de flexión de la barra.

Se deben colocar las armaduras especiales en diagonal, de un extremo a otro de la pieza. No se aplica el item 7.1.2.1 y en su lugar:

                                               Qu = 1,25 . Q

Donde:                                  Qu:          Esfuerzo de corte último,

.                                              Q:            Esfuerzo de corte resultante de 5.2.

Para el dimensionamiento de las armaduras de borde, diagonales y estribos se deben aplicar los procedimientos correspondientes a ménsulas cortas y 7.1.3.2.

Como mínimo las armaduras en diagonal deben estar compuestas por:

a) Dos barras en el plano perpendicular al de flexión y próximas a los paramentos si    t_o <=  t_o3.

b) Cuatro barras en los vértices de un rectángulo de lado menor igual al ancho entre armaduras externas de la pieza si t_o >  t_o3.

Las armaduras en diagonal deben estribarse co fe  >=  fd/3 y  s<= 12fd, siendo:

.                                              fe:      diámetro de los estribos.

.                                              s:       Separación de los estribos.

.                                              fd:      diámetro de las barras diagonales.    

                                                         

Armaduras Mínimas y Máximas (7.1.3.5 )

 

a ) Elementos  predominanternente flexionados ( Ej:  vigas  en general ). Son aquellos  elementos en los que:

 

                       Nu/( B.br ) <=  0,12

Donde:           Nu:      Esfuerzo normal último ( 5.2 ).

                       B:        Sección  total  de  hormigón que se considera colaborante

                                   con la pieza.

 

Armadura mínima en cada cara:   2  f  8

 

Además , si  mo y mo’  son las cuantías geométricas de armadura en cada cara y

mo  >=  mo’ :

 

Cuantías mínimas:   mo’ >= 0,15 %

                                 mo’ >= 0,05 br / bs

 

Cuantías máximas:  mo’ <=  2,5 %

                                 mo’ - mo <=  0,25 br / bs

 

b ) Elementos predominantemente  comprimidos  ( Ej.: columnas en general ).

Son aquellos elementos en los que Nn / ( B.br ) > 0,12

Si   mo es la cuantía geométrica total:

 

Cuantía mínima:       mo  >= 1 %

Cuantía máxima:      mo  <=  4 %

Cuantía en la cara menos armada: 0,2 %

 

Se deben disponer estribos de tal modo que la distancia  de cualquier barra al codo más

proximo del estribo no exceda  12 fe ( fe:  diámetro del estribo).

 

La distancia entre  ramas  de  estribos  en  el plano de la sección no debe superar 20 cm en piezas de dimensión  mayor de 30 cm.

 

                                                                                  

Juntas y linderos  ( 6.1 )

 

Toda nueva  construcción debe separarse de las existentes por medio de juntas cuyo diseño y construcción aseguren el libre movimiento entre los cuerpos adyacentes. Se permitirá la continuidad de las construcciones cuando se compruebe que tanto el conjunto de la nueva construcción en forma aislada satisface los requisitos de este Código. En esta verificación puede incluirse el muro medianero.  Las construcciones de distinta altura o de planta en forma L, T, H, o E preferentemente se separarán en cuerpos de planta rectangular de altura uniforme.

La dimensión de las juntas, en todos estos casos, será la necesaria para que las construcciones o los cuerpos de la construcción no se interfieran durante el sismo y como mínimo en el nivel i:

 

.                                              xi >= 0,016. Co. Smax².hi >= 5 cm

.                                              xi >= di

donde:

.                                             di: desplazamiento elástico máximo en el nivel i.

 

Tabiques y elementos en forma de láminas ( 7.1.4 )

 

Cuando d / b > 4 se debe cumplir:

 

Esfuerzos y deformaciones en elementos de formas compuestas ( 7.1.4.1 )

 

Los elementos planos unidos a rigidizadores de borde o a otros elementos formando secciones L, U, T, H, Z, etc. deben ser analizados tomando en cuenta la sección compuesta. Los anchos colaborantes de los componentes perpendiculares a la dirección en estudio se definirán  según la norma  de hormigón armado.

 

Espesor Mínimo  ( 7.1.4.2 )

 

a)     Elementos portantes en general:

.                                 e >= 15 cm

.                                 e >= lo/25

donde:

.                                 e:          espesor del elemento

.                                 lo:          distancia libre entre rigidizadores

 

b)     Elementos rigidizadores o elementos portantes en construcciones de un piso y altura máxima de 3 m

.                                

.                                e >=  10 cm

          

c)      Cuando en la pieza existan esfuerzos de compresión significativos ( Nn /  ( B. br ) > 0,12 ) ,en una distancia d/5  desde el borde el espesor debe cumplir:

 

.                                e >=  lo / 10

donde:

.                                Nu:        Esfuerzo normal último ( 5.2 )

                                 B:           Sección total efectiva ( 7.1.4.1 )

.                                 d:          longitud del elemento ( canto de flexión )

 

Se puede prescindir del cumplimiento de esta condición si e>= d /10 junto a rigidizadores perpendiculares hasta ( 3.e ) desde estos.

El espesor e puede ser variable en los distintos lugares de la sección recta del elemento.

 

Armadura longitudinal ( Armadura de Borde ) ( 7.1.4.3 )

 

La cuantía total de borde debe cumplir 7.1.3.5. Se define

 

                                   mo  = Feb / B

donde:                 

                                   Feb:   Sección de todas las barras longitudinales comprendidas en una distancia d/5

.                                  desde el borde en cuestión.

                                   B :      Sección efectiva de hormigón según 7.1.4.1.

 

La cuantía local debe cumplir:

 

                                   mo   = Fe1 / B1

                                   mo1  >=  0,15 %

                                   mo1  <=  6 %

donde:

                                   Fe1 :   Sección de las barras contenidas  en

                                   B1 :     una sección parcial de hormigón en cualquier lugar del elemento.

 

Disposición de la armadura:

 

Cuando  e > 20 cm o to >  to2 la armadura se debe disponer en dos capas próximas a los paramentos de la pieza. Ambas capas deben vincularse por gancos en S, estrobos, etc., a razón de 4 por m².

 

Diámetro límite:

 

Barras de borde:                    f  >=  8 mm      si Nu / ( B.br )   <= 0,12

                                                 f  >=  12 mm     si Nu / ( B.br )   en caso contrario.

Barras de alma:                      f  >=  6 mm      en general.

                                                 f  >=  4 mm       si  to <  to2 o si se emplean mallas soldadas.

Ganchos, etc. :                        igual diámetro que las barras de alma.

Diámetro máximo:                 f  <=  e / 8 en todos los casos.

 

Estribado de las barras de borde:

 

Cuando  mob  > 0,25 % se deben colocar estribos rodeando a las barras de la armadura de borde. Estos estribos deben cumplir las condiciones establecidas para las columnas.

Cuando no sean necesarios los estribos las armaduras transversales deben rodear a las armaduras de borde prolongándose  30 f en el lado opuesto, siendo f el diámetro de las barras de la armadura transversal.

 

Especificaciones para fundaciones.

 

 

ELASTICIDAD: es la propiedad que todos los cuerpos poseen en mayor o menor grado, de recobrar su extensión y forma primitiva luego que cesa la fuerza exterior que los había deformado. El cociente entre la fuerza ejercida sobre un cuerpony el área sobre la que actúa se denomina esfuerzo.

 

FLUENCIA  Fenómeno en virtud del cual los materiales metálicos, sometidos a tensiones excesivas, sufren un alargamiento anormal, es decir, no proporcional a los esfuerzos aplicados. En el acero dulce se manifiesta con un alargamiento notable sin un incremento de la carga de tracción. Este concepto se extiende a materiales compuestos como el hormigón armado.

 

PLASTICIDAD Propiedad que poseen algunos cuerpos sólidos que, sometidos a esfuerzos mecánicos elevados, experimentan deformaciones irreversibles, es decir, que persisten aun después de cesar los esfuerzos. La fase de plasticidad está precedida , hasta que la fuerza alcanza suficiente importancia ( cuyo valor es característico del material que constituye el cuerpo ), por la fase de elasticidad, es decir, aquella durante la cual las deformaciones experimentadas por el cuerpo desaparecen a cesar sus causas. El conocimiento del punto de paso de una fase a la otra es esencial para los problemas relativos al trabajo mecánico y a la construcción.

 

ROTURA Separación de un cuerpo en dos o más partes, producidas al generarse en el mismo tensiones capaces de vencer las atracciones internas y la cohesión de la materia. La rotura de un cuerpo solicitado por cargas exteriores se inicia en la parte del mismo que presenta las condiciones más desfavorables. Es necesario conocer que magnitud mecánica ( solicitación, deformación o trabajo de deformación ) determina el peligro de rotura, y, como la teoría no puede responder a esta pregunta de modo inequívoco, se ha tratado, a través de numerosos ensayos con diversos materiales, de correlacionar los datos útiles para el diseño estructural.