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

Una Probada Forma Económica de proteger Edificios contra Terremotos

En 1985, trabajadores de la construcción en la ciudad del sur de California de Rancho Cucamonga pusieron los toques finales a un edificio de aspecto todavía revolucionaria sin complicaciones. Comunidades Foothill Derecho y Centro de Justicia es un tribunal de cuatro pisos, ubicado a sólo 12 kilómetros de la falla de San Andrés, la grieta en la corteza terrestre responsable de la devastadora magnitud 7,9 terremoto que azotó el sur de California en 1857 y el terremoto infame 1906 en San Francisco. Los geólogos creen que el fallo se debe a un "grande" con una magnitud que podría superar los 8,0. Si y cuando eso viene, se prepararán las Comunidades Ley Foothill y el Centro de Justicia, no porque está anclada en piedra, sino porque se sienta encima de sus cimientos en las almohadillas de goma.

El Comunidades Foothill Ley y Justicia Center en Rancho Cucamonga, California
Durante décadas, los ingenieros han estado utilizando caucho en edificios y estructuras. Desde la década de 1950, se ha instalado en puentes de carreteras para hacer frente a la expansión térmica y en los edificios para sofocar las vibraciones de los trenes y carreteras, aunque no fue hasta la década de 1980 que el compuesto fue finalmente utilizado para aislar los edificios de los terremotos.Cuando se hayan instalado cojinetes de goma, que han sido un gran éxito, y si se utiliza más ampliamente, tienen el potencial de salvar incontables vidas y evitar miles de millones de dólares en daños.
A pesar de ello, muchos edificios todavía carecen de la protección que viene con la ingeniería sísmica adecuada. En los países en desarrollo, el problema es particularmente agudo. Tome el terremoto de magnitud 7,0 que azotó a Haití en 2010 y mató a más de 100.000 personas, muchos de los cuales perecieron cuando los edificios se derrumbaron. Estructuras vulnerables también plagan los países desarrollados como los Estados Unidos. Una reciente investigación realizada por el diario Los Angeles Times descubrió que más de 1.000 mayores edificios de concreto en la ciudad podrían colapsar en el próximo gran terremoto.
Hay muchas maneras de hacer un edificio resistente ante los terremotos. En las estructuras de madera, esparadrapos adicionales se pueden clavar a partes clave de la trama. Concreto reforzado con acero es otra opción, con las fortalezas y debilidades de cada compuesto compensando la otra, aunque incluso eso puede no ser suficiente para evitar daños en un gran terremoto. Algunos edificios utilizan amortiguadores similares a los amortiguadores de un coche. El más efectivo, sin embargo, puede haber aislamiento de la base, donde el edificio está separado de la tierra usando amortiguadores o cojinetes.

Los edificios que no están diseñados o mejoramiento de resistir un terremoto pueden sufrir fallas catastróficas.

Placas Tectónicas

Límites de placa

Los límites de placa se encuentran en el borde de las placas litosferica y son de tres tipos: convergente, divergente y conservativa. Amplias son zonas de deformación son características usuales de los límites de debido a la interacción entre dos placas. Los tres límites son caracterizados por sus movimientos distintos.

La primera clase de límite de placa es el divergente, o centro que se separa. En estos límites, dos placas se mueven lejos una de la otra. Como las dos se separaran, los cantos del medio del océano se crean como magma del manto a través de una grieta en la corteza oceánica y se enfrían. Esto, alternadamente, causa el crecimiento de la corteza oceánica de cualquier lado de los respiraderos. A medida que las placas continúan moviéndose, y se forma más corteza, el fondo del océano se amplía y se crea un sistema de canto. Los límites divergentes son responsables en parte de conducir elmovimiento de las placas.

Como usted puede imaginarse, la formación de la corteza nueva de cualquier lado de los respiraderos empujaría a las placas a apartarse, como vemos al canto del Medio Atlantico, que ayuda a Norteamérica y Europa a separase cada vez más lejos. Los cantos del Medio océano son encadenamientos extensos de montañas en el océano y son tan altos si no lo son aun más que los encadenamientos de montaña en el continente.

El proceso que conduce realmente al movimiento en estos cantos se conoce como convección. El magma es empujado hacia arriba a través de las grietas de los cantos por las corrientes de la convección. Mientras que un poco de magma entra en erupción hacia fuera a través de la corteza, el magma que no entra en erupción continúa moviéndose bajo la corteza con la corriente lejos de la cresta del canto. Estas corrientes continuas de la convección, llamadas células de la convección, ayudan a mover las placas ausentes de uno para permitir que más corteza sea creada y el suelo de mar crezca. Este fenómeno se conoce como separación del mar al suelo.

Los cantos del medio del océano también desempeñan un papel muy crucial en el desarrollo de la teoría de la tectónica de placas, debido a la calidadúnica que los minerales basalto que poseen. El basalto contiene una cantidad justa de minerales magnéticos, que alinean con el campo magnético de la tierra sobre la cristalización.

En el pasado, el campo magnético de la tierra ha cambiado la polaridad, causando una revocación en el campo magnético, que se preserva cuando los cristales se forman. La alineación de estos minerales magnéticos se puede utilizar para conocer la edad de la corteza, puesto que pueden ser correlacionados con edades de revocaciones magnéticas conocidas en la historia de la tierra. Esto desempeña un papel dominante en el desarrollo de la teoría de tectónica de placas porque es la primera prueba positiva que las placas se movían y lo habían estado haciendo durante la mayoría de tiempogeológico. La corteza más vieja del océano tuvo su origen hace 100-65 millones de años (cretáceo temprano), que es relativamente reciente en tiempo geológico.

Si este es el caso, ¿ a dónde se fue el resto de la corteza ?

Esto nos conduce al segundo tipo de límite de la placa, el convergente. Éstos son los márgenes de la placa donde una placa está reemplazando otra, de tal modo forzando a la otra a ir debajo de ella. Estos límites están en la forma de sistemas del foso y del arco de isla.

Toda la vieja corteza oceánica está entrando estos sistemas mientras que la corteza nueva se forma en los centros que se separan. Los límites convergentes también explican porqué la corteza más vieja que la cretácea no se puede encontrar en ningún fondo del océano -- ha sido destruida ya por el proceso del subducción.

Las zonas de subducción son donde se localizan los terremotos muy fuertes, que ocurren por la acción de la losa abajo que va obra recíprocamente con la losa que reemplaza. El " anillo del fuego " alrededor de los márgenes del Océano Pacífico es debido exactamente a las zonas del subduccion encontradas alrededor de los bordes de la placa del Pacífico.

La subducción también es la causa de la actividad volcánica en lugares como Japón: mientras que una losa va más profunda debajo de la placa que reemplaza, llega a ser más caliente y más caliente debido a su proximidad a la capa. Esto hace que la losa se derrita y forme el magma, que se mueve hacia arriba a través de la corteza y forma eventualmente los volcanes (arcos de isla) en corteza oceánica o masas intrusivas enormes (los plutons y los batolitos) en corteza continental.

Las islas aleutianas son otro ejemplo de la expresión superficial de la subducción.

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

Dispositivos de control activo de la Resistencia Sísmica

Después del desarrollo de dispositivos pasivos tales como el aislamiento de base y TMD. Los pasos lógico siguiente es para controlar la acción de estos dispositivos de una manera óptima por una fuente de energía externa se conoce el sistema resultante como sistema activo de control de dispositivo. Control activo ha sido ampliamente utilizado en estructuras aeroespaciales. En los últimos años se han logrado importantes hechos en la parte analítica de control activo de estructuras de ingeniería civil. También algunos modelos explica como se muestra que hay una gran promesa en la tecnología y que uno puede esperar ver en el futuro inmediato varias dinámicas "Edificios Inteligentes" Dinámicas el término en sí parece haber sido acompañado por la Corporación Kajima de Japón. En uno de su folleto el concepto de control activo se había explicado de todas las maneras simples y vale la pena citar aquí.

La gente que estaba balanceándose en tren o autobús tratar de mantener el equilibrio por querer preparando sus piernas o su reinstalación en los mejillones de su columna vertebral y el estómago. Al proporcionar una función similar a un edificio que puede amortiguar las vibraciones inmensamente cuando se enfrenta a un terremoto. Este es el concepto de laConstrucción Dinámica Inteligente (DIB).

La filosofía del pasado convencional de una estructura sísmica es responder pasivamente a un terremoto. Por el contrario, en el DIB que se propone la construcción en sí funciona activamente contra los terremotos y los intentos de controlar las vibraciones. El sensor distribuido dentro y fuera del edificio transmite información al ordenador instalado en el edificio que se puede hacer análisis y juicios, y como si los edificios poseen inteligencia relacionada con el terremoto modifica sus propias características estructurales minuto por minuto.

 

Sistema de Control Activo

La configuración básica de un sistema de control activo se muestra esquemáticamente en la figura. El sistema consta de tres elementos básicos:

1. Sensores para medir la excitación externa y / o la respuesta estructural.
2. Hardware y software para calcular las fuerzas de control sobre la base de la excitación observada y / o la respuesta estructural.
3. Los actuadores para proporcionar las fuerzas de control necesarias.

Así, en el sistema activo tiene que tener necesariamente una entrada de energía externa para accionar los actuadores. Por otro lado los sistemas pasivos no requieren de energía externa y su eficacia depende de afinaciones de sistema a la excitación de espera y comportamiento estructural. Como resultado, los sistemas pasivos son efectivos sólo para los modos de las vibraciones para la que éstos están sintonizados. Así, la ventaja de un sistema activo se encuentra en su rango mucho más amplio de aplicabilidad ya que las fuerzas de control se elaboran sobre la base de la excitación real y el comportamiento estructural. En el sistema activo cuando sólo excitación externa se mide sistema se dice que está en forma de bucle abierto. Sin embargo, cuando la respuesta estructural se utiliza como entrada, el sistema está en control de bucle cerrado. En ciertos casos, la excitación y la respuesta de ambos se utilizan y que se denomina como control de bucle abierto-cerrado.

Dispositivos de control de fuerza

Muchas formas han sido propuestos para aplicar fuerzas de control a una estructura. Algunos de estos han sido ensayados en laboratorio en modelos escalados hacia abajo. Algunas de las ideas se han presentado para aplicaciones de fuerzas activas se describen brevemente en la siguiente:

Active-amortiguadores de masa sintonizados (TMD)

estos son en modo pasivo se han utilizado en un umber de estructuras como se mencionó anteriormente. TMD ahí activo es una extensión natural. En este sistema 1% de la masa total del edificio está directamente excitados por un actuador sin muelle y la olla tablero. El sistema ha sido denominado como conductor de masa activa (AMD). Los experimentos indicaron que las vibraciones de construcción se reducen aproximadamente un 25% mediante el uso de AMD.

Control de Tendon

Varios estudios analíticos han sido realizados usando los tendones para el control activo. En excitaciones bajas, incluso con el sistema de control activo fuera el tendón actuar en modos pasivos mediante la resistencia a las deformaciones en las estructuras aunque resultante tensión en el tendón. A mayores excitaciones se puede cambiar al modo Activo cuando el actuador se aplica la tensión requerida en los tendones.

Otros métodos

El chapoteo líquido durante los terremotos ha cobrado una gran importancia en vista de la importancia sobre el flujo de productos petrolíferos de un tanque de almacenamiento en los terremotos de correos.Una de las consideración importante con oleaje es que se asocia con una amortiguación muy bajos. La altura de la ola se controla a través de la fuerza aplicada a la pared lateral por un accionador hidráulico. El control activo reducido con éxito altura de las olas al nivel de 6% de los que no tienen control, por excitaciones armónicas a chapotear frecuencia. Por tipo de excitación terremoto las alturas de ola se redujeron a un 19% de nivel.

Conclusión

Enfoque convencional para el diseño de edificios resistentes a los terremotos depende de proporcionar el edificio con resistencia, rigidez y capacidad de deformación inelástica. Pero las nuevas técnicas como la disipación de energía y dispositivos activos de control son mucho más eficientes y mejor.

Normativa Propuesta Para el Diseño Sísmico de Edificaciones de Mampostería Confinada

Se plantea una técnica de diseño estructural basada en criterios de resistencia y desempeño sísmico, aplicable a las edificaciones de mampostería o albañilería confinada de mediana altura (hasta cinco pisos), construidas con ladrillos sólidos. La técnica se encuentra basada en múltiples experimentos realizados en el Perú y otros países, así como en estudios teóricos y en las enseñanzas dejadas por los terremotos pasados que han afectado edificaciones similares.  Para la verificación de esta técnica se han hecho ensayos de simulación sísmica en mesa vibradora y ensayos de carga lateral cíclica. 
1. INTRODUCCIÓN
Las edificaciones de albañilería o mampostería confinada con una altura de hasta 5 pisos, son las construcciones más populares en las zonas urbanas del Perú, para viviendas, oficinas, hoteles, etc.  Este tipo de edificación se caracteriza por construirse primero el muro de mampostería, para luego vaciar el concreto de los elementos verticales de confinamiento, y finalmente, construir el techo en conjunto con la viga solera, según se muestra en la figura 1.  Esta secuencia constructiva produce un comportamiento integral de los materiales involucrados.

Figura 1.  Secuencia constructiva en edificaciones de mampostería confinada
El método de diseño actual en el Perú, especificado en la Norma de Diseño en Albañilería [ININVI, 1982], para edificaciones de mampostería sujetas a cargas sísmicas, es por esfuerzos admisibles.  Sin embargo, el coeficiente sísmico que se utiliza está asociado a aceleraciones basales del orden de 100 gal en suelo duro, mientras que los terremotos severos pueden superar en más de cuatro veces el valor anterior, según la Norma Sismorresistente del Perú [SENCICO, 2003], con lo cual se excedería el factor de seguridad por corte que tienen los muros, que es del orden de dos [San Bartolomé, 1994].  Por esto, es necesario que estas edificaciones sean diseñadas contemplando su incursión en el rango inelástico, pero de tal forma que puedan repararse después de un terremoto severo que produzca su falla por corte.
2. ALCANCE
La técnica de diseño es aplicable a edificaciones de mampostería confinada construida con ladrillos sólidos de arcilla, sílice-cal o concreto (con un porcentaje de perforaciones en la cara de asentado de hasta 30% del área bruta), con muros sujetos a esfuerzos axiales no mayores que 0.15f´m, donde “f´m” es la resistencia característica a compresión axial de prismas de mampostería (figura 2), calculada restando una desviación estándar al promedio de por lo menos 5 especimenes ensayados. Adicionalmente, la edificación debe contar con una densidad adecuada de muros en las direcciones principales.

Figura 2. Ensayo de compresión axial en prismas de mampostería: unidades sólidas (superior) y falla frágil en prisma hecho con ladrillos con 40% de huecos (inferior)

El subsuelo de la iglesia San Francisco: ¿Una cimentación sismorresistente sobre un estrato prehispánico?

  

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Resumen

¿Cómo ha logrado una iglesia de hace 4 siglos mantenerse en pie y resistir más de 15 sismos sobre magnitud 7? En base a dicha pregunta, esta investigación se adentra en el subsuelo de la iglesia para postular que sus fundaciones, construidas en 1586, serían una de las primeras estructuras sismorresistentes en Chile.

La iglesia y convento San Francisco de Santiago constituyen el conjunto edificado más antiguo de la capital y del país (fig. 1)(1), siendo «el único auténtico testimonio arquitectónico del siglo XVI que se conserva en Chile» (Benavides, 1988:128). El inmueble, que ha sufrido numerosas modificaciones, aún conserva la estructura original de piedra en forma de cruz latina (fig. 2), elemento que hoy forma la nave central y el transepto de la iglesia (fig. 3).

Fig. 1. Fotogrametría elevación poniente Iglesia y Convento San Francisco. Escala publicada 1: 500.Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 2. Planta actual iglesia San Francisco. En negro se destaca la planta de la iglesia original de piedra, estructura que permanece hasta nuestros días. Escala publicada 1: 1.000
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 3. Corte fotogramétrico longitudinal iglesia San Francisco. Nave central original. Escala publicada 1: 500.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 4a. Detalle mampostería de piedra original. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 4b. Detalle albañilería de ladrillo de las naves laterales, de construcción posterior.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 5. Plano de Santiago, 1600. En rojo se destaca la iglesia y convento de San Francisco.
Fuente: Imagen reelaborada a partir del croquis original de Tomas Thayer Ojeda, 1600. Colección Biblioteca Nacional.
Fig. 6. Planta con la ubicación de la excavación. Escala publicada 1: 1.000.
Fuent: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 7. Ubicación de la excavación en el actual corredor del Museo.
Fotografía : Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 8. Planta detalle excavación. Escala publicada 1: 50.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 9. Vista frontal del sistema de cimientos.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 10. Vista superior del muro de contención lateral del sistema de cimientos.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 11. Corte detalle del sistema de cimientos, muro y fundaciones . Escala publicada 1: 50.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Leyenda: 1. Pavimento cerámico actual; 2. Radier; 3. Capa de alquitrán; 4. Pavimento colonial ladrillo panadero; 5. Muro de piedra Iglesia:
Sistema de cimentación: 6. Estrato de e= 15 cm de mortero de cal con grava Ø 1 cm; 7. Suelo de relleno muy arcilloso; 8. Estrato de e= 55 cm (aproximado) de piedras de canto rodado, dispuestas sobre tierra suelta; 9. Eje de piedras semi-canteadas de 60 × 60 × 60 cm (aproximado); 10. Piedras canteadas en forma de cuña; 11. Suelo natural.
Fig. 12a. Cimientos de piedra con argamasa de cal de la Catedral de Santiago.
Fotografía: Claudia Prado. Fuente: FONDECYT Nº 1090325
Fig. 12b. Cimientos de piedra con argamasa de cal del antiguo mercado de la Plaza de Armas de Santiago.
Fotografía: Claudia Prado. Fuente: FONDECYT Nº 1090325
Fig. 12c. Cimientos de piedra con argamasa de la ex Real Audiencia de Santiago. Excavaciones realizadas en el marco de la construcción de la Estación Metro Plaza de Armas.
Fotografía: Claudia Prado, 1997.
Fig. 13. Relación entre períodos y estratigrafía del suelo de la iglesia de San Francisco.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 14a. Fragmento cerámico de escudilla con motivo propio de la época Inka, de origen foráne.
Fotografía: Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 14b. Fragmento cerámico con decoración roja sobre blanco, propio de épocas tardías de presencia Inka en la zona.
Fotografía: Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Figs. 15 a y b.Fragmentos rojos engobados con escobillado interior, atributo propio de los tipos prehispánicos.
Fotografía: Catalina Soto. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 15c. Fragmento de negro decolorado sobre rojo, asociado a contextos Aconcagua tardíos.
Fotografía: Catalina Soto. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 16. Punta de proyectil de base escotada, utilizada como pieza del conjunto arco y flecha, propia del período Intermedio Tardío y Tardío en la zona central de Chile.
Fotografía: Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
** Arqueóloga, Becaria CONICYT Programa de doctorado CECLA, Universidad de Chile, Santiago, Chile. cata.sotorodriguez@gmail.com

cómo se producen los terremotos

Un terremoto o seísmo, es un fenómeno de sacudida brusca y temporal de la corteza terrestre producido por la liberación de energía acumulada en forma de ondas sísmicas. La mayoría se producen a raíz de los procesos geotectónicos, como movimientos y rupturas de la corteza terrestre.

Los terremotos tectónicos suelen ocurrir en zonas donde la concentración de fuerzas generadas por los límites de las placas tectónicas dan lugar a movimientos de reajuste en el interior y en la superficie terrestre, que comúnmente acontecen al final de un ciclo sísmico, período durante el cual se acumula deformación en el interior de la Tierra que más tarde se libera repentinamente generando el terremoto.

En esta interesante infografía realizada por la agencia RIA Novosti, se ilustra detalladamente la forma en la que se originan los terremotos, sus diversos tipos y los actuales métodos de pronósticos:

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.

Diseño Sísmico

En nuestro país el diseños sísmico ha jugado un papel irrelevante en lo que es el diseño estructural, ya que contamos con pocas experiencia sísmica ha pesar de ser una isla con muchas fallas sísmicas. Aun no se cuenta con instrumentos necesarios para llevar un buen registro de la interaccióntectónica en nuestra isla. En los últimos 5 años se han registrado sismos de gran importancia lo que ha llevado a las instituciones a hacer cumplir las normas sísmicas que reglamentan la construcción y obligar a las instituciones competentes ha modificar y velar por que se cumplan dichos reglamentos para mejorar la calidad de las estructuras. Ha de pasar mucho tiempo para que contemos con normas antisísmicas que se cumplan en nuestro país y un buen equipamiento para llevar el historial de los registros sísmicos en nuestro país. A continuación se exponen una serie de conceptos y conocimientos que habitualmente son de gran utilidadpara el estudio y diseño antisísmico.

HISTORIA DEL DISEÑO SISMICO

Naturaleza y probabilidad

Aunque las agitaciones sísmicas como terremotos no se puedan prevenir en la práctica, la ciencia y la ingeniería proporcionan las herramientas que se pueden utilizar para reducir sus efectos absolutamente substancialmente. En primer lugar, la ciencia puede ahora identificar donde y cuando los terremotos son probables ocurrir, en qué magnitud y determine la probabilidad relativa de una gama de tierra que sacude niveles. Esta información es fácilmente disponible a los arquitectos, ingenieros, escritores del código, planificadores y al público en general. En segundo lugar, los investigadores sísmicos y los ingenieros estructurales con experiencia en diseño sísmico tienen suficiente comprensión de los efectos del terremoto que sacuden sobre edificios para crear los diseños que serán seguros para las varias intensidades de la sacudida. Los códigos técnicos de la edificación modernos incorporan toda esta información y requieren edificios tener diseños de ingeniería estructurales apropiados para cada región.

Criterios de Diseño Sísmico

• Estado límite de servicio: no se exceden deformaciones que ocasionen pánico a los ocupantes ni daños en elementos no estructurales.

• Estado límite de integridad estructural: Se puede presentar daño no estructural y daño estructural menor, sin alcanzar la capacidad de carga de los elementos estructurales.

• Estado límite de superviviencia: Puede haber daño estructural sinificativo, pero se mantiene la estabilidad general de la estructura y se evita el colapso.

Objetivos del Diseño Sísmico

• Evitar que se exceda el Estado límite de servicio para sismos de intensidad moderada que pueden presentarse varias veces en la vida de la estructura.

• Que no se exceda el Estado límite de integridad estructural para sismos severos que tienen una posibilidad significativa de presentarse en la vida de la estructura.

• No debe excederse el Estado límite de superviviencia ni para sismos extraordinarios que tenan una muy pqequeña probabilidad de ocurrencia.

Aspectos principales del diseño sísmico.

• Selección de un sistema estructural adecuado: que debe ser capaz de absorver y disipar energía introducida por el sismo.

• El Análisis Sísmico: Los reglamentos definen las acciones sísmicas para calcular la respuesta de la estructura, y proporcionan métodos de análisis.

• El dimensionamiento de las secciones: métodos innovativos del diseño por capacidad.

• Detallado de la estructura: Para el comportamiento dúctil de los miembros de la estructura es necesario el detallado de los mismos y de sus conexiones para proporcionarles capacidad de deformación antes del colapso.

Reglamentos, Códigos y Normas para El Diseño Sismo – Resistente

Estas son las herramientas de mayor utilización dentro del Análisis y Diseño Sismoresistente, que nos proporcionan las recomendaciones más próximas para realizar un Diseño que se comporte adecuadamente ante la incidencia de un suceso sísmico. Son el Instrumento que nace de muchas de las experiencias pasadas y de pruebas de laboratorio de los cuales se sacó una aproximación a la realidad del comportamiento de las estructuras ante los sismos.

Expresiones para el Cálculo del Cortante basal (V), según algunas normativas

• 1. Uniform Building Code (UBC)

• 2. Normativa Sismorresistente Argentina

Código ACI para el Diseño Sísmico

El objetivo principal de las disposiciones especiales es garantizar una adecuada capacidad bajo los desplazamientos inelásticos oscilantes producidos por la carga sísmica.

Las disposiciones se aplican a pórticos, muros, diafragmas y cerchas en zonas de "amenaza sísmica alta", correspondientes a las zonas 3 y 4 del UBC y a pórticos, incluyendo sistemas de losa en dos direcciones, en zonas de "amenaza sísmica moderada" correspondientes a la zona 2 del UBC. No se establecen requisitos especiales para estructuras sometidas a amenaza sísmica baja o nula.

Debe considerarse el efecto de elementos no estructurales en la respuesta global de la estructura, al igual que la respuesta de los elementos no estructurales mismos. También deben tenerse en cuenta los elementos estructurales que no están específicamente dimensionados para soportar cargas sísmicas.

Para garantizar una adecuada ductilidad y capacidad bajo rotación inelástica, el Código ACI 21.1.4 especifica una resistencia del concreto mínima de 21MPA. Para concreto con agregados ligeros, se establece un límite superior en la resistencia del concreto de 35MPA; este límite se basa en una falta de evidencia experimental para concretos ligeros con resistencias mayores.

MEJORAS EN EL TIEMPO DEL DISEÑO ESTRUCTURAL

El Análisis Estructural es una rama antigua de la Ingeniería Civil, que se aplica en la ingeniería civil, podemos decir que es el responsable del diseño,planeamiento y cálculo de la parte estructural, (que forma un sistema integrado de vigas, columnas, losas, muros, presas, túneles, zapatas de cimentación y otros), que lo empleamos en los edificios urbanos, construcciones industriales, puentes, estructuras de desarrollo hidráulico y demás obras. Su propósito es la de obtener estructuras eficaces que resulten apropiadas a partir del punto de vista resistente. En un sentido práctico, la ingeniería estructural es la aplicación de la mecánica Newtoniana para el diseño de elementos y sistemas estructurales, que mayormente se necesita resolver problemas de alta complicación que se solucionan mediante técnicas de cálculo diferencial e integral de diversas variables, temas de álgebra lineal, ecuaciones diferenciales y métodos numéricos.

La ingeniería estructural es considerada como una reciente, a partir de 1683 cuando Galileo invento analizar una viga. Hasta entonces, se seguía un criterio empírico.

Entre los experimentos realizados por Galilei se encuentran los siguientes:

En la actualidad para estas pruebas se utilizan maquinas que realizan las pruebas de esfuerzo con muestras (probetas) de el material a evaluar con mecanismos que marcan la cantidad de carga aplicada para que la probeta llegue a la rotura.

En la actualidad también se han creado programa para modelar, analizar y diseñar las estructuras ya sea en el plano o en el espacio. Entre ellos podemos citar:

Y a estos cada cierto tiempo los fabricantes van lanzando versiones nuevas con mejoras que van simplificando el tiempo del cálculo de las estructuras y agregándole nuevas herramientas para hacer más eficiente el uso del programa y que los resultados arrojados por estos sean más cercanos a lo real.

Diseño sísmico de edificaciones

La Ingeniería Sismo-resistente es una propiedad o atributo de que se dota a una edificación, mediante la aplicación de técnicas de diseño de su configuración geométrica y la incorporación en su constitución física, de componentes estructurales especiales que la capacitan para resistir las fuerzas que se presentan durante un movimiento sísmico, lo que se traduce en protección de la vida de los ocupantes y de la integridad del edificio mismo.

Es una tecnología que diseña y ejecuta procesos constructivos con elementos estructurales, distribuidas previa aplicación de principios básicos como la simplicidad, simetría, resistencia, rigidez y continuidad de las obras, que les permita resistir los usos y las cargas sísmicas a que estarán sometidas durante su vida útil y también a los sismos.

Conceptos Generales del Diseño Antisísmico

Se han de tener en cuenta:

• Propiedades de los materiales de construcción

• Características dinámicas del sistema del edificio

• Características de las cargas de flexión de los componentes del edificio.

Para un diseño adecuado del edificio se debe de definir la categoría a la que pertenece el edificio y hacer una planificaciónadecuada del diseño que consistirá en:

• Planificación del edificio, conceptos básicos a cumplir: simetría, regularidad, separación en bloques, simplicidad y área cerrada.

• Escoger el lugar. Es muy importante la estabilidad del suelo: estabilidad de la losa, arenas muy débiles y arcillas inestables.

• Diseño estructural: depende mucho del material y es el factor más importante

• Resistencia al fuego: se ha de tener en cuenta a la hora de escoger los materiales

Para un buen diseño estructural sismorresistente se ha de tener en cuenta lo siguiente:

• Un buen suelo de base

• Utilizar un mortero de junta de ladrillos de buena calidad

• Se han de poner paredes de cizalla en lugares concretos

• Losas de techo y suelo han de estar suficientemente ligadas a las paredes

Siempre es mejor una estructura deformable que una muy rígida.

Diseño Sismico de Puentes

Se propone un procedimiento de diseño sísmico de columnas de puentes de concreto reforzado, basado en desplazamiento, en el que se establece el cumplimiento de dos niveles de desempeño: servicio y supervivencia. La capacidad de desplazamiento de las columnas de sección rectangular y circular se calcula con expresiones empíricas en función de las dimensiones de la sección, de su cuantía de refuerzo longitudinal, de la carga axial, del refuerzo de confinamiento y de la esbeltez.

En muchos casos la falla por sismos de puentes de concreto se ha atribuido a insuficiencia en la capacidad de desplazamientos de sus columnas para absorber las grandes demandas de deformación inelástica inducida por la vibración de la estructura.

DISEÑO BASADO EN DESPLAZAMIENTO

En los últimos años se ha estado implementando el diseño basado en desplazamiento dentro del diseño sísmico de puentes. La razón de adoptar este procedimiento obedece a que los estados límites de daño pueden relacionarse adecuadamente con los límites de deformación, que a su vez son convertidos en

desplazamientos equivalentes, con los cuales el daño estructural puede ser controlado eficientemente mejor que con límites de resistencia. Dentro de los métodos de diseño basado en desplazamiento existen diferentes enfoques: diseño basado en desplazamiento directo, espectro del punto de fluencia y espectro de capacidad.

El procedimiento basado en desplazamiento directo, se deriva en gran medida del método de la estructura substituta desarrollado por Gulkan y Sozen (1974), para modelar un sistema inelástico con propiedades elásticas equivalentes. Con este enfoque se busca proveer al miembro de las características apropiadas, en cuanto a tamaño de la sección y cantidad de refuerzo y detallado, para desarrollar un

desplazamiento predeterminado para el sismo de diseño. Dentro de este procedimiento, generalmente se diseña para un comportamiento asociado a la respuesta última, por lo que se selecciona un desplazamiento objetivo.

Estados Limites.

• Estado Limite de servicio.

• Estado Limite de supervivencia.

El estado límite de servicio de un puente urbano corresponde al caso en que se pueda garantizar la operación inmediata del mismo después de un sismo, sin que para ello se requieran reparaciones. Para las columnas, esto se hizo corresponder a que no se presente agrietamiento residual perceptible. Elcontrol del ancho de grieta residual se considera más importante que el agrietamiento máximo producido bajo la acción sísmica, ya que del primero dependen tanto los efectos sicológicos del agrietamiento, como los posibles problemas de deterioro y corrosión. Se suele considerar que pasan desapercibidos anchos de grietas inferiores a 0.25 mm.

En el estado límite de supervivencia se acepta que en las columnas de puentes se presente daño severo, pero sin colapso para cuidar la integridad de los usuarios. Esto implica proveer a las columnas de la capacidad de deformación suficiente para resistir las demandas de deformación ante un sismo extraordinario. Esto da lugar a definir el estado límite de supervivencia de la columna con base en una capacidad de desplazamiento lateral, la cual no debe ser superada por la demandada por el sismo de diseño.

EFECTOS HIDRODINAMICOS EN EL ANALISIS SISMICO EN PRESAS BOVEDAS

La respuesta de una presa sola a una excitación sísmica es la típica de un sistema de varios grados de libertad cuyas matrices de masa, rigidez y amortiguamiento son independientes del contenido de frecuencias de la excitación. En cambio, a cusa de la presencia del agua embalsada, tanto las características dinámicas como la respuesta de la presa son distintas las de situación de embalse vacio.

Por una parte, el movimiento del terreno origina unos efectos inerciales en la masa de agua, cuya vibración transmite ondas de presión hidrodinámica, las cuales inciden sobre el trasdós de la presa. Por otra, la propia presa, en su vibración produce unas ondas de presión que se transmiten y se propagan por el medio fluido; al reflejarse dichas ondas en los contornos del embalse, pueden volver a incidir sobre la propia presa, cuyo resultado son unas presiones hidrodinámicas que se suman a las anteriores.

Reseña histórica.

Los primeros estudios en este campo fueron llevados a cabo por Hm westergaard. Resolvió el problema bidimensional consistente en el cálculo de las presiones hidrodinámicas sobre el paramento vertical de una presa rígida de sección triangular, sometida a una excitación horizontal armónica del terreno y en la dirección del rio. Asimismo, considero compresible el agua del embalse, cuyo fondo supuso horizontal y de extensión infinita hacia agua arriba (westergaard, 1933). Westergaard obtuvo una expresionanalitica para la distribución de la amplitud de las presiones hidrodinámicas sobre el trasdós; mostro que estas tienen fase opuesta a la aceleración del terreno, por lo que se podían interpretar como una fuerzas equivalentes de inercia, correspondientes a una ciertas masas de agua que acompaña solidariamente a la presa en su movimiento de solido rígido. La evaluación de dicha masa de agua se realiza a partir de la igualación de las fuerzas de inercia de la misma con la fuerza hidrodinámica ejercida sobre el trasdós de la presa, a causa de su movimiento. Esta analogía formo lavase del concepto de masa añadida.

PRESIONES HIDRODINAMICAS.

Durante un seísmo, la presa y el embalse entran en un estado de vibraciones forzadas que dan lugar a unas presiones hidrodinámica sobre el paramento de agua arriba de la presa, las cuales se suman a las hidrostáticas. Dichas presiones de origen dinámico son por tanto acciones a considerar para el análisis de la respuesta de una excitación sísmica. Por ello, cuanto más aproximadamente se determinen aquellas, mejor se podrá estimar esta ultima.

Como se ha indicado anteriormente, las presiones hidrodinámicas se producen por una parte a causa del movimiento (de solido rígido) del terreno, y por otra, a causa de la flexibilidad de la presa. Incluso se podrían considerar también las producidas por la deformación del terreno que rodea al embalse, aunque son de escasa importancia.

INTERACCION EMBALSE-PRESA –BOVEDA

La coexistencia de dos medios (la presa y el embalse) en contacto entre si mediante una interface, da lugar a que, por ser flexibles, ambos interaccionen.

Esto repercute sobre las presiones hidrodinámicas, pero además sobre las características dinámicas y sobre la respuesta de la presa a una excitación sísmica. En la situación de embalse parcial o totalmente lleno, la respuesta dinámica de la presa viene afectada por unos términos hidrodinámicos, que modifican las propiedades de la presa, mediante la introducción de unas masas, amortiguamientos y fuerzas adicionales.

METODOS NUMERICOS DE ANALISIS DEL SISTEMA PRESA BOVEDA-EMBALSE.

Las primeras tentativas de estudio de la respuesta del sistema formado por la presa y el embalse fueron de tipo analítico, ensayos en modelos mecánicos o bien mediante analogía eléctrica. El advenimientos de los ordenadores y el desarrollo de diversos métodos numéricos han hecho posible un avance considerable en el estudio del problema.de esta forma se ha conseguido representar configuraciones geométricas complejas.

El método de las diferencias finitos ha sido empleado por alguno autores (shul"man, voronkova, priscu e tal.) para el estudio bidimensional del dominiofluido (wertergaard e tal. 1933).

El método de los elementos finitos constituye la herramienta más poderosa hasta el momento, para el estudio del comportamiento conjunto de la presa bóveda y embalse. Ha sido empleado por numerosos autores, algunos de los cuales declaran que es un método efectivo y practico de representar los efectos del embalse, por lo que no hay razón aparente para continuar adoptando modelos de masas añadidas de tipo westergaard para el análisis de presas bóveda (clough e tal. 1985).

Innovaciones en el diseño sísmico de estructuras de acero

El diseño sismorresistente ha ido evolu-cionando en saltos discretos con cada nuevo terremoto, cambiando sus para-digmas y los objetivos de diseño, para prevenir que los efectos negativos obser-vados en las estructuras existentes vuel-van a ocurrir en el futuro.

Originalmente, el objetivo principal del diseño sismorresistente de estructuras, consistía en proveer suficiente resistencia de modo de poder soportar el terremoto más grande conocido hasta el momento. Luego, se reconoció que no era necesa-rio diseñar las estructuras para fuerzas tan potentes, si es que se permitía que desarrollaran deformaciones inelásticas controladas, es decir daño, con lo que se acuñó el concepto de ductilidad.

Innovaciones en marcos de momento

Marcos con conexiones postensadas (PT)

Este tipo de marco puede ser clasificado como un marco de momento con unio-nes semirrígidas. La innovación consiste en la utilización de cables deacero para postensar la viga a la columna y proveer de esa forma una conexión de momento, como se muestra en la Figura 2(a).

Este sistema estructural persigue dos objetivos principales: el primero es con-seguir una estructura que después de ser sometida a un terremoto vuelva a su posición original, es decir, no presente deformaciones laterales remanentes; y el segundo es concentrar el daño en ángu-los u otros elementos de sacrificio, que provean la disipación de energía.

El diseño de la conexión se hace conside-rando los estados límite o de fallas posi-bles. Debido a que los cables de acero de alta resistencia no poseen gran ductili-dad, las recomendaciones para el diseño de este tipo de conexiones (Garlock et al, 2007) establecen la siguiente secuencia de estados límite:

• Descompresión: Corresponde al ins-tante en que el momento generado por el sismo supera el nivel de pre-tensión aplicado inicialmente a la co-nexión y ésta comienza a abrirse.

• Fluencia de elementos secundarios: Corresponde al momento en que los elementos encargados de disipar energía comienzan a fluir.

• Fluencia de la viga: Corresponde al momento en que la viga comienza a desarrollar plastificación significati-va.

• Fluencia de los cables: Corresponde al momento en que los cables alcan-zan su tensión de fluencia.

• Fractura de los cables: Corresponde al momento en que los cables alcanzan su tensión de rotura.

Marcos con vigas de sección reducida (RBS)

El objetivo de reducir la sección de la viga es el de tener una conexión viga-columna más resistente que la viga, de manera que las deformaciones plásticas se de- sarrollen en la sección reducida de la viga. De esta forma, la sección reducida actúa como un fusible limitando las ten-siones en la región menos dúctil en las cercanías de la conexión viga-columna. La reducción de la sección de la viga puede ser constante o variable tal como lo muestra la Figura 3.

Innovaciones en marcos arriostrados

Marcos con arriostramiento restringido al pandeo (BRBF)

Un marco del tipo BRBF es un marco arriostrado en forma concéntrica en que los elementos que forman el sistema de arriostramiento están compuestos por dos elementos principales: núcleo de acero que resiste la carga axial y un sis-tema externo que restringe el pandeo del núcleo de acero (Figura 4).

Muros de corte de placas de acero (SPSW)

Un marco tipo SPSW es un sistema de- sarrollado para resistir cargas laterales, que utiliza paneles de relleno formados por planchas de acero conectados a vigas (elemento horizontal de borde) y columnas (elemento vertical de borde), e instalados en uno o más vanos a lo lar-go de la altura del marco de manera de formar un muro voladizo (Figura 6). Un marco tipo SPSW sujeto a ciclos de de-formaciones inelásticas, exhibe una alta rigidez inicial presentando un comporta-miento dúctil, características que permi-ten la utilización de este tipo de marco no sólo en el diseño de nuevas estructuras sujetas a cargas sísmicas, sino que tam-bién en la reparación y reforzamiento de estructuras existentes.

Errores en el diseño sísmico resistentes en edificaciones.

LOS TERREMOTOS son uno de los fenómenos mas imprevisibles y difíciles de evitar cual sea la intensidad que tenga, producen efectos negativos sobretodo en la construcción. Por lo que es necesario un adecuado diseño de la estructura y elección del material de construcción con el fin de conseguir construcciones sísmicas.

En países empobrecidos, generalmente, una gran parte de la población no tiene la formación necesaria para realizar una construcción adecuada, siendo este sector el más afectado debido a los terremotos.

En su orden de importancia existen algunos criterios relevantes al momento de definir el sistema constructivo de determinada edificación así como:

- SEGURIDAD : que cumpla con las normas sismorresistentes del país.

- PRESUPUESTO: que se ajuste al presupuesto que tiene previsto el dueño del proyecto.

-ESTETICA: que sea armónico con el medio que lo rodea y agradable a la vista de espectadores.

El objetivo de las normativas sismorresistentes es evitar la perdida de vidas humanas y reducir el daño y el costo económico que puedan ocasionar los terremotos no sufran daños relevantes ante sacudidas sísmicas pequeñas, puedan resistir sin daños estructurales ante movimientos sísmicos moderados y puedan evitar el colapso ante las sacudidas mas fuertes previsibles con una probabilidad razonable, aunque con posibles daños.

Objetivo del reglamento para construcción sismorresistentes

El objetivo pude resumirse en:

1-evitar perdidas de vidas humanas y accidentes que pudieran originarse por la ocurrencia de cualquier evento sísmico.

2-Evitar daños en la estructura y en las componentes de cada construcción, durante terremotos de frecuente ocurrencia.

3-Evitar que se originen colapso total o parcial en las construcciones es, que puedan poner en peligro la seguridad de las personas durante terremotos muy severos, de ocurrencia extraordinaria.

Los principios de la sismo resistencia

La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación. Las formas complejas, irregulares o asimétricas causan un mal comportamiento cuando la edificación es sacudida por un sismo. Una geometría irregular favorece que la estructura sufra torsión o que intentegirar en forma desordenada. La falta de uniformidad facilita que en algunas esquinas se presenten intensas concentraciones de fuerza, que pueden ser difíciles de resistir.

Éxitos y fracaso del diseño sismos resistente Antecedentes

El diseño de sismo resistente ha evolucionado desde sus planteamientos más primitivos establecidos a finales del siglo pasado en Japón y comienzos del presente en Italia, hasta el sistema de codificación actualmente predominante en muchos países el cual se denomina aquí codificación moderna. El sismo de mesina en 1905 podría considerase de origen de un intenso; los italianos dieron el ejemplo en tal caso y el sismo de Tokio en 1923, reforzó las inquietudes de los ingresos japoneses sobre el tema.

Éxito y fracasos de los códigos

La ingeniería de construcción es un vivido ejemplo de la aprendiza del hombre por ensayo y error con el fin de soportar mejor sus investigacionesanalíticas y en ciertos casos las experimentales. Si una construcción es avería, los ingenieros observan, modifican y construyen de nuevo. Si lo nuevo se comporta mejor, la medida o medidas que condujeron a la mejora. Piensan a hacer parte del patrimonio técnico. En el caso de los sismo se aprende revisando lo bueno y lo malo.

Si en algunas región del mundo se hubieran diseñado y construido varios centenares de edificios de diferentes alturas y formas siguiendo la más moderna codificación sisma resisten, si la amenaza sísmica se hubiera evaluado con base en una buena información tectónica y apreciable información sísmica instrumental, si las condiciones de respuesta local se hubieran evaluado y establecido con la vigilancia apropiada como para sacudida por un sismo tal que los registros instrumentales lo mostraran compatible con las previsiones de la amenaza sísmica loca, entonces existiría un escenario apropiado para intentar hablar estadísticamente de éxito o fracaso del diseño y la construcción sismo resistente. Hasta donde el autor con este escenario todavía no se ha dado.

Éxito serial aquel que se dedujera de un correcto comportamiento estadísticamente valedero. Resultar sin daños no necesariamente será un éxito; téngase en cuanta que una construcción sin daño pudo comportarse bien, pero con base en un diseño excesivamente costoso. Éxito es la correspondiente a un comportamiento apropiado, sin sobrepasar las necesidades reales. Una construcción no afecta, cercana a otras similares si afectadas, puede haber sido favorecida por condiciones muy locales que pudieran enmascara el relativo éxito frente a la prueba que la sometió al sismo.

Fracaso correspondería a aquello que construido siguiendo la normalización se daño con un sismo similar al máximo previsto por el código de una localidad.

Mal confinamiento del concreto

Como en los casos anteriores abunda la descripción de las fallas de elementos estructurales, principalmente columnas, debido a su pobre confinamiento de su núcleo resistente. Sin embargo, ya desde comienzos de la década de 1960-1970 el fenómeno se había estudiado en profundidad.

Descripción del problema: si hay un refuerzo transversal abundante y poco espaciado, la resistencia ultima y la capacidad de deformación a la rotura del concreto reforzado aumentan notoriamente, ofreciendo seguridad extra en los sistemas estructurales. Si esta condición no se da, los elementos resistencia a la tradición diagonal se agota antes que la dispone a flexión no tienen entonces capacidad de disipar energía en el rango inelástico y se ven sometidos a fallas frangibles.

Conclusión

Conforme pasa el tiempo cobra más importancia el tema "sísmico". Hemos visto como en los últimos días el mundo ha sido sorprendido por repentinos terremotos que en algunos casos ponen de manifiesto la existencia de una pobreza estructural carente de un adecuado diseño sísmico. Por citar una comparación está el caso del terremoto que azoto a Haití, este devasto casi por completo todas las edificaciones de ese país. Chile también fue afectado por un terremoto, cien veces mayor que el de Haití, pero sus edificaciones no sufrieron tantos daños, esto debido a que cuenta con normas antisísmicas. Esta son razones por la cual debe conformarse un proceso de aprendizaje de la comunidad técnica profesional para evitar que las tragedias tengan graves consecuencias que lamentar, esto es debido a que existen construcciones diseñadas con el código local que han sido destruidas o fuertemente afectadas. En estos casos el código aplicado resulto deficiente. Donde esto ha ocurrido se han preocupado por mejorar las deficiencias para obtener mejores códigos.

Con solo unos principios básicos muy elementales compartidos por los ingenieros diseñadores y los constructores, una comunidad estaría elevadamente protegida contra la acción de sismos intensos futuros. Los principios son conocidos, pero poco difundidos. Solo en la década pasada los diferentes seminarios, talleres, congresos, y publicaciones de difusión comenzaron a surtir efecto para entrenar mejor a los ingenieros comenzaron a surtir efecto para entrenar mejor a los ingenieros relacionados con el diseño y la construcción resistente al efecto de los sismos.