INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO
“JOSE PARDO”
VIVIENDAS ANTISISMICAS
ESPECIALIDAD DE CONSTRUCCIÓN CIVIL
GRUPO Nº 1, INTEGRANTES:
ESPINOZA LIMACO BRAYANT
GONZALES HERMOZA FRANK
HUARI MARIN GODOFREDO
MONTES ILLACONZA JACKELIN
SUDARIO HUANUCO IMER
VILLALAZ SALAS FRANCO
PROF: LIC. VICTOR ROJAS SANTILLAN
Lima – Perú
2009
A todos lo interesados en el tema,y especializados en ello.
A todos ellos nuestra gratitud al igual que la mayor
Y creciente admiración con el paso del tiempo .
PROLOGO
Los dramáticos cambios producidos en el clima por el fenómeno del calentamiento global–fenómeno ya ineludible- obligan a los gobiernos nacionales, regionales y locales, así como a las diversas instituciones y aun al propio ciudadano de a pie,
a revisar los esquemas y categorías con los que veníamos afrontando las situaciones de riesgo.
El hecho de que la región donde se encuentra el Perú, Subregión Andina, constituye –después del Asia- la segunda región en donde se registra la mayor ocurrencia de desastres, obliga a la comunidad científica y a las autoridades a proveer a los técnicos responsables y a la población en general de los instrumentos necesarios para hacer frente a urgencias que nos obligan a actuar ya en políticas de prevención y mitigación de desastres naturales.
Debe quedar claro que, en adelante, no se trata de reconstruir el pasado, sino de construir el futuro y, ello implica bases científicas, metodologías validadas y acciones concretas. El territorio del Perú, asentado sobre tres placas tectónicas activas conformantes del Anillo de Fuego del Pacífico –donde tiene lugar el 80% de la actividad sísmica y volcánica de la tierra- es propenso a terremotos, deslizamientos, tsunamis, y erupciones volcánicas que, sumados al precario proceso de ocupación y desarrollo de sus ciudades, al inadecuado manejo de
recursos naturales y económicos, así como al rápido crecimiento demográfico, lo exponen permanentemente a amenazas y riesgos cuya falta de previsión han ocasionado considerables costos al Estado y pérdida de vidas humanas.
Las experiencias de los desastres más recientes han demostrado que el país aún carece de los instrumentos necesarios para afrontarlos o responder de forma adecuada una vez que sucedan.
Para ello, se requieren de planes de desarrollo y de prevención articulados a instrumentos técnico-normativos sobre el uso del suelo que permitan una eficiente gestión del riesgo, la adecuada coordinación entre los diferentes entes del Estado, normas coherentes integradas a la gestión del territorio e información respecto al riesgo de las ciudades.
Prof.:
INTRODUCCION
Este Manual ha sido elaborado por un equipo de alumnos de la especialidad de construcción civil ,del Instituto Superior Tecnológico Publico “JOSE PERDO” con el
propósito de contribuir con la capacitación de funcionarios municipales y regionales para la formulación y actualización permanente de los planes y estrategias de ordenamiento territorial con criterios de prevención y manejo de riesgos.
Y explicar,y en la medida posible ,en el sencillo lenguaje; las principales ideas y conceptos de construcción de casas antisísmicas.
Este Manual pone a su disposición un material que le permitirá, mediante su
estudio cuidadoso, comprender la naturaleza, origen y tipos de movimientos
sísmicos y desarrolla los criterios y herramientas que los capacitadores deberían
emplear para introducir a nuevos especialistas en CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS ANTISÍSMICAS.
Así como los efectos negativos y daños que pueden sufrir las edificaciones que habitamos, bajo los efectos de estos fenómenos naturales.
Los contenidos consignados en este manual se basan en el conocimiento
desarrollado por una ciencia llamada SISMOLOGÍA, la cual se encarga del
estudio de las vibraciones y movimientos de los suelos bajo la acción de
fuerzas naturales, determinando su origen, formas de propagación y estructura
interna de la corteza terrestre.
La magnitud y efectos dañinos de los movimientos sísmicos que se han
presentado en los últimos años en nuestro país, han motivado la realización de
estudios y la promulgación de normas que buscan minimizar los daños a las
edificaciones mediante el desarrollo de técnicas de construcción que eviten el
deterioro excesivo de los edificios cuando se presente el sismo
El estudio de las técnicas de construcción apropiadas para disminuir los
efectos destructivos de los sismos, será tema de próximas guías y constituirá la
parte central del curso.
VIVIENDAS ANTISISMICAS
1.1.- Presentación del problema
En regiones propensas a movimientos sísmicos, la resistencia de las construcciones a estos impactos es hoy en día una condición impredecible.
El sismo ocurre por el movimiento de las capas tectónicas o por actividades volcánicas. La aceleración del suelo y la frecuencia respectiva de las aceleraciones determinan los daños en las viviendas.
Las viviendas son afectadas mayormente por los impactos horizontales creados por el movimiento de la tierra en el plano horizontal. Los impactos verticales creados por la actividad sísmica son menores al 50 %.
Dentro de las viviendas el peligro reside en el hecho que los muros tienden a colapsar hacia afuera dejando caer la cubierta y los entrepisos al interior de la misma. Una solución técnica antisísmica para construcciones de hasta de dos niveles busca que los muros no se habrán hacia afuera y que las cubiertas se encuentren bien arriostradas.
1.2.- Formulación del problema
Para obtener estabilidad de la vivienda la forma de la planta es muy importante.
En general:
a) Mientras más compacta la planta, más estable será la vivienda. Una planta cuadrada es mejor que una rectangular y una circular es la forma óptima.
b) Las plantas con ángulos no son recomendables, si estas fuesen necesarias se recomienda separar los espacios, la unión entre los mismos debe ser flexible y liviana.
1.3.- Objetivos Generales y Específicos:
Objetivos Generales
Dar a conocer lo que son los sismos, su origen y capacidad destructiva sobre los terrenos y las viviendas, de acuerdo con la magnitud e intensidad que presenten, así como los sitios del país más propensos a sufrirlos, con el fin de prepararnos para desarrollar técnicas de prevención frente a estos a sus efectos devastadores.
También dar a conocer los fundamentos sismológicos actuales, analizar los métodos, procedimientos y técnicas del comportamiento de osciladores de 1 G.D.L. y de “n” G.D.L. Utilizar las técnicas de diseño sismo resistente vigente para estructuras en las obras civiles.
Objetivos Específicos
Conocer:
1) El origen de los sismos.
2) La tectónica de placas
3) Su magnitud e intensidad.
4) Los medios de medición.
5) Los daños más frecuentes causados por los sismos o movimientos
telúricos.
1.4.- Importancia de la Investigación
La importancia de esta investigación es poner a disposición un material que le permitirá, mediante su estudio cuidadoso, comprender la naturaleza, origen y tipos de movimientos sísmicos que se pueden presentar en el Perú, así como los efectos negativos y daños que pueden sufrir las viviendas que habitamos, bajo los efectos de estos fenómenos naturales.
También dar a conocer la magnitud y efectos dañinos de los movimientos sísmicos que se han presentado en los últimos años en nuestro país, han motivado la realización de estudios y la promulgación de normas que buscan minimizar los daños a las viviendas mediante el desarrollo de técnicas de construcción que eviten el deterioro excesivo de los edificios cuando se presente el sismo.
CAPITULO I
VIVIENDAS ANTISISMICAS
1.1.- Emplazamiento de una vivienda en pendiente
En áreas propensas a movimientos sísmicos el emplazamiento de la vivienda en el sitio es muy importante. Por ello se deben tener en cuenta las
siguientes reglas:
a) No debe emplazarse la vivienda en el corte de una pendiente del terreno debido a que los impactos horizontales de la tierra durante el sismo pueden provocar el colapso del muro adyacente.
b) No debe emplazarse la vivienda sobre una pendiente, para evitar el deslizamiento de la edificación.
c) No debe emplazarse la vivienda cerca a fuertes pendientes, para evitar daños por deslizamientos del terreno.
d) En el caso en el que se deba emplazar la vivienda en un terreno en pendiente se debe crear una plataforma, con suficiente distancia hacia los bordes de la pendiente.
e) Es recomendable que las viviendas masivas y pesadas se emplacen en terrenos suaves y arenosos, para reducir las fuerzas del impacto del sismo. Mientras que las viviendas livianas y flexibles como las de bahareque, se pueden emplazar sobre terreno rocoso.
f) Se deben evitar los desniveles en la vivienda, si estos fuesen necesarios deben estar separados a una distancia de por lo menos 1m, creando así espacios autónomos.
1.2.- Forma de la planta
Para obtener estabilidad de la vivienda la forma de la planta es muy importante.
En general:
a) Mientras más compacta la planta, más estable será la vivienda. Una planta cuadrada es mejor que una rectangular y una circular es la forma óptima.
b) Las plantas con ángulos no son recomendables, si estas fuesen necesarias se recomienda separar los espacios, la unión entre los mismos debe ser flexible y liviana.
1.3.- Aspectos estructurales
Principalmente hay tres distintas posibilidades para construir una vivienda antisísmica:
1. Los muros y la cubierta deben ser tan estables para que durante el sismo no sufran
deformaciones.
2. Los muros pueden sufrir deformaciones menores absorbiendo la energía cinética del sismo debido al cambio de la forma. En este caso la cubierta debe estar bien arriostrada con el muro mediante un encadenado.
3. Los muros deben construirse como en el segundo caso, pero se debe diseñar la cubierta como un elemento estructural aislado, es decir con columnas exentas de los muros para que durante el sismo ambos sistemas tengan un movimiento independiente.
En el primer caso las viviendas deben tener una estructura de hormigón armado con columnas en las esquinas y en los bordes de los vanos, conectadas con el encadenado superior, así como con el cimiento.
Una variante para construir un muro rígido sin deformaciones durante el sismo, es conectar las esquinas de los muros con tensores formando un cruce.
En este caso existe el riesgo durante el sismo, que al ser el impacto muy grande las fuerzas se concentren en un punto que al estar sobrecargado rompa el tensor, conllevando al colapso de muro.
1.4.- Muros antisísmicos de tapial (tierra apisonada)
La técnica del tapial consiste en rellenar un encofrado con capas de tierra de 10 a
15 cm compactando cada una de ellas con un pisón.
El encofrado esta compuesto por dos tablones paralelos separados, unidos por un travesaño.
En francés esta técnica se denomina pisé de terre o terre pisé, en inglés rammed earth.
En comparación con técnicas en las que el barro se utiliza en un estado más húmedo, la técnica del tapial brinda una retracción mucho más baja y una mayor resistencia. La ventaja en relación a las técnicas de construcción con adobe, es que las construcciones de tapial son monolíticas y por lo tanto poseen una mayor estabilidad.
En los encofrados tradicionales, los tablones paralelos separados se unen por medio de travesaños (de un espesor considerable) que atraviesan el muro, estos al desmoldar el elemento dejan espacios vacíos que posteriormente deben ser rellenados.
Para evitar un encofrado que requiera tener la altura de un piso y para evitar los travesaños se desarrolló en el Instituto de Investigación de Construcciones Experimentales (FEB) de la Universidad de Kassel , un encofrado trepador, utilizando solo un travesaño de espesor mínimo en la base (4 x 6mm).
Antiguamente el barro se compactaba con herramientas manuales utilizando pisones de base cónica, en forma de cuña o de base plana.
Al utilizar pisones de base cónica y aquellos que tienen forma de cuña, las capas del barro se mezclan mejor y se obtiene una mayor cohesión si se provee a la mezcla una humedad suficiente.
No obstante el apisonado con este tipo de pisones requiere de un mayor tiempo que aquel ejecutado con pisones de base plana.
Los muros apisonados con pisones de base plana, muestran uniones laterales débiles y por ello deben recibir solamente cargas verticales.
Es preferible utilizar un pisón de dos cabezas con una cabeza redondeada en un lado y en el otro una cuadrada. Esto permite que se pueda utilizar el pisón del lado cuadrado para compactar las esquinas con efectividad y del lado redondeado para el resto. Tales pisones son utilizados aún hoy en día en el Ecuador.
En el segundo cuarto del siglo XX se utilizaron en Alemania, Francia y Australia compactadores eléctricos y neumáticos.
En casi todas las técnicas tradicionales de barro apisonado, el encofrado se desmonta y se vuelve a montar horizontalmente paso a paso.
Esto significa que la tierra es apisonada en capas de 50 a 80 cm de altura, la capa superior de un muro de tapial siempre es mas húmeda que la inferior parcialmente ya seca, por ello hay una retracción más alta en la capa superior. Lo que conlleva a la aparición de fisuras en la junta de las mismas.
Esto puede ser peligroso ya que el agua capilar puede filtrarse hacia estas juntas y quedarse allí, provocando humedecimiento y desintegración.
Como se puede ver en la misma figura, también pueden aparecer fisuras verticales en estos muros.
Para evitar las fisuras horizontales de retracción se deben ejecutar los muros verticalmente y para ello se puede emplear el encofrado trepador.
1.5.-Estabilización por la masa
Cuando los impactos horizontales del sismo alcanzan el muro perpendicularmente este tiende a colapsar. Solamente los muros de gran espesor, tienen la capacidad de resistir estas cargas laterales sin requerir elementos de estabilización adicionales.
Se sabe de la existencia de residencias de dos plantas en Mendoza, Argentina, de más de 150 años de antigüedad que resistieron todos los sismos, mientras que varias construcciones modernas vecinas con muros de menor espesor colapsaron a pesar de que muchas fueron construidas con ladrillos y reforzadas con elementos de hormigón.
Hoy en día viviendas de este tipo ya no se construyen debido al tiempo de ejecución requerido para construir muros de 60 a 100 cm de espesor. Por ello, es necesario buscar nuevas soluciones.
1.6.-Estabilización por la forma
Debido a que los muros delgados son débiles a las impactos horizontales perpendiculares y ya que los refuerzos de hormigón armado son costosos, se propone una solución simple de estabilización mediante la forma angular, es decir elementos de muro en forma de L, T, U, X, Y o Z que solo por su forma proveen resistencia al volcamiento y al colapso.
Existe una regla para el diseño de los extremos libres de estos elementos. Si el muro tiene un espesor de 30 cm, el extremo debe ser de no más de 3/4 de la altura y no menos de 1/3 de la altura.
Esta longitud mínima es necesaria para transmitir las fuerzas diagonalmente a los cimientos.
Con longitudes mayores, los extremos libres deben ser estabilizados, mediante otros angulares o columnas.
Cuando el muro está anclado abajo con el cimiento y fijado arriba con el encadenado, es posible utilizar elementos de mayor altura o menor espesor. Sin embargo, la altura del muro no debe ser mayor a 8 veces el espesor.
Las fuerzas perpendiculares al muro se transfieren a la sección del muro paralela a las mismas.
Debido a que las fuerzas se concentran en la esquina del ángulo, este tiende a abrirse, por ello es recomendable diseñarlas con un espesor mayor a la del resto del elemento evitando el ángulo recto, es una solución sencilla especialmente para la técnica del tapial.
1.7.-Refuerzos internos
Una solución para estabilizar muros de barro contra los impactos horizontales del sismo es
utilizar elementos verticales de madera o bambú dentro del muro, anclados con el sobre cimiento y fijados al encadenado.
Los elementos de refuerzo horizontal son poco efectivos e incluso pueden ser peligrosos, debido a que no se puede apisonar bien la tierra debajo de los mismos y ya que el elemento de refuerzo no tiene una anclaje con la tierra se debilita la sección en estos puntos y pueden aparecer quiebres horizontales durante el sismo.
Una sistema de paneles de tapial reforzados con bambú se desarrolló en 1978 como parte de un proyecto de investigación en el FEB, y se implemento exitosamente en Guatemala con la Universidad de Francisco Marroquín (UFM) y el Centro de Tecnología Apropiada (CEMAT).
En este proyecto se construyeron elementos de 80 cm de largo y de un piso de altura, de tapial reforzado con bambú utilizando un encofrado de metal en forma de T de 80 cm de largo, 40 cm de altura y 14 a 30 cm de espesor.
La estabilidad de los elementos se obtuvo con 4 varillas de bambú de 2 a 3 cm de espesor y la sección T. Estos elementos se fijaron en la base a un encadenado de bambú dentro de un zócalo de mampostería de piedra (hormigón ciclópeo) y en la parte superior a un encadenado de bambú rectangular.
1.7.- Uniones críticas de los elementos estructurales
1.7.1.- Uniones entre cimientos, sobre cimientos y muros
Respecto a la altura (h) del cimiento se puede decir que está conformado por dos partes inseparables una de ellas denominada sección de carga (h1) que es la parte del cimiento que recibe las cargas de la construcción y las distribuye en un área mayor, estará dimensionada en función de V y deberá cumplir con la relación h/V=2; y la sección de soporte (h2) cuya función es la de recibir las cargas y transmitirlas al suelo. Su altura no será menor a 0.20 m.
Es decir la altura mínima del cimiento será de 0.40 m. Puede ser más alto si la resistencia del suelo no es suficiente o si el suelo tiende a congelarse hasta una profundidad mayor.
El espesor usualmente es 20 cm mayor que el del sobrecimiento.
En un muro de tapial de 50 cm de espesor, el cimiento y el sobrecimiento pueden tener el mismo espesor que el muro.
Los sobrecimientos son usualmente ejecutados con ladrillos o piedras pero deberán ejecutarse preferentemente con hormigón ciclópeo u hormigón armado. Su altura no deberá ser menor a 0.30 m.
Las uniones entre el cimiento y el sobrecimiento, así como entre el sobrecimiento y el muro debentener una buena traba para hacerlas resistentes a los impactos horizontales del sismo, es decir para evitar que se quiebren.
Las superficies de los cimientos y sobrecimientos no deben ser lisas sino más bien deben tener elementos de traba (piedras, cañas o elementos de madera) que logren una mejor unión, estos elementos deben situarse cada 30 a 50 cm.
En el caso en el que una protección sobre el sobrecimiento contra la humedad ascendente (cartón asfáltico o plástico) sea necesaria, esta debilita la unión por ello los elementos verticales de traba son muy importantes.
En muros de adobe, es necesario utilizar un mortero con una buena capacidad aglutinante para la unión entre el sobrecimiento y la primera hilada de adobes.
El mortero a utilizarse para las juntas entre las hiladas debe tener la misma calidad.
Una propuesta todavía no experimentada para reducir el impacto del sismo,
es diseñar un cimiento flotante, es decir una fundación desplazable.
En este caso la base del cimiento debe tener un espesor mayor en forma redondeada que descanse en un canal relleno con canto rodado de 4 a 16 mm de diámetro.
Los impactos del sismo son parcialmente absorbidos por este canal, debido a que el canto rodado puede desplazarse.
1.7.2.- Encadenados de muros
Los muros deben estar coronados con encadenados (viga cadena, collarín), que
transmitan las fuerzas de flexión que ocurren por los impactos perpendiculares al muro. Estos pueden actuar también como soporte de la estructura de la cubierta.
Es importante un buen arriostramiento entre el encadenado y el muro de tierra.
En muros de tapial, durante el apisonado se pueden colocar dentro del mismo piezas de madera sostenidas, por alambres de púas que posteriormente se fijarán con el encadenado.
Una mejor solución es mediante elementos de madera o de bambú colocados
dentro del muro, anclados en el sobrecimiento y fijados al encadenado.
En muros de adobes, no es sencillo obtener un arrriostramiento suficiente entre el encadenado y la mampostería de adobe.
Cuando se ejecuta un encadenado de hormigón armado, en la última hilada de adobes las juntas verticales deben dejarse libres para ser rellenadas con la mezcla de hormigón obteniendo así una buena traba.
Cuando se emplean elementos de madera, estos deben ser cubiertos por mortero de cemento con capas de un espesor mínimo de 2 cm.
Debido a que bajo la influencia sísmica se crean momentos en las esquinas de los encadenados estas deben ser rígidas.
1.7.3.- Encadenados que actúan como vigas soleras
Si los encadenados actúan también como vigas soleras de la cubierta, estos deben descansar sobre el eje del muro.
Si la solera es angosta, es necesario ejecutar la última hilada del muro con ladrillo cocido para distribuir uniformemente la carga de la misma en la sección del muro. Si la solera descansa directamente sobre los adobes se corre el riesgo que durante el movimiento sísmico, la ultima hilada tienda a quebrarse debido a su poca resistencia a la flexión.
Es necesario que los tijerales de la cubierta, repartan su carga uniformemente sobre el encadenado.
Por ello, se deben ejecutar entre estos elementos, cuñas de madera o de hormigón.
1.8.- Cubiertas
1.8.1.- Generalidades
La cubierta debe ejecutarse tan liviana como sea posible.
Las cubiertas con tejas o ripias de piedra no son recomendables debido a su peso y al riesgo que estas caigan dentro de la vivienda.
Para el diseño de viviendas antisísmicas se recomiendan cubiertas a cuatro aguas.
En el proyecto.
1.8.2.- Cubiertas aisladas de la estructura de los muros
Debido a que en el sismo la cubierta tiene una frecuencia de movimiento diferente a la de los muros, es recomendable que esta descanse sobre columnas exentas de la estructura del muro.
Las columnas deben estar separadas del muro para poder tener un movimiento independiente.
Es necesario que las columnas estén empotradas en los cimientos y ancladas a la cubierta mediante riostras. Estas uniones deben ser semirrígidas de tal manera que posean una ductilidad suficiente.
En el primer caso las columnas sobre las que descansa la cubierta están emplazadas dentro del espacio y en el segundo caso se encuentra fuera.
1.9.- Vanos para puertas y ventanas
Los vanos para puertas y ventanas debilitan la estabilidad de los muros. Durante el sismo se crean grietas diagonales desde las esquinas y sobre los dinteles grietas horizontales.
Los dinteles requieren estar empotrados por lo menos 40 cm en la mampostería de adobes, para obtener una buena traba.
Una mejor solución es ejecutar los dinteles de vanos contiguos a un mismo nivel, uniendo ambos en un solo elemento.
Esta solución puede ser mejorada si el dintel a su vez actúa como encadenado y si el antepecho debajo de la ventana no se ejecuta con mampostería sino con un elemento flexible de planchas de madera o bahareque. De esta manera la ventana tiene la misma función que la puerta al separar los elementos del muro.
La solución optima para muros de adobe consiste en reforzar los bordes de los vanos mediante columnas verticales ancladas en la mampostería de adobes.
Las siguientes reglas deben tenerse en cuenta para la ejecución de vanos.
a) Los vanos para ventanas no deben tener una longitud mayor a 1.20 m, ni más de 1/3 de la longitud de la fachada.
b) La longitud del muro entre los vanos y entre estos y el borde de los muros debe ser de mínimo 1/3 de la altura del muro, pero no menor a 1 m.
c) Las puertas deben abrirse hacia afuera. Al lado opuesto de la puerta se recomienda ejecutar otra o una ventana que pueda utilizarse como salida de emergencia.
CAPITULO II:
Conceptualización de sismoresistencia
2.1 DEFINICIONES
a) SISMOS
Movimiento imperceptible o ligeramente perceptible a sacudimiento violento de la Tierra, producido por el paso de las ondas generadas por el desplazamiento repentino de las rocas por debajo de la superficie de la tierra.
b) SISMORRESISTENCIA
La SISMO RESISTENCIA es una propiedad o atributo con la 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.
c) AMENAZA SÍSMICA
Es la probabilidad de que un sismo pueda ocurrir en cualquier sitio en un periodo de tiempo con una magnitud determinada
d) VULNERABILIDAD SÍSMICA
Es la cuantificación del funcionamiento de las construcciones (puede ser buenas o malas) cuando se presenta un sismo
e) RIESGO SISMICO
Es lo probable cuando se trata de perdidas humanas y perdidas materiales totalmente irreparables a consecuencia de un sismo en un sitio y tiempo ya determinados. Podemos decir que la amenaza esta ahí existente pero depende de nosotros los constructores afectar esa vulnerabilidad mediante construcciones sismorresistentes, para así poder disminuir el riesgo.
f) LOS SISMOS NO MATAN
Los sismos no matan, lolo que si mata son las construcciones mal hechas o mal realizadas, la vulnerabilidad de los poblados se da:
cuando la gente que los habita no se fijaron en el terreno, si era considerablemente bueno para una vivienda, por su ubicación inconveniente.
cuando sus habitantes solo construyeron casa o viviendas en condiciones muy precarias, sin bases buenas, una zona inapropiada, sin resistencia adecuada, etc.
por falta de medios económicos.
2.2 DESCRIPCIONES
a) SISMOS
los sismos son súbitas liberaciones de energía acumulada bajo la corteza de la tierra en consecuencia de las tensiones y presiones que suelen ocurrir en su interior y que se manifiestan en forma de vibraciones, desplazamientos y movimientos en la superficie en q habitamos y también construimos.
Las placas tectónicas:
Las placas tectónicas son gigantescos cascarones de la corteza terrestre, del tamaño de continentes, que se mueven unos hacia otros bajo la presión que ejercen sobre ellos los flujos de lava provenientes del núcleo del planeta tierra; en Suramérica tenemos las placas llamadas del Caribe, Nazca y Suramericana.
Clases de terremotos:
Terremotos de colapso. Son terremotos de baja intensidad originados en cavidades subterráneas, y debidos al colapso de las mismas.
Terremotos de origen volcánico. Las erupciones volcánicas y los terremotos tienen el mismo origen, pero además la explosión de gases en las erupciones volcánicas pueden originar terremotos que en general son de baja intensidad y que afectan a pequeñas superficies.
Terremotos tectónicos. Son los de mayor intensidad y frecuencia, están originados por la rotura violenta de las masas rocosas a lo largo de las fallas o superficies de fractura.
Terremotos causados por explosiones. El hombre produce explosiones que a veces se pueden detectar a distancias considerables (pruebas nucleares), originando sacudidas sísmicas que pueden afectar a las estructuras de algunos edificios.
Magnitud:
Cantidad o par metro que clasifica los sismos por la amplitud de las ondas sísmicas registradas en los sismógrafos. Da una idea del tamaño del sismo y la cantidad de energía liberada en el hipocentro.
b) SISMORRESISTENCIA
Aunque se presenten daños, en el caso de un sismo muy fuerte, una
edificación sismo resistente no colapsará y contribuirá a que no haya pérdida de vidas ni pérdida total de la propiedad.
La capacidad de resistir los temblores se obtiene dotando a la construcción de unas características fundamentales que están establecidas en detalle en las Normas de Diseño y Construcción Sismo-Resistente NSR-98 de obligatorio cumplimiento.
Es una tecnología que diseña y ejecuta procesos constructivos con elementos estructurales, distribuidos 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.
Rigidez:
La rigidez se confunde con resistencia, pero son dos conceptos diferentes, en tanto la resistencia es la capacidad de carga que puede soportar un elemento estructural antes de colapsar, la rigidez mide la capacidad que un elemento estructural tiene para oponerse a ser deformado.
Se dice que un cuerpo es más rígido cuanto mayor sea la carga que es
necesario aplicar para alcanzar una deformación dada. Analíticamente la rigidez de un elemento se expresa mediante el cociente entre la carga y la deformación que esta produce.
Simetría:
Es una propiedad geométrica de la configuración del edificio. Un edificio es simétrico respecto a dos ejes en planta si su geometría es idéntica en
cualquiera de los lados de los ejes. Este edificio será perfectamente simétrico.
La simetría puede existir respecto a un eje solamente. También existe simetría en elevación, aunque es más significativa desde el punto de vista dinámico la simetría en planta. La simetría en altura no es perfecta por que todo edificio tiene un extremo fijo al terreno y libre el otro.
La forma:
La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación,
deben realizarse :
Construcciones que tengan geometría sencilla en planta.
Construcciones que tengan geometría sencilla en elevación.
Forma regular: el volumen general del edificio se muestra compacto, sin irregularidades en su conformación geométrica, sin salientes o protuberancias; en fin muestra una forma regular que lo habilita para resistir los efectos dañinos que un sismo le pudiera causar si su forma fuera diferente.
Formas irregulares: edificaciones compuestas por volúmenes diferentes pero ligados unos a otros, que al ser afectados por el sismo se deforman y reaccionan de manera independiente unos respecto a los
otros, no contribuyen al comportamiento homogéneo que es deseable y
necesario para que las edificaciones respondan bien ante las fuerzas
irregulares que un sismo comunica a la edificación.
La uniformidad:
La uniformidad debe ser una característica de una edificación sismo resistente y se logra cuidando que no se presente diversidad de materiales en la constitución de componentes que desempeñan trabajos similares.
Continuidad:
Tanto la efectividad de los amarres en los diafragmas, como el trabajo de conjunto, se ve afectado por la continuidad vertical y horizontal de los muros estructurales.
Continuidad vertical – Cada muro se considera estructural, si es continuo desde la cimentación hasta el diafragma superior conformado por la cubierta.
Continuidad horizontal - Hay continuidad horizontal cuando los muros estructurales están alineados horizontalmente al menos conformando parejas.
Cuando no exista alineamiento horizontal, el amarre del muro al nivel de los diafragmas debe llevarse hasta los amarres transversales adyacentes. Debe existir aproximadamente la misma longitud de muros en las dos direcciones perpendiculares de la vivienda. Esto se debe a que las fuerzas del sismo se pueden presentar en cualquier dirección. Cuando la vivienda tiene dos pisos es necesario que los muros que cargan el techo sean una continuación de los muros del primer piso que se apoyan sobre la cimentación.
c) AMENAZA SÍSMICA
Cuando exista la probabilidad de que se presenten sismos de cierta severidad en un lugar y tiempo determinado, se dice que existe amenaza sísmica.
El peligro a menaza sísmica varia de un lugar a otro. Hay zonas de mayor amenaza sísmica, es decir, zonas o lugares donde se espera que se presenten sismos con mayor frecuencia y con mayor intensidad.
d) VULNERABILIDAD SÍSMICA
En la Vulnerabilidad estructural hay varios factores entre ellos: Desplazamiento de entre Piso de La estructura, Torsión en Planta y en Altura, Ver si la estructura tiene Piso Blando, etc. La Vulnerabilidad estructural te sirve para determinar también la vulnerabilidad no estructural que en el caso de hospitales es muy importante. Hay que saber que el costo de los equipos a veces en muy superior que el de la Estructura.
e) RIESGO SISMICO
Se llama riesgo sísmico de una zona a la probabilidad de que se produzcan en ella daños por movimientos sísmicos en un plazo determinado. No debe confundirse este concepto con el de peligro sísmico.
En el riesgo sísmico influyen la probabilidad de que se produzca un evento sísmico o terremoto, los posibles efectos locales de amplificación de las ondas sísmicas, directividad, etc., la vulnerabilidad de las construcciones (e instituciones) y la existencia de habitantes y bienes que puedan ser perjudicados.[1 ]
El riesgo sísmico depende fuertemente de la cantidad y tipo de asentamientos humanos del lugar. Aunque el peligro potencial sísmico es muy alto en Yakutat (Alaska), el riesgo sísmico es pequeño porque es una región muy deshabitada; En cambio, el potencial sísmico no es tan grande en Managua (porque allí los sismos no son tan grandes) pero la cantidad de personas que viven allí, la cercanía a las fallas,[2] y el tipo de construcción, hacen que el riesgo sísmico sea muy grande; esto es claro al comparar el número de víctimas, para uno y otro lugar
“JOSE PARDO”
VIVIENDAS ANTISISMICAS
ESPECIALIDAD DE CONSTRUCCIÓN CIVIL
GRUPO Nº 1, INTEGRANTES:
ESPINOZA LIMACO BRAYANT
GONZALES HERMOZA FRANK
HUARI MARIN GODOFREDO
MONTES ILLACONZA JACKELIN
SUDARIO HUANUCO IMER
VILLALAZ SALAS FRANCO
PROF: LIC. VICTOR ROJAS SANTILLAN
Lima – Perú
2009
A todos lo interesados en el tema,y especializados en ello.
A todos ellos nuestra gratitud al igual que la mayor
Y creciente admiración con el paso del tiempo .
PROLOGO
Los dramáticos cambios producidos en el clima por el fenómeno del calentamiento global–fenómeno ya ineludible- obligan a los gobiernos nacionales, regionales y locales, así como a las diversas instituciones y aun al propio ciudadano de a pie,
a revisar los esquemas y categorías con los que veníamos afrontando las situaciones de riesgo.
El hecho de que la región donde se encuentra el Perú, Subregión Andina, constituye –después del Asia- la segunda región en donde se registra la mayor ocurrencia de desastres, obliga a la comunidad científica y a las autoridades a proveer a los técnicos responsables y a la población en general de los instrumentos necesarios para hacer frente a urgencias que nos obligan a actuar ya en políticas de prevención y mitigación de desastres naturales.
Debe quedar claro que, en adelante, no se trata de reconstruir el pasado, sino de construir el futuro y, ello implica bases científicas, metodologías validadas y acciones concretas. El territorio del Perú, asentado sobre tres placas tectónicas activas conformantes del Anillo de Fuego del Pacífico –donde tiene lugar el 80% de la actividad sísmica y volcánica de la tierra- es propenso a terremotos, deslizamientos, tsunamis, y erupciones volcánicas que, sumados al precario proceso de ocupación y desarrollo de sus ciudades, al inadecuado manejo de
recursos naturales y económicos, así como al rápido crecimiento demográfico, lo exponen permanentemente a amenazas y riesgos cuya falta de previsión han ocasionado considerables costos al Estado y pérdida de vidas humanas.
Las experiencias de los desastres más recientes han demostrado que el país aún carece de los instrumentos necesarios para afrontarlos o responder de forma adecuada una vez que sucedan.
Para ello, se requieren de planes de desarrollo y de prevención articulados a instrumentos técnico-normativos sobre el uso del suelo que permitan una eficiente gestión del riesgo, la adecuada coordinación entre los diferentes entes del Estado, normas coherentes integradas a la gestión del territorio e información respecto al riesgo de las ciudades.
Prof.:
INTRODUCCION
Este Manual ha sido elaborado por un equipo de alumnos de la especialidad de construcción civil ,del Instituto Superior Tecnológico Publico “JOSE PERDO” con el
propósito de contribuir con la capacitación de funcionarios municipales y regionales para la formulación y actualización permanente de los planes y estrategias de ordenamiento territorial con criterios de prevención y manejo de riesgos.
Y explicar,y en la medida posible ,en el sencillo lenguaje; las principales ideas y conceptos de construcción de casas antisísmicas.
Este Manual pone a su disposición un material que le permitirá, mediante su
estudio cuidadoso, comprender la naturaleza, origen y tipos de movimientos
sísmicos y desarrolla los criterios y herramientas que los capacitadores deberían
emplear para introducir a nuevos especialistas en CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS ANTISÍSMICAS.
Así como los efectos negativos y daños que pueden sufrir las edificaciones que habitamos, bajo los efectos de estos fenómenos naturales.
Los contenidos consignados en este manual se basan en el conocimiento
desarrollado por una ciencia llamada SISMOLOGÍA, la cual se encarga del
estudio de las vibraciones y movimientos de los suelos bajo la acción de
fuerzas naturales, determinando su origen, formas de propagación y estructura
interna de la corteza terrestre.
La magnitud y efectos dañinos de los movimientos sísmicos que se han
presentado en los últimos años en nuestro país, han motivado la realización de
estudios y la promulgación de normas que buscan minimizar los daños a las
edificaciones mediante el desarrollo de técnicas de construcción que eviten el
deterioro excesivo de los edificios cuando se presente el sismo
El estudio de las técnicas de construcción apropiadas para disminuir los
efectos destructivos de los sismos, será tema de próximas guías y constituirá la
parte central del curso.
VIVIENDAS ANTISISMICAS
1.1.- Presentación del problema
En regiones propensas a movimientos sísmicos, la resistencia de las construcciones a estos impactos es hoy en día una condición impredecible.
El sismo ocurre por el movimiento de las capas tectónicas o por actividades volcánicas. La aceleración del suelo y la frecuencia respectiva de las aceleraciones determinan los daños en las viviendas.
Las viviendas son afectadas mayormente por los impactos horizontales creados por el movimiento de la tierra en el plano horizontal. Los impactos verticales creados por la actividad sísmica son menores al 50 %.
Dentro de las viviendas el peligro reside en el hecho que los muros tienden a colapsar hacia afuera dejando caer la cubierta y los entrepisos al interior de la misma. Una solución técnica antisísmica para construcciones de hasta de dos niveles busca que los muros no se habrán hacia afuera y que las cubiertas se encuentren bien arriostradas.
1.2.- Formulación del problema
Para obtener estabilidad de la vivienda la forma de la planta es muy importante.
En general:
a) Mientras más compacta la planta, más estable será la vivienda. Una planta cuadrada es mejor que una rectangular y una circular es la forma óptima.
b) Las plantas con ángulos no son recomendables, si estas fuesen necesarias se recomienda separar los espacios, la unión entre los mismos debe ser flexible y liviana.
1.3.- Objetivos Generales y Específicos:
Objetivos Generales
Dar a conocer lo que son los sismos, su origen y capacidad destructiva sobre los terrenos y las viviendas, de acuerdo con la magnitud e intensidad que presenten, así como los sitios del país más propensos a sufrirlos, con el fin de prepararnos para desarrollar técnicas de prevención frente a estos a sus efectos devastadores.
También dar a conocer los fundamentos sismológicos actuales, analizar los métodos, procedimientos y técnicas del comportamiento de osciladores de 1 G.D.L. y de “n” G.D.L. Utilizar las técnicas de diseño sismo resistente vigente para estructuras en las obras civiles.
Objetivos Específicos
Conocer:
1) El origen de los sismos.
2) La tectónica de placas
3) Su magnitud e intensidad.
4) Los medios de medición.
5) Los daños más frecuentes causados por los sismos o movimientos
telúricos.
1.4.- Importancia de la Investigación
La importancia de esta investigación es poner a disposición un material que le permitirá, mediante su estudio cuidadoso, comprender la naturaleza, origen y tipos de movimientos sísmicos que se pueden presentar en el Perú, así como los efectos negativos y daños que pueden sufrir las viviendas que habitamos, bajo los efectos de estos fenómenos naturales.
También dar a conocer la magnitud y efectos dañinos de los movimientos sísmicos que se han presentado en los últimos años en nuestro país, han motivado la realización de estudios y la promulgación de normas que buscan minimizar los daños a las viviendas mediante el desarrollo de técnicas de construcción que eviten el deterioro excesivo de los edificios cuando se presente el sismo.
CAPITULO I
VIVIENDAS ANTISISMICAS
1.1.- Emplazamiento de una vivienda en pendiente
En áreas propensas a movimientos sísmicos el emplazamiento de la vivienda en el sitio es muy importante. Por ello se deben tener en cuenta las
siguientes reglas:
a) No debe emplazarse la vivienda en el corte de una pendiente del terreno debido a que los impactos horizontales de la tierra durante el sismo pueden provocar el colapso del muro adyacente.
b) No debe emplazarse la vivienda sobre una pendiente, para evitar el deslizamiento de la edificación.
c) No debe emplazarse la vivienda cerca a fuertes pendientes, para evitar daños por deslizamientos del terreno.
d) En el caso en el que se deba emplazar la vivienda en un terreno en pendiente se debe crear una plataforma, con suficiente distancia hacia los bordes de la pendiente.
e) Es recomendable que las viviendas masivas y pesadas se emplacen en terrenos suaves y arenosos, para reducir las fuerzas del impacto del sismo. Mientras que las viviendas livianas y flexibles como las de bahareque, se pueden emplazar sobre terreno rocoso.
f) Se deben evitar los desniveles en la vivienda, si estos fuesen necesarios deben estar separados a una distancia de por lo menos 1m, creando así espacios autónomos.
1.2.- Forma de la planta
Para obtener estabilidad de la vivienda la forma de la planta es muy importante.
En general:
a) Mientras más compacta la planta, más estable será la vivienda. Una planta cuadrada es mejor que una rectangular y una circular es la forma óptima.
b) Las plantas con ángulos no son recomendables, si estas fuesen necesarias se recomienda separar los espacios, la unión entre los mismos debe ser flexible y liviana.
1.3.- Aspectos estructurales
Principalmente hay tres distintas posibilidades para construir una vivienda antisísmica:
1. Los muros y la cubierta deben ser tan estables para que durante el sismo no sufran
deformaciones.
2. Los muros pueden sufrir deformaciones menores absorbiendo la energía cinética del sismo debido al cambio de la forma. En este caso la cubierta debe estar bien arriostrada con el muro mediante un encadenado.
3. Los muros deben construirse como en el segundo caso, pero se debe diseñar la cubierta como un elemento estructural aislado, es decir con columnas exentas de los muros para que durante el sismo ambos sistemas tengan un movimiento independiente.
En el primer caso las viviendas deben tener una estructura de hormigón armado con columnas en las esquinas y en los bordes de los vanos, conectadas con el encadenado superior, así como con el cimiento.
Una variante para construir un muro rígido sin deformaciones durante el sismo, es conectar las esquinas de los muros con tensores formando un cruce.
En este caso existe el riesgo durante el sismo, que al ser el impacto muy grande las fuerzas se concentren en un punto que al estar sobrecargado rompa el tensor, conllevando al colapso de muro.
1.4.- Muros antisísmicos de tapial (tierra apisonada)
La técnica del tapial consiste en rellenar un encofrado con capas de tierra de 10 a
15 cm compactando cada una de ellas con un pisón.
El encofrado esta compuesto por dos tablones paralelos separados, unidos por un travesaño.
En francés esta técnica se denomina pisé de terre o terre pisé, en inglés rammed earth.
En comparación con técnicas en las que el barro se utiliza en un estado más húmedo, la técnica del tapial brinda una retracción mucho más baja y una mayor resistencia. La ventaja en relación a las técnicas de construcción con adobe, es que las construcciones de tapial son monolíticas y por lo tanto poseen una mayor estabilidad.
En los encofrados tradicionales, los tablones paralelos separados se unen por medio de travesaños (de un espesor considerable) que atraviesan el muro, estos al desmoldar el elemento dejan espacios vacíos que posteriormente deben ser rellenados.
Para evitar un encofrado que requiera tener la altura de un piso y para evitar los travesaños se desarrolló en el Instituto de Investigación de Construcciones Experimentales (FEB) de la Universidad de Kassel , un encofrado trepador, utilizando solo un travesaño de espesor mínimo en la base (4 x 6mm).
Antiguamente el barro se compactaba con herramientas manuales utilizando pisones de base cónica, en forma de cuña o de base plana.
Al utilizar pisones de base cónica y aquellos que tienen forma de cuña, las capas del barro se mezclan mejor y se obtiene una mayor cohesión si se provee a la mezcla una humedad suficiente.
No obstante el apisonado con este tipo de pisones requiere de un mayor tiempo que aquel ejecutado con pisones de base plana.
Los muros apisonados con pisones de base plana, muestran uniones laterales débiles y por ello deben recibir solamente cargas verticales.
Es preferible utilizar un pisón de dos cabezas con una cabeza redondeada en un lado y en el otro una cuadrada. Esto permite que se pueda utilizar el pisón del lado cuadrado para compactar las esquinas con efectividad y del lado redondeado para el resto. Tales pisones son utilizados aún hoy en día en el Ecuador.
En el segundo cuarto del siglo XX se utilizaron en Alemania, Francia y Australia compactadores eléctricos y neumáticos.
En casi todas las técnicas tradicionales de barro apisonado, el encofrado se desmonta y se vuelve a montar horizontalmente paso a paso.
Esto significa que la tierra es apisonada en capas de 50 a 80 cm de altura, la capa superior de un muro de tapial siempre es mas húmeda que la inferior parcialmente ya seca, por ello hay una retracción más alta en la capa superior. Lo que conlleva a la aparición de fisuras en la junta de las mismas.
Esto puede ser peligroso ya que el agua capilar puede filtrarse hacia estas juntas y quedarse allí, provocando humedecimiento y desintegración.
Como se puede ver en la misma figura, también pueden aparecer fisuras verticales en estos muros.
Para evitar las fisuras horizontales de retracción se deben ejecutar los muros verticalmente y para ello se puede emplear el encofrado trepador.
1.5.-Estabilización por la masa
Cuando los impactos horizontales del sismo alcanzan el muro perpendicularmente este tiende a colapsar. Solamente los muros de gran espesor, tienen la capacidad de resistir estas cargas laterales sin requerir elementos de estabilización adicionales.
Se sabe de la existencia de residencias de dos plantas en Mendoza, Argentina, de más de 150 años de antigüedad que resistieron todos los sismos, mientras que varias construcciones modernas vecinas con muros de menor espesor colapsaron a pesar de que muchas fueron construidas con ladrillos y reforzadas con elementos de hormigón.
Hoy en día viviendas de este tipo ya no se construyen debido al tiempo de ejecución requerido para construir muros de 60 a 100 cm de espesor. Por ello, es necesario buscar nuevas soluciones.
1.6.-Estabilización por la forma
Debido a que los muros delgados son débiles a las impactos horizontales perpendiculares y ya que los refuerzos de hormigón armado son costosos, se propone una solución simple de estabilización mediante la forma angular, es decir elementos de muro en forma de L, T, U, X, Y o Z que solo por su forma proveen resistencia al volcamiento y al colapso.
Existe una regla para el diseño de los extremos libres de estos elementos. Si el muro tiene un espesor de 30 cm, el extremo debe ser de no más de 3/4 de la altura y no menos de 1/3 de la altura.
Esta longitud mínima es necesaria para transmitir las fuerzas diagonalmente a los cimientos.
Con longitudes mayores, los extremos libres deben ser estabilizados, mediante otros angulares o columnas.
Cuando el muro está anclado abajo con el cimiento y fijado arriba con el encadenado, es posible utilizar elementos de mayor altura o menor espesor. Sin embargo, la altura del muro no debe ser mayor a 8 veces el espesor.
Las fuerzas perpendiculares al muro se transfieren a la sección del muro paralela a las mismas.
Debido a que las fuerzas se concentran en la esquina del ángulo, este tiende a abrirse, por ello es recomendable diseñarlas con un espesor mayor a la del resto del elemento evitando el ángulo recto, es una solución sencilla especialmente para la técnica del tapial.
1.7.-Refuerzos internos
Una solución para estabilizar muros de barro contra los impactos horizontales del sismo es
utilizar elementos verticales de madera o bambú dentro del muro, anclados con el sobre cimiento y fijados al encadenado.
Los elementos de refuerzo horizontal son poco efectivos e incluso pueden ser peligrosos, debido a que no se puede apisonar bien la tierra debajo de los mismos y ya que el elemento de refuerzo no tiene una anclaje con la tierra se debilita la sección en estos puntos y pueden aparecer quiebres horizontales durante el sismo.
Una sistema de paneles de tapial reforzados con bambú se desarrolló en 1978 como parte de un proyecto de investigación en el FEB, y se implemento exitosamente en Guatemala con la Universidad de Francisco Marroquín (UFM) y el Centro de Tecnología Apropiada (CEMAT).
En este proyecto se construyeron elementos de 80 cm de largo y de un piso de altura, de tapial reforzado con bambú utilizando un encofrado de metal en forma de T de 80 cm de largo, 40 cm de altura y 14 a 30 cm de espesor.
La estabilidad de los elementos se obtuvo con 4 varillas de bambú de 2 a 3 cm de espesor y la sección T. Estos elementos se fijaron en la base a un encadenado de bambú dentro de un zócalo de mampostería de piedra (hormigón ciclópeo) y en la parte superior a un encadenado de bambú rectangular.
1.7.- Uniones críticas de los elementos estructurales
1.7.1.- Uniones entre cimientos, sobre cimientos y muros
Respecto a la altura (h) del cimiento se puede decir que está conformado por dos partes inseparables una de ellas denominada sección de carga (h1) que es la parte del cimiento que recibe las cargas de la construcción y las distribuye en un área mayor, estará dimensionada en función de V y deberá cumplir con la relación h/V=2; y la sección de soporte (h2) cuya función es la de recibir las cargas y transmitirlas al suelo. Su altura no será menor a 0.20 m.
Es decir la altura mínima del cimiento será de 0.40 m. Puede ser más alto si la resistencia del suelo no es suficiente o si el suelo tiende a congelarse hasta una profundidad mayor.
El espesor usualmente es 20 cm mayor que el del sobrecimiento.
En un muro de tapial de 50 cm de espesor, el cimiento y el sobrecimiento pueden tener el mismo espesor que el muro.
Los sobrecimientos son usualmente ejecutados con ladrillos o piedras pero deberán ejecutarse preferentemente con hormigón ciclópeo u hormigón armado. Su altura no deberá ser menor a 0.30 m.
Las uniones entre el cimiento y el sobrecimiento, así como entre el sobrecimiento y el muro debentener una buena traba para hacerlas resistentes a los impactos horizontales del sismo, es decir para evitar que se quiebren.
Las superficies de los cimientos y sobrecimientos no deben ser lisas sino más bien deben tener elementos de traba (piedras, cañas o elementos de madera) que logren una mejor unión, estos elementos deben situarse cada 30 a 50 cm.
En el caso en el que una protección sobre el sobrecimiento contra la humedad ascendente (cartón asfáltico o plástico) sea necesaria, esta debilita la unión por ello los elementos verticales de traba son muy importantes.
En muros de adobe, es necesario utilizar un mortero con una buena capacidad aglutinante para la unión entre el sobrecimiento y la primera hilada de adobes.
El mortero a utilizarse para las juntas entre las hiladas debe tener la misma calidad.
Una propuesta todavía no experimentada para reducir el impacto del sismo,
es diseñar un cimiento flotante, es decir una fundación desplazable.
En este caso la base del cimiento debe tener un espesor mayor en forma redondeada que descanse en un canal relleno con canto rodado de 4 a 16 mm de diámetro.
Los impactos del sismo son parcialmente absorbidos por este canal, debido a que el canto rodado puede desplazarse.
1.7.2.- Encadenados de muros
Los muros deben estar coronados con encadenados (viga cadena, collarín), que
transmitan las fuerzas de flexión que ocurren por los impactos perpendiculares al muro. Estos pueden actuar también como soporte de la estructura de la cubierta.
Es importante un buen arriostramiento entre el encadenado y el muro de tierra.
En muros de tapial, durante el apisonado se pueden colocar dentro del mismo piezas de madera sostenidas, por alambres de púas que posteriormente se fijarán con el encadenado.
Una mejor solución es mediante elementos de madera o de bambú colocados
dentro del muro, anclados en el sobrecimiento y fijados al encadenado.
En muros de adobes, no es sencillo obtener un arrriostramiento suficiente entre el encadenado y la mampostería de adobe.
Cuando se ejecuta un encadenado de hormigón armado, en la última hilada de adobes las juntas verticales deben dejarse libres para ser rellenadas con la mezcla de hormigón obteniendo así una buena traba.
Cuando se emplean elementos de madera, estos deben ser cubiertos por mortero de cemento con capas de un espesor mínimo de 2 cm.
Debido a que bajo la influencia sísmica se crean momentos en las esquinas de los encadenados estas deben ser rígidas.
1.7.3.- Encadenados que actúan como vigas soleras
Si los encadenados actúan también como vigas soleras de la cubierta, estos deben descansar sobre el eje del muro.
Si la solera es angosta, es necesario ejecutar la última hilada del muro con ladrillo cocido para distribuir uniformemente la carga de la misma en la sección del muro. Si la solera descansa directamente sobre los adobes se corre el riesgo que durante el movimiento sísmico, la ultima hilada tienda a quebrarse debido a su poca resistencia a la flexión.
Es necesario que los tijerales de la cubierta, repartan su carga uniformemente sobre el encadenado.
Por ello, se deben ejecutar entre estos elementos, cuñas de madera o de hormigón.
1.8.- Cubiertas
1.8.1.- Generalidades
La cubierta debe ejecutarse tan liviana como sea posible.
Las cubiertas con tejas o ripias de piedra no son recomendables debido a su peso y al riesgo que estas caigan dentro de la vivienda.
Para el diseño de viviendas antisísmicas se recomiendan cubiertas a cuatro aguas.
En el proyecto.
1.8.2.- Cubiertas aisladas de la estructura de los muros
Debido a que en el sismo la cubierta tiene una frecuencia de movimiento diferente a la de los muros, es recomendable que esta descanse sobre columnas exentas de la estructura del muro.
Las columnas deben estar separadas del muro para poder tener un movimiento independiente.
Es necesario que las columnas estén empotradas en los cimientos y ancladas a la cubierta mediante riostras. Estas uniones deben ser semirrígidas de tal manera que posean una ductilidad suficiente.
En el primer caso las columnas sobre las que descansa la cubierta están emplazadas dentro del espacio y en el segundo caso se encuentra fuera.
1.9.- Vanos para puertas y ventanas
Los vanos para puertas y ventanas debilitan la estabilidad de los muros. Durante el sismo se crean grietas diagonales desde las esquinas y sobre los dinteles grietas horizontales.
Los dinteles requieren estar empotrados por lo menos 40 cm en la mampostería de adobes, para obtener una buena traba.
Una mejor solución es ejecutar los dinteles de vanos contiguos a un mismo nivel, uniendo ambos en un solo elemento.
Esta solución puede ser mejorada si el dintel a su vez actúa como encadenado y si el antepecho debajo de la ventana no se ejecuta con mampostería sino con un elemento flexible de planchas de madera o bahareque. De esta manera la ventana tiene la misma función que la puerta al separar los elementos del muro.
La solución optima para muros de adobe consiste en reforzar los bordes de los vanos mediante columnas verticales ancladas en la mampostería de adobes.
Las siguientes reglas deben tenerse en cuenta para la ejecución de vanos.
a) Los vanos para ventanas no deben tener una longitud mayor a 1.20 m, ni más de 1/3 de la longitud de la fachada.
b) La longitud del muro entre los vanos y entre estos y el borde de los muros debe ser de mínimo 1/3 de la altura del muro, pero no menor a 1 m.
c) Las puertas deben abrirse hacia afuera. Al lado opuesto de la puerta se recomienda ejecutar otra o una ventana que pueda utilizarse como salida de emergencia.
CAPITULO II:
Conceptualización de sismoresistencia
2.1 DEFINICIONES
a) SISMOS
Movimiento imperceptible o ligeramente perceptible a sacudimiento violento de la Tierra, producido por el paso de las ondas generadas por el desplazamiento repentino de las rocas por debajo de la superficie de la tierra.
b) SISMORRESISTENCIA
La SISMO RESISTENCIA es una propiedad o atributo con la 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.
c) AMENAZA SÍSMICA
Es la probabilidad de que un sismo pueda ocurrir en cualquier sitio en un periodo de tiempo con una magnitud determinada
d) VULNERABILIDAD SÍSMICA
Es la cuantificación del funcionamiento de las construcciones (puede ser buenas o malas) cuando se presenta un sismo
e) RIESGO SISMICO
Es lo probable cuando se trata de perdidas humanas y perdidas materiales totalmente irreparables a consecuencia de un sismo en un sitio y tiempo ya determinados. Podemos decir que la amenaza esta ahí existente pero depende de nosotros los constructores afectar esa vulnerabilidad mediante construcciones sismorresistentes, para así poder disminuir el riesgo.
f) LOS SISMOS NO MATAN
Los sismos no matan, lolo que si mata son las construcciones mal hechas o mal realizadas, la vulnerabilidad de los poblados se da:
cuando la gente que los habita no se fijaron en el terreno, si era considerablemente bueno para una vivienda, por su ubicación inconveniente.
cuando sus habitantes solo construyeron casa o viviendas en condiciones muy precarias, sin bases buenas, una zona inapropiada, sin resistencia adecuada, etc.
por falta de medios económicos.
2.2 DESCRIPCIONES
a) SISMOS
los sismos son súbitas liberaciones de energía acumulada bajo la corteza de la tierra en consecuencia de las tensiones y presiones que suelen ocurrir en su interior y que se manifiestan en forma de vibraciones, desplazamientos y movimientos en la superficie en q habitamos y también construimos.
Las placas tectónicas:
Las placas tectónicas son gigantescos cascarones de la corteza terrestre, del tamaño de continentes, que se mueven unos hacia otros bajo la presión que ejercen sobre ellos los flujos de lava provenientes del núcleo del planeta tierra; en Suramérica tenemos las placas llamadas del Caribe, Nazca y Suramericana.
Clases de terremotos:
Terremotos de colapso. Son terremotos de baja intensidad originados en cavidades subterráneas, y debidos al colapso de las mismas.
Terremotos de origen volcánico. Las erupciones volcánicas y los terremotos tienen el mismo origen, pero además la explosión de gases en las erupciones volcánicas pueden originar terremotos que en general son de baja intensidad y que afectan a pequeñas superficies.
Terremotos tectónicos. Son los de mayor intensidad y frecuencia, están originados por la rotura violenta de las masas rocosas a lo largo de las fallas o superficies de fractura.
Terremotos causados por explosiones. El hombre produce explosiones que a veces se pueden detectar a distancias considerables (pruebas nucleares), originando sacudidas sísmicas que pueden afectar a las estructuras de algunos edificios.
Magnitud:
Cantidad o par metro que clasifica los sismos por la amplitud de las ondas sísmicas registradas en los sismógrafos. Da una idea del tamaño del sismo y la cantidad de energía liberada en el hipocentro.
b) SISMORRESISTENCIA
Aunque se presenten daños, en el caso de un sismo muy fuerte, una
edificación sismo resistente no colapsará y contribuirá a que no haya pérdida de vidas ni pérdida total de la propiedad.
La capacidad de resistir los temblores se obtiene dotando a la construcción de unas características fundamentales que están establecidas en detalle en las Normas de Diseño y Construcción Sismo-Resistente NSR-98 de obligatorio cumplimiento.
Es una tecnología que diseña y ejecuta procesos constructivos con elementos estructurales, distribuidos 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.
Rigidez:
La rigidez se confunde con resistencia, pero son dos conceptos diferentes, en tanto la resistencia es la capacidad de carga que puede soportar un elemento estructural antes de colapsar, la rigidez mide la capacidad que un elemento estructural tiene para oponerse a ser deformado.
Se dice que un cuerpo es más rígido cuanto mayor sea la carga que es
necesario aplicar para alcanzar una deformación dada. Analíticamente la rigidez de un elemento se expresa mediante el cociente entre la carga y la deformación que esta produce.
Simetría:
Es una propiedad geométrica de la configuración del edificio. Un edificio es simétrico respecto a dos ejes en planta si su geometría es idéntica en
cualquiera de los lados de los ejes. Este edificio será perfectamente simétrico.
La simetría puede existir respecto a un eje solamente. También existe simetría en elevación, aunque es más significativa desde el punto de vista dinámico la simetría en planta. La simetría en altura no es perfecta por que todo edificio tiene un extremo fijo al terreno y libre el otro.
La forma:
La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación,
deben realizarse :
Construcciones que tengan geometría sencilla en planta.
Construcciones que tengan geometría sencilla en elevación.
Forma regular: el volumen general del edificio se muestra compacto, sin irregularidades en su conformación geométrica, sin salientes o protuberancias; en fin muestra una forma regular que lo habilita para resistir los efectos dañinos que un sismo le pudiera causar si su forma fuera diferente.
Formas irregulares: edificaciones compuestas por volúmenes diferentes pero ligados unos a otros, que al ser afectados por el sismo se deforman y reaccionan de manera independiente unos respecto a los
otros, no contribuyen al comportamiento homogéneo que es deseable y
necesario para que las edificaciones respondan bien ante las fuerzas
irregulares que un sismo comunica a la edificación.
La uniformidad:
La uniformidad debe ser una característica de una edificación sismo resistente y se logra cuidando que no se presente diversidad de materiales en la constitución de componentes que desempeñan trabajos similares.
Continuidad:
Tanto la efectividad de los amarres en los diafragmas, como el trabajo de conjunto, se ve afectado por la continuidad vertical y horizontal de los muros estructurales.
Continuidad vertical – Cada muro se considera estructural, si es continuo desde la cimentación hasta el diafragma superior conformado por la cubierta.
Continuidad horizontal - Hay continuidad horizontal cuando los muros estructurales están alineados horizontalmente al menos conformando parejas.
Cuando no exista alineamiento horizontal, el amarre del muro al nivel de los diafragmas debe llevarse hasta los amarres transversales adyacentes. Debe existir aproximadamente la misma longitud de muros en las dos direcciones perpendiculares de la vivienda. Esto se debe a que las fuerzas del sismo se pueden presentar en cualquier dirección. Cuando la vivienda tiene dos pisos es necesario que los muros que cargan el techo sean una continuación de los muros del primer piso que se apoyan sobre la cimentación.
c) AMENAZA SÍSMICA
Cuando exista la probabilidad de que se presenten sismos de cierta severidad en un lugar y tiempo determinado, se dice que existe amenaza sísmica.
El peligro a menaza sísmica varia de un lugar a otro. Hay zonas de mayor amenaza sísmica, es decir, zonas o lugares donde se espera que se presenten sismos con mayor frecuencia y con mayor intensidad.
d) VULNERABILIDAD SÍSMICA
En la Vulnerabilidad estructural hay varios factores entre ellos: Desplazamiento de entre Piso de La estructura, Torsión en Planta y en Altura, Ver si la estructura tiene Piso Blando, etc. La Vulnerabilidad estructural te sirve para determinar también la vulnerabilidad no estructural que en el caso de hospitales es muy importante. Hay que saber que el costo de los equipos a veces en muy superior que el de la Estructura.
e) RIESGO SISMICO
Se llama riesgo sísmico de una zona a la probabilidad de que se produzcan en ella daños por movimientos sísmicos en un plazo determinado. No debe confundirse este concepto con el de peligro sísmico.
En el riesgo sísmico influyen la probabilidad de que se produzca un evento sísmico o terremoto, los posibles efectos locales de amplificación de las ondas sísmicas, directividad, etc., la vulnerabilidad de las construcciones (e instituciones) y la existencia de habitantes y bienes que puedan ser perjudicados.[1 ]
El riesgo sísmico depende fuertemente de la cantidad y tipo de asentamientos humanos del lugar. Aunque el peligro potencial sísmico es muy alto en Yakutat (Alaska), el riesgo sísmico es pequeño porque es una región muy deshabitada; En cambio, el potencial sísmico no es tan grande en Managua (porque allí los sismos no son tan grandes) pero la cantidad de personas que viven allí, la cercanía a las fallas,[2] y el tipo de construcción, hacen que el riesgo sísmico sea muy grande; esto es claro al comparar el número de víctimas, para uno y otro lugar
