La Ley de Subcontrataci ó n y la implementaci ó n de un Sistema de Gesti ó n de la
Aproximaci ó n al An á lisis S ísmico de ú n la NCh 433, para edificaciones habitacionales es de...
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Aproximación al Análisis Sísmico de construcciones en Fardos de Paja Oscar Gutiérrez Astete Ingeniero Civil
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Aproximación al Análisis Sísmico de construcciones en Fardos de Paja
Oscar Gutiérrez AsteteIngeniero Civil
Chile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadNuestro pais, por su ubicacion est á
constantemente sometido a los movimientos que se producen en el suelo por la interacci ón de la placa de Nazca y la placa Sudamericana.
El movimiento aleatorio del suelo, provoca movimiento en las estructuras (edificaciones) y el edificio responde a estos movimientos, con un movimiento acelerado.
Chile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadCada nivel sísmico a su vez concentra la
masa que al el tributa, por ejemplo, el entre piso y la techumbre.
Entonces, conociendo la aceleración y la masa, podemos conocer y luego la fuerza de inercia que se genera en cada nivel sísmico de la edificación.F = m x a
Chile y su simicidadChile y su simicidadChile y su simicidadChile y su simicidad
La masa o peso sísmico, la podemos determinar a partir de la cubicación del elemento estructural (entrepiso o cubierta). A este valor se le debe adicionar un porcentaje de la sobrecarga de uso, que según la NCh 433, para edificaciones habitacionales es de 0.25.
Chile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su Sismicidad
La aceleración, se traduce en lo que se denomina el coeficiente sísmico. Este valor, depende de varias variables, como son:- Ubicación geográfica- Factor de Reducción de la respuesta,R.- Características del suelo.
Nos concentraremos en la ubicación y el Factor de Reducción de la respuesta.
La ubicación geográfica, genera valores de aceleración que depende de cual cerca este el lugar de la construcción de la costa.
Chile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su Sismicidad
Para el caso de temuco, la aceleración es ao = 0.3
Chile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su Sismicidad
El factor de Modificación de la respuesta, R, es un factor que toma en cuenta la incursión de la estructura en el rango no lineal. Por ejemplo, El hormigón, se agrieta en caso de sismo y el acero se deforma. El ladrillo se revienta...
Luego, el acero y el hormigón tendrán un valor de R mas grande.
Chile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su SismicidadChile y su Sismicidad
Los valores de R, se obtienen en la tabla 5.1 de la NCh 433.El problema es que los fardos, no aparecen como elemento estructural.
Fardo sFardo sFardo sFardo síííísmico?smico?smico?smico?
¿Que hacemos entonces?Alternativa 1: Considerar que la estructura
resistente es Madera u otro y el fardo actúa sólo como relleno.En este caso, se debe considerar R= 5.5 y la NCh 1198 (para estructuras de madera).
Fardo sFardo sFardo sFardo síííísmicosmicosmicosmico
Alternativa 2: Considerar que el fardo es un elemento estructural (Sistema Nebraska).En este caso, se debe considerar R=2. Pero, como no existe un código de diseño para el fardo como elemento estructural, no tenemos los parámetros para hacerlo.
Fardo sFardo sFardo sFardo síííísmicosmicosmicosmico
El cálculo de cualquier edificación en Madera, es un tema conocido y existen los conocimientos y la tecnología para hacerlo.
El calculo estructural en fardos de paja, es un tema pendiente y para determinar los parámetros de diseño se requieren muchos ensayos que consideren todas las variables que este material tiene.
Fardo sFardo sFardo sFardo síííísmicosmicosmicosmicoLos principales parámetros a determinar, son
la resistencia admisible a compresión y la resistencia admisible a corte.
En la literatura existen algunos parámetros indicativos de este valor y en este caso, es el fardo el elemento que resiste esta carga.
Pero en el caso del corte, se habla de que el revestimiento es el elemento resistente.
Es decir, el mortero o la capa de barro es el elemento resistente. El articulo de revista Structure Magazine de Sept. 2012, muestra algunos valores.
Fardo sFardo sFardo sFardo síííísmicosmicosmicosmico
Sin embargo, estos valores no est á n validados en nuestro pais y se requiere ademas, adecuarlos a las caracter í sticas de nuestras arcillas.
Demanda SismicaDemanda SismicaDemanda SismicaDemanda Sismica
En cuanto a la demanda sísmica, se tiene que esta depende de la masa de la edificación, luego el fardo presenta una ventaja importante al compararla por ejemplo con la albañilería y el hormigón.
El fardo de paja, tiene una densidad aproximada de 110 kg/M3.
Demanda SDemanda SDemanda SDemanda Síííísmica.smica.smica.smica.La madera, tiene una densidad de 550 kg/m3 y la albañilería
1750 kg/m3. El hormigón, 2500 kg/m3.Entonces, en un muro tradicional tendríamos las siguientes
cargas o densidades:
Muro de fardos: 44 kg/m2Muro de albañilería: 382.5 kg/m2Tabique de madera: 25 kg/m2.Tabique de Hº Aª = 380 kg/m2
De aqui se ve que el peso sísmico de una casa con fardos es muy bajomuy bajomuy bajomuy bajo. Luego las fuerzas sísmicas también lo serán.
Calculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SíííísmicosmicosmicosmicoDatos:Zona sísmica 2, Aog = 0.3.Coeficiente de importancia, I =1Suelo tipo C.
El coeficiente sísmico se determina según la siguiente expresión
Calculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SíííísmicosmicosmicosmicoEntonces:Si el sistema resistente es Fardo, R= 2.0El coeficiente sismico, es C = 19.43, luego, se
debe usar Cmax = 0.324.
Si el sistema resistente es Madera, R = 5.5.El coeficiente sísmico es C = 7.064, luegose debe usar Cmax = 0.144.
Calculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente Síííísmicosmicosmicosmico
Por el comportamiento frágil (trizaduras y agrietamiento) de los estucos en el fardo, este debería asimilarse a la albañilería, que tiene un factor R= 4.
En este caso, el coeficiente sísmo a usar sería Cmax = 0.198.
Calculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente Síííísmicosmicosmicosmico
El coeficiente sísmico, nos define la fuerza lateral con que debe verificarse la estructura. Esta fuerza tiene incidencia en el cálculo de fundaciones y en el sistema de arriostramiento lateral, que controla las deformaciones laterales.
Calculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente SCalculo Coeficiente Síííísmicosmicosmicosmico
Si el sistema estructural se considera como madera, entonces, se debe proveer de elementos de madera que tomen las cargas verticales y laterales.
Mientras no se defina al fardo como elemento estructural, no podremos aprovechar sus características mecánicas.
EstructuraciEstructuraciEstructuraciEstructuracióóóónnnnComo la estructura de
fardo, no esta contemplada en la normativa, se debe considerar la madera (pilares o pie derecho, diagonales), como material estructural.
Con algun elemento diagonal, que puede ser de madera o de acero a manera de arriostramiento. El fardo sería solo un relleno
EstructuraciEstructuraciEstructuraciEstructuracióóóónnnn
Este relleno, podría actuar como puntal en compresión y restringir la deformación lateral por efecto de la fuerza sísmica, tal como se muestra en el esquema.
EstructuraciEstructuraciEstructuraciEstructuracióóóónnnnPero, como el revestimiento (arcilla o cemento), se coloca con una malla de fibra o metálica, esta podría trabajar en tracción, tal como se muestra en la imagen.
En ambos casos, se podría prescindir (requisito normativo) de la necesidad de arriostramiento diagonal
ConclusiConclusiConclusiConclusióóóónnnn
Se puede concluir que el material tiene potencial como elemento resistente ya que tiene bajo peso y resitencia adecuada.
Es necesario el patrocinio de estudios que permitan catalogarlo como material estructural para generar un manual de estructuración y diseño. ¡En eso debemos enfocarnos!
