CONSTRUCCIONES ANTISISMICAS

HISTORIA

Los adobes se usan en la construcción de vivienda desde los albores de la civilización en los Andes Centrales 5,000 años A.C.

La Huaca Cao Viejo fue edificada por la cultura Moche, en el siglo I d.C. y fue abandonada hacia el año 600 poco tiempo antes de un fuerte fenómeno del Niño. El templo presenta 7 edificios superpuestos, como producto del enterramiento de los edificios más viejos.

Posiblemente se hacía cuando se producían desastres, como lluvias torrenciales o terremotos.

La Huaca de la Luna está constituida por tres plataformas (Plataformas I, II y III) y tres plazas (Plazas 1, 2, 3A, 3B, 3C), delimitadas por grandes muros de adobe, que sirven de áreas de interconexión.

Tiene una base cuadrada de 87 m de lado y una altura de 21 metros. Estas construcciones destacan por encontrarse superpuestas y construidas en diferentes períodos.

ACTUALIDAD:

• las construcciones sismo resistentes “deben ser capaces de soportar un movimiento telúrico habitual o hasta de unos 6 grados en la escala de Richter sin presentar algún peligro en la estructura. Inclusive, ante un sismo de 8 grados puede presentar daños pero no colapsar”.

• No obstante, para lograr que una edificación sea antisísmica es preciso que estén presentes: un buen proyecto, buenos materiales y un proceso adecuado de construcción. Por ello, es importante recalcar que el proyecto debe ser diseñado obligatoriamente por un ingeniero estructural y un ingeniero civil, quienes harán los cálculos pertinentes para que la vivienda sea sismo resistente. Evite las construcciones informales, no confíe su vida a un maestro de obra.

• Los Terremotos son uno de los fenómenos naturales más imprevisibles y difíciles de evitar cual sea la intensidad que tenga, producen efectos negativos sobre todo 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 Sismo resistentes.

• En países empobrecidos, generalmente, una gran parte de la población no es capaz se comprar los materiales adecuados, ni tiene la formación necesaria para realizar una construcción adecuada, siendo este sector el más afectado debido a los terremotos.

PROBLEMAS ESTRUCTURALES DURANTE EL TERREMOTO

• Los efectos que produce un terremoto son básicamente: temblor, rotura del suelo y fuego.

• Las condiciones de contorno son también parte básica delante del estudio de las consecuencias de un movimiento del suelo:

• Tipo de suelo: cuanto más rígido mejor

• Topografía de la zona: cuanto más plana mejor

• Hay otros factores que afectan a los daños producidos: la configuración de la construcción del

• edificio, las aberturas, la distribución de la rigidez en el edificio, la ductilidad, la cimentación y la

• calidad de la construcción.

• Mecanismos de fallo de diferentes tipos de construcciones:

• La Cubierta sostenida sobre dos paredes de cizalla.

• Un caso más habitual de cuatro paredes y una Losa en la parte superior:

• *Se ha de tener en cuenta, finalmente que las paredes acostumbran a tener aberturas.

*La fuerza de inercia se transmitirá a la parte superior de las paredes que son capaces de aguantarlo (techo diafragma). Si la situación es la perpendicular, las paredes son de tipo A, la estructura colapsa fácilmente.

*Si la losa es suficientemente rígida y actúa como un diafragma la fuerza de inercia se transmite como en el caso anterior; pero la estabilidad de las paredes A, en este caso no solo dependen de las paredes B sino también de la losa del techo.

 

Características de la buena piedra para construir:Los efectos que produce un terremoto

a) Temblor del suelo: hablamos del suelo sobre el cual está hecho la construcción y produce aceleraciones, velocidades y desplazamientos que pueden afectar y pueden llegar a destruir los edificios. Es el efecto que nos ayuda a diseñar los edificios.

b) Rotura del suelo: evidentemente depende del tipo del suelo que tengamos, pero tanto la rotura como el asentamiento o el derrumbamiento y también la licuefacción del suelo tienen efectos no solo en la zona del edificio sino también en un área de influencia que puede llegar a ser de kilómetros. La licuefacción es muy peligrosa sobre todo para presas, puentes, cañerías enterradas o edificios aguantados sobre suelos con muy poca densidad saturada.

c) Fuego: el fuego es uno de los efectos más devastadores y menos tenidos en cuenta en terremotos. Debe tenerse en cuenta que después de una primera sacudida se corta el agua potable por lo que cuesta mucho mitigar el fuego.

Cargas de diseño:

El temblor del suelo es el efecto que nos ayuda a diseñar mejor los edificios contra los terremotos. De esta manera, el temblor del suelo produce unas fuerzas de inercia totalmente irreversibles, que pueden ser estudiadas, pero que resultan muy complejos por la particularidad de movimiento en las tres direcciones que tienen los terremotos.

Para estudiar el comportamiento de un edificio durante una sacudida, se han de modelar, la fuerza que produce un terremoto en un edificio. Así, con el tiempo se ha convenido que es una fuerza horizontal como la que produce el viento, la nieve, las fuerzas de impacto la que tiene lugar debido a un terremoto. Esta fuerza es dinámica y muy difícil de predecir con el tiempo; a pesar de eso, existen algunas aproximaciones que pretenden ser útiles ante el cálculo estructural:

Dónde:

S: zona sísmica en la que se encuentra el edificio.

Fs: factor dependiente del tipo de suelo de los cimientos. Dependen de la dirección en la que se considera F.

I: factor de vulnerabilidad. Depende de la edad del edificio.

C: factor dependiente de la rigidez y amortiguación del edificio.

W: peso de la superestructura del edificio.

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.

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 sismo resistente 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.

Materiales En la naturaleza y en el mercado, tenemos mucha variedad de materiales para la edificación. Se analizarán los materiales más utilizables en países en vías de desarrollo económico; Ladrillos cerámicos, Piedra, Madera, tierra y Hormigón.  Ladrillos Cerámicos y Otros Materiales de Albañilería

Los daños que sufren pueden ser estructurales como no estructurales, entre los que se encuentran: daños y rotura de las paredes portantes, rotura del suelo, rotura de cubiertas y tierras. Para evitar cualquier tipo de daño se han de tener en cuenta una serie de aspectos fundamentales de diseño:

Mortero: El mortero de junta de ladrillos es fundamental que tenga buenas características, es el que da rigidez al edificio.

Paredes: en la construcción de paredes portantes ha de tener como mínimo 190 mm de espesor y más ligeras que 20t.

Aberturas en las paredes: Deben de ser pequeñas y sobretodo centradas manteniendo simetría.

Piedra

Los problemas que causan los terremotos en las estructuras de piedra son básicamente tres:

Separación de las paredes en las esquinas y las juntas-T. Separación de los bloques internos. Colapso del techo: provocan la caída de las paredes o simplemente grandes agujeros.

Factores que se han de tener en cuenta para el buen funcionamiento: dimensiones, calidad mortero, aberturas en las ventanas, refuerzos verticales de paredes.

Diseño de piedra

Para resolver estos problemas se ha de diseñar las estructuras vigilando los siguientes aspectos:

a) Dimensiones:

Un suelo tipo piedra

Altura de los bloques no superior a 3.5m ni inferior a 2.5 m

Ancho de las paredes más o menos entre 300 y 450 mmm

Distancia entre paredes no mayor a 7 m

b) Mortero:

Evitar mortero de arcilla al máximo

Utilizar morteros especificados.

c) Aberturas en las ventanas:

Como más pequeñas y más centradas mejor

Limitaciones como las que se muestran en la figura

d) Refuerzos verticales de paredes: la figura ilustra las características que han de tener estos refuerzos.

Diseño e aberturas en los edificios

Refuerzos verticales.

Madera

Una de las cualidades de la Madera es que tiene una fuerza por unidad de peso mayor, respecto a muchos otros materiales y es, por eso, muy adecuada para la construcción sismo resistente, pero produce impacto ambiental por la deforestación.

Para evitar las roturas de las estructuras de madera (sobre todo en uniones entre las pilas y vigas como la rotura de pórticos) se han de seguir las recomendaciones de diseño para este tipo de estructuras.

TierraLa tierra tiene el gran inconveniente de no soportar las solicitaciones de sismos o la acción del agua. Las nuevas tecnologías en este campo, han podido reducir estas contras.

Estructuras de Hormigón Armado sin Diseño PrevioEl hormigón puede ser uno de los materiales más resistentes a los sismos y a muchos tipos de solicitaciones, pero eso siempre que esté acompañado de un buen diseño.

El punto más débil de las estructuras de Hormigón Armado son las columnas, por lo que para evitar el colapso es fundamental un adecuado diseño y construcción de pilares.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION