¿Qué sucede durante un terremoto?En un terremoto, las ondas sísmicas se deben a movimientos bruscos en una zona de ruptura (fallo activo) en la corteza terrestre. Ondas de diferentes tipos y velocidades de desplazamiento diferentes caminos antes de alcanzar el sitio de un edificio y someter la tierra local a varios movimientos.El suelo se mueve rápidamente hacia atrás y adelante en todas las direcciones, por lo general, principalmente en horizontal, sino también vertical- mente. ¿Cuál es la duración de los movimientos de tierra?

Por ejemplo, un terremoto de intensidad media dura aproximadamente 10 a 20 segundos, una duración relativamente corta. ¿Cuál es la máxima amplitud de los movimientos? Por ejemplo, para un típico «Valais Quake» de una magnitud aproximada de 6 (similar al terremoto que causó daños en la región de Visp en 1855), las amplitudes en las distintas direcciones del plano horizontal pueden llegar a alrededor de 8, 10, o incluso 12 cm. Durante un terremoto de magnitud 6,5 o más (similar a la

«Basilea Quake» que destruyó la mayor parte de la ciudad de Basilea y sus alrededores en 1356), desplazamientos de tierra puede alcanzar 15 a 20 cm, y tal vez algo más.

¿Qué sucede con los edificios? Si el suelo se mueve rápidamente hacia atrás y adelante, entonces los cimientos del edificio se ven obligados a seguir a estos movimientos. La parte superior del edificio, sin embargo «preferiría» a permanecer donde está debido a su masa de inercia. Esto provoca fuertes vibraciones de la estructura con fenómenos de resonancia entre la estructura y el suelo, y por lo tanto grandes fuerzas internas. Esto se traduce con frecuencia en la deformación plástica de la estructura y daño sustancial con fallos locales y, en casos extremos, colapse.Los efectos de un terremoto en un edificio se determinan principalmente por las historias de tiempo de los parámetros de movimiento de tres planta; aceleración del suelo (ag), velocidad (vg), y el desplazamiento (dg), con su contenido de frecuencia específicas. Mirando el ejemplo del diagrama de movimiento de tierra horizontal lineal de un generada artificialmente «Valais Quake», está claro que las frecuencias dominantes de la aceleración son sustancialmente superiores a las de velocidad y mucho más alto que los de desplazamiento.Los parámetros de movimiento de tierra y otros valores característicos en un lugar debido a un terremoto de una magnitud dada puede variar fuertemente. Ellos dependen de numerosos factores, como la distancia, la dirección, la profundidad, y el mecanismo de la zona de falla en la corteza (epicentro) de la Tierra, así como, en particular, las características locales del suelo (espesor de la capa, velocidad de onda de corte).En comparación con la roca, los suelos más blandos son particularmente propensos a amplificación local sustancial de las ondas sísmicas. En cuanto a la respuesta de un edificio para el movimiento de tierra, que depende de las características estructurales importantes (frecuencia propia, tipo de estructura, ductilidad, etc).

Por lo tanto, los edificios deben ser diseñados para cubrir las incertidumbres y variaciones considerables.El riesgo natural más importante

Los terremotos de grandes magnitudes menudo pueden ser tan grandes catástrofes naturales clasificado. Es decir que la capacidad de una región para ayudar a sí mismo después de tal evento es claramente sobrecargada, lo ayuda interregional o internacional necesaria. Este suele ser el caso cuando se mata a miles de personas, cientos de miles quedan sin hogar o cuando un país sufre pérdidas económicas considerables, dependiendo de las circunstancias económicas en general, que prevalecen en ese país.

El terremoto de Gujarat 2001 es un ejemplo reciente de tal catástrofe. Fue el primer gran terremoto para golpear un área urbana de la India en los últimos 50 años. Mató 13'800 personas e hirió a algunos 167'000. Encima 230'000 casas de mampostería de uno y dos pisos se derrumbaron y 980'000 más resultaron dañados. Además, muchas líneas de vida fueron destruidas o gravemente dañadas y de facto no funcionales durante un largo período de tiempo. La pérdida económica directa e indirecta neta debido a la edad y la destrucción daños se estima en alrededor de US $ 5 mil millones. Las muertes humanas, la destrucción de casas y pérdidas económicas directas e indirectas causadas un gran retroceso en el proceso de desarrollo del Estado de Gujarat.

De 1950 a 1999, 234 catástrofes naturales fueron clasificadas como grandes catástrofes naturales [MR 00]. De estos 234, 68 (29%) eran los terremotos. Los más importantes en términos de pérdida de vidas fueron el terremoto de 1976 Tangshan (China), con 290'000 muertes y el terremoto de 1970 Chimbote (Perú), con 67'000 muertes. En cuanto a las pérdidas económicas, la mayoría de las más importantes fueron el terremoto de 1995 Kobe (Japón), con US $ 100 mil millones, y el terremoto de Northridge de 1994 (EE.UU.), con US $ 44 mil millones.

En términos de pérdida de vidas humanas y pérdidas económicas, se puede ver en la figura de la página 8 que los terremotos representan el riesgo más importante de los riesgos naturales en todo el mundo. Es tentador pensar que este riesgo se concentra sólo en las zonas de alta sismicidad, pero este razonamiento no se sostiene. En regiones de baja a los terremotos de sismicidad moderada puede ser un riesgo predominante también. Allí, peligro puede ser visto como relativamente baja, pero la vulnerabilidad es muy alta debido a la falta de medidas preventivas. Esto conduce a un alto riesgo combinado.Peligros inducidos devastadores

Aparte de los riesgos estructurales debidos a tierra temblando, pérdida extensa puede ser causado por los llamados peligros inducidos tales como deslizamientos, licuefacción, incendios, fallas de retención estructura, fracasos vitales críticos, tsunamis y seiches.

Por ejemplo, el terremoto de San Salvador 2001 indujo 16'000 deslizamientos de tierra causando daños a 200'000 casas. En el terremoto de 1970 Chimbote (Perú), un deslizamiento de tierra gigante provocada por el terremoto causó 25'000 muertes, más de un tercio de las muertes totales. En el terremoto de San Francisco de 1906, la mayor parte de los daños fueron causados por el fuego incontrolado. En el 1995 Kobe terremoto de fuego fue el responsable de un 8% de las casas destruidas.

El riesgo sísmico sigue aumentando

El riesgo sísmico es igual al producto de la amenaza (intensidad / probabilidad de ocurrencia del evento, las características locales del suelo), el valor expuesto y la vulnerabilidad de los edificios existentes. El edificio actual del stock está en constante ampliado por la adición de nuevos edificios, muchos de ellos con importante, o incluso excesiva, la vulnerabilidad terremoto. Esto se debe sobre todo al hecho de que para los nuevos edificios, los principios básicos de diseño sismo resistente y también según las especificaciones del terremoto de los códigos de construcción, a menudo no se siguieron. La razón es bien desconocimiento, la conveniencia o ignorancia intencional. Como resultado, el riesgo de terremotos sigue aumentando innecesariamente.Se necesitan medidas urgentesLas observaciones anteriores muestran claramente que hay un gran déficit en las medidas estructurales para la protección sísmica en muchas partes del mundo. Hay una enorme demanda reprimida y en consecuencia la necesidad de una acción urgente. Los nuevos edificios deben ser diseñados para ser terremoto razonablemente resistentes para evitar la incorporación constante de nuevas estructuras vulnerables a un parque inmobiliario que ya está seriamente amenazada. Para este fin, la presente publicación pretende contribuir mediante la difusión de los conocimientos básicos

El arquitecto y el ingeniero colaboran desde el principio!Muchos propietarios de edificios y arquitectos siguen siendo de la opinión errónea de que es suficiente para incluir el ingeniero civil sólo al final de la etapa de diseño para «calcular» la estructura. Este es un enfoque malo que puede tener consecuencias graves y causar costes adicionales significativos. Incluso los cálculos más inteligentes y diseño detallado no pueden compensar los errores y defectos en

el diseño sísmico conceptual de la estructura o en la selección de los elementos no estructurales, en particular, tabiques y elementos de fachada. Es importante que exista una estrecha colaboración entre el arquitecto y el ingeniero de la etapa de planificación temprana de cualquier proyecto de construcción con el fin de garantizar un buen resultado, garantiza la seguridad estructural, reducir la vulnerabilidad y los costos de límite. De esta manera, ambos socios aportan diferentes, pero indispensable, experiencia. Las ofertas de arquitecto principalmente con el diseño estético y funcional, mientras que el ingeniero produce una estructura segura, eficaz y económica. Esta es la razón por la colaboración entre el arquitecto y el ingeniero debe comenzar en el primer borrador del diseño!

«Serial-diseño» es particularmente malo e ineficiente. No es del todo eficiente que el arquitecto realiza el diseño conceptual y selecciona los tipos y materiales de la no estructural tabiques y elementos de la fachada antes de confiar el ingeniero con los cálculos y diseño detallado de la estructura. También es erróneo considerar la carga sísmica sólo después de completar el diseño carga de gravedad y la selección de los elementos no estructurales. Para entonces, la estructura

sólo puede ser «fijada» para los terremotos. Esto a menudo resultar en un mosaico caro y poco satisfactoria.

Un «-diseño paralelo» es mucho mejor y por lo general mucho más económico. El arquitecto y el ingeniero de diseño de juntas y, teniendo en cuenta las exigencias estéticas y funcionales pertinentes, desarrollan un «propósito general» estructura segura, eficiente y económica para cargas de gravedad y la acción sísmica. Luego junto seleccionar tabiques no estructurales y elementos de fachada con capacidad de deformación compatibles con la estructura diseñada. Un resultado óptimo se puede obtener a través de este enfoque. Una colaboración estrecha y reflexivo entre el arquitecto y el ingeniero es por lo tanto también de interés para el propietario del edificio. Esta colaboración no puede esperar a que el cálculo y la etapa de diseño detallado, pero debe comenzar en la fase de diseño conceptual más temprano cuando se toman decisiones que son cruciales para la resistencia sísmica y la vulnerabilidad del edificio.

Siga las disposiciones sísmicas de los códigos!En el siglo 20, las primeras disposiciones sísmicas en los códigos de construcción se introdujeron en algunos países con alta sismicidad. Estos códigos sísmicos primeros se han actualizado periódicamente con el aumento de los conocimientos en ingeniería sísmica. En los años 1960 y 1970, los países con sismicidad moderada comenzaron a adoptar requisitos sísmicos en sus códigos de construcción.

En el mismo período, la mejor comprensión del comportamiento dinámico del suelo, así como el comportamiento estructural inelástico condujo a la elaboración de códigos sísmicos más avanzados.

Hoy en día, los principios de diseño de la capacidad junto con los conceptos de comportamiento dúctil permiten unos diseños seguros y rentables resistentes a los terremotos. Los últimos esfuerzos de desarrollo de código sísmico se centraron principalmente en las normas armonizadas internacionalmente como ISO 3010, Euro código 8, y la UBC.

Por desgracia, aún hoy, las disposiciones sísmicas de los códigos de construcción no siempre se respeta; esto se debe a la ignorancia, la indiferencia, la conveniencia, o negligencia. Por otra parte, los controles y los controles oficiales apropiados son insuficientes. Edificios que son muy vulnerables y en riesgo de incluso un terremoto relativamente débil siguen construyendo hoy. Las investigaciones de los edificios existentes (por ejemplo, [La 02]) mostraron sin embargo, que la aplicación de los requisitos del código de construcción hace que sea posible reducir significativamente la vulnerabilidad sísmica de los edificios sin costes adicionales significativos al tiempo que mejora su resistencia contra el colapso.

La ignorancia o desconocimiento de las disposiciones sísmicas de los códigos de construcción, aunque sea parcial, puede resultar en un edificio inferior [Sc 00]. La reducción en el valor puede incluir, entre otras cosas, los costes de adaptación menos los costes adicionales que se habría incurrido para garantizar la resistencia sísmica del edificio ing en su etapa de diseño y

construcción. Los diseñadores pueden ser responsables de los costos de instalación posterior, así como solidariamente responsable con los propietarios del edificio para la pérdida de vidas, lesiones o por cualquier daño material resultante en el caso de un terremoto. Una adaptación generalmente cuesta varias veces más de lo que habría costado para garantizar la resistencia sísmica adecuada del nuevo edificio.

Costos considerables también puede incurrir por interrupciones de uso del edificio, tales como la evacuación temporal y la interrupción del negocio. Por otra parte, la determinación de la responsabilidad del arquitecto e ingeniero puede requerir procedimientos legales largos y complejos.

Por tanto, el propietario del edificio, el arquitecto, el ingeniero, y las autoridades tienen un gran interés en asegurar que las disposiciones sísmicas de los códigos de construcción se aplican estrictamente, y que los cálculos y verificaciones estructurales apropiadas se mantienen con los documentos de construcción.

No hay importantes costes gracias adicionales a los métodos modernos!La opinión de que el diseño de nuevos edificios para ser resistente al terremoto provocará costes adicionales sustanciales sigue siendo común entre los profesionales de la construcción. En una encuesta suizo, estima entre el 3 y el 17% de los costos totales de construcción se les dio. Esta opinión es infundada. En un país de sismicidad moderada, resistencia sísmica adecuada de los nuevos edificios se puede conseguir en ningún, o ningún costo significativo, adicional.

Sin embargo, el gasto necesario para garantizar la resistencia sísmica adecuada puede depender en gran medida del enfoque seleccionado durante la fase de diseño conceptual y en el método de diseño relevante:

• En cuanto a la fase de diseño conceptual, principios de la colaboración entre el arquitecto y el ingeniero civil es crucial (ver BP 1). Protección Sísmica hay que tener en cuenta en el diseño arquitectónico del edificio, así como en el diseño conceptual de la estructura. Por encima de todo, los costos adicionales sustanciales puede incurrir si las modificaciones y adiciones a la estructura deben hacerse en una etapa avanzada, ya que a menudo requieren modificaciones del diseño arquitectónico también. Estos pueden ser muy costosos.

• En cuanto al método de diseño, es preciso señalar que se han logrado progresos significativos recientemente. La investigación intensiva ha mejorado la comprensión del comportamiento de un edificio o estructura durante un terremoto y como resultado el desarrollo de los métodos de diseños más eficientes y modernos. En comparación con métodos más antiguos, el costo de la resistencia sísmica de un edificio se reduce y / o el rendimiento durante un terremoto es notablemente mejorado, por tanto, también la reducción de la vulnerabilidad. De especial importancia son estructuras dúctiles y asociados.

Método de diseño método de diseño de capacidad de llamada. Por lo tanto, los elementos

estructurales como muros de hormigón armado, que se utilizan para el arriostramiento de viento, pueden realizar otras funciones sin costo adicional notable (por ejemplo, mediante la modificación del refuerzo). Por lo tanto, se requieren elementos estructurales adicionales Menos en comparación con métodos más antiguos.La información sobre la aplicación y ventajas de los métodos modernos se puede encontrar en la publicación [D0171]. Este documento describe el diseño sísmico de un edificio residencial y comercial de siete pisos. Esto permite una comparación entre el diseño orientado deformación- capacidad y diseño convencional (método anterior). Las ventajas del método moderno para este ejemplo se pueden resumir de la siguiente manera (véase también la página 14):- Reducción drástica de las fuerzas de diseño sísmico en estado límite último;

- Una mejor resistencia contra el colapso;

- Un buen control de la deformación;

- La prevención de daños por los terremotos de hasta un (terremoto estado límite de daños) Intensidad elegido;

- Mayor flexibilidad en caso de cambios en el uso del edificio;

- Costes prácticamente iguales.

Los últimos tres ventajas son particularmente importantes para el propietario del edificio. La flexibilidad más grande con respecto a los cambios en el uso del edificio resultados principalmente del hecho de que la mayoría de las paredes se puede modificar o incluso eliminarse sin ningún problema.