AO DE LA DIVERSIFICACIN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIN

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ESTRUCTURAS ANTISSMICAS

esesaeesseadesEspecfico

ASIGNATURA: MATEMATICA I

DOCENTE: LIC. GARCIA LA TORRE MAYRA IRINA

ALUMNOS: CARMEN BARRETO CCORIMANYA YERAL HUALLPA VASQUEZ FRANZ YUCRA CARREACUSCO PER2015INTRODUCCIN

En regiones propensas a movimientos ssmicos, la resistencia de las construcciones a estos impactos es hoy en da una condicin imprescindible. La eleccin de los materiales de construccin depende de la disponibilidad, los conocimientos y experiencias locales relacionados a la construccin y la aceptacin de la poblacin. El barro como material de construccin ha perdido credibilidad debido al desconocimiento de sus amplias posibilidades, al prejuicio de ser considerado el material de los pobres y a que gran parte de las viviendas recientemente construidas en tierra colapsaron por el efecto de ltimos sismos. En varias regiones Andinas propensas a movimientos ssmicos la utilizacin del adobe para la construccin est prohibida. En Mendoza, Argentina por ejemplo ms del 80%de la poblacin rural sigue construyendo sus viviendas con adobe a pesar de estar prohibida la construccin con dicho material, este fenmeno se debe a los costos elevados del hormign armado y el ladrillo. Se debe tener en cuenta que algunas viviendas de tapial del siglo XVIII y XIX resistieron todos los sismos sin daos mayores, mientras que las nuevas viviendas construidas con adobes y ladrillos colapsaron. Un censo del gobierno Salvadoreo demostr que las viviendas de adobe no fueron ms afectadas durante en sismo de 2001 que aquellas construidas con bloques de cemento. Las propuestas estructurales de este manual estn orientadas a los requerimientos ssmicos.Locales, esto significa que estn diseadas solo para evitar el colapso de las edificaciones.En sismos moderados se pueden tolerar daos menores, como grietas pero de ninguna manera daos estructurales. En sismos de la intensidad de diseo (considerada en la regin) se pueden aceptar daos menores estructurales pero no el colapso. Esto implica que la construccin tendr capacidad de deformacin y de absorcin de la energa ssmica.

ESTRUCTURAS ANTISISMICAS

La ingeniera antissmica es el estudio del comportamiento de los edificios y las estructuras sujetas a carga ssmicas. Es el conjunto de la ingeniera estructural y civil. Una autoridad en la mitigacin de los riesgos ssmicos, el profesor delCaltechGeorge W.Housneres ampliamente conocido como el padre del campo moderno en la ingeniera ssmica. Por igual el profesor JohnBlume, de la Universidad Stanford, quien ha contribuido al estudio de la dinmica de las estructuras, ha ganado el ttulo de padre de la ingeniera ssmica.PRINCIPALES OBJETIVOS:

Los principales objetivos de la ingeniera ssmica son;

* Entender la interaccin entre los edificios y la infraestructura pblica con el subsuelo.* Prever las potenciales consecuencias de fuertes terremotos en reas urbanas y sus efectos en la infraestructura.

* Disear, construir y mantener estructuras que resistan a la exposicin de un terremoto, ms all de las expectaciones y en total cumplimiento delos reglamentos de construccin.Una estructura apropiadamente diseada no necesita ser extraordinariamente fuerte o cara.Las ms poderosas y costosas herramientas para la ingeniera ssmica son las tecnologas de control de la vibracin y en particular, el aislamiento de la base o cimentacin.

LOCALIZACIN, MAGNITUD E INTENSIDAD DE LOS SISMOS:

El sismo ocurre por el movimiento de las capas tectnicas o por actividades volcnicas.Las reas en el mundo ms propensas a movimientos.Los de mayor intensidad se han detectado en el anillo del Pacfico, desde Canad hastaChile influyendo tambin en Nueva Zelanda, Japn y Nueva Guinea. Otra zona propensa a los sismos se encuentra a lo largo del anillo ecuatorial, En Asia se detectaron sismos de una intensidad de 8 en la escala de Richter y en los Andes por encima de 8.7. Cerca de cien sismos con una intensidad mayor a 6 y veinte con una intensidad mayor a 7 en la escala de Richter son registrados anualmente. Muchos miles de personas son afectadas por estos cada ao.

EFECTOS ESTRUCTURALES DEL SISMO:

La magnitud M del sismo usualmente esta medida en la escala de Richter.Esta escala es logartmica, no tiene lmite superior y es una medida de la energa que se libera en el lugar donde se produce el sismo (la llamada energa en el epicentro).La escala de intensidad I de Mercalli est subdividida en 12 grados. En ella, se indica como intensidad perceptibilidad y la fuerza local de destruccin de un sismoLa fuerza local de destruccin de un sismo y con ello sus efectos dependen principalmente de los siguientes parmetros:

-Magnitud

-Profundidad del foco y distancia al lugar

-Geologa, topografa

-Suelo y subsuelo local

-Duracin y frecuencia en el lugarPor consiguiente, la magnitud es solamente uno de los muchos factores que influyen en las consecuencias de un sismo.La aceleracin del suelo y la frecuencia respectiva de las aceleraciones determinan los daos en las construcciones.Las edificaciones 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 ssmica son menores al 50%.Dentro de las viviendas el peligro reside en el hecho que los muros tienden a colapsar hacia fuera dejando caer la cubierta y los entrepisos al interior de la misma.Una solucin tcnica antissmica para construcciones hasta dos niveles busca que los muros no se abran hacia fuera y que las cubiertas se encuentren bien arriostradas.EMPLAZAMIENTO DE UNA VIVIENDA EN PENDIENTE:

En reas propensas a movimientos ssmicos 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 edificacin.c) No debe emplazarse la vivienda cerca a fuertes pendientes, para evitar daos 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 as espacios autnomos.FORMA DE LA PLANTA:

Para obtener estabilidad de la vivienda la forma de la planta es muy importante.

En general:a) Mientras ms compacta la planta, ms establecer la vivienda. Una planta cuadrada es mejor que una rectangular y una circular es la forma ptima.b) Las plantas con ngulos no son recomendables, si estas fuesen necesarias se recomienda separar los espacios, la unin entre los mismos debe ser flexible y liviana.Un mtodo simple para simular el impacto de un sismo se demostr en una tesis de doctorado en la Universidad deKasseldonde un peso de 40kg. Sobre un pndulo de 5,5 m de longitud se dej oscilar y golpear modelos de vivienda antissmicas. Se hicieron estudios comparativos con una planta cuadrada y una circular mostrando la mayor estabilidad de esta ltima.Luego de dos golpes el modelo con la planta cuadrada mostr grietas en las esquinas.Luego de tres golpes el muro quedo parcialmente daado. Despus de cuatro golpes dos de los muros colapsaron.El modelo con la planta circular present las primeras grietas recin luego de tres golpes, luego de 6 golpes una parte del muro se desplaz. Incluso hasta despus de siete golpes el modelo no colaps (Yazdani, 1985).SyedSibtainconstruy varias viviendas antissmicas en Afganistn utilizando muros convexos reforzados en las esquinas con contra fuertes.La estabilidad obtenida con este diseo es tan buena como la que se obtiene con plantas circulares (Sibtain, 1982).

ASPECTOS ESTRUCTURALES:

Principalmente hay tres distintas posibilidad para construir una vivienda antissmica:1. Los muros y la cubierta deben ser tan estables para que durante el sismo no sufrandeformaciones.2. Los muros pueden sufrir deformaciones menores absorbiendo la energa cintica 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 disear 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 hormign armado con columnas en las esquinas y en los bordes de los vanos, conectadas con el encadenado superior, as como con el cimiento.Una variante para construir un muro rgido 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.

MUROS ANTISISMICOS DE TAPIAL (TIERRA APISONADA):Generalidades:La tcnica del tapial consiste en rellenar un encofrado con capas de tierra de 10 a 15 cm compactando cada una de ellas con un pisn.El encofrado est compuesto por dos tablones paralelos separados, unidos por un travesao, ver En francs esta tcnica se denomina pis de torre o torre pis, en inglsrammedearth.En comparacin con tcnicas en las que el barro se utiliza en un estado ms hmedo, la tcnica del tapial brinda una retraccin mucho ms baja y una mayor resistencia. La ventaja en relacin a las tcnicas de construccin con adobe, es que las construcciones de tapial son monolticas y por lo tanto poseen una mayor estabilidad.En los encofrados tradicionales, los tablones paralelos separados se unen por medio de travesaos (de un espesor considerable) que atraviesan el muro, ver fig.6-3 estos al desmoldar el elemento dejan espacios vacos que posteriormente deben ser rellenados.Para evitar un encofrado que requiera tener la altura de un piso y para evitar los travesaos se desarroll en el Instituto de Investigacin de Construcciones Experimentales (FEB) de la Universidad deKassel, un encofrado trepador, utilizando solo un travesao de espesor mnimo en la base (4 x 6 mm).Antiguamente el barro se compactaba con herramientas manuales utilizando pisones de base cnica, en forma de cua o de base planaAl utilizar pisones de base cnica y aquellos que tienen forma de cua, las capas del barro se mezclan mejor y se obtiene una mayor cohesin 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 dbiles y por ello deben recibir solamente cargas verticales.Es preferible utilizar un pisn de dos cabezas con una cabeza redondeada en un lado y en el otro una cuadrada.Esto permite que se pueda utilizar el pisn del lado cuadrado para compactar las esquinas con efectividad y del lado redondeado para el resto. Tales pisones son utilizados an hoyen da en el Ecuador.En el segundo cuarto del siglo XX se utilizaron en Alemania, Francia y Australia compactadores.ESTABILIZACIN 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 estabilizacin adicionales.Se sabe de la existencia de residencias de dos plantas en Mendoza, Argentina, de ms de 150aos de antigedad 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 hormign.Hoy en da viviendas de este tipo ya no se construyen debido al tiempo de ejecucin requerido para construir muros de 60 a 100 cm de espesor. Por ello, es necesario buscar nuevas soluciones.ESTABILIZACIN POR LA FORMA:

Debido a que los muros delgados son dbiles alas impactos horizontales perpendiculares y ya que los refuerzos de hormign armado son costosos, se propone una solucin simple de estabilizacin 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 volamiento y al colapso, como se Existe una regla para el diseo de los extremos libres de estos elementos.Si el muro tiene un espesor de 30 cm, el extremo debe ser de no ms de 3/4 de la altura y no menos de 1/3 de la altura.Esta longitud mnima es necesaria para transmitirlas fuerzas diagonalmente a los cimientos. Con longitudes mayores, los extremos libres deben ser estabilizados, mediante otro angular eso columnas.Cuando el muro est 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.SISTEMAS DE PROTECCIN:Los sistemas de proteccin son tcnicas que se incorporan a las estructuras para mejorar su resistencia y/o capacidad para sobrevivir a un sismo sin colapsar. Existen tres tipos de sistemas:

AISLAMIENTO SSMICOPor aislamiento ssmico se conoce la tcnica de desacoplar el edificio del suelo. La energa proveniente del terremoto no penetra en el edificio ya que ste est aislado del suelo.

DISIPACIN PASIVA DE ENERGA

Son tcnicas que permiten dar un amortiguamiento suplementario mediante elementos que absorben la energa del terremoto, evitando que sta dae al edificio. Estos elementos llamados amortiguadores pueden ser de muy distinta forma: de aceite, de metal, visco-elsticos, viscosos.En algunos casos los amortiguadores pueden quedar inservibles despus del impacto ssmico.

DISIPACIN ACTIVA DE ENERGA:

Son elementos que absorben la energa por desplazamiento de elementos preparados para ello. Sera el caso del amortiguador de masa delTaipei101 que realiza un desplazamiento para absorber la energa del viento sobre la estructura o el sismo.Con gran xito se realizaron el 17 de noviembre, las conferencias tcnicas gratuitas sobre Seguridad para Construir Edificaciones Antissmicas en la ciudad de Ica, organizadas por la Pontificia Universidad Catlica del Per, y con el auspicio de Aceros Arequipa y la Universidad Nacional San Luis Gonzaga.A estas interesantes charlas asistieron ms de 300 personas, entre Maestros de Obra, Albailes, Ingenieros, Arquitectos, Tcnicos,Fierrerosy Trabajadores de la Construccin Civil.Toda construccin sea de baja, mediana o alta altura se compone bsicamente de dos partes:1) la estructura2) los acabadosDe las dos, la ms importante es la estructura, por ser el soporte principal de la edificacin.

QU ES LA ESTRUCTURA?

Un ejemplo simple de estructura est dentro de tu propio cuerpo: tu esqueleto, que est conformado por un conjunto de piezas (huesos) de diferentes formas y tamaos, unidas unas con otras formando un armazn. Luego esta armazones recubierta por msculos y piel para darle un bonito acabado y que se vea bien. En una edificacin sucede exactamente lo mismo: la estructura es un conjunto de piezas o elementos, como vigas, columnas, techos, etc., fuertemente interconectados.

CUL ES SU FUNCIN?

As como la funcin bsica de tu esqueleto es sostener tu cuerpo, soportando tu peso y protegiendo lo que hay dentro de l; del mismo modo, en una casa o edificio, la funcin de la estructura es sostener el peso de la edificacin y de lo que hay en su interior.Para cumplir estas funciones una buena estructura tiene que reunir tres requisitos:

1 Antes de iniciarse la construccin, la estructura debe ser diseada.2 Debe utilizarse un buen procedimiento constructivo.3 Los materiales empleados tienen que ser de primera calidad.

Cuando no se tienen en cuenta estos requisitos, no hay garanta de que la estructura sea fuerte y slida. Muy por el contrario, ser dbil e inestable; y por ejemplo en un terremoto puede ser de alto riesgo para sus ocupantes. Recordemos que lo sucedido en Pisco, Ica y Chincha, se debi entre otras razones, a errores o defectos cometidos en los requisitos mencionados anteriormente, provocando el colapso de muchas casas y edificios.Amigo constructor, para evitar que pase lo mismo, es importante que conozcas y apliques en tu trabajo toda la informacin tcnica que te brindaremos en el BoletnAs, tus obras sern ms seguras. Te recomendamos supervisar todos los procedimientos constructivos relacionados con la estructura de tu obra.Exigido para las Construcciones Antissmicas del Per En un pas como el Per, ubicado en una zona altamente ssmica, se debe construir con productos que garanticen una mayor resistencia de las edificaciones a los terremotos. Por eso, es necesario utilizar Fierros Grado 60, que s cumplen con el Reglamento Nacional de Edificaciones del Per. Los fierros de Aceros Arequipa, son los ms seguros para tus obras, porque son los nicos que tienen peso y medidas exactas; ms agarre al concreto gracias a sus corrugas hi-bond; y excelente calidad para el doblado. Antes de comprar fierros, fjate que tengan impresa la marca Aceros Arequipa, el Grado 60 y el dimetro respectivo.

Al iniciarse una obra es necesario habilitar un espacio con las condiciones necesarias para trabajar con rapidez, orden y limpieza,Ahorrar tiempo y evitar accidentes.Es necesario delimitar reas para accesos, almacenes, caseta de guardiana, vestuarios, etc.; y hacer la sealizacin correspondiente.Una obra debe tener: Un almacn con un rea libre en la entrada, para realizar con comodidad el ingreso y salida de materiales, equipos y herramientas.Servicios higinicos, limpios y ventilados, con suficientes aparatos sanitarios, y privacidad para los usuarios. Un comedor, con mesas y bancos, siempre limpio.Accesos a las zonas de trabajo, directos y sin obstculos. Adems: El cableado elctrico debe estar debidamente protegido.El acopio de materiales debe realizarse en un espacio que no obstaculice las labores, y que no provoque traslados innecesarios.Tienen que instalarse redes de abastecimiento con agua potable, y evitar la contaminacin del agua.Si se trabaja de noche, iluminar bien la zona. Deben colocarse las sealizaciones necesarias y cuidar que sean respetadas. . Colocar la maquinara en el lugar que se necesite, de acuerdo al proceso constructivo, para que el personal que la va usar tenga fcil acceso a ella.

BIBLIOGRAFIA:

Dowrick, D. J.: Earthquake Resistant Design, 2nd Edition, J. Wiley, Chichester 1987

1nternational Association for Earthquake Engineering: Earthquake Resistant Regulations: A World list- 1988, Tokyo 1988

1nternational Association for Earthquake Engineering: Basic Concepts of Seismic Codes, 2 vals., Tokyo 1980 y 1982

Udas, A.: Introduce ion a la sismologia y estructura interna de la tierra, Instituto Geogrfico y Catastral, Madrid 1971.