Criterios Estructuracion en Zonas Sismicas
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Ph.D. Mohamed Mehdi Hadi
Huancavelica 2013
CONGRESO REGIONAL
DE ESTUDIANTES DE
INGENIERIA CIVIL
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Objetivos
Estructuracin por Cargas Ssmicas
SALIR
Criterios de
Estructuracin en Zonas
Ssmicas
Nociones Generales
Ph. D. MOHAMED MEHDI HADI
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NOCIONES GENERALES SOBRE
ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS
Estructurar un
edificio significa
tomar decisiones
en conjunto con
los otros
profesionales, que
intervienen en la
obra (Arquitectos,
Ingenieros de
Instalaciones, etc)
-
Esttica
Economa
Funcionabilidad
Seguridad
-
ESTRUCTURAS , CARGAS SISMICAS
Las fuerzas ssmicas son fuerzas de inercia producidas por el
hecho que los niveles tienen masas sujetas a aceleraciones.
Ssmicamente , la estructura
ideal, es aquella que tiene
poca masa y alta rigidez
lateral.
ESTRUCTURA IDEAL
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A) RIGIDEZ, CONTINUIDAD VERTICAL
Las fuerzas laterales generan desplazamientos que no
deberan sobrepasar a los lmites especificados por la
Norma sismo-resistente con el objeto de:
Evitar impactos entre
edificios vecinos
Minimizar los daos en
los elementos no
estructurales (Tabiquer,
acabados, etc).
Evitar el pnico en las
personas
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DEFORMADA DE COLUMNAS CON VIGAS
CHATAS Y PERALTADAS.
A1 > A2
-
La mejor manera de controlar los desplazamientos
horizontales es mediante el empleo de placa de C.A.
La influencia al costo del edificio segn
el sentido del aligerado (A, B)
A B
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La mala disposicin en Planta puede producir
torsin ssmica
TORSIN EN PLANTA
-
La placas deben tener
continuidad a lo Largo de su
altura, un problema que puede
presentarse es: (piso blando).
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B) TABIQUE Y ALFEIZAR DE ALBAILERIA
Cuando los tabiques no se aslan de la estructura
principal pueden originar problemas de torsin en planta y
piso blando y columnas cortas.
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PROBLEMAS DE COLUMNAS CORTAS
Columna
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Aislar el alfaizer de la estructura principal conjunta > 5 cm.
Limitar los desplazamientos laterales peraltando las columnas (prcticamente pequeas placas).
Emplear planchas de fibrablock en vez de alfizar de albailera.
SOLUCION
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Escuela
diseada
con el
cdigo de
1977.
Escuela
diseada con el
cdigo de 1999
(Se observa la
diferencia en el
tamao de las
columnas).
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JUNTAS SISMICAS QUE NO NECESITAN ATRAVESAR LA CIMENTACION
C) SIMETRIA Y JUNTAS SISMICAS
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JUNTAS SISMICAS QUE DEBEN ATRAVESAR LA CIMENTACIN,
PARA EVITAR PROBLEMAS DE ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES
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Cuando el edificio muestra una planta muy alargada > 40 m es
conveniente crear una junta para evitar problemas de cambios
de temperatura o por contraccin de secado del concreto.
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Lo que debe Buscar
E
Losas
El menor peso posible:
Materiales Formas
La mayor resistencia posible:
Materiales
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Losa Rgida
Edificios con Diafragmas
Los diafragmas se encargarn de transmitir las cargas ssmicas hacia los elementos Rgidos Verticales.
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Edificios con Rtulas en Columnas (no es lo deseable)
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Evitar el Piso Blando
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El Efecto Diafragma
5cm de losa
aligerada:
Sirve para llevar las
fuerzas ssmicas a
un ncleo rgido?
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El diafragma es una viga
horizontal
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El problema de "Piso Blando" surge en aquellos edificios a porticados donde el piso en mencin presenta alta flexibilidad por la escasa densidad de muros que impide controlar los desplazamientos laterales en tanto que los pisos adyacentes son relativamente mas rgidos por contener una mayor cantidad de muros. Este es el caso, por ejemplo, de aquellos edificios que presentan en su primer piso cocheras, tiendas o restaurantes, donde por el uso que se le da tiene pocos muros, mientras que los pisos superiores, generalmente destinados a vivienda, contienen muchos tabiques de albailera que los rigidizan lateralmente.
El problema de "Piso blando
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Problema de transicin de columna, la columna
inferior es de seccin circular y la superior de seccin
rectangular. Las varillas longitudinales de la columna
superior estn por fuera de la columna inferior, esto
origina una articulacin en el nudo. Los momentos de
la columna superior no se pueden transmitir a la
columna inferior. El comportamiento de esta
estructura es como si estuviera apoyada en la
columnas circulares en lugar de hacerlo hasta el
suelo. Es una estructura inestable ante cargas
laterales (sismos).
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Diseo Usual :
M1= F x h = m(F)
Valor Real :
M2 = F x h + Px M2 = m(F) + m () M2 > M1 ------------------Rotula Plastic
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Como solucionar el problema El problema de "Piso Blando" se ha presentado en todos los pases ssmicos del mundo con lo cual, la mejor solucin al problema es evitndolo desde la concepcin arquitectnica del edificio, haciendo que los muros presenten continuidad a lo largo de su altura. Por ejemplo.- Tratando que las cocheras estn en la parte externa del edificio.
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Recomendable
Las cocheras estn en la parte externa del edificio
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Noes recomendable
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Para el caso de edificios existentes con "Piso Blando", habra que resolver el problema mediante la rigidizacin de este piso, con la adicin de muros de concreto armado, sin importar que se pierdan algunos espacios, en vista que es peor perder al edificio completo incluyendo los vehculos, y a veces, hasta las vidas humanas.
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Falla por columna corta
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Escuela diseada con el cdigo de 1977.
Falla por columna corta
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Escuela diseada con el cdigo de 1999
(Se observa la diferencia en el tamao de las columnas).
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Lmites para desplazamiento
lateral de entrepiso Ai
Concreto Armado 0.007 hei
Acero 0.010hei
Albailera 0.005hei
Madera 0.010hei
DESPLAZAMIENTOS LATERALES
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Huaraz 1970
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Evidencia de Licuacin de suelos
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Normas Vigentes=Junta?
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Nazca 1996
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Asimetra en planta: MASAS
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Asimetra en planta: MASAS
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Irregularidades en altura: piso blando
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Calidad de los materiales: supervisin
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Albailera y Adobe
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Junta bien hecha: segn Proyecto
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Construccin Informal
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Construccin Informal
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Construccin Informal
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Sismo el 15 de agosto 2007
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Edificios con
Aisladores
Ssmicos
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AISLACIN SSMICA DE BASE
Esta basada en la idea de aislar una estructura del suelo mediante elementos estructurales que reducen el efecto de los sismos sobre la estructura.
Estos dispositivos pueden ser de diferentes tipos y formas, los mas conocidos son los basados en goma de alto amortiguamiento, goma con ncleo de plomo.
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FILOSOFA DE LOS REQUERIMIENTOS DE DISEO PARA ESTRUCTURAS AISLADAS Es condicin esencial de una estructura
aislada el que su desempeo objetivo no solo involucre la proteccin de la vida durante un sismo severo sino tambin la reduccin del dao de la estructura y sus contenidos.
Para el diseo de estructuras aisladas se requiere que el sistema de aislacin sea capaz de sostener sin falla las deformaciones y cargas actuantes.
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Edificios con Aisladores Ssmicos
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Comparacin de la Respuesta de un Edificio sin Aislacin Basal y uno con Aislacin Basal
Edificio sin aislacin Basal
Edificio con aislacin Basal
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VIDEO
N 2
VIDEO
N 1
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ESTE INGENIERO FUE EL MEJOR DE SU PROMO
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GENIO DE LA ARQUITECTURA
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Gracias