Ph.D. Mohamed Mehdi Hadi

Huancavelica 2013

CONGRESO REGIONAL

DE ESTUDIANTES DE

INGENIERIA CIVIL

Objetivos

Estructuracin por Cargas Ssmicas

SALIR

Criterios de

Estructuracin en Zonas

Ssmicas

Nociones Generales

Ph. D. MOHAMED MEHDI HADI

mohamed1mh@hotmail.com

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

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

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

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).

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.

PROBLEMAS DE COLUMNAS CORTAS

Columna

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

Escuela

diseada

con el

cdigo de

1977.

Escuela

diseada con el

cdigo de 1999

(Se observa la

diferencia en el

tamao de las

columnas).

JUNTAS SISMICAS QUE NO NECESITAN ATRAVESAR LA CIMENTACION

C) SIMETRIA Y JUNTAS SISMICAS

JUNTAS SISMICAS QUE DEBEN ATRAVESAR LA CIMENTACIN,

PARA EVITAR PROBLEMAS DE ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES

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.

Lo que debe Buscar

E

Losas

El menor peso posible:

Materiales Formas

La mayor resistencia posible:

Materiales

Losa Rgida

Edificios con Diafragmas

Los diafragmas se encargarn de transmitir las cargas ssmicas hacia los elementos Rgidos Verticales.

Edificios con Rtulas en Columnas (no es lo deseable)

Evitar el Piso Blando

El Efecto Diafragma

5cm de losa

aligerada:

Sirve para llevar las

fuerzas ssmicas a

un ncleo rgido?

El diafragma es una viga

horizontal

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

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).

Diseo Usual :

M1= F x h = m(F)

Valor Real :

M2 = F x h + Px M2 = m(F) + m () M2 > M1 ------------------Rotula Plastic

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.

Recomendable

Las cocheras estn en la parte externa del edificio

Noes recomendable

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.

Falla por columna corta

Escuela diseada con el cdigo de 1977.

Falla por columna corta

Escuela diseada con el cdigo de 1999

(Se observa la diferencia en el tamao de las columnas).

Lmites para desplazamiento

lateral de entrepiso Ai

Concreto Armado 0.007 hei

Acero 0.010hei

Albailera 0.005hei

Madera 0.010hei

DESPLAZAMIENTOS LATERALES

Huaraz 1970

Evidencia de Licuacin de suelos

Normas Vigentes=Junta?

Nazca 1996

Asimetra en planta: MASAS

Asimetra en planta: MASAS

Irregularidades en altura: piso blando

Calidad de los materiales: supervisin

Albailera y Adobe

Junta bien hecha: segn Proyecto

Construccin Informal

Construccin Informal

Construccin Informal

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Sismo el 15 de agosto 2007

Edificios con

Aisladores

Ssmicos

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.

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.

Edificios con Aisladores Ssmicos

Comparacin de la Respuesta de un Edificio sin Aislacin Basal y uno con Aislacin Basal

Edificio sin aislacin Basal

Edificio con aislacin Basal

VIDEO

N 2

VIDEO

N 1

ESTE INGENIERO FUE EL MEJOR DE SU PROMO

GENIO DE LA ARQUITECTURA

Gracias