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Diseño y Construcción
Sismo ResistenteExperiencias,
Enseñanzas y Desafíosque dejan los sismos
Expositor
Dr. Héctor David Hernández Flores
Universidad Politécnica de El Salvador
08/21/07
DISEÑO SISMO-RESISTENTE
Reflexionar sobre nuestro estado actual de conocimientos en el área de diseñosismo-resistente de estructuras.
¿Que papel debe desempeñar la Ingeniería Sísmica en la mitigación de los efectos de un sismo?
La ingeniería civil involucra el control de lasfuerzas de la naturaleza para el beneficio dela humanidad. En el caso particular del diseñosísmico, también incluye la protección ypreservación de nuestras creaciones cuandoestán ocasionalmente expuestas a las fuerzasdestructivas de la naturaleza.
Prof. Tom Paulay
Universidad de Canterbury, Nueva Zelandia
H. Hernández
08/21/07
ENFATIZAR
Conceptos mal entendidos sobre el diseño de estructuras.
Principios fundamentales para lograr un comportamiento satisfactorio de lasestructuras.
Lograr una calidad excelente en el diseño y construcción de estructuras.
08/21/07
CONCEPTOS MAL ENTENDIDOS
El proceso de diseño que conduce a una respuesta sísmica satisfactoria essinónimo de un Análisis DinámicoSofisticado.
“Las grandes verdades de la ingenieríason sencillas; pueden ser expresadas consencillez y ser aplicadas sencillamente . .. . . . “
Prof. Hardy Cross
08/21/07
CONCEPTOS MAL ENTENDIDOS
El proceso de diseño de una estructura consistebásicamente de análisis y dimensionamiento.
Muy poca importancia le damos a la selección de la configuración estructural del edificio.
Sismos pasados han demostrado una y otra vez, quela configuración juega un papel importante en la respuesta de un edificio ante un sismo intenso.
En esta etapa del diseño, juega un papelpreponderante la creatividad, conocimiento y experiencia.
08/21/07
Prof. Roberto Meli
Es frecuente, en la práctica, que la mayoría del tiempoque se dedica al diseño estructural de un edificio seinvierta en los procesos de análisis y diseño, y que seexaminen con brevedad los aspectos de diseñoconceptual y de estructuración. Desde el punto de vistadel diseño sísmico, esta costumbre es particularmentepeligrosa, puesto que no se puede lograr que un edificiomal estructurado se comporte satisfactoriamente antesismos, por mucho que se refinen los procedimientos deanálisis y dimensionamiento ................
08/21/07
CONCEPTOS MAL ENTENDIDOS
Los resultados obtenidos de las computadoras son exactos y deben ser respetados.
La precisión alcanzada es tomada como una garantíade un buen comportamiento futuro. Nos olvidamosque la estructura se construye de conformidad a losplanos y no en base a los números. El detallado esrelegado a un segundo plano.
08/21/07
CONCEPTOS MAL ENTENDIDOS
La ductilidad de una estructura se da por hecho.
Aunque se reconoce que la ductilidad es una fuente excelentepara absorber la energía inducida por un sismo, muchas vecesnos olvidamos como los reglamentos lo toman en cuenta en eldiseño y como debemos incorporarla en la estructura.
El diseño sismo-resistente es igual para cualquier edificio.
El tamaño, el tipo de ocupación y el propósito del edificio dictael nivel de seguridad.
Por ejemplo, las escuelas primarias y secundarias albergan lomás preciado de nuestra sociedad - los niños - por lo quetenemos la responsabilidad moral y legal para darles la adecuadaprotección.
08/21/07
PROCESO DEL DISEÑO
ESTRUCTURACIÓN
Parte fundamental del proceso
ANÁLISIS
Modelar la estructura para efectuar el análisis
Determinar las fuerzas actuantes en la estructura.
Determinar los efectos que generan esas fuerzas actuantes
DIMENSIONAMIENTO
Planteamiento de soluciones preliminares
Evaluación de las mismas
Diseño detallado
Transmitir los resultados del diseño en planos y especificacionesadecuadas.
Supervisión del desarrollo del proyecto, tanto en el proceso de diseño, como en obra.
06/03/07
Proceso de Diseño Estructural
Diseño
Arquitectónico
Configuración
Estructural
Sec.Preliminares
Modelo Aceptable?Revisar
Secciones
No
Detallado
Análisis Diseño ElementosRevisión Secciones
Diseño
Uniones
Si
Diseño FinalDiseño Final
Análisis
Objetivos del diseño sísmico
Características
• RIGIDEZ (Limitación de desplazamientos)
• RESISTENCIA
• DUCTILIDAD (Capacidad de disipación de energía)
• INTEGRIDAD ESTRUCTURAL (buena unión)
• Evitar daño ante sismos medianos
• Evitar Colapso ante sismos
excepcionales pero aceptando
daños
Lecciones Aprendidas
¿Porque se dañan las Construcciones?
Causas de Daños
Por fenómenos naturales, o
Por la acción humana al darle un uso
inadecaudo, poner peso excesivo para la cual no
estaban diseñadas, por falta de mantenimiento
o por construir de manera incorrecta y sin
asesoramiento técnico
Clasificación de las Edificaciones
Para fines de seguridad estructural y de acuerdo
con su importancia, la NTSismo clasifica las
edificaciones en tres grandes Grupos I, II y III.
Grupos I y II:
Aquellas cuya falla podría constituir un peligro
significactivo, la pérdida de un número elevado de
vidas, o cuya función es esencial durante emergencias
urbanas. También se incluyen aquellas con un
elevado valor histórico o cultural.
Los hospitales y escuelas son ejemplos de
edificaciones de los Grupos I y II, respectivamente
Comportamiento de Edificios
Comportamiento Sísmico
Depende de las características del sismo
• Sismo en la zona de subducción
• Sismo local
Comportamiento Sísmico
Depende de las características del suelo
Comportamiento Sísmico
Depende de la calidad de la construcción
Comportamiento Sísmico
Depende de la calidad de la construcción
Comportamiento Sísmico
Depende de la calidad de la construcción
Comportamiento Sísmico
Depende de la calidad de la construcción
Comportamiento Sísmico
Depende de la calidad del diseño
Comportamiento Sísmico
Depende de la calidad del diseño
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
Edificio Rubén Darío+ de 300 personas murieron
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
Edificio de EconomíaUES
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
TorreLópez
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
Edificio Dueñas
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
Gran Hotel San Salvador
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
Apartamentos San Francisco(Pete´s)
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
Edificio Odontología UES
Comportamiento Sísmico
Depende de la configuración del edificio
Conjunto Habitacional Metropolis
Comportamiento Sísmico
Por daños por sismos pasados
Edificios Facultad de Ingeniería y Arquitectura - UES
Comportamiento Sísmico
Por abusos
Edifico Tropigas
Fuentes –maceterasboulevard Los Héroes
Comportamiento Sísmico
Por Efecto de Columna Corta
Comportamiento Sísmico
Por el efecto del choque o golpeteo
08/21/07
TERREMOTO EN ADANA, TURQUÍA27 DE JUNIO DE 1998
El diseñar de acuerdo a reglamentos nosiempre salvaguarda contra daño excesivo enterremotos severos.
Edificios bien diseñados, bien detalladosy bien construidos resisten las fuerzasinducidas por los sismos sin daños excesivos.
Una práctica de construcción pobre yfalta de control de calidad puedenconducir a daños severos e incluso acolapsos.
Fallas en el suelo y movimientos grandesdel suelo pueden causar daños severos eincluso colapso de estructuras bienconstruidas.
Edificios que han experimentado en elpasado sismos intensos pueden haber sufridoun debilitamiento estructural
La ductilidad y la redundancia en unedificio proporcionan seguridad contra elcolapso.
Un sismo encuentra siempre los puntosdébiles en una estructura.
El sistema de resistencia lateral deledificio debe tener una trayectoria de cargasbien definida y apropiadamente diseñada pararesistir las fuerzas sísmicas.
Elementos rígidos que no han sidoconsiderados en el diseño afectangrandemente la respuesta sísmica de unedificio.
La rigidez del sistema de resistencia lateraltiene un gran efecto en los daños, tantoestructurales como no estructurales.
Irregularidades en planta y en elevaciónrequieren de un cuidado especial en el diseño.
Pisos débiles o blandos crean condicionesde alta peligrosidad.
Separaciones insuficientes entre edificios,pero no siempre, resultan en daños porchoques.
Elevadores y escaleras pueden sufrir dañosseveros que pueden provocar bloqueos.
Los puntos más débiles en un edificio soncon frecuencia las conexiones entre loselementos estructurales.
El colapso puede resultar si la resistenciade elementos no dúctiles es insuficiente.
Las columnas de esquina y las de bordeson más vulnerables que las interiores.
Paredes externas y pretiles requieren debuenas fijaciones para proteger la vida delos transeuntes.
Edificios o viviendas de mampostería noreforzada presentan generalmente uncomportamiento muy pobres.
El comportamiento de edificios deconcreto reforzado colados in situ dependedel sistema estructural y de la calidad deldetallado.
El comportamiento de edificios de acerodepende de la calidad de las conexiones y dela soldadura.
Las deficiencias en la calidad del
diseño y construcción salen a la luz
durante sismos intensos.
Los Reglamentos de Diseño deben
estar actualizados
Reglamento de Diseño Sísmico de 1966
Reglamento de Emergencia de 1989
Reglamento para la Seguridad Estructural de
las Construcciones y sus 9 Normas Técnicas
Propuestas de Normas Técnicas
Norma Especial para Diseño y
Construcción de Viviendas de 2004.
Norma para Diseño y Construcción
de Hospitales y Establecimientos de
Salud de 2004.
Reparación de Edificios
Hospital de Niños Benjamín Bloom
Reparación de Monumentos
Edificio G M
Monumento al Divino Salvador del Mundo
Desafios
A 22 años del Sismo del10 de Octubre de 1986
¿Puede volver a ocurrir un desastre similar?
¿Qué hemos aprendido?
¿Estamos mejor preparados?
¿Existe una cultura sísmica?
08/21/07
MITIGAR LOS EFECTOS DE UN SISMO
Construir edificaciones, puentes, etc. para queresistan satisfactoriamente los efectos de un sismode gran intensidad.
Actualizar contínuamente los reglamentos de construcción.
Controlar la correcta aplicación de los reglamentos.
Controlar la calidad de la construcción a través de una buena supervisión.
Actualizar nuestros conocimientos y difundir dichosconocimientos.
Estructuras Vulnerables
Viviendas de adobe y bahareque
Edificaciones antiguas
Edificaciones que han sufrido daños en sismo
pasados y que no han sido reparadas y
reforzadas adecuadamente
Edificaciones con configuraciones irregulares.
Edificaciones con cargas muy pesadas en
niveles superiores o distribuidas en cierto
sector de un nivel.
Todos los que diseñan pueden cometer
errores o interpretar mal el Reglamento.
Todo el que construye puede cometer
errores o interpretar mal los planos
constructivos y especificaciones técnicas.
¿Porque revisar los diseños y supervisar
las Construcciones?
Los sismos no saben nada de computadoras
Los sismos son ignorantes de los reglamentos
de diseño.
Los sismos no pueden leer ni interpretar
planos constructivos.
Pero !!!!
Reflexiones
Los sismos tienen habilidades excepcionales
para detectar en cuestión de segundos todos y
cada uno de los puntos débiles de un edificio o
vivienda y poner en evidencia nuestras
deficiencias de reglamentos, de diseño, de
construcción y de abuso.
Reflexiones
10 Reglas Básicas de la Construcción Sismo Resistente de Edificaciones
1. Una edificación se comportará más como seconstruyó que como se diseño, por eso laimportancia de contar con buenos materiales yde una excelente construcción.
2. En toda edificación deben disponerse sistemasde resistencia en dos direccionesperpendiculares entre sí.
3. Los sistemas de resistencia estructuralesdebe ser continuos (colineales).
10 Reglas Básicas de la Construcción Sismo Resistente de Edificaciones
4. Una buena cimentación es fundamental paralograr un buen comportamiento sísmico.
5. Debe disminuirse al máximo el peso de laconstrucción.
6. Debe buscarse uniformidad y simplicidad en elplanteamiento estructural de las edificaciones.
7. Deben evitarse las construcciones en suelosde rellenos o que por estudios se conozca queamplifican irregularmente los sismos.
10 Reglas Básicas de la Construcción Sismo Resistente de Edificaciones
8. Las fundaciones, las losas y la cubierta debenunirse (amarrarse) debidamente de tal formaque actúen como una unidad.
9. Las edificaciones deben poseer una excelenteductilidad, resistencia y rigidez.
10. En zonas sísmicas todas las elementos querepresenten un riesgo para la vida deben de irdebidamente reforzadas.
Reflexión Final
“Seremos más vulnerables a los desastres
naturales en el momento en que nos hayamos
olvidado de ellos”
Dr. T. Terada (Japón)
Comentarios o Preguntas?.....
www.hh-consultores.com
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