El material que me impresiono es el uso del tecnopor para la separacion de muros y collumnas con el fin de darle cierta libertad de movimiento a los muros y columnas en un movmiento sismico, con esta separacion concretada se intenta disminuir la rigidez de la construccion.
El siguiente informe trata en si de los : principios de la ingenieria estructural en zonas sismicas, dado que, el uso del tecnopor con el fin mencionado, es una de las tantas aplicaciones de los principios de la ingenieria estructural.
PRINCIPIOS DE LA INGENIERIA ESTRUCTURAL ES ZONAS SISMICAS
Capacidad de predicción
La idea prevalente sobre el vocablo predicción es el de un pronunciamiento determinístico sobre un evento futuro de naturaleza no determinística tal como la magnitud, sitio, día y hora de un futuro sismo. Una revisión sobre este aspecto y sus implicaciones de prevención, permite afirmar lo siguiente:
a) No se poseen aún teorias generales en base a las cuales se puedan hacer predicciones confiables sobre futuros sismos. De una manera general, la predicción debe verse como una
probabilidad condicional a ser revisada a medida que se produce nueva información.1 Para ello se requiere como mínimo: 1 Lo dicho también es aplicable a algunos aspectos de la Ingeniería Sismorresistente. La mayoría de los Códigos de diseño y mapas de zonificación sísmica, que en su momento representaron la mejor predicción sobre las acciones de diseño antisísmico se han ido ajustando en el transcurso del tiempo y es previsible que año sufran modificaciones. Con frecuencia estos cambios están motivados, justificados y/o aceptados, como consecuencia de los efectos constatados de un determinado terremoto.
b) La estrategia más eficiente para limitar las pérdidas materiales, es la de proyectar y construir utilizando racionalmente los conocimientos de la Ingeniería Sismorresistente.
c) La experiencia demuestra que una vez admitida una predicción, es posible tomar medidas de defensa civil que reduzcan sustancialmente el riesgo de pérdidas de vidas así como de cierto tipo de pérdidas indirectas.A los fines de la Ingeniería Estructural interesa enfocarnos en la capacidad de pronosticar la respuesta y el desempeño de edificaciones existentes bajo la acción de sismos. Es decir, dada una edificación ubicada en cierto escenario sísmico, evaluar las consecuencias de esa exposicion.
Desempeño inadecuado
En el proyecto de edificaciones que puedan quedar sometidas a acciones sísmicas, es fundamental entender su comportamiento probable: cómo se va a deformar, cuales son sus regiones críticas y, sobre todo, evitar fallas prematuras que limiten la reserva resistente de la estructura. En aquellos casos donde sea previsible que la estructura entre en el rango inelástico, debe garantizarse una conducta dúctil. El golpeteo entre edificaciones adyacentes ha sido la causa de daños importantes y fallas prematuras de edificaciones de varias plantas, en especial cuando estas se encuentran a diferente nivel. Los grandes paños de pared de mampostería no reforzada deben evitarse, pues se ha demostrado en múltiples ocasiones que resultan inestables durante sacudidas sísmicas intensas.
Estrategia de las normas vigentes
A diferencia de otras sobrecargas, los sismos generan acciones dinámicas de signo alternante; es decir, las oscilaciones de la edificación durante su respuesta, superponen a las solicitaciones debidas a la gravedad terrestre otras de signo alternante (pueden ser momentos flectores, fuerzas axiales o fuerzas cortantes). Bajo la acción de sismos fuertes, de la intensidad prevista en las normas, se admiten daños estructurales importantes. Estos pueden incluso llegar a ser tan importantes que, sin alcanzar el estado de ruina o inestabilidad, requieran la demolición de la edificación.
Selección del sitio
Los bordes de mesetas —excepcionales por su vista panorámica— presentan mayor azarosidad cuando se encuentran en áreas amenazadas por sismos, especialmente son evidentes los fenómenos de inestabilidad de sus taludes por otras acciones naturales. Algo similar puede decirse de las zonas al pié del talud. En algunas normas se exige la evaluación de la estabilidad del talud cuando la edificación se encuentra en sus cercanías. Fenómenos de licuefacción en suelos sueltos saturados son frecuentes en las riberas de ríos. Las pilas de este puente rotaron bajo la acción de un sismo y el tablero simplemente apoyado del lado derecho se hundió en el río. En áreas de topografia abrupta se observa un mayor movimiento del terreno. Tal es el caso de área del Canal Beagle, en Viña del Mar, donde un conjunto de edificaciones nominalmente iguales ubicadas en el tope de un cerro, sufrieron daños importantes como consecuencia del terremoto de Marzo de 1985, a diferencia de otras iguales ubicadas al pié del cerro, que no se dañaron.
Acciones de diseño Aceleración máxima del terreno
Las acciones sísmicas establecidas en las normas se caracterizan por la aceleración máxima de la componente horizontal y son seleccionadas a partir de un estudio generalizado de la amenaza sísmica. En término medio y según el país, se encuentran asociadas a probabilidades de excedencia que oscilan entre 10% y 40% en 50 años, lo cual representa períodos de retorno de 475 a 100 años. De una manera general, en obras civiles muy importantes y en todas aquellas donde el mal funcionamiento puede tener consecuencias catastróficas, es necesario alcanzar un nivel consistente de protección contra las acciones sísmicas tanto en las edificaciones como en las instalaciones, sistemas y componentes. Estos, además de soportar las acciones gravitacionales previstas, deben quedar diseñados de modo tal que puedan resistir los efectos de aquellas combinaciones de acciones cuya probabilidad de ocurrencia simultánea no se considere remota.
De una manera general, el movimiento del terreno debido a sismos puede descomponerse en seis componentes: tres traslaciones y tres rotaciones. Dado que la mayoría de las edificaciones responden esencialmente a las componentes traslacionales horizontales (X e Y), es común que las componentes rotacionales sean ignoradas totalmente y que el efecto de la componente vertical (Z) sea despreciada; cuando esta componente o su efecto, sea importante, es preciso incorporarlo.
De una manera general, el movimiento del terreno debido a sismos puede descomponerse en seis componentes: tres traslaciones y tres rotaciones. Dado que la mayoría de las edificaciones responden esencialmente a las componentes traslacionales horizontales (X e Y), es común que las componentes rotacionales sean ignoradas totalmente y que el efecto de la componente vertical (Z) sea despreciada; cuando esta componente o su efecto, sea importante, es preciso incorporarlo.
Caracterización de las acciones de diseño
Espectros de respuesta elástica
Los espectros describen la máxima respuesta de estructuras idealizadas como un grado de libertad, sometidas a la acción de un movimiento sísmico (acelerograma) conocido. De una manera general, las condiciones del subsuelo influyen en los contenidos frecuenciales del movimiento y por tanto en la forma de los espectros.
Espectros de respuesta elástica
Los espectros describen la máxima respuesta de estructuras idealizadas como un grado de libertad, sometidas a la acción de un movimiento sísmico (acelerograma) conocido. De una manera general, las condiciones del subsuelo influyen en los contenidos frecuenciales del movimiento y por tanto en la forma de los espectros.
Configuración y Estructuración
La experiencia ha demostrado que la configuración de la edificación y su estructuración juegan un papel muy importante en el diseño a solicitaciones sísmicas intensas. Los estudios analíticos confirman las observaciones de campo según las cuales, edificaciones irregulares dan lugar a elevadas demandas localizadas de resistencia y/o ductilidad; esto conduce a una respuesta inadecuada, a menudo de consecuencias catastróficas, ya que la estructura portante no alcanza a desarrollar íntegramente su capacidad portante.
Irregularidades en planta
Plantas de configuración irregular han tenido un mal desempeño a sismos intensos. Por ejemplo plantas triangulares, generalmente ubicadas en parcelas de la misma forma, conducen a distribuciones de rigidez asociadas a fuertes torsiones. Los extremos de plantas con entrantes pronunciados, con formas en U,C ó H, tienden a responder de modo independiente al resto de la edificación creando esfuerzos adicionales no previstos. Su corrección a posteriori es posible, tal como se ilustra en este caso de Caracas afectado por el terremoto de 1967.
Irregularidades en elevación
Cambios bruscos en la distribucion vertical de masas, resistencia o rigidez conducen a situaciones altamente vulnerables a sismos, como la que se ilustra. No es conveniente disponer grandes masas aisladas en las partes superiores de edificaciones elevadas pues durante la respuesta dinamica de la edificación son de esperar amplificaciones importantes del movimiento. Un tanque de almacenamiento de agua en el último nivel probablemente es el causante de fallas en columnas. Otras irregularidades en elevación pueden ser creadas por elementos no estructurales, cuya interacción con la estructura portante suele ser ignorada en el modelo matemático.
Estructuración
El sistema estructural debe definir claramente alineamientos resistentes a las solicitaciones sísmicas, cuya contribución a la capacidad portante se pueda cuantificar de modo inequívoco. El sistema reticulado celular ilustrado, eficiente para sobrecargas gravitacionales, da lugar a estructuras excesivamente flexibles y débiles, tal como se evidenció en el pasado terremoto de México en 1985. La construcción de este edificio de 25 pisos, ubicado en una zona de elevado peligro sísmico, fue detenida por ser inadecuada se estructuración en su dimensión más larga.
Verificación de la seguridad
Como resultado de estudios de investigaciones hechas hasta el presente, es evidente que ha aumentado el nivel de confianza en la predicción tanto de las acciones esperadas como de la respuesta probable. Tales estudios revelan que el necesario balance entre seguridad y economia puede lograrse a costo de un cierto riesgo, expresado como probabilidad de excedencia de ciertos estados limites. Este aspecto plantea la necesidad de revisar la responsabilidad por cierto tipo de daños como consecuencia de acciones sísmicas futuras, y así se establece en las normas modernas.
En todo caso, toda edificación y cada una de sus partes debe tener la resistencia, la rigidez y la estabilidad necesaria para comportarse satisfactoriamente y con seguridad de alcanzar los estados límites que puedan presentarse durante su vida útil. De una manera formal, en la verificación de la seguridad se pueden distinguir cuatro tipos de acciones: permanentes, variables, accidentales y extraordinarias. Estas conducen a las siguientes situaciones de diseño:
i) situaciones permanentes ó persistentes, cuya duración es del mismo orden de la vida útil de la estructura;
ii) situaciones variables ó transitorias, que, aún cuando son de duración menor, tienen una elevada probabilidad de ocurrir a lo largo de la vida útil de la edificación. Es el caso de las combinaciones de peso propio y sobrecargas de servicio extremas;
iii) situaciones accidentales, caracterizadas por su corta duración y pequeña probabilidad de ocurrencia (sismos intensos, vientos, cambios extremos de temperatura);
iv) situaciones extraordinarias, que pueden presentarse en casos excepcionales y dar lugar a catástrofes (explosiones, incendios, impactos, etc.).
Conclusión
En conclusión el estudiante de ingenieria civil debe tener curiosidad de detenerse en las obras de construcción para observar los procesos constructivos para irse empapando en lo que será su ejercicio profesional. Todo buen profesional de la ingeniería estructural debe poseer sólidos conocimientos sobre los materiales usados en las obras, esto unido al buen juicio y la virtud de poder balancear correctamente la estética, las formas estructurales, las técnicas constructivas. El reto futuro de la ingeniería estructural consistirá en la determinación de las propiedades básicas de los materiales de construcción tradicional y el desarrollo de nuevos materiales más económicos, más livianos y más duraderos. Esto se hará considerando la estructura molecular de los cuerpos y otros métodos sofisticados de medición. El campo de la ingeniería estructural esta estrechamente ligado a la comparación sistemática de los resultados de los modelos analíticos con los experimentales sometidos a los efectos de los efectos naturales como eventos meteorológicos y sismológicos. La ingeniería sísmica debe llamar nuestra atencion ya que nuestro país se encuentra en el cinturon de fuego del pacífico , que es una zona sismica activa .
En conclusión el estudiante de ingenieria civil debe tener curiosidad de detenerse en las obras de construcción para observar los procesos constructivos para irse empapando en lo que será su ejercicio profesional. Todo buen profesional de la ingeniería estructural debe poseer sólidos conocimientos sobre los materiales usados en las obras, esto unido al buen juicio y la virtud de poder balancear correctamente la estética, las formas estructurales, las técnicas constructivas. El reto futuro de la ingeniería estructural consistirá en la determinación de las propiedades básicas de los materiales de construcción tradicional y el desarrollo de nuevos materiales más económicos, más livianos y más duraderos. Esto se hará considerando la estructura molecular de los cuerpos y otros métodos sofisticados de medición. El campo de la ingeniería estructural esta estrechamente ligado a la comparación sistemática de los resultados de los modelos analíticos con los experimentales sometidos a los efectos de los efectos naturales como eventos meteorológicos y sismológicos. La ingeniería sísmica debe llamar nuestra atencion ya que nuestro país se encuentra en el cinturon de fuego del pacífico , que es una zona sismica activa .
La ingeniería sísmica tiene entre otras las siguientes funciones:
- Identificar las áreas en las cuales se considere más probable la ocurrencia de un sismo importante, en un plazo corto de tiempo;
- Seleccionar los parámetros o indicadores que resulten más confiables.
- Contar con los medios adecuados para medirlos u observarlos sistemáticamente durante lapsos de tiempo que suelen ser de varios años.
- Que las estructuras no sufran daños bajo la acción de sismos menores.
- Que las estructuras resistan sismos moderados, con algunos daños económicamente reparables en elementos no estructurales
- Que las estructuras resistan sismos intensos sin colapsar, aunque con daños estructurales importantes.
