diseño y construccion sismo resistente

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Diseño y Construcción Sismo Resistente Experiencias, Enseñanzas y Desafíos que dejan los sismos Expositor Dr. Héctor David Hernández Flores Universidad Politécnica de El Salvador

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Page 1: Diseño y construccion sismo resistente

Diseño y Construcción

Sismo ResistenteExperiencias,

Enseñanzas y Desafíosque dejan los sismos

Expositor

Dr. Héctor David Hernández Flores

Universidad Politécnica de El Salvador

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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?

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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

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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.

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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

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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.

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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 ................

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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.

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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.

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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.

Page 11: Diseño y construccion sismo resistente

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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

Page 12: Diseño y construccion sismo resistente

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

Page 13: Diseño y construccion sismo resistente

Lecciones Aprendidas

¿Porque se dañan las Construcciones?

Page 14: Diseño y construccion sismo resistente

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

Page 15: Diseño y construccion sismo resistente

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

Page 16: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento de Edificios

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Comportamiento Sísmico

Depende de las características del sismo

• Sismo en la zona de subducción

• Sismo local

Page 18: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de las características del suelo

Page 19: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la calidad de la construcción

Page 20: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la calidad de la construcción

Page 21: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la calidad de la construcción

Page 22: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la calidad de la construcción

Page 23: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la calidad del diseño

Page 24: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la calidad del diseño

Page 25: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

Edificio Rubén Darío+ de 300 personas murieron

Page 26: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

Edificio de EconomíaUES

Page 27: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

TorreLópez

Page 28: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

Edificio Dueñas

Page 29: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

Gran Hotel San Salvador

Page 30: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

Apartamentos San Francisco(Pete´s)

Page 31: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

Edificio Odontología UES

Page 32: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Depende de la configuración del edificio

Conjunto Habitacional Metropolis

Page 33: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Por daños por sismos pasados

Edificios Facultad de Ingeniería y Arquitectura - UES

Page 34: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Por abusos

Edifico Tropigas

Fuentes –maceterasboulevard Los Héroes

Page 35: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Por Efecto de Columna Corta

Page 36: Diseño y construccion sismo resistente

Comportamiento Sísmico

Por el efecto del choque o golpeteo

Page 37: Diseño y construccion sismo resistente

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TERREMOTO EN ADANA, TURQUÍA27 DE JUNIO DE 1998

Page 38: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 39: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 40: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 41: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 42: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 43: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 44: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 45: Diseño y construccion sismo resistente

Las deficiencias en la calidad del

diseño y construcción salen a la luz

durante sismos intensos.

Page 46: Diseño y construccion sismo resistente

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

Page 47: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 48: Diseño y construccion sismo resistente

Reparación de Edificios

Hospital de Niños Benjamín Bloom

Page 49: Diseño y construccion sismo resistente

Reparación de Monumentos

Edificio G M

Monumento al Divino Salvador del Mundo

Page 50: Diseño y construccion sismo resistente

Desafios

Page 51: Diseño y construccion sismo resistente

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?

Page 52: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 53: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 54: Diseño y construccion sismo resistente

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?

Page 55: Diseño y construccion sismo resistente

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

Page 56: Diseño y construccion sismo resistente

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

Page 57: Diseño y construccion sismo resistente

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).

Page 58: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 59: Diseño y construccion sismo resistente

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.

Page 60: Diseño y construccion sismo resistente

Reflexión Final

“Seremos más vulnerables a los desastres

naturales en el momento en que nos hayamos

olvidado de ellos”

Dr. T. Terada (Japón)

Page 61: Diseño y construccion sismo resistente

Comentarios o Preguntas?.....

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