SEGURIDAD ESTRUCTURAL

FACTORES DE RIESGOS EXTERNOS E INTERNOS

Ing. José Víctor Martínez Y. M.A.C.MAESTRO DE UNIVERSIDAD DE SONORA,

EN EL AREA DE ESTRUCTURAS.P.I.C. Juan Carlos Molina D.

Colaborador

Protección Civil

La protección civil es entendida como un conjunto de principios, normas, procedimientos, acciones, conductas incluyentes, solidarias, participativas y corresponsables que efectúan coordinada y concertadamente la sociedad y autoridades que se llevan a cabo para la prevención, mitigación, preparación, auxilio y rehabilitación, restablecimiento así como la reconstrucción.

Agentes Destructivos

Acontecimiento que puede impactar a un sistema afectable (población y entorno) y transformar su estado normal en un estado de daños que pueden llegar al grado de desastre; por ejemplo, sismos, huracanes, incendios, etcétera.

Se clasifican en dos tipo: Naturales (Externos): Fenomenos provocados o

provinientes de la naturaleza, los cuales no pueden ser controlados por el hombre.

Antropogénicos (Internos): Son producidas por actividades humanas, aunque las circunstancias naturales pueden condicionar

su gravedad.

Clasificación

* Fuente: pagina del Instituto Mexicano del Seguro Social, www.imss.gob.mx

EXTERNOS INTERNOS

Fenomenos Naturales (Externos)

Geológicos: Ocacionados por movimientos de la corteza terrestre.

- Sismos Geológicos - Terremotos

- Erupciones Volcanicas.

Hidrometeorológicos: Se deben a los cambios Atmosfericos y Climatológicos.

- Fuertes VientosHidrometeorologicos - Huracanes

- Ciclones Tropicales

Geológicos

Sismos: Fenómeno provocado por los desplazamientos bruscos de la corteza terrestre, específicamente las placas tectonicas.

Dicho fenómeno no se puede controlar, pero si se puede disminuir la posibilidad de daños y perdidas, bajo parámetros de análisis apropiados.

Basándose en la Segunda Ley de Newton:F = ma

Los Ingenieros Estructuritas, Arquitectos y DRO, tiene la responsabilidad de verificar que los parámetros considerados para el análisis de sismo sean los correctos, los cuales son:

Parámetros Tipo de Estructura: A ó B.

TIPO A: Estructuras de gran importancia, en caso de falla ocasionaría un alto numero de muertes, altas perdidas económicas o culturales, y peligro significativo:

TIPO B: Estructuras comunes destinadas a vivienda, oficinas y locales comerciales, hoteles e construcciones industriales:

Parámetros

ZONA SISMICA: A, B, C ó D

* Fuente: Manual de diseño sísmico de CFE 1993.

Placas Tectonicas

Parámetros

TIPO DE TERRENO:

TIPO I: Roca compacta, suelo cementado o granular muy denso. Velocidad de propagación Vc > 750 m/s.

TIPO II: Terrenos granulares o cohesivos de compacidad media a dura. Velocidad de propagación 750 m/s Vc > 400 m/s.

TIPO III: Suelo granular suelto a medios, o suelo cohesivo medio a blando. Velocidad de propagación Vc < 400 m/s.

Parámetros FACTOR DE DUCTILIDAD (Q):

FACTOR Q : 1, 1.5, 2, 3 ó 4.

COEFICIENTE SISMICO* (c):

* Fuente: Manual de diseño sísmico de CFE 1993.

Hidrometeorológicos

Viento: Movimiento de Aire que esta en la atmosfera, Especialmente, en la troposfera, producido por causas naturales. Se trata de un fenómeno meteorológico. La causa de los vientos está en los movimientos de rotación y de traslación terrestres:

Presion Dinamica de Base, derivada de la ecuacion de Bernoulli:

Dz GVq 0048.0=τ+Ω=

273

392.0G

fHP

g

VH

P

g

V +++=++ 22

22

11

21

22 γγ

Donde el factor 0.0048 es un medio de la densidad del aire y el valor G esta en funcion de Ω presión barometrica y de T temperatura ambiental media.

Generación y Trayectoria de Ciclones en las ultimas decadas

Isotacas Estructuras del Grupo A

Isotacas Estructuras del Grupo B

Riesgos de Ciclones

Empujes en Estructuras por Viento

FACTORES ANTROPOGÉNICOS (INTERNOS)

Socio – Organizativo: Calamidad generada por motivo de errores humanos o por acciones premeditadas.

- Error de Proyectista.Socio-Organizativo - Error de Contratista.

- Error de Operador.- Error de Propietario

Reglamento de Construcción de la

Localidad

FACTORES ANTROPOGÉNICOS (INTERNOS)

SEGURIDAD ESTRUCTURAL: Se denomina a las condiciones de solidez y resistencia que deben tener los edificios y lugares de trabajo para que sean apropiados a su tipo de utilización.

La seguridad estructural en Sonora esta regulada por el Reglamento de Construcción de cada Municipio.

Revision y Consideraciones.

- Cargas Gravitacional, según el destino de estructura.- Cargas de Viento, segun la ubicacion y parametros de la estructura.- Cargas de Sismo, segun la ubicacion y parametros de la estructura.

Allowable Stress DesignDiseño por Esfuerzos Permisibles

Acciones y sus Combinaciones(Cargas Externas)

Acciones y sus Combinaciones (Cargas Externas):

1. D2. D + L + (Lr or S or R)3. 0.75[D + L + (Lr or S or R) + T]4. D + A5. 0.75[D + (W or E)]6. 0.75[D + (W or E) + T]7. D + A + (S or 0.5W or E)8. 0.75[D + L + (Lr or S or R) + (W or E)]9. 0.75(D + L + W + 0.5S)10. 0.75(D + L + 0.5W or S)11. 0.66[D + L + (Lr or S or R) + (W or E) + T]

D = Muerta, L= Viva, Lr= Viva en Azotea, S= Nieve, R= Lluvia, A= Izar, W= Viento, E= Sismo, T= Frenado.

Comb. Tipo I= Acciones Permanentes + Variables.

Comb. Tipo II= Acc. Per. + Var. + Acidentales.

Combinaciones

Resistencia del Elementos

P=σA/Ωp

M=σS/Ωm S= Inercia / y

V=δA /ΩvCombinaciones

Resistencia Perm.

Formula de Diseño:

σ ≤ σ

LRFDDiseño por Factores de Cargas

Acciones y sus Combinaciones (Cargas Externas):

1. 1.4D2. 1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)3. 1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (0.5L or 0.8W)4. 1.2D + 1.3W + 0.5L + 0.5(Lr or S or R)5. 1.2D + 1.5E + (0.5L or 0.2S)6. 0.9D + (1.3W or 1.5E)

Acciones y sus Combinaciones(Cargas Externas)

D = Muerta, L= Viva, Lr= Viva en Azotea, S= Nieve, R= Lluvia, W= Viento, E= Sismo.

Formula de Diseño:

∑ ≤n

i niii Rq φγ

Diagrama de Flujo para Diseño Estructural

α

α

β

β

Puntos que debera Contener

una Memoria

de Calculo

Puntos que debera Contener

una Memoria

de Calculo

Recomendaciones que deben estar incluidas en Memoria de Calculo para

una Revision Estructural Expedita Comprobación.- Todo lo que sube, tiene que bajar (Cargas).

La distribucion de cargas por metro cuadrado en losas, es facil de calcular, donde el total de esta debera de ser la suma de las reacciones. Este concepto tambien se puede aplicar para la suma de las fuerzas laterales, de Viento o Sismicas.

Wt=1T/m²

At= 500.3 m²

Sintetisación de Datos.- La salida de información que generan los programas de Diseño, son preferentemente numericos, Los cuales se deberan de representar en graficas, para una mejor comprensión y analisis.

Recomendaciones que deben estar incluidas en Memoria de Calculo para

una Revision Estructural Expedita

Por no comprobar. Ejemplo: errores en cálculos producidos por la deficiencia en la interpretación de resultados de computadora o la incorrecta introducción de datos.

Por desentenderse. Ejemplo: falta de revisión adecuada de los planos estructurales o delegar cálculos a ingenieros aún no capacitados para ellos.

Por no exigir. Ejemplo: no comprobar mediante radiografía de algún proceso similar, las soldaduras de una estructura metálica.

Por actuar ignorando la trascendencia. Ejemplo: dar información sobre alguna noticia que será escucha-da por personas no técnicas causando alarma innecesaria.

Por salirse de su lugar. Es el caso de encargar cálculos complejos a calculistas de poca experiencia.

Por estorbar. Cuando el encargado de pagos no autoriza rápido y detiene así el avance de la obra.

Tipos de Irresponsabilidades

Mandamientos de la Ley Moral que Aplican a la Ingenieria y Arquitectura

Muchos piensan que los mandamientos sólo son para los religiosos, pero no es asÍ. Los mandamientos son para todos los seres humanos independientemente de la raza o religión. Ejemplos de afectación a los mandamientos 5o .7o. Y 8o.:

5o. Mandamiento Una estructura está fuera de seguridad estructural y se hizo así exprofeso para sacar más ganancias por el menor costo de la estructura. Atenta contra la vida de las personas. (no mataras)

7o. Mandamiento Se diseña una estructura con factores de seguridad más elevados que los necesarios, por tanto esto conduce a mayor gasto o erogación económica por parte del propietario. Lo anterior se hizo para que el constructor obtuviera más ganancia por porcentaje de costo de la misma. (no robaras)

8o. Mandamiento Cuando un ingeniero estructurista habla mal de algún colega o alguna empresa de estructuras, lo que afecta su prestigio profesional. (no levantaras falsos testimonios o mentiras)

Exito ProfesionalComo el “Vico” decia.

1. Elegancia profesional. Ejemplo: aquel ingeniero que, habiendo trabajado durante un tiempo en una empresa, al independizarse o cambiarse a otra empresa, respeta los clientes de dicha empresa.

2. Compañerismo con los colegas profesionales. Ejemplo: cuando un calculista es nombrado revisor de los diseños estructurales de otro calculista y al encontrar algunos errores hace comentarios muy desfavorables que afectan el prestigio profesional de su colega, sin haberse necesitado aquellos comentarios exagerados. Existe un verdadero compañerismo cuando el revisor toma en cuenta las siguientes alternativas:

a) No resaltar desproporcionalmente los errores, sino comunicarlos en la medida adecuada.

b) Renunciar a la revisión. c) Aceptar la revisión por el riesgo de que se la otorguen a otro colega que

sí resaltará innecesariamente los errores. Importante: lo anterior no significa ocultar los errores que pueden causar daños. También se incluye el respeto por cobrar honorarios justos con que los colegas estén de acuerdo, y no bajarse mucho para quitar trabajos y mermar también el ingreso justo de los demás.

3. Posibilidad de caer en malas interpretaciones. Es el caso de aquellos supervisores que aceptan grandes regalos. Lo recomendable aquí es no aceptarlos pero agradecer la intención.

Exito Profesional Como el “Vico” decia.

4. Respeto a personas e instituciones. Aquí entra el tema de respetar los resultados y descubrimientos, por ejemplo de investigadores que trabajan para un instituto. No se vale desacreditar a la persona o a la institución. En todo caso se critican las tareas o resultados con fundamentos adecuados, pero sin desprestigiar a la institución y a la persona. También sucede a menudo que miembros de una universidad desprestigian o desacreditan a otra universidad. Lo anterior es difamación.

5. Cumplimiento de recomendaciones de seguridad estructural. Aquí entran aquellas recomendaciones en el ámbito estructural que no son normas legales aún y, por tanto, no son obligatorias legalmente. Pero si son generalmente aceptadas por el común de los colegas y es recomendable cumplirlas.

6. Evitar las situaciones desagradables para otros. Cuando un investigador expone el resultado de su investigación, la cual ya había sido dada a conocer por otro, pero el expositor la hace como suya originalmente. Cualquier persona que sepa esto puede acercarse con el expositor y pedirle una aclaración, ya que sería más desagradable hacer esta última en público que en privado.

7. Respeto a las buenas costumbres profesionales. No sería bueno, provocar un enfrentamiento entre calculistas sobre algún trabajo. pero sería de buena educación el tratar de evitarlo, lo que conduce al respeto.

8. Intuición de peligro de seguridad estructural. Cuando el diseñador de una estructura prevé que la construcción de la misma será hecha por técnicos poco experimentados, entonces es recomendable aumenta la información y la claridad (mayor a la usual) de sus planos y especificaciones. También puede incrementar algún factor de seguridad por las causa antes mencionada.