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Los sismómetros son instrumentos para registrar los
movimientos lejanos al epicentro, ya que cuando el
temblor se presenta muy próximo, estos instrumentos
pueden salir de su intervalo de medición. Para medir
vibraciones fuertes se usan los acelerómetros, que
pueden ser calibrados para que inicien su
funcionamiento a un nivel dado de aceleración, lo
cual impide que registren oscilaciones diferentes,
como aquellas provocadas por el tráfico de vehículos o
el paso de personas.
Durante un terremoto, la base de las construcciones sigue casi fielmente
el movimiento del terreno sobre el que se apoya. Sin embargo, debido a la
inercia (propiedad intrínseca de todo cuerpo que trata de mantener su
estado de reposo o movimiento) ya la flexibilidad del edificio, es más fácil
para las partes superiores mantener su estado de reposo inicial. Esto
ocasiona que mientras la base es obligada a seguir la oscilación del
terreno, las partes superiores obedecen más a la inercia que al
movimiento de los niveles inferiores.
Durante un sismo el terreno experimenta movimientos en todas
direcciones; sin embargo, las aceleraciones horizontales de la superficie
generalmente son mayores que las verticales, particularmente en sitios
alejados del epicentro. Además, para un edificio o alguna otra
construcción, las acciones (fuerzas o aceleraciones en la base) laterales
son más dañinas que las acciones verticales
Solo es necesario tener en cuenta la acción sísmica vertical en las
construcciones o en partes de las mismas, que tienen una sola posibilidad de
falla por acciones verticales, o que pueden amplificar notablemente la acción
sísmica en dirección vertical o en las que se pueden originar inversiones en el
sentido de las solicitaciones para las cuales el material pudiera resultar
incompetente. En el caso de edificios comunes:
Voladizos, marquesinas, balcones, etc.
Estructuras cuyo periodo de vibración vertical esté comprendido entre 0,2 y
1,2 segundos.
Vigas de hormigón pretensado con luces superiores a 10 m y esbeltez
geométrica (L/h) superior a 20. Losa de hormigón pretensado con luces
superiores a 8 m y esbeltez geométrica superior a 30.
 El coeficiente sísmico, c, es el cociente de la fuerza
cortante horizontal que debe considerarse que actúa
en la base de la edificación por efecto del sismo, Vo,
entre el peso de la edificación sobre dicho nivel, Wo.
La compresibilidad es el grado en que una masa de suelo
disminuye su volumen bajo el efecto de una carga. Es mínima
en los suelos de textura gruesa, que tienen las partículas en
contacto. Aumenta a medida que crece la proporción de
partículas pequeñas y llega al máximo en los suelos de grano
fino que contienen materia orgánica. A continuación se dan
algunos ejemplos de compresibilidad para diversos suelos:
Las gravas y las arenas son prácticamente incompresibles. Si se
comprime una masa húmeda de estos materiales no se produce
ningún cambio significativo en su volumen; Las arcillas son
compresibles. Si se comprime una mása húmeda de arcilla, la
humedad y el aire pueden ser expelidos, lo que trae como
resultado una reducción de volumen que no se recupera
inmediatamente cuando se elimina la carga.
Los suelos de grano fino que contienen por lo menos
50% de limo + arcilla, pueden clasificarse con arreglo
a tres clases de compresibilidad sobre la base de su
límite liquido . Estas clases son las siguientes:
Compresibilidad baja: LL inferior a 30;
Compresibilidad media: LL de 30 a 50;
Compresibilidad alta: LL superior a 50.
En general, la compresibilidad es aproximadamente
proporcional al índice de plasticidad, Mientras
mayor es el IP, mayor es la compresibilidad del suelo
El sismo tiene la característica de producir aceleraciones
instantáneas, aceleraciones que generan grandes fuerzas, y que
afectan a los componentes de la estructura del edificio de modo
diferente a la acción de las cargas gravitatorias.
Estas fuerzas sísmicas dependen linealmente de la masa del edificio
y se expresan con la fórmula:
F = M x A donde es:
F = fuerza inducida por la aceleración
A = aceleración producida por el sismo
M = masa del edificio
Por este motivo es necesario conocer el peso del edificio, que incluye
el peso de la estructura, cierres, pisos, revestimientos, etc. Debe
considerarse el peso de todo lo fijado permanentemente al edificio.
entrepiso.
Las cargas móviles se computan en un porcentaje del total de
sobrecarga prevista para el análisis estático. Los porcentajes a
usar, según el tipo de sobrecarga, están definidos en el Código
de Construcciones Sismo Resistentes.
El peso se calcula piso por piso, computando el peso del
entrepiso (losa), vigas, la mitad de la longitud de los tramos de
columnas sobre y bajo cada entrepiso, como se indica en las
figuras.
Computados los volúmenes de los componentes fijos del
edificio, estructurales o no, multiplicados por los pesos
específicos, se obtiene el peso del edificio. A este peso debe
sumarse la sobrecarga reglamentaria según el código, que se
incluye en el análisis de las cargas sísmicas.
Resumiendo, el peso a considerar está compuesto por:
 Peso estructura
 Peso muros, tabiques divisorios, cierres.
 Peso pisos y revestimientos
 Peso de otros elementos fijos (maquinarias, etc. )
 Peso agua en depósitos de reserva.
 Porcentaje sobrecarga según código.
En los edificios comunes, es suficiente agrupar las cargas
en los niveles de entrepisos. Se incluirá el peso propio del
entrepiso, muros y otros elementos existentes en su zona
de influencia
Si tenemos un sólido elástico lineal al cual aplicamos un
sistema de fuerzas (causa) se producirán distintos efectos,
como por ejemplo: reacciones de apoyo, tensiones,
deformaciones, solicitaciones, etc.(efectos).
Si pensamos en una estructura podemos decir: “El efecto que
produce un conjunto de fuerzas que actúan en forma
simultánea es igual a la suma de los efectos que produce cada
una de las fuerzas por separado”.
En su expresión más general dice: “La relación entre causa
y efecto es lineal.” Como consecuencia de ello:
A una causa C1 le corresponde un efecto E1 y a una causa C2 le
corresponde un efecto.
E2 a una causa
E = a × E1 + b × E 2 .
El principio implica una absoluta linealidad, para el
caso de estructuras, entre las cargas y las
deformaciones, esfuerzos o solicitaciones.
Esta linealidad no se da principalmente en los
siguientes casos:
a) Cuando no se cumple la ley de Hooke, o sea, no
existe linealidad entre tensiones y
deformaciones.
b) Cuando la geometría de la estructura cambia en
forma apreciable, y para el equilibrio es
necesario tomar en cuenta la modificación
sufrida por el sistema.
En la mayor parte del curso utilizaremos el
principio de Superposición de efectos para la
resolución de estructuras (análisis elástico y campo
de las pequeñas deformaciones).
 Consiste en definir la geometría de la estructura, la
dimensión de los elementos que la conforman y la
resistencia de estos ante diferentes solicitaciones de
carga, además se especifican los detalles de
construcción para que el proyecto se comporte
según lo planificado en los cálculos.
 El análisis estructural realizado a los proyectos
contempla los diferentes efectos generados por las
cargas a las que esté sometida la estructura, como lo
es el comportamiento inelástico durante un evento
sísmico de gran magnitud, el control de vibraciones
en placas, pandeo de elementos estructurales, con el
objetivo de brindar un diseño seguro, confortable y
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Unidad 3. Diseño antisísmico

  • 1.
  • 2. Los sismómetros son instrumentos para registrar los movimientos lejanos al epicentro, ya que cuando el temblor se presenta muy próximo, estos instrumentos pueden salir de su intervalo de medición. Para medir vibraciones fuertes se usan los acelerómetros, que pueden ser calibrados para que inicien su funcionamiento a un nivel dado de aceleración, lo cual impide que registren oscilaciones diferentes, como aquellas provocadas por el tráfico de vehículos o el paso de personas.
  • 3. Durante un terremoto, la base de las construcciones sigue casi fielmente el movimiento del terreno sobre el que se apoya. Sin embargo, debido a la inercia (propiedad intrínseca de todo cuerpo que trata de mantener su estado de reposo o movimiento) ya la flexibilidad del edificio, es más fácil para las partes superiores mantener su estado de reposo inicial. Esto ocasiona que mientras la base es obligada a seguir la oscilación del terreno, las partes superiores obedecen más a la inercia que al movimiento de los niveles inferiores. Durante un sismo el terreno experimenta movimientos en todas direcciones; sin embargo, las aceleraciones horizontales de la superficie generalmente son mayores que las verticales, particularmente en sitios alejados del epicentro. Además, para un edificio o alguna otra construcción, las acciones (fuerzas o aceleraciones en la base) laterales son más dañinas que las acciones verticales
  • 4. Solo es necesario tener en cuenta la acción sísmica vertical en las construcciones o en partes de las mismas, que tienen una sola posibilidad de falla por acciones verticales, o que pueden amplificar notablemente la acción sísmica en dirección vertical o en las que se pueden originar inversiones en el sentido de las solicitaciones para las cuales el material pudiera resultar incompetente. En el caso de edificios comunes: Voladizos, marquesinas, balcones, etc. Estructuras cuyo periodo de vibración vertical esté comprendido entre 0,2 y 1,2 segundos. Vigas de hormigón pretensado con luces superiores a 10 m y esbeltez geométrica (L/h) superior a 20. Losa de hormigón pretensado con luces superiores a 8 m y esbeltez geométrica superior a 30.
  • 5.  El coeficiente sísmico, c, es el cociente de la fuerza cortante horizontal que debe considerarse que actúa en la base de la edificación por efecto del sismo, Vo, entre el peso de la edificación sobre dicho nivel, Wo.
  • 6. La compresibilidad es el grado en que una masa de suelo disminuye su volumen bajo el efecto de una carga. Es mínima en los suelos de textura gruesa, que tienen las partículas en contacto. Aumenta a medida que crece la proporción de partículas pequeñas y llega al máximo en los suelos de grano fino que contienen materia orgánica. A continuación se dan algunos ejemplos de compresibilidad para diversos suelos: Las gravas y las arenas son prácticamente incompresibles. Si se comprime una masa húmeda de estos materiales no se produce ningún cambio significativo en su volumen; Las arcillas son compresibles. Si se comprime una mása húmeda de arcilla, la humedad y el aire pueden ser expelidos, lo que trae como resultado una reducción de volumen que no se recupera inmediatamente cuando se elimina la carga.
  • 7. Los suelos de grano fino que contienen por lo menos 50% de limo + arcilla, pueden clasificarse con arreglo a tres clases de compresibilidad sobre la base de su límite liquido . Estas clases son las siguientes: Compresibilidad baja: LL inferior a 30; Compresibilidad media: LL de 30 a 50; Compresibilidad alta: LL superior a 50. En general, la compresibilidad es aproximadamente proporcional al índice de plasticidad, Mientras mayor es el IP, mayor es la compresibilidad del suelo
  • 8. El sismo tiene la característica de producir aceleraciones instantáneas, aceleraciones que generan grandes fuerzas, y que afectan a los componentes de la estructura del edificio de modo diferente a la acción de las cargas gravitatorias. Estas fuerzas sísmicas dependen linealmente de la masa del edificio y se expresan con la fórmula: F = M x A donde es: F = fuerza inducida por la aceleración A = aceleración producida por el sismo M = masa del edificio Por este motivo es necesario conocer el peso del edificio, que incluye el peso de la estructura, cierres, pisos, revestimientos, etc. Debe considerarse el peso de todo lo fijado permanentemente al edificio. entrepiso.
  • 9. Las cargas móviles se computan en un porcentaje del total de sobrecarga prevista para el análisis estático. Los porcentajes a usar, según el tipo de sobrecarga, están definidos en el Código de Construcciones Sismo Resistentes. El peso se calcula piso por piso, computando el peso del entrepiso (losa), vigas, la mitad de la longitud de los tramos de columnas sobre y bajo cada entrepiso, como se indica en las figuras. Computados los volúmenes de los componentes fijos del edificio, estructurales o no, multiplicados por los pesos específicos, se obtiene el peso del edificio. A este peso debe sumarse la sobrecarga reglamentaria según el código, que se incluye en el análisis de las cargas sísmicas.
  • 10. Resumiendo, el peso a considerar está compuesto por:  Peso estructura  Peso muros, tabiques divisorios, cierres.  Peso pisos y revestimientos  Peso de otros elementos fijos (maquinarias, etc. )  Peso agua en depósitos de reserva.  Porcentaje sobrecarga según código. En los edificios comunes, es suficiente agrupar las cargas en los niveles de entrepisos. Se incluirá el peso propio del entrepiso, muros y otros elementos existentes en su zona de influencia
  • 11. Si tenemos un sólido elástico lineal al cual aplicamos un sistema de fuerzas (causa) se producirán distintos efectos, como por ejemplo: reacciones de apoyo, tensiones, deformaciones, solicitaciones, etc.(efectos). Si pensamos en una estructura podemos decir: “El efecto que produce un conjunto de fuerzas que actúan en forma simultánea es igual a la suma de los efectos que produce cada una de las fuerzas por separado”. En su expresión más general dice: “La relación entre causa y efecto es lineal.” Como consecuencia de ello: A una causa C1 le corresponde un efecto E1 y a una causa C2 le corresponde un efecto.
  • 12. E2 a una causa E = a × E1 + b × E 2 . El principio implica una absoluta linealidad, para el caso de estructuras, entre las cargas y las deformaciones, esfuerzos o solicitaciones. Esta linealidad no se da principalmente en los siguientes casos: a) Cuando no se cumple la ley de Hooke, o sea, no existe linealidad entre tensiones y deformaciones. b) Cuando la geometría de la estructura cambia en forma apreciable, y para el equilibrio es necesario tomar en cuenta la modificación sufrida por el sistema.
  • 13. En la mayor parte del curso utilizaremos el principio de Superposición de efectos para la resolución de estructuras (análisis elástico y campo de las pequeñas deformaciones).
  • 14.  Consiste en definir la geometría de la estructura, la dimensión de los elementos que la conforman y la resistencia de estos ante diferentes solicitaciones de carga, además se especifican los detalles de construcción para que el proyecto se comporte según lo planificado en los cálculos.
  • 15.  El análisis estructural realizado a los proyectos contempla los diferentes efectos generados por las cargas a las que esté sometida la estructura, como lo es el comportamiento inelástico durante un evento sísmico de gran magnitud, el control de vibraciones en placas, pandeo de elementos estructurales, con el objetivo de brindar un diseño seguro, confortable y funcional.