Diseño Sísmico de Edificios en El Perú

7/17/2019 Diseño Sísmico de Edificios en El Perú

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-sismico-de-edificios-en-el-peru 1/13

3

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME ACADÉMICO

EXPERIENCIA CURRICULAR DECOMPETENCIA COMUNICATIVA

TÍTULO

DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICIO EN EL PERÚ

AUTORES

ASESOR(A)

Orrego Cumpa, Rosalina

AULA Y TURNO

609B

LIMA – PERÚ

2014-I

Magallanes García, Alan Eduardo

Cajaleón Salas, Omar Christian

Atencio Espinoza, Elvis Jhonatan

Ascencio Melgarejo, José



4

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

1. Fundamentos del diseño sísmico....................................................................................................6

2. Objetivos del diseño sísmico...........................................................................................................7

3. Propiedades de los materiales para estructuras antisísmicas.........................................................8

4. Diferencias entre los tipos de sistemas estructurales....................................................................9

5. Procedimientos constructivos y normas legales sismorresistentes en el Perú.............................10

CONCLUSIÓN

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANEXOS



5

EL DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICIOS EN EL PERÚ

INTRODUCCIÓN

En la actualidad debido a un mayor conocimiento de los fenómenos sísmicos y sus

consecuencias, existe una mayor responsabilidad para minimizar los riesgos, es por eso que sehace necesario la introducción de nuevas formas de concebir edificaciones más resistentes, a esto

se lo denomina diseño sísmico de edificios.

Para planificar la construcción de un edificio, tan importante como el diseño es el análisis

de la estructura, aún más si se realizara sobre una región altamente sísmica como es el territorio

nacional. Por eso es de vital interés saber seleccionar los materiales y procedimientos correctos

afín de lograr un sistema estructural adecuado que debe ser capaz de absorber y disipar la energía

introducida por el sismo.

La mayor parte de las construcciones en un principio se han desarrollado en zonas

sísmicas, sin que estas hayan propiciado la evolución de técnicas adecuadas para resistirlos, esto

debido a que no se comprendían las características de los sismos y más bien se observaban como

actos divinos.

Según Reitherman no fue sino bien entrado en el siglo XX que se comenzó a entender

estos fenómenos en forma más precisa. El terremoto ocurrido en San Francisco (EE UU) en el año

1906, fue un hito al respecto, pues recién se estableció la idea de que el diseño del edificio influía

notablemente en su comportamiento sísmico y en el año 1923, cuando ocurrió otro gran

terremoto en Tokio, finalmente se sentaron las bases de los principios del diseño sísmico basados

en métodos empíricos. Luego del desastre de Tokio, se desarrollaron métodos analíticos en la cual

estuvieron involucrados algunos de los ingenieros y geólogos más brillantes del mundo

(Reitherman, 2011, p. 8). Según Piqué, es en el año 1964 cuando recién se realiza el primer

proyecto para elegir las Normas Peruanas del diseño sísmico basado en la Asociación de California

para Estructuras de Ingeniería (SEAOC) (Piqué, 2001, p. 6). Como sabemos ahora, el territorio

nacional se encuentra en una zona altamente sísmica, por eso es una necesidad desarrollar

metodologías de análisis y diseño de edificios de acuerdo a nuestra realidad, ya que es muy

importante la seguridad tanto de la integridad física de las personas como de las estructuras

construidas.



6

Los objetivos del presente informe académico son:

General

Identificar las características antisísmicas adecuadas y conocer la normatividad

vigente, mediante la investigación de fuentes bibliográficas, para la construcción deedificios sísmicos en el Perú.

Específicos:

1. Fundamentar teóricamente el diseño sísmico de edificios mediante la investigación de

fuentes bibliográficas.

2. Comprender la finalidad del diseño sísmico de edificios mediante la investigación de

fuentes bibliográficas.

3. Reconocer las características adecuadas de los materiales para un buen diseño sísmico

de edificio mediante la investigación de fuentes bibliográficas.

4. Diferenciar los distintos elementos estructurales mediante la investigación de fuentes

bibliográficas.

5. Identificar las principales normas de construcción sísmicas en el Perú, mediante la

investigación de fuentes bibliográficas.



7

1.

Fundamentos del diseño sísmico

La Sismología es una ciencia que se encarga del estudio del fenómeno sísmico afín de

comprender las causas que lo originan, como se traslada la energía liberada y las

características que posee. Los terremotos pueden definirse como movimientos violentos de lacorteza terrestre producidos por el choque de las placas tectónicas. Los sismos que se

producen cada año pueden registrarse en miles pero solo pocos llegan a ser grandes

terremotos. Estos a su vez traen grandes desastres que afectan grandes ciudades, por medio

de su magnitud sísmica dejándolos en situaciones devastadoras o incluso inhabitables. Por

ello, en el mundo entero se realizan grandes investigaciones dedicadas a encontrar medidas

que permitan reducir el efecto de los desastres sísmicos. Gracias a los estudios de la ciencia

sea podido prevenir varios desastres, especialmente en los países que se encuentran en el

llamado “Cinturón de Fuego del Pacífico”, ya que estos son los más propensos a los

movimientos sísmicos. (Reitherman, 2011, p. 9)

Los efectos producidos por un terremoto en un lugar determinado se denominan

peligrosidad sísmica. Según Bozzo & Barbat los efectos de un sismo “[...] pueden ser

representados mediante la aceleración, la velocidad o el desplazamiento sísmico del terreno o

también utilizando la intensidad macrosísmica de la zona [...]” (Bozzo & Barbat, 2000, p. 11).

Para medir la peligrosidad sísmica se debe analizar los fenómenos ocurridos desde el origen de

la emisión del sismo, que es el foco, hasta la zona en estudio, de modo que obtengamos una

aproximación de la severidad del terremoto en el lugar. Este estudio corresponde a la

sismología y es de especial interés para la ingeniería estructural.

El diseño de una edificación en una zona de elevado riesgo sísmico debe ser adecuado afín

de poder resistir las cargas horizontales producidas por los movimientos telúricos. Para esto es

importante tener muy claro que el diseño sísmico no debe basarse en desarrollar proyectos de

una estructura resistente al sismo más intenso que pueda jamás haber existido, sino a

aquellos que hayan afectado alguna vez al terreno donde se construirá. Existen diferentes

instituciones y especialistas que se encargan de los estudios de sismología, sismicidad y riesgo

sísmico, conocimientos indispensables para un buen diseño antisísmico que se ponen al

alcance de los ingenieros que luego proyectarán la edificación, pues serán estos lo que harán

buen uso de estos recursos.



8

La base del análisis sísmico de la edificación es estimar la respuesta sísmica de su

estructura ante los temblores. Es necesario hacer uso de un modelo matemático que nos

permita determinar con la mayor precisión posible el comportamiento de nuestra estructura

ante los esfuerzos inducidos por los sismos, uno de estos modelos que es muy utilizado es el

denominado sistema de un grado de libertad. En la actualidad existen una diversidad de

softwares que nos permiten realizar un gran análisis con mucha precisión entre ellos tenemos

al ETABS que es uno de los más conocidos.

2. Objetivos del diseño sísmico

Según Guendelman el diseño sísmico “[...] por desempeño exige el detallamiento

apropiado de las zonas o elementos en que se desea concentrar los daños [...] “(Guendelman,

2000, p.13).La estructura de un edificio que se encuentra ubicado en una zona sísmica

distingue que no solo haciendo el análisis de la edificación se puede decir ,que una estructura

destinada a resistir las cargas gravitatorias soporte un sismo de gran magnitud a la que se le

agrega otra que ayude a resistir las cargas sísmicas. Por ello este puede llegar a tener

problemas por un mal diseño, mala construcción y ahí es donde pueden aparecer

inconvenientes adicionales no detectados con anterioridad. Por otro lado, la forma en que el

edificio percibe el sismo depende de la posición en que está respecto al epicentro.

Las características dinámicas tanto de la estructura como del movimiento son un papel

importante en los efectos de los sismos. Ya que el problema es muy complejo porque las

características dinámicas del movimiento son variables tanto durante un mismo temblor,

como de uno a otro temblor, dependiendo de la distancia al epicentro, profundidad focal y

magnitud del sismo, así como del tipo de terreno en que estén desplantadas las estructuras.

Según Degenkolb “[...] Gran parte del problema se resolvería si todas las estructuras fueran de

una forma regular “(Degenkolb, 2008, p.27).

El análisis estructural adecuado se debe proporcionar mediante un diseño que aporte

seguridad y funcionamiento. Para ello es importante realizas el análisis y diseño estructural de

una casa aplicando los requisitos y las normas moderno para la construcción de estructuras de

acero ya sean estructuras de techo, viguetas de entrepiso o cualquier estructura de concreto

analizando para así no poder tener problemas con la edificación dada.



9

El diseño sísmico no debe excederse el estado límite de supervivencia ni para sismos

extraordinarios que tengan una muy pequeña probabilidad de ocurrencia. Esto es de suma

importancia ya que las personas hoy en día viven atemorizadas por los cambios que se da en

nuestro entorno gastando gran cantidad de dinero en medicamentos y botiquín de primeros

auxilios, lo que la gente debe es reforzar sus viviendas y así no estar descontrolados cuando

pase un sismo u otro fenómeno. (Perles, 2012, p. 89)

3.

Propiedades de los materiales para estructuras antisísmicas

Las propiedades de los materiales a usar en la construcción de una edificación antisísmica

deben de ser adecuadas para absorber las acciones producidas por los sismos. Al respecto

Bazán y Meli, afirman que las principales características de los materiales a tener en cuenta

son: “[...] el peso volumétrico del material (éste define la masa de la estructura y por tanto

influye en las fuerzas de inercia que se generan y en los periodos de vibración); el módulo de

elasticidad del material, que es determinante en la rigidez lateral de la estructura y en su

periodo; la forma de la curva esfuerzo-deformación del material es importante más allá del

solo módulo de elasticidad; la ductibilidad del comportamiento y la forma de los lazos de

histéresis definen el amortiguamiento inelástico con que puede contarse (Bazán & Meli, 2011,

p. 153).

Cuando hablamos del concreto, su característica más significativa es su resistencia. Esta

depende en gran medida del diseño de la mezcla, es decir de la cantidad y calidad de los

agregados que la conforman, existiendo por esta razón diferente tipos de concreto con

variadas resistencias. Pero el concreto tiene un defecto en su resistencia, pues, a pesar de

soportar grandes esfuerzos verticales no sucede lo mismo con esfuerzos horizontales, siendo

de esta clase los esfuerzos producidos por los sismos. Para evitar este problema se suele

aplicar esfuerzos transversales de compresión al concreto, a este procedimiento se le

denomina confinamiento, dando como resultado el incremento de su resistencia en

compresión axial y también su capacidad de deformación elástica ante esfuerzos horizontales.

Las estructuras de acero son adecuadas para soportar las cargas sísmicas, ya que el acero

resiste muy bien los esfuerzos de tracción. Entre los elementos que componen una edificación,

la estructura es el más esencial ya que se encarga de recibir y soportar las acciones que se

producen en el exterior del edificio o en la propia estructura. El acero de uso estructural es un



10

material de fabricación industrializada, lo cual asegura un adecuado control de calidad. Este

material se caracteriza por una elevada resistencia, rigidez y ductilidad (esto es capacidad de

soportar deformaciones plásticas sin disminuir su capacidad resistente), por cual su uso es

muy recomendable para construcciones sismorresistentes. Según Bruschi “[...] el estado límite

de integridad estructural puede presentar daños no estructurales y daños estructurales

menores, sin alcanzar la capacidad de carga de los elementos estructurales [...] “(Bruschi,

2003, p.41)

Los llamados sistemas de protección sísmica, brindan una excelente protección sísmica

debido a la capacidad de atenuar la energía introducida por un sismo. Entre sus características

tenemos las siguientes:

Desempeño bajo todas las cargas de servicio, verticales y horizontales. Deberá ser tan

efectiva como la estructura convencional.

Provee la flexibilidad horizontal suficiente para alcanzar el periodo natural de la estructura

aislada.

Capacidad de la estructura de retornar a su estado original sin desplazamientos residuales.

Provee un adecuado nivel de disipación de energía, de modo de controlar los

desplazamientos que de otra forma pudieran dañar otros elementos estructurales.

Entre los más utilizados tenemos a los aisladores sísmicos y los disipadores de energía

sísmica.

4.

Diferencias entre los tipos de sistemas estructurales

El análisis de las cargas o esfuerzos sobre las estructuras es indispensable para conocer la

resistencia de esta. “Para obtener un proyecto apropiado deben diseñarse las formas del tipo

estructural de modo que se deriven las cargas que soportan con el mínimo esfuerzo y por

consiguiente la mínima solicitación. Es necesario entonces, considerar la sustentación,

vinculación y luz a salvar requeridas por cada elemento, de modo de optimizar su

comportamiento [...]” (Castro & Bataglia, 2011, p. 15).

Analizar los efectos que tiene las cargas horizontales y verticales en las estructuras para

conocer su resistencia. Por lo tanto si uno no sabe o no conoce la resistencia que tiene dicha



11

estructura, por el peso puede sufrir daños drásticos y esto nos lleva a perdida de material o

incluso pérdida de vidas humanas.

Analizar la estructura de modo que tenga buenos materiales y por consiguiente las cargas

tengan un buen soporte. Es necesario entonces, considerar las sus tenciones de profesionales

para así conocer los principios y elementos de los materiales de la misma forma conocer la

carga para que esta no se desplome y causa accidentes muy graves.

El análisis debe estar orientado a las edificaciones, buscar la mayor resistencia con los

menores requerimientos. Esto es de suma importancia porque conocer los principios de la

edificación puede ayudar en cuento los materiales y así saber que comprar y no abra una

perdida alguna en las edificaciones. (Castro y Bataglia, 2011, p. 27)

5.

Procedimientos constructivos y normas legales sismorresistentes en el Perú

El procedimiento constructivo correcto, garantizará en la práctica que el edifico responda

como se había previsto en el diseño, ya que en los distintos campos de la construcción existen

diversos tipos de criterios para garantizar una buena edificación. En primer lugar cuando las

capas superficiales del terreno no sean capaces de soportar las cargas adicionales, para ello lo

primordial es la estabilidad del cimiento donde está construido y la capacidad de la carga del

terreno donde será la edificación, por otro lado cuando el terreno muestra suficiente

resistencia, pero no está capacitado para los cambios de volúmenes externos como las lluvias,

corrientes de agua, etc. Para ello son necesarios diversos tipos de técnicas que ayuden a

contrarrestar estos factores secundarios.

Las cimentaciones profundas son indispensables para edificaciones donde el suelo no

brinda mucha sustentabilidad. Se caracterizan por valerse de las fuerzas de reacción verticales

sometidas sobre sus componentes verticales, como de rozamiento creado entre la

cimentación y el terreno. Son aquellos componentes que transmiten el peso de una estructura

hacia las capas profundas del subsuelo evitando las deformaciones de la superficie. Estos son

encargados de soportar la carga de pesos muertos y pesos vivos. Estos son indispensables para

el beneficio de la construcción, encargados de soportar todo riesgo de sismos. Al respecto



12

Ferri comenta: “[Las cimentaciones profundas] Son aquellas que por razones de tener que

alcanzar estratos resistentes del suelo situados a gran profundidad, o bien por la propia

inexistencia de estos, deben de construirse de manera que puedan transmitir las cargas a

dichas capas resistentes y profundas con tensiones admisibles adecuadas, o bien repartirlas,

creando las fuerzas de rozamiento necesarias, sobre los estratos que se atraviesan” (Ferri,

2011, pp. 87)

El conocimiento de las normas que rigen las actividades de la construcción nos permitirá

saber nuestras responsabilidades. Esta norma establece las condiciones mínimas para que las

edificaciones diseñadas según sus requerimientos tengan un comportamiento sísmico acorde

señalado en el artículo 3. El Artículo 3 del Capítulo I de la Norma E.030 del Reglamento

Nacional de Edificaciones del Perú denominada: filosofía y principios del diseño

sismorresistente, señala que: “la filosofía del diseño sismorresistente consiste en:

a. Evitar pérdidas de vidas

b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos

c. Minimizar los daños a la propiedad” (Reglamento Nacional de Edificaciones, 2006, p. 209).

Se denomina concepción estructural sismorresistente, a algunas solicitaciones que

permitirán un buen diseño antisísmico. El comportamiento sísmico de las edificaciones

mejora cuando se observan las siguientes condiciones:

Simetría

Peso mínimo

Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.

Resistencia adecuada

Continuidad en la estructura

Ductibilidad

Deformación limitada

Consideraciones locales

Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa

Todas estas condiciones están prescritas en el Artículo 9 del Capítulo III de la Norma E.030

del Reglamento Nacional de Edificaciones.



13

Conclusión:

Se entiende por diseño sísmico de edificios al conjunto de medidas adoptadas durante el

bosquejo de una edificación con la finalidad de que ésta soporte con el menor daño posible las

acciones de los sismos. Para lograr esto se debe conocer la peligrosidad sísmica de la zona dondese pretende realizar la construcción, implementar características especiales en la estructura las

cuales ya hayan sido probadas su efectividad, además de tener en cuenta la normatividad vigente

para restringir nuestro accionar dentro de los límites que la ley permite.

Un mayor conocimiento de la naturaleza nos brinda mayores oportunidades para

sobreponernos ante eventuales peligros producidos por ésta, a través del desarrollo de

tecnologías cuya finalidad sea disminuir los riesgos. Este tipo de tecnología debería ser

implementada rápidamente en las regiones que más lo necesiten. Además se debe prever el

impacto del uso de estas tecnologías afín de no generar en un futuro más problemas de los que se

pretendían resolver.

El diseño sísmico de edifico en el Perú es muy importante, debido a los antecedentes que

tenemos en el territorio nacional, ya que somos parte del llamado “Cinturón de Fuego del

Pacífico”. Por eso creemos que un diseño orientado a la seguridad estructural antisísmica es

posible siempre y cuando se tomen en cuenta desde la concepción de la edificación: el riesgo

sísmico del lugar, los materiales con las características más adecuadas, sistemas o dispositivos de

disipación de energía sísmica y el conocimiento de las normas que rigen esta actividad. Todo esto

sería inútil si no hay apoyo de las empresas constructoras e inmobiliarias, pues son ellas las que

finalmente ejecutan los proyectos constructivos. Además no hay que dejar de mencionar el rol del

Estado en materia de legislación y fiscalización solo así lograremos alcanzar infraestructuras más

resistentes para el bien común de todos los peruanos.

La investigación realizada ha desarrollado en el investigador la capacidad de identificar:

cuales son las características adecuadas para un buen diseño de una edificación antisísmica como

también las normas establecidas en el Perú que rige este rubro, mediante la utilización de fuentes

bibliográficas. Se fundamentó pertinentemente sobre el diseño sísmico de edificios, cual es su

finalidad, se reconoció las propiedades más idóneas de los materiales para alcanzarlo. Diferenció

entre los distintos sistemas estructurales más utilizados. En definitiva se identificaron las



14

características adecuadas para la realización de un buen diseño símico de edificios y las normas

que estipulan el correcto desenvolvimiento de esta actividad; incrementando las habilidades de

investigación de fuentes bibliográficas a través del uso apropiado de la información temática.



15

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

1. ARAUJO, Ramón. Construir en altura. Barcelona: Reverté, 2012. 338 p.

2. BAZÁN, Enrique y MELI, Roberto. Diseño sísmico de edificios. México: LIMUSA,

2011. 320 p.

3. BOZZO, Luis y BARBAT, Alex. Diseño sismorresistente de edificios. Barcelona:

Reverté, S.A. , 2000. 236 p.

4. CASTRO, Mario y BATAGLIA, Marisa. Recursos para el diseño de estructuras

resistentes. Buenos Aires: Nobuko, 2009. 320 p.

5. CASTRO, Mario y BATAGLIA, Marisa. Estructuras resistentes Recursos para su

diseño, tomo 3. Buenos Aires: Nobuko, 2011. 354 p.

6. FERRI, Jaime, PÉREZ, Vicente y GARCÍA Encarnación. Fundamentos de

construcción. Alicante: Club Universitario, 2011. 224 p.

7. PERLES, Pedro. Temas de estructuras especiales. 2a. ed. Buenos Aires: Nobuko,

2012. 272 p.

8. REGLAMENTO nacional de edificaciones [en línea]. Lima. Ministerio de Vivienda,

Construcción y Saneamiento, 2006 [fecha de consulta: 18 Abril 2014].

Disponible en:

http://www.urbanistasperu.org/rne/pdf/Reglamento%20Nacional%20de%20Edificacione

s.pdf

9. ROCHEL, Roberto. Análisis y diseño sísmico de edificios. 2a. ed. Medellín: Fondo

Editorial Universidad EAFIT, 2012. 388 p.

10. SAN BARTOLOMÉ, Ángel, QUIUN, Daniel y SILVA, Wilson. Diseño y construcción de

estructuras sismorresistentes de albañilería. Lima: Fondo Editorial PUCP, 2011. 325 p.

Diseño Sísmico de Edificios en El Perú

Documents

Transcript of Diseño Sísmico de Edificios en El Perú