7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

1/9

Cartagena y el diseo sismorresistente de sus edificaciones

Es muy grato recorrer una ciudad histrica fundada por los espaoles en el siglo XVI: Cartagena

de Indias. Visitar sus murallas, baluartes, edificaciones con arquitectura colonial, plazoletas,

entre otros atractivos. Pero tambin, esta ciudad, posee una zona moderna y turstica como loson Bocagrande, Laguito y Castillogrande, ubicadas entre el mar y la Baha de Cartagena. Esta

ciudad colombiana ha logrado desarrollar una gran infraestructura hotelera y residencial en toda

esta zona de la Baha, con el aliciente de mirar al mar Caribe. En el presente artculo hablaremos

de las edificaciones construidas a la orilla del mar desde el punto de vista sismorresistente.

En primer lugar hay que especificar que para efectos de la sismicidad, Colombia est dividida en

tres zonas de amenaza ssmica. En cada una de ellas existen ciudades importantes y populosas

como por ejemplo, en la zona de amenaza ssmica baja aparecen Cartagena y Barranquilla; en la

zona de amenaza ssmica intermedia, Bogot y Medelln; mientras que en la zona de amenaza

smica alta, ciudades como Cali, Manizales y Bucaramanga. Esto es importante sealar porque

relacionado a sus tres zonas ssmicas los colombianos han desarrollado la teora de diseo con

tres tipos de capacidades de disipacin de energa: Capacidad mnima (DMI), moderada (DMO)

y especial (DES).

Es obvio que una norma de construccin no reemplaza al diseador o proyectista de una

determinada edificacin pero si da unos lineamientos a seguir y que deben respetarse, y es una

garanta de calidad. Un ejemplo de ello es el caso del colapso del edificio Space de Medelln,

que luego de su colapso, los ingenieros estructurales de Colombia sostuvieron que de haberse

cumplido con la normatividad actual, no hubiese ocurrido este lamentable desastre.

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

2/9

La sismicidad influye en la estructuracin, anlisis y diseo de toda edificacin. El procedimiento

de diseo estructural para edificaciones nuevas que seala la norma colombina NSR-10 se

muestra en los siguientes pasos:

Paso 1: Predimensionamiento y coordinacin con los otros profesionales

Definicin del sistema estructural, dimensiones tentativas para evaluar preliminarmente las

diferentes solicitaciones tales como: la masa de la estructura, las cargas muertas, las cargas

vivas, los efectos ssmicos, y las fuerzas de viento. Estas dimensiones preliminares se coordinan

con los otros profesionales que participan en el diseo.

Paso 2: Evaluacin de las solicitaciones definitivas

Con las dimensiones de los elementos de la estructura definidas como resultado del paso 1, se

evalan todas las solicitaciones que pueden afectar la edificacin de acuerdo con los requisitos

del Ttulo B del Reglamento. Estas incluyen: el efecto gravitacional de la masa de los elementos

estructurales, o peso propio, las cargas de acabados y elementos no estructurales, las cargasmuertas, las fuerzas de viento, las deformaciones impuestas por efectos reolgicos de los

materiales estructurales y asentamientos del suelo que da apoyo a la fundacin. As mismo se

debe determinar la masa de la edificacin y su contenido cuando as lo exige el Reglamento, la

cual ser empleada en la determinacin de los efectos ssmicos, de acuerdo con los pasos

siguientes.

Paso 3: Obtencin del nivel de amenaza ssmica y los valores de Aa y Av

Este paso consiste en localizar el lugar donde se construir la edificacin dentro de los mapas de

zonificacin ssmica dados en el Captulo A.2 del Reglamento y en determinar el nivel de

amenaza ssmica del lugar, de acuerdo con los valores de los parmetros Aa y Av obtenidos en

los mapas de zonificacin ssmica del Captulo A.2. El nivel de amenaza ssmica se clasificar

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

3/9

como alta, intermedia o baja. En el Apndice A-4 se presenta una enumeracin de los municipios

colombianos, con su definicin de la zona de amenaza ssmica, y los valores de los parmetros

Aa y Av , entre otros.

Paso 4: Movimientos ssmicos de diseo

Deben definirse unos movimientos ssmicos de diseo en el lugar de la edificacin, de acuerdocon los requisitos del Captulo A.2 del Reglamento y, en el caso de Edificaciones cubiertas por

A.1.2.3.3, con los requisitos del Captulo A.12 del Reglamento, tomando en cuenta:

(a) La amenaza ssmica para el lugar determinada en el paso 3, expresada a travs de los

parmetros Aa y Av , o Ad , segn sea el caso, los cuales representan la aceleracin horizontal

pico efectiva y la velocidad horizontal pico efectiva expresada en trminos de aceleracin del

sismo de diseo,

(b) Las caractersticas de la estratificacin del suelo subyacente en el lugar a travs de unos

coeficientes de sitio Fa y Fv , y

(c) La importancia de la edificacin para la recuperacin de la comunidad con posterioridad a la

ocurrencia de un sismo a travs de un coeficiente de importancia I.

Las caractersticas de los movimientos ssmicos de diseo se expresan por medio de un espectro

elstico de diseo. El Reglamento contempla descripciones alternativas del sismo de diseo, ya

sea a travs de familias de acelerogramas, o bien por medio de expresiones derivadas de

estudios de microzonificacin ssmica, las cuales deben determinarse siguiendo los requisitos

dados en el Captulo A.2.

Paso 5: Caractersticas de la estructuracin y del material estructural empleado

El sistema estructural de resistencia ssmica de la edificacin debe clasificarse dentro de uno delos sistemas estructurales prescritos en el Captulo A.3: sistema de muros de carga, sistema

combinado, sistema de prtico, o sistema dual. El Reglamento define limitaciones en el empleo

de los sistemas estructurales de resistencia ssmica en funcin de la zona de amenaza ssmica

donde se encuentre localizada la edificacin, del tipo de material estructural empleado

(concreto estructural, estructura metlica, mampostera estructural, o madera), de la forma

misma como se disponga el material en los elementos estructurales segn est en posibilidad

de responder adecuadamente ante movimientos ssmicos como los esperados por medio de su

capacidad de disipacin de energa, la cual puede ser especial (DES), moderada (DMO) o mnima

(DMI); de la altura de la edificacin, y de su grado de irregularidad.

Paso 6: Grado de irregularidad de la estructura y procedimiento de anlisis

Definicin del procedimiento de anlisis ssmico de la estructura de acuerdo con la regularidad

o irregularidad de la configuracin de la edificacin, tanto en planta como en alzado, su grado

de redundancia o de ausencia de ella en el sistema estructural de resistencia ssmica, su altura,

las caractersticas del suelo en el lugar, y el nivel de amenaza ssmica, siguiendo los preceptos

dados en el Captulo A.3 de este Reglamento.

Paso 7: Determinacin de las fuerzas ssmicas

Obtencin de las fuerzas ssmicas, Fs , que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben

usarse los movimientos ssmicos de diseo definidos en el paso 4.

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

4/9

Paso 8: Anlisis ssmico de la estructura

El anlisis ssmico de la estructura se lleva a cabo aplicando los movimientos ssmicos de diseo

prescritos, a un modelo matemtico apropiado de la estructura, tal como se define en el Captulo

A.3. Este anlisis se realiza para los movimientos ssmicos de diseo sin ser divididos por el

coeficiente de capacidad de disipacin de energa, R, y debe hacerse por el mtodo que se hayadefinido en el paso 6. Deben determinarse los desplazamientos mximos que imponen los

movimientos ssmicos de diseo a la estructura y las fuerzas internas que se derivan de ellos.

Paso 9: Desplazamientos horizontales

Evaluacin de los desplazamientos horizontales, incluyendo los efectos torsionales de toda la

estructura, y las derivas (desplazamiento relativo entre niveles contiguos), utilizando los

procedimientos dados en el Captulo A.6 y con base en los desplazamientos obtenidos en el paso

8.

Paso 10: Verificacin de derivas

Comprobacin de que las derivas de diseo obtenidas no excedan los lmites dados en el

Captulo A.6. Si la estructura excede los lmites de deriva, calculada incluyendo los efectos

torsionales de toda la estructura, es obligatorio rigidizarla, llevando a cabo nuevamente los

pasos 8, 9 y 10, hasta cuando cumpla la comprobacin de derivas.

Paso 11: Combinacin de las diferentes solicitaciones

Las diferentes solicitaciones que deben ser tenidas en cuenta, se combinan para obtener las

fuerzas internas de diseo de la estructura, de acuerdo con los requisitos del Captulo B.2 del

Reglamento, por el mtodo de diseo propio de cada material estructural. En cada una de las

combinaciones de carga requeridas, las solicitaciones se multiplican por el coeficiente de carga

prescrito para esa combinacin en el Captulo B.2 del Reglamento. En los efectos causados por

el sismo de diseo se tiene en cuenta la capacidad de disipacin de energa del sistema

estructural, lo cual se logra empleando unos efectos ssmicos reducidos de diseo, E , obtenidos

dividiendo las fuerzas ssmicas Fs , determinadas en el paso 7, por el coeficiente de capacidad

de disipacin de energa R (E = Fs R) . El coeficiente de capacidad de disipacin de energa, R , es

funcin de:

(a) El sistema de resistencia ssmica de acuerdo con la clasificacin dada en el Captulo A.3,

(b) Del grado de irregularidad de la edificacin,

(c) Del grado de redundancia o de ausencia de ella en el sistema estructural de resistenciassmica, y

(d) De los requisitos de diseo y detallado de cada material, para el grado de capacidad de

disipacin de energa correspondiente (DMI, DMO, o DES), tal como se especifica en el Captulo

A.3. Se debe cumplir lo indicado en las etapas 6 a 8 de A.10.1.4.

Paso 12: Diseo de los elementos estructurales

Se lleva a cabo de acuerdo con los requisitos propios del sistema de resistencia ssmica y del

material estructural utilizado. Los elementos estructurales deben disearse y detallarse de

acuerdo con los requisitos propios del grado de capacidad de disipacin de energa mnimo

(DMI) moderado (DMO), o especial (DES) prescrito en el Captulo A.3, segn les corresponda, locual le permitir a la estructura responder, ante la ocurrencia de un sismo, en el rango inelstico

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

5/9

de respuesta y cumplir con los objetivos de las normas sismo resistentes. El diseo de los

elementos estructurales debe realizarse para los valores ms desfavorables obtenidos de las

combinaciones obtenidas en el paso 11, tal como prescribe el Ttulo B de este Reglamento.

Edificaciones en construccin en Cartagena

Algunas de las edificaciones en fase de construccin en la ciudad de Cartagena se puedenapreciar en las siguientes fotografas:

1) Edificio Navalera: Edificacin de 20 pisos con stano y terraza. El sistema estructural

empleado es de prticos de concreto armado en las dos direcciones principales. Las

losas de entrepiso son aligeradas en una direccin con poliestireno.

2) Edificio Ocean Tower. Edificacin de 30 pisos con stano y terraza. El sistema estructural

empleado es de prticos de concreto armado en las dos direcciones principales.

Tambin posee muros de carga de concreto armado en las paredes exteriores as como

en la zona de escaleras y ascensores en el centro de la planta del edificio.

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

6/9

Entre las bondades que ofrecen sus promotores se describe como sigue: Ocean Tower, ms que

un proyecto, un estilo de vida, diseado en armona con el Hotel Sheraton. nico con acabados

de lujo, en apartamentos exclusivos, de 1 y 2 alcobas. nico con dos piscinas panormicas en el

piso 30, donde se tiene una increible vista 360 sobre la baha de Cartagena y el mar Caribe.

Algunas instalaciones: solarium, jacuzzi, bao turco, salones sociales climatizados.

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

7/9

3) Edificio West 9. Esta ser una torre de 43 pisos en la avenida primera de Bocagrande.

La edificacin tambin es aporticada de concreto armado.

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

8/9

7/26/2019 Edificaciones y La Ingeniera Constructiva en Cartagena

9/9

4)

Edificio Infinitum. Edificacin de 31 pisos de apartamentos, 4 niveles de parqueaderos,

locales comerciales, reas sociales, terraza, piscinas, oratorio, gimnasio, etc. Se

encuentra en fase de construccin de la cimentacin profunda.

Con estos ejemplos de edificaciones de altura para uso residencial y hotelero, se quiere mostrar

cmo el tipo de zona ssmica influye para que se construyan proyectos ambiciosos como los

mostrados y sin necesidad de aportarle a los mismos demasiada rigidez lateral por estar en

regin de sismicidad baja.