CAPITULO I

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL ESCUELA UNIVERSITARIA DE POST-GRADO MAESTRA EN GERENCIA DE LA CONSTRUCCIN MODERNA

TESIS

Estudio sobre Diseo Ssmico en Construcciones de Adobe y su Incidencia en la Reduccin de Desastres

PRESENTADA POR :Ing. Vctor Antonio Zelaya Jara

PARA OPTAR EL GRADO ACADMICO DE MAESTRO EN GERENCIA DE LA CONSTRUCCIN MODERNA

LIMA PER2007

DEDICATORIA

Amisqueridospadres: Victoriano Zelaya Len, Zoila Jara Agurto, por ver culminados, parte de sus anhelos.

2Victor Antonio Zelaya Jara

3

AGRADECIMIENTO

A mi esposa Salvinia, a mis hijos Jos Antonio y

Gustavo Adolfo y a mis hermanos por su aliento para que culmine este proyecto.

A mi asesor Dr. Flix Valverde Orchs, por su invalorable apoyo, para llevar adelante mi Tesis.

INDICE

ABSTRACT.......................................................................................................... 1

INTRODUCCIN ................................................................................................. 3

CAPITULO I

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 71.1 ANTECEDENTES Y FORMULACIN DEL PROBLEMA .............................. 7JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA................................................................ 9DEFINICIN DEL PROBLEMA ...................................................................... 101.3.1 Problema Principal ............................................................................... 131.3.2 Problemas Secundarios ...................................................................... 131.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN ........................................................... 141.4.1 Objetivo General ................................................................................ 141.4.2 Objetivos Especficos......................................................................... 14

CAPTULO II

2. FUNDAMENTOS TERICOS DE LA INVESTIGACIN.................................. 22.1 MARCO HISTORICO .................................................................................... 152.2 MARCO TERICO ....................................................................................... 182.2.1 Comportamiento ssmico en las construcciones de adobe ................. 182.2.2 Sismo ................................................................................................... 202.2.3 Causas de los sismos .......................................................................... 212.2.4 Caractersticas de los sismos............................................................... 212.2.5 Tipos de daos debido a sismos .......................................................... 232.2.6 Tsunamis.............................................................................................. 242.2.7 Licuefaccin de arenas ........................................................................ 272.2.8 Prediccin de sismos ........................................................................... 282.2.9 Medidas bsicas de seguridad contra sismos y otros fenmenos naturales............................................................................................. 292.2.10 Anlisis y diseo estructura de edificaciones de adobe .................... 48

2.3 FORMULACIN DE HIPTESIS.................................................................. 762.3.1 Hiptesis Principal................................................................................ 762.3.2 Hiptesis Especficas ........................................................................... 76

2.4 VARIABLES E INDICADORES DE LA INVESTIGACIN ............................. 762.4.1 Variables Independientes (VI) .............................................................. 762.4.2 Variables Dependientes (VD) ............................................................... 76

CAPITULO III

3. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN ..................................................... 773.1 MTODO ....................................................................................................... 773.2 DISEO ......................................................................................................... 773.3 POBLACIN Y MUESTRA ............................................................................ 773.3.1 Poblacin ............................................................................................ 773.3.2 Muestra ............................................................................................... 783.4 TCNICAS QUE SE UTILIZ EN LA INVESTIGACIN ............................... 793.4.1 Tcnicas de Investigacin................................................................... 793.4.2 Instrumentos ....................................................................................... 793.4.3 Contrastacin y validacin de hiptesis .............................................. 80

CAPTULO IV

4. PRESENTACIN, ANLISIS E INTERPRETACIN DE LOS RESULTADOS 814.1 PRESENTACIN .......................................................................................... 814.1.1 Impacto de desastres y situaciones de emergencia en el Per .......... 814.1.2 Vulnerabilidad de la salud e impacto de emergencias y desastres .... 924.2 ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS DE LASENCUESTAS APLICADAS A DOCENTES ................................................... 944.3 ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS DE LASENCUESTAS APLICADAS A LOS ALUMNOS ............................................. 1044.4 CONTRASTACIN DE HIPTESIS ............................................................. 1144.4.1 Contrastacin de Hiptesis Principal .................................................... 1144.4.2 Contrastacin de Hiptesis Especfica ................................................. 114

CAPITULO V

5. PROPUESTA DE UN MODELO DE DISEO SSMICO ................................. 1195.1 VERIFICACIN POR CAPACIDAD PORTANTE (muro bajo carga vertical) 1295.2 METRADO DE CARGAS .............................................................................. 1305.3 VERIFICACIN POR CORTANTE (Cargas Horizontales Coplanares) ........ 1315.4 CHEQUEO POR VOLTEO ............................................................................ 1355.5 MURO CON REFUERZO VERTICAL DE CAA .......................................... 1375.6 MURO CON REFUERZO HORIZONTAL DE CAA..................................... 1385.7 DISEO DE PARED CON PARED .............................................................. 1395.8 VIGA SOLERA (Viga Collar) ........................................................................ 1405.9 ESPECIFICACIONES Y DETALLES ............................................................ 142

CAPITULO VI

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................... 1526.1 CONCLUSIONES ........................................................................................... 1526.2 RECOMENDACIONES ................................................................................... 152

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .................................................................... 153

ABSTRACT

Peru is located in the central region and western of the South America and its216 territory reaches 1 285 km2. Its complex topography, characterized by chains of high Andean mountains that isolate three territorial spaces, combined to a rooted centralism, has contributed to define an unequal development of its cities, having itself concentrated those of greater dimension and political importance in the coast, narrow desert strip with elevated territorial threat for effects of earthquakes of high intensity and tidal waves to be part of the Fire Circle of the Pacific and floods in rains that randomly reach catastrophic effects.

The occurrence of disasters originated by natural phenomena of extreme intensity, like the earthquake of Huaraz that in 1970 produced 70 000 deaths and 150 000 wounded, and the floods of the Boy, who between 1982 and 1983 caused a fall of the GIP in 13%, contenders with adverse events of antropico origin, like the initiated subversive violence in the years ' 80, that caused to the death of 30 000 people and losses by about 30 000 million American dollars, was added to great political and economic changes and the declination of the traditional agricultural activity, leading to an extended impoverishment that reached extreme levels in the rural scope, situation that it motivated great migrationstowardsthegreatercitiesof the country,forming inthem surroundings characterized by an explosive urban and social vulnerability. The economy from the country when entering to the decade of the ' 90, was signed by an increasing poverty, leisure, inflation and external debt.

This had a deep repercussion in the health, end item of confused and unstable socialdynamics,wherethemedicalurgency-byitsincidenceand characteristics the external cause like a valuable tracer of the social process became an interesting indicator of the conditions of health, constituting itself. This became particularly patent in Lima, the capital city of the country, given its exaggerated concentration of population and political and economic power. The mortality associated to the accidentalidad and the violence stay in the country like a constant in the scopes urban and rural; the rate of homicides reaches a rate of 12 percents 000 inhabitants. Between 1984 and 1993 there were 24 000 deaths by traffic accidents and of each 100 deceaseds between the ages of 15 to 44 years, 30 happened by accidents; "the sector will continue facing other types of violence and accidents in the future".

This one is the daily substratum of the work in the intrahospitable services of emergency pre and. The experts consider that an earthquake with magnitude between 7.5 to 8.0 degrees in the scale of Richter, and intensities VII to IX in the scale of modified Mercalli, could cause to severe damages in 187 000 houses in Lima Metropolitan and the Callao, affecting 800 000 people, according to collates themselves of the works of the INADUR in 1983, Kuroiwa in 1977, National Institute of Civil defense 1994 and INDECI 1999. Recent studies reveal that it leaves from the old hospitals of Lima could leave operation transitorily after the earthquake, by damages in his structure or its functional and organizational processes. The planning and intervention to reduce this vulnerability and for the social and welfare answer to approach these contingencies are a interdisciplinary and multisectorial work, that requires a concerted effort of intersectorial and interdisciplinary agreement, as it has the Ministry to it Health through his Office of National defense. Produced the adverse event, first and greater exigency it will fall on the sector health and it will be in the attention of the victims.

These will massively enter the hospitals through the services of emergency. The hacinamiento observed in some of these by exaggerated demand, prolonged stay, limited availability of equipment and provisions, expresses the necessity to redinamizar their management and specifically to have specialists formed for the management of welfare and administrative processes destined to confront contingent situations, that go from the integral attention of the individual urgency to the planning and operations of massive attendance in great disasters. The Greater National University of San Marcos, in Lima, forms specifically from 1993 human resources dedicated total and to that matter, the Medicine specialists of Emergencies and Disasters.

INTRODUCCIN

El territorio del Per es un escenario de mltiples peligros debido a su compleja conformacin geolgica y geodinmica muy activa, asociada a la complicada configuracin morfolgica y topogrfica que influye notablemente en la variabilidad climtica que, bajo la influencia del cambio climtico global, da lugar al incremento de la frecuencia e intensidad de los eventos potencialmente destructivos.

Estos escenarios de peligros o amenazas corresponden a espacios donde se han registrado eventos ocurridos en el pasado y tambin donde, de acuerdo con los estudios de riesgo, se determina una mayor probabilidad de ocurrencia de los fenmenos. Los factores que son considerados para la identificacin de estos escenarios son los siguientes:

Las caractersticas y el tipo de variabilidad climtica. Las caractersticas de la sismicidad y vulcanismo Los procesos de geodinmica externa

Los fenmenos que adquieren la categora de peligros que ocasionan los desastres de mayor envergadura en el pas son: los terremotos, las inundaciones, los huaycos y aluviones (avalanchas de lodo) y las sequas. Hay muchos otros fenmenos que ocurren eventualmente pero que tienen un impacto menor en trminos territoriales, as como en cantidad de vctimas, daos y prdidas econmicas que los anteriormente citados.

Los terremotos son el peligro mayor en nuestro pas. La actividad ssmica en el Per tiene un amplio desarrollo cuyo origen est relacionado con las condiciones tectnicas regionales y locales, y las condiciones locales de los suelos que determinan la aceleracin y la severidad de sacudimiento, que a su vez van a tener notable influencia sobre las estructuras.

En el pas existen 2 grandes regiones sismognicas:

La zona de subduccin de placas tectnicas, generada por la interaccin de las placas tectnicas Sudamericana (continental) y la de Nazca (submarina), las cuales interactan, producindose un proceso de subduccin dando lugar a la generacin de fricciones que genera energa que es liberada de marea violenta a modo de sismos. Esta es la principal causa de los mayores sismos registrados en el pas. Toda la franja costera y litoral del Ocano Pacfico se configura as como el escenario donde inciden los mayores terremotos generados en esta zona, por los cuales las ciudades y pueblos de la Costa peruana y aquellas habitan en los contrafuertes de la cordillera occidental sienten los mayores impactos. Algunos lugares de la costa han soportado sismos de mayor magnitud, entre ellos se encuentra la parte central y la parte sur de la costa de la vertiente occidental de los andes se ven afectados por los sismo generados en esta macrozona. Cabe sealar que los sismos generados en la zona de subduccin pueden generar tsunamis que hacen mas compleja los efectos en las poblaciones.

Otra de las zonas sismognicas que producen sismos locales y regionales dentro del territorio estn asociados a la existencia de fallas geolgicas activas. Estos sismos locales son por lo general de menor magnitud, pero al generarse muy cerca de la superficie, alcanzan un gran poder destructor reflejado en la alta severidad de sacudimiento e intensidades que se registran en las estructuras.

Estas zonas sismognicas continentales corresponden a segmentos que corren paralelos a la Cordillera de los Andes. Una de ellas que se ubica en la vertiente oriental de los Andes que abarca los departamentos de Amazonas San Martn y se extienden hacia el Sur cubriendo los departamentos de Huanuco, Pasco, Junn, Ayacucho, Cusco y Puno.

Otro segmento recorre los valles interandinos desde Cajamarca, Ancash. Un

tercer segmento est en la parte Norte del Per entre Piura y se extiende hacia el Ecuador.

Son muchos los eventos ssmicos registrados en la historia del Per que han afectado a las poblaciones. El terremoto ms grande que afect la ciudad de Lima fue el de 1746. De 3,000 casas existentes en Lima, slo quedaron 25 en pie. En el Callao debido al tsunami ocurrido despus del sismo, de un total de4,000 personas slo sobrevivieron 200. Otro terremoto importante ocurri en

1940, de 8.2 grados en la escala de Richter, caus 179 muertos y 3,500 heridos. En los ltimos 63 aos han ocurrido tres terremotos mayores de 7 grados, siendo el de 1940 de 8.2. Los otros han sido en 1966 , 1970 y en 1974. El desastre ms letal de la historia peruana ocurri el 31 de Mayo de 1970 en Ancash y en menor grado en La Libertad y Lima; un sismo fue el detonante de eventos tales como los aluviones, inundaciones y licuefaccin de suelos; en total fallecieron aproximadamente 69 mil personas.En Arequipa, en 1948 ocurri un terremoto de 7.5 grados con efectos en Moquegua Tacna y Puno. Nuevamente en Arequipa hubo un sismo destructivo en 1958 de 7 grados y dos aos despus otro de 6 grados, en 1979 un terremoto de 6,9, en 1988 otro de 6.2 grados.Los terremotos ms recientes en el Per ocurrieron en San Martn (1990,1991),Cuzco (1992), lea (1996), Ayacucho (1999), y Moquegua Arequipa (2001).

El sur de Per y el norte de Chile es considerado como una zona de alta probabilidad de ocurrencia de sismos destructivos; en segundo lugar Lima y Ancash; y en tercer lugar Lambayeque-Piura.

En consecuencia y en mrito a lo enunciado, el trabajo de investigacin se ha estructurado de la siguiente manera:

En el Captulo I.- Se plantea el problema, caracterizndolo y delimitndolo en funcin a los alcances y efectos que el tema de investigacin pretende

establecer y su incidencia en las medidas correctivas que la poblacin debe ejecutar. As mismo se define el problema de estudio, as como se precisa los objetivos que persigue la investigacin.

En el Captulo II.-. Se esboza los fundamentos tericos de la investigacin, partiendo desde el enfoque histrico y conceptual hasta el tratamiento esencial de los efectos que sustenta la implementacin de un estudio sobre diseo ssmico. Tambin se formulan las hiptesis de trabajo, estableciendo las variables e indicadores que operacionalizan su funcionamiento en el proceso.

En el Captulo III.- Se sintetiza el proceso metodolgico, sealando las tcnicas y procedimientos que se han utilizado en el desarrollo de la investigacin.

En el Captulo IV.- Se presenta el anlisis y los resultados de la investigacin, sealando los hechos y fundamentos del desarrollo sobre diseo ssmico y su incidencia en la reduccin de desastres. Se aplica las encuestas respectivas a la poblacin de docentes y alumnos de la Universidad Nacional Federico Villarreal. Facultad de Ingeniera Civil y su respectivas representacin grfica.

En el Captulo V.- Se presenta la propuesta de un modelo de diseo ssmico en una vivienda de adobe, para que soporte un sismo severo,y permita salvaguardar la vida humana, que es el objetivo principal de la tesis.

En el Captulo VI.- Finalmente se resumen las conclusiones y se proponen algunas recomendaciones, como resultado de la investigacin.

El autor

CAPITULO I

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 Antecedentes y Formulacin del ProblemaLos antecedentes referidos al estudio de investigacin, despus de haberse realizado la bsqueda bibliogrfica estuvo orientada a determinar a aquellas Instituciones o Investigadores que han efectuado estudios relacionados con las propiedades sismos resistentes en construcciones de adobe, quienes de alguna manera contribuirn a su desarrollo y para lo cul se seala a continuacin:

Julio Kuroiwa, Ernesto Deza y Hugo Jan1, sealan que, la gran actividad ssmica en nuestro territorio ha cobrado siempre sus mayores vctimas en las construcciones de adobe. ....Ms del 90 por ciento de los edificios daados eran de adobe y su colapso caus ms de 40,000.00 muertes. Por otro lado, sin embargo, algunas construcciones de adobe resistieron sorprendentemente, los embates del sismo......En Coishco, a 40 kilmetros del epicentro y sobre terreno rocoso, el dao fue mnimo y muchas de las construcciones de adobe sobrevivieron y estn habitadas.

Debe aceptarse, entonces, que existen ciertas condiciones bajo las cuales este tipo de construccin puede ofrecer un comportamiento satisfactorio ante sismos severos.

1 Julio Kuroiwa, Ernesto Deza y Hugo Jan Investigation on the Peruvian Earthquake of May 31,1,970, 5th World Conference on Earthquake Engineering, Rome, June 1,973

Lo que constituye un comportamiento satisfactorio antesismos, est adecuadamente resumido en una de las filosofas en boga en la ingeniera antissmica.

Segn Fintel2, los objetivos implcitos en la mayora de las normas de diseo antissmico son que la estructura sea capaz de:

1.Resistir sismos sin daos1.Resistir sismos moderados con algunos daos estructurales leves y con daos no estructurales moderados.2.Resistir sismos catastrficos sin colapsar.

El Objetivo principal de la Tesis es: Salvaguardar la vida humana, aunque la edificacin - en este caso de adobe ssmico -, colapse.

Por colapso se entiende2 ... aquel estado que no permite que los ocupantessalgan del edificio debido a la falla de la estructura primaria.

El Ing. Roberto Morales Morales, el Dr. Ricardo Yamashiro Kamimoto y el Ing. Alejandro Snchez Olano3, sintetizan la informacin disponible sobre construcciones de adobe en formas de normas de diseo que permitan proyectar con este material, satisfaciendo los objetivos expuestos, en la mejor forma posible.

Estudiaron primeramente, el comportamiento ssmico de las construcciones de adobe con nfasis principal en la deteccin de los mecanismos de falla, lo que permitiidentificarlostiposdeesfuerzosqueeranecesarioestudiar principalmente.Seestudi luegoexperimentalmente,algunas delas propiedades mecnicas delaalbaileradeadobe, especialmente su resistencia, bajo diferentes solicitaciones. En base a esos estudios se estableci los esfuerzos admisibles para el diseo.Finalmente, usando informacin de diversas fuentes y clculos adicionales prepararon una propuesta de normas para el diseo de estas construcciones.

Es en ese contexto, que la Tesis aportar un mtodo analtico, que servir de modelo en la aplicacin de clculos antissmicos en el diseo de una vivienda de adobe.

2 Fintel Mark, Resistance to Earthquake-Philosophy, Ductility and Details. Publicacin ACI SP-36, Response of Multistory Concrete Structures to Lateral forces 1,973, pp 75-96.3 Ing. Roberto Morales Morales, el Dr. Ricardo Yamashiro Kamimoto y el Ing. AlejandroSnchezOlano, Investigacin Experimental de Construcciones de Adobe y Bloque Estabilizado

La resistencia de la albailera de adobe se determin mediante especimenes a escala natural, as en lo concerniente a la resistencia en traccin, en un estudio experimental, Vera4 encontr, como era de esperar una bajsima resistencia en traccin, de la albailera de adobe, apenas 0.036 kg/cm 2 . Parasu aplicacin al diseo de muros reforzados con caa se encontr un dramtico aumento en la resistencia del encuentro, hasta de 14.7 veces la resistencia del espcimen sin reforzar.

En el diseo de esta vivienda de adobe, que incluye clculos antissmicos se usa la caa - puede ser caa brava, carrizo o caa de Guayaquil -, como refuerzo, para brindarle a la vivienda mayor resistencia frente a la ocurrencia de un sismo.

La caa se comporta elsticamente casi hasta la rotura. Echaz5 determin experimentalmente un valor medio del mdulo de elasticidad de 1.52 x10 5 kg/cm 2 con un coeficiente de variacin de 6.2 % y un valor medio de la resistencia de 1350 kg/cm 2 con un coeficiente de variacin de 17.7 %.Con la humedad se encontr una disminucin de la resistencia del orden del 25por ciento; en otros experimentos se ha encontrado una disminucin mayor.

1.2 JUSTIFICACIN E IMPORTANCIAEl presente trabajo de investigacin tiene como objetivo principal el inters de conocer como el fenmeno ssmico viene causando estragos en las viviendas de Lima y que medida se viene aplicando a fin de atenuar los desastres, as mismo proponer un modelo de diseo ssmico con propiedades sismo resistentes mediante la construcciones de adobe y su posible efecto en la reduccin de contingencias futuras, en beneficio de la comunidad.La importancia de la investigacin radica en que con el uso de este mtodo, se obtiene una vivienda de adobe con mejor comportamiento que el tradicional, frente a un sismo severo. Ello es posible debido a la aplicacin de un clculo estructural - MTODO ELSTICO CLASICO -, que nos proporcionar el rea de refuerzo en caa estructural, que har que este tipo de vivienda tenga mejor comportamiento frente a un sismo severo y que ha pesar de colapsar la edificacin, la vida humana quede a salvo.As mismo la importancia de esta investigacin, radica en que contribuir a

4 VERA GUTIRREZ Rodolfo, Estudio sobre Losas de Suelo-Cemento Reforzadas con carrizo yencuentros de Muros de Adobe, tesis de Ingeniera Civil, UNI,1972.5 ECHAZ PERALTA, J F, Estudio del suelo-cemento y de la Caa de Guayaquil Parte 1. Tesis deIngeniera Civil, Universidad Nacional de Ingeniera 1971.

orientar a las familias y a la sociedad en la prevencin e implementacin de medidas adecuadas; as como llegar a conclusiones valiosas y aportes que podrn ser tomadas en consideracin por investigaciones futuras.

1.3 DEFINICIN DEL PROBLEMALa ocurrencia de desastres naturales a nivel mundial es bastante frecuente y sus secuelas van mas all del corto plazo, y en ocasiones con cambios irreversibles, tanto en la estructura econmica, social y ambiental. En el caso de los pases industrializados los desastres ocasionan prdidas de vidas limitadas, gracias a la disponibilidad de sistemas eficaces de alerta temprana y evacuacin, as como a una mejor planificacin del desarrollo urbano y cdigos de construccin mas estrictos.

Se prev que el costo mundial de los desastres llegar a los 300 mil millones de dlares anuales para el ao 2050. Estimndose adems que 24 de los 49 pases menos desarrollados enfrentan elevados niveles de riesgo por desastres de origen natural.

A nivel de Amrica Latina, en las ltimas 3 dcadas, a consecuencia de desastres naturales, han perecido ms de 108,000 personas, ocasionando 12 millones de damnificados directos y aproximaciones hasta el ao 2003 indicaran 60 millones en prdidas directas.

As mismo se ha estimado la prdida de 100 mil vidas por ao en Amrica Latina. Estas estadsticas para la regin muestran que los desastres causan daos socialmente ms significativos y en ocasiones irreversibles en los pases en desarrollo, al concentrarse y afectar en mayor medida a los grupos de poblacin ms pobres y vulnerables.

El Per constituye un pas con alta exposicin a fenmenos naturales como sismos, inundaciones, deslizamientos, huaycos, sequas, heladas y de otra naturaleza con potencial destructivo. En ese sentido, el nmero de muertes suele ser elevado por cuanto afecta en mayor medida a grupos de poblacin maspobresyvulnerables.Ysindudaunodelosimpactosmas comprometedores es el deterioro de las condiciones de vida de la poblacin.

En ese contexto, la geografa diversificada del Departamento de Arequipa hace que grandes reas de este territorio estn expuestas a una serie de fenmenos naturales recurrentes cuyos efectos sobre las poblaciones alcanzan niveles impredecibles.

Ciertamente, las zonas alto andinas de Arequipa son las reas de frecuentes fenmenos naturales que desencadenan en algunos casos en desastres, alterando el normal desarrollo de sus comunidades. De igual forma, la alta prevalencia de fenmenos climatolgicos (sequas y heladas) causan graves impactos sociales y econmicos.

El sur del Per y especialmente algunas regiones se encuentran situados dentro del Cinturn de Fuego del Pacfico, zona caracterizada por su gran actividad ssmica; esto hace que la amenaza y el riesgo ssmico sea inminente para esta regin.

La ocurrencia de estos sismos en general y en el Per, se producen por su ubicacin en el Cinturn Ssmico del Pacfico donde la actividad ssmica principal es el resultado de la subduccin de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana, con una velocidad relativa de 8 cm/ao.

Es la cadena volcnica, la que le otorga a los departamentos gran parte de su personalidad. De su activo pasado y presente geolgico son testimonio las abundantes erupciones volcnicas que ha brindado un material que se apila en las canteras que son explotadas para extraer el insumo con el que se ha construido histricamente en el Departamento: el sillar.

Los volcanes que rodean la ciudad capital: el Misti (5,822 m), el Chachani (6,075 m) y el Pichu Pichu (5,664) y al igual que los existentes en el Distrito de Andagua, catalogado como el Valle de los Volcanes, donde se aprecia 80 pequeos volcanes inactivos cuyo entorno asemeja una superficie lunar6.

Adicionalmente los criterios usados para la determinacin de la problemtica y seleccin de esta investigacin son los siguientes:

Criterio PersonalDentro del campo de las construcciones y diseos sismos resistentes de edificaciones, existen muchos problemas, los cuales constituyen un abanico de problemas, que se refieren por ejemplo a construcciones y diseo ssmico en: acero, concreto armado, madera, adobe, etc.; es decir cuando ellos colapsan frente a la ocurrencia de un sismo severo y traen consigo la muerte de muchaspersonas.

6 Problemtica de Desastres http://www.copasa-gtz.org.pe/problematicdedesastres.html[Consulta: 16 febrero 2007]

De todos estos problemas se eligi para la presente Investigacin, el TEMA del ADOBE SSMICO - que es un problema -,debido a que existen investigaciones que se han realizado en Sismologa e Ingeniera Assmica, as como en los campos del Concreto Armado y el Adobe Ssmico, con el propsito de que a travs de un estudio integral del caso, se proporcione un mtodo que permita ser aplicado en las construcciones de adobe a fin de evitar prdidas humanas aunque la estructura colapse.

Criterio TemporalEl proceso constructivo que se plantea y el mtodo de anlisis que se utiliza es de total vigencia tanto en nuestro pas como en otros pases, que padecen este problema. La idea es como se ha dicho: evitar prdidas humanas aunque la estructura colapse. El colapso de las viviendas de adobe frente a la ocurrencia de un sismo sucede en el Per y el mundo, como por ejemplo en Moquegua - Per, Irak, etc.

Criterio Terico

La Investigacin concluye en mtodos de anlisis y sntesis que sern fcilmente utilizados por los profesionales para analizar de forma anloga otros materiales.

Como estudio complementario al problema planteado en la investigacin podemos resumir algunas ocurrencias ssmicas ocurridas en nuestro Pas y el Mundo.

22 enero 1582 sismo que destruy Arequipa. Se destruyeronalrededor de300 casasy murieron 30 personas sepultadas entre escombros.

12 mayo 1664 a las 4.30 am., Ica,tembl violentamente la tierra destruyendo la ciudad y ocasionando la muerte de 400 personas. En Piscocaus serias averas y en Lima fue sentido con gran intensidad, sin causar daos.

05 agosto 1933 Fuerte y prolongado temblor en Lima, Callao e Ica. Caus ligeros deterioros en las casas antiguas de la Capital y su intensidad causalarma. Rotura de vidrios en la Ciudad de Ica donde alcanz cierta violencia. 25 abril 1939Temblor en Caete, intensidad Grado VI Escala Modificadade Mercalli, fuertementepercibidos en las ciudades de Pisco, Chincha,

Lima y en las poblaciones de Matucana y San Mateo en la CarreteraCentral. El observatorio San Calixto daba una distancia epicentral de 1200Km.

24 mayo 1940a las 11.35 am., la Ciudad de Lima y poblaciones cercanas fueron sacudidas por un fortsimo temblor, cuya intensidad, apreciada porsus efectos sobre las construcciones urbanas, se aproxim al Grado VII-VIII de la Escala Modificada de Mercalli. Este sismo dej un saldo de 179 muertos y 3,500 heridos, estimndose los daos materiales en unos3600,000 de soles, las estadsticas oficiales decan que sufrieron daos un38% de las viviendas de quincha, 23% de las casas de adobe, 20% de las casas de ladrillos, 9% de concreto armado y un 10% de casas construidas con material diverso.

13 enero 1960 Terremoto en Arequipa. Murieron 63 personas.

Sismos recientes ocurridos en el Per:

- 24 de mayo de 1940 Lima Per- 17 de octubre de 1966 Lima PerM = 7.5 Escala de Richter.- 31 mayo de 1970 Lima Per- 03 octubre de 1974 Lima Per

En la ocurrencia de todos estos sismos peruanos, han habido colapsos de viviendas de adobe, trayendo consigo la perdida de vida humana.

Ello justifica la investigacin de una vivienda, que involucre al sismo en su clculo, a fin de dotarle de propiedades sismos resistente que permitan disipar la energa que trae un sismo y de esta forma evitar la perdida de vidas humanas pese a que la vivienda colapse. Este es el caso de la Vivienda de Adobe Ssmico.

1.4.3 Problema PrincipalEn qu medida la implementacin de un modelo de diseo ssmico en construcciones de adobe, permitir reducir el nivel de desastres ssmicos en la ciudad de Lima ?

13.2Problemas Secundarios De qu manera la prevencin de desastres, ocasionada por medidas

de construcciones de adobe antissmicas permitirmitigar los desastres? La falta de medidas y acciones pertinentes para prevenir la accin dedesastres ssmicos, contribuyen a deteriorar la infraestructura fsica delas viviendas? Cul es la incidencia de desastres ssmicos, derivados de la falta deprevencin y capacitacin para prevenir acciones emergentes ?

1.5 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

1.5.1 Objetivo General Analizar en qu medida la implementacin de un modelo de diseossmico en construcciones de adobe, permitir reducir el nivel dedesastres ssmicos en la ciudad de Lima?

1.5.2 Objetivos Especficos Explicar de qu manera la prevencin de desastres, ocasionada pormedidas de construcciones de adobe antissmicas permitir mitigar losdesastres Determinar si la falta de medidas y acciones pertinentes para prevenir laaccin de desastres ssmicos, contribuyen a deteriorar la infraestructurafsica de las viviendas Establecer cul es la incidencia de desastres ssmicos, derivados de lafalta de prevencin y capacitacin para prevenir acciones emergentes

CAPTULO II

2. FUNDAMENTOS TERICOS DE LA INVESTIGACIN

2.5 MARCO HISTORICOLas catstrofes naturales han acompaado, en forma dramtica, la evolucin de los ncleos urbanos, pero los historiadores se han ocupado del impacto inmediato del desastre natural, quedando menos comprendida su influencia en el mediano y largo plazo. Las erupciones volcnicas y los terremotos constituyen un tema especial dentro del estudio del impacto de estos eventos ya que no slo destruyen viviendas y obras de infraestructura, sino que tambin modifican las actividades agrcolas que permiten sostener la vida urbana. As, los terremotos, aunque episdicos, alteran la vida cotidiana y modifican laevolucin de los ncleos urbanos.7

Entrelosprimerosdocumentossobreterremotosestnloscatlogos elaborados por los chinos, que registran ms de 3000 aos de actividad ssmica. Son escasos los registros sobre estas catstrofes en la Antigedad aunque indican que un fuerte terremoto fuera de la costa de Grecia se produjo en el 425 a. C. La ciudad de Efeso fue arrasada por un sismo en el 17, Pompeya qued destruida en el 63, y se sospecha que los ncleos urbanos creto-micnicos entraron en decadencia por sucesivos terremotos. En el 476 la poderosa Roma sufri la devastacin de un terremoto y luego le toc a Constantinopla recuperarse de los terremotos de 557 y de 936.

Tampoco hay abundantes fuentes para la Edad Media, pero se han documentado terremotos en Inglaterra en 1318, en Npoles en 1456, y en Lisboa en 1531. El terremoto de 1556 en Shaanxi (Shensi China), que mat alrededor de 800.000 personas, ha sido uno de los mayores desastres naturales de todos los tiempos. Los terremotos han causado las catstrofes ms grandes que ha conocido la humanidad, que ha tratado de explicarlos desde un punto de vista mtico o legendario, aunque ya los filsofos griegos de la Antigedad procuraron darles una explicacin lgica.

Aristteles indic que eran causados por la accin de vientos y gases producidos por materiales subterrneos en ignicin.

7 Terremotos y sismos en la evolucin urbana de Hispanoamrica. Ejemplos coloniales y estudio de caso. http://www.habitat.aq.upm.es/boletin/n16/aefer.htmlConsulta: 16 febrero 2007En el Libro segundo, captulos 7 y 8, Aristteles8, trata un fenmeno que para lestenntimarelacinconlosvientos:losterremotos.Rechaza desdeosamente las teoras que los explican por la cada del ter a las partes bajas de la tierra (Anaxgoras de Clazomene); o por un exceso de agua en las cavidades de la tierra que produce un movimiento al buscarse una salida (Demcrito de Abdera), o como el resquebrajamiento de masas de tierra empapadas por la lluvia (Anaxmenes de Mileto). Los terremotos se deben, para Aristteles, al viento que se genera en el interior de la tierra debido al calor del sol; y ello porque se trata del cuerpo ms apto para moverse y llega ms lejos por ser ms sutil.Esto explica el origen y las diferentes circunstancias que acompaa a los terremotos, como los movimientos de plpito o temblor; o el hecho de que se producen ms en unos lugares que en otros y en una estacin o momento del da ms que en otro.

Estrabn y Platn indicaron que se producan ms frecuentemente a lo largo de la costa que en el interior del pas. A principios de la Edad Moderna comenz a surgir la idea entre los naturalistas de que las causas de los terremotos se deban a fenmenos en la corteza terrestre y tales descripciones aparecieron en el Volumen 49 de las "Transcripciones de la Sociedad Real" de Londres en1755, luego del terremoto de Lisboa del 1 de noviembre de ese ao, en que murieron 60.000 personas.

En Amrica, los espaoles catlicos al fundar sus ciudades conservaron un respetuoso temor frente a los sismos, invocando al patrn Santiago, protector contra los temblores. El santo patrono, sin embargo, no salv a Quito del terremoto de 1797 que mat unas 40.000 personas. Mendoza, fundada en1561 en la zona ssmica ms activa de la Argentina, fue tambin puesta bajo la proteccin de Santiago pero tampoco se salv de su destruccin total debido al terremoto de 1861.

Para los conquistadores, el sitio de la fundacin de las ciudades segua lineamientos ms bien econmicos y no de seguridad urbana, a pesar de que la Corona espaola haba dado indicaciones que venan desde la Edad Media y que procuraban poner a salvo las ciudades de calamidades ocasionadas por desastres naturales. En Amrica, la presencia de indios para encomendar fue decisiva y esto explica la poca consideracin a normas de seguridad urbana. Un ejemplo dramtico fue la fundacin de Santiago de los Caballeros de Guatemala al pie de un volcn activo. Quince aos ms tarde, una erupcin delodo sepultara a toda la comunidad.

8 Aristteles, Los Metereolgicos, Introduccin, traduccin y notas de Jos Luis calvo Martnez, 1996.

Debido a la riqueza de informacin que puede obtenerse a partir de un desastre natural es que varios cientficos sociales han comenzado a estudiar ms detenidamente estos temas. Desde la dcada de los 1980s, con el terremoto de Mxico, la recurrencia del ENSO (Oscilacin del Sur El Nio) en Ecuador y Per y los huracanes en Centroamrica, la dimensin histrica de las catstrofes ha crecido en inters. Cmo enfrentaron las comunidades en el pasado estos acontecimientos? Cmo fueron afectadas en el mediano y largo plazo estas ciudades? El presente trabajo es el resultado de una investigacin ms amplia sobre las catstrofes en Mendoza. Seleccionamos los terremotos y su impacto en la evolucin urbana desde la colonia hasta mediados del siglo XX, comenzando por una sntesis de algunos de los terremotos destructivos en la Historia Colonial de Hispanoamrica.

En el caso de Per, en general, y de Lima en particular, los terremotos fueron frecuentes. Hasta mediados del siglo XVII, solamente en Lima hubo catorce sismos y terremotos: en 1582, 1586, 1609, 1630, 1655, 1678, 1687, 1690,1699, 1716, 1725, 1732, 1734 y 1743. De extrao gusto es un informe de alrededor de 16 hojas sobre el terremoto de Lima de 1609 que Pedro de Oa escribi en verso para el Virrey del Per, Don Juan de Mendoza y Lima, Marqus de Montesclaros:

Zimbra toda pared, cruxen los techos agudo pulsa, y late el suelo aprieta,faltan los hombres, en pavor deshechos, y el alarido mugeril no cessa,dan vozes, tuercen manos, hieren pechos, y aun la curada crin alguna messa, rezclando quiza sus cabellos,que es el presente mal y castigo dellos [...] Creciendo va el terrible terremotoaorasse el cavallo, el perro aulla,y sin saver a donde, el vulgo ignoto corre mezclado en confussion y trulla la turbacin, espanto, y alborotono dexan sangre, que en las venas bulla, miedo la cuaxa, y el cabello eriza,y embuelve los semblantes en ceniza. [...]

Pedro de Oa refera ms adelante en su verso que las causas del terremoto

deban buscarse en el "fuego en las cavernas encendido" y en "el viento como algunos han sentido"; ambas explicaciones todava circulaban en el siglo XIX.

El terremoto de 1746 en Lima fue uno de los ms serios y posiblemente el ms fuerte de todo su perodo colonial, con ms de 1.000 muertos, acompaado por el tsunami que acab con el puerto del Callao. Un clculo establece que unas3.000 casas se vieron afectadas en alrededor de unas 150 manzanas. Segn un testigo, Eusebio de Llano y Zapata, "algunas cartas avisan que en la Concepcin de Chile a las 6 horas y media que inund al Callao hizo tambin su salida el mar, extendindose hasta 3 4 cuadras". Esta relacin entre un tsunami y terremoto en Per y las modificaciones del nivel del mar en Chile fue registrada nuevamente en 1868, cuando un terremoto sacudi a Arequipa en Per y una ola de 16 metros cay sobre Arica en el norte de Chile.

Las autoridades limeas contaban con experiencia para organizar la seguridad y el abastecimiento. Una de las primeras acciones durante la emergencia fue la seguridad de los sobrevivientes, que se relacionaba con el temor a una sublevacin de esclavos y mulatos. Siguiendo el modelo de las medidas para la emergencia tomadas despus del terremoto de 1687, el abastecimiento de la poblacin se realiz importando granos y sebo desde Chile. Aquel terremoto de1687, segn Carlos Darwin, haba afectado el curso de ros, y por lo tanto, modificado las posibilidades de la agricultura, acelerando el proceso de reconversin de los cultivos en la costa peruana. De la misma forma, el terremoto de 1746 trajo consecuencias en el mediano y largo plazo en el ncleo urbano porque el Virrey emiti una orden para que Luis Godin de la Academia de Ciencias de Pars y catedrtico de la Real Universidad de Lima en matemtica informase cmo se deban edificar las casas, y sobre todo las fortificaciones, para resistir el impacto de los terremotos.

2.6 MARCO TERICO

2.6.1 COMPORTAMIENTO SSMICO EN LAS CONSTRUCCIONES DE ADOBELasfallasenlasconstruccionesdeadobepuedenatribuirse, principalmente, a su poca resistencia en traccin y reducida adherencia entre el adobe y el mortero. Los tipos principales de falla, que a menudo se presentan combinados, son los siguientes:

1. Falla por traccin en los encuentros de muros: En la figura 1 se ilustra este tipo de falla, que se debe principalmente a esfuerzos de traccin directa que se produce en uno de los muros, al dar arriostre lateral a otros muros del encuentro, esta situacin se agrava cuando a este se superpone los esfuerzos de flexin.

Figura N 1Falla tpica por traccin

2. Falla por flexin: En la figura 2 se ilustra algunas de las variantes de este tipo de falla que se debe a los esfuerzos de traccin por flexin al actuar el muro como una losa apoyada en su base y en los elementos verticales que lo arriostran. La falla puede ocurrir en secciones horizontales verticales u oblicuas.

Figura N 2

3. Falla por corte: En la figura 3 se ilustra este tipo de falla, que se produce cuando el muro trabaja como muro de corte. Se debe principalmente, a los esfuerzos tangenciales en las juntas horizontales.

Figura N 3

2.6.2 SISMOEl sismo es definido como el movimiento de la corteza terrestre o como la vibracin del suelo, causado por la energa mecnica emitida de los mantos superiores de la corteza terrestre, en una repentina liberacin de la deformacin acumulada en un volumen limitado.

El paso de un camin, de un tren, pueden producir una pequea vibracin en la superficie terrestre, este fenmeno podemos relacionarlo con un Microsismo o un Temblor. Una erupcin volcnica o un movimiento Distrfico puede originar una vibracin fuerte dando lugar a un Macrosismo o Terremoto.

Los observatorios registran centenas de millares de sismos, cada ao en todo el mundo. Afortunadamente, de todos ellos, muy pocos alcanzan la categora de terremotos y gran parte de ellos ocurren en los fondos ocenicos (generando Tsunamis) o en regiones despobladas.Elorigendelossismosseencuentradistribuidodentrodelas profundidades que varan entre 0 a 700 km.

HIPOCENTRO: Un sismo originado en un pequeo volumen, debajo de la tierra, el cual puede ser representado como un punto, es denominado hipocentro, para fines de estudio.

EPICENTRO: La proyeccin vertical, sobre la superficie de la tierra, del punto que representa el hipocentro, se denomina epicentro.

Hay zonas de mayor sismicidad en el mundo:

Zona Circum Pacfico (estn ubicados el Per y el Japn) Zona Alpina Mediterrnea (Ej. Yugoslavia).

2.6.3 CAUSAS DE LOS SISMOS

De acuerdo a los estudios realizados, se puede decir que las causas de los sismos son:

La Actividad Volcnica y El Diastrofismo.Si observamosun mapa del mundo, se puede ver que las reas volcnicas y las zonas ssmicas coinciden, esto dio, por origen, a que se pensara por mucho tiempo que la causa principal de los terremotos eran las erupciones volcnicas.Cierto es que los volcanes al entrar en actividad pueden producir fuertes sismos, pero estos son de tipo local y menos intensos que los sismos de origen distrfico. Las numerosas investigaciones que se realizan en el mundo, indican que los sismos ms fuertes que sacuden la litosfera, se deben al diastrofismo.

Cuando se origina una falla, o cuando se deslizan los bloques a lo largo del plano de falla, estas producen sacudidas de la corteza terrestre. Los sismos de esta clase son los llamados TECTNICOS.

2.6.4 CARACTERISTICAS DE LOS SISMOS

ONDAS SISMICAS: Producido el sismo, esta enorme cantidad de energa se propaga en forma tridimensional desde su origen, en forma de ondas elsticas. Estas ondas se pueden transmitir a travs del mismo cuerpo slido (masa terrestre) o a travs de la superficie que separa 2 cuerpos. Esto da lugar a la siguiente clasificacin:

Ondas Corporales yOndas Superficiales

Dentro de las ondas corporales tenemos:

ONDAS PRIMARIAS (P): Son los que hacen que las partculas vibren en la direccin de propagacin de las ondas produciendo slo compresin y dilatacin. Estas ondas pueden transmitirse a travs de medios, Slidos , Lquidos y Gaseosos.

Estas ondas son de tipo sonoro y su velocidad de propagacin varia entre1 Km/seg, para suelos blandos no consolidados y 14 Km/seg, para la parte mas profunda del manto.

ONDAS SECUNDARIAS O DE CORTE (S): Las partculas vibran perpendicularmente a su direccin de propagacin de las ondas.

Estas ondas slo se transmiten a travs de slidos. La velocidad de propagacin de estas ondas es aproximadamente la mitad de la velocidad de las ondas primarias.

Dentro de las ondas superficiales tenemos:

ONDAS LOVE (L): Ondas de cortes horizontales, que produce vibraciones perpendiculares a la direccin de transmisin de la energa.

ONDAS RAYLEIGH (R): Las partculas vibran en un plano vertical.

Como las ondas ssmicas recorren grandes distancias, los sismos pueden ser registrados por unos aparatos llamados SISMGRAFOS, situados generalmente muy lejos del epicentro.

SISMGRAFO:Esunaparatoquegraficapermanentementeel movimiento de la tierra. Mediante el sismgrafo se puede conocer la duracin, intensidad y lugar en el que se produjo el sismo.Grficos de los sismgrafos:

Sismo Cercano: Es un sismo destructor

PSL

Sismo Lejano o Telesismo: > 1000 Km. de distancia

PSL

Ondas corporalesOndas Superficiales

2.6.5 TIPOS DE DAOS DEBIDO A SISMOS

Los sismos pueden ocasionar cambios en el relieve, grietas externas, deslizamientos, avalanchas, variaciones en los cursos de los ros, etc., etc.

Generalmente los efectos ms desastrosos del sismo se producen en las zonas densamente pobladas.

Los tipos de daos debido a sismos pueden dividirse en 3:a) Daos en las estructuras causadas por la Fuerza Ssmica.b) Daos en las estructuras causados por las deformaciones del suelo. c) Daos en las estructuras causados por otros fenmenos naturales.

En el sismo de TOKACHI-OKI (1968-JAPON), se demostr que cuando la fuerza ssmica, es mayor que la resistencia de los materiales de la estructura, esta falla (COLAPSA). En estructuras de concreto armado generalmente la falla se produce por fuerza cortante en la columna.

En el sismo de ALASKA (1964), gran parte de la estructura, que a pesar de tener la resistencia de sus materiales mayor que la fuerza ssmica, tuvieron que ser puestos en posicin vertical a elevados costos o demolidos debido al estado en que quedaron, por asentamientos del terreno o mal comportamiento del suelo.Dentro de daos a estructuras causados por otros fenmenos naturales podemos mencionar a los TSUNAMIS y la LICUEFACCION DE ARENAS.

2.6.6 TSUNAMISSon ondas ssmicas que viajan a travs de los ocanos, de gran periodo de longitud, que se genera en los mares, viajando en todas las direcciones a travs del medio lquido.

L 200 Km

H = Fraccin de metros

La palabra TSUNAMI es japonesa y significa TSU = PUERTO y NAMI = OLAS, es decir Olas del Puerto, dndose a entender que los mayores daos se registran en los puertos, dado a que estos estn generalmente ubicados en zonas entrantes al mar.

En nuestros das muchas de nuestras edificaciones (edificios, industrias, casas, etc.), se encuentran ubicados en zonas entrantes al mar (zonas que tienen la forma de V y de U), que son zonas peligrosas para laconstruccin.

Mar

Zonas peligrosas para laconstruccinde edificaciones.

Las causas que originan los tsunamis son:

a) Vibracin vertical de fondo marino.b) Movimiento ondulatorio del fondo marino, ocasionado por un sismo (cuando la frecuencia de un sismo coincide con la frecuencia natural del lquido una onda de gran amplitud es generada).c) Erupcin de un volcn submarino.

d) Dislocacin del fondo marino de gran ancho y poca profundidad cerca de la costa.

La velocidad del tsunami, depende de la profundidad del mar y puede ser calculado mediante la siguiente relacin:

V =g.h

donde:V = Velocidad (m/seg.)

g = aceleracin de la gravedad (9.81 m/seg 2 )

h = profundidad (m)

MAGNITUD DE UN TSUNAMI

La magnitud de un tsunami, depende de la magnitud y la profundidad del hipocentro del sismo que lo ocasiona. As podemos clasificarlo de la siguiente manera:

M> 7.5

........................Gran Tsunami7.5M> 6.5........................Tsunami moderado6.5M5.0........................Tsunami pequeoM< 5.0

........................No se produce.

M = Magnitud del sismo en la Escala de Richter.

TSUNAMI OCURRIDOS EN EL PERU Y EL MUNDO

740Tsunami en Turqua.

14 septiembre1509Tsunami en Estambul

1537Tsunami en Mxico

8 febrero 1570Tsunami en Concepcin Chile

15 marzo 1657Tsunami en Santiago y Concepcin Chile

1687Tsunami en Chile

20 octubre 1687TSUNAMI EN LIMA Y CALLAO PERU

8 julio 1730Tsunami en Santiago y Concepcin Chile

28 octubre 1746TSUNAMIENLIMAPERU.Murieron3,800

personas

1 noviembre 1755Tsunami en Lisboa. Murieron 60,000 personas.Altura de las olas, de 5 m, a 10 m.6 enero 1821Tsunami en Grecia

20-25 nov. 1822Tsunami en Argentina13 agosto 1868Tsunami en Bolivia y el norte de Chile9 mayo 1877TSUNAMI EN AREQUIPA PERU e Iquique Chile23 enero 1878Tsunami en PERU y Chile27 agosto 1883Tsunami propagado por todas partes, debido a la erupcin volcnica de Krakatoa.14 abril 1924Tsunami en la isla Philippine22 junio 1932Tsunami en Mxico. Murieron 100 personas27 octubre 1945Tsunami en las Costas de Arabia1 abril1946Gran Tsunami en HIRO HAWAII. La ciudad de Hiro fuemuydaada.Murieron96personas.A17000,000 de dlares asciende los daos.23 mayo 1960Gran Tsunami en Concepcin Chile. Japn fue grandemente daado. Murieron 123 personas, 974 personas heridas y 4,369 casas destruidas y 25,539 casas inundadas en Japn.

Haciendo un breve comentario sobre el TSUNAMI producido por el SISMO DE CHILE de 1960, podemos decir:A las 7:23 p.m. (hora standard japonesa) del 21 de mayo de 1960, ocurri un gran sismo con una magnitud M = 8.0 en las Costas de Concepcin en la parte media de Chile. En secuencia a este terremoto siguieron 2 ms, uno a las 7:51 p.m, del 22 de mayo y el otro a las 4:15 a.m. del da 23 de mayo: luego 16 minutos mas tarde, o sea las 4:31 am, ocurri un sismo muy grande de M = 8.75, cuya magnitud es la ms grande registrada en el mundo.

El epicentro fue estimado a 73 Oeste de longitud y 37 Sur de latitud.

Este terremoto caus grandes daos en el distrito de Concepcin. Al mismo tiempo, con la dislocacin de la corteza terrestre debajo del fondo marino, se produjo un GRAN TSUNAMI el cual viaj a travs del Ocano Pacifico con una velocidad de 200 m. por segundo; velocidad muy cercana, a la velocidad de un Jet (avin). En el maana del 23 de mayo, 22 horas despus del sismo, la superficie del mar, a lo largo de las costas japonesas, en el Ocano Pacfico, comenz a temblar, como si ello mostrara la aproximacin de un GRAN TSUNAMI y las alas frontales del Tsunami llegaron a las playas del Japn, uno tras otro a las 3 de la maana. Este

Tsunami fue llamado TSUNAMI SISMO DE CHILE, debido a que estetsunami fue producido por el sismo de Chile.

Los daos que caus este tsunami en Japn fue el siguiente: Personas muertas o desaparecidas123Personas heridas974Casas destruidas4,369Casas inundadas25,539.

Por lo expuesto, se deduce que un tsunami que se ha generado por un sismo de un pas, ocasiona grandes daos en las costas de otro pas, como se puede notar seguidamente:

Centro del sismoo zona desastrosaTiempo deocurrenciaTsunamiTiempo dellegada delTsunamiDescripcin del TsunamiLima-Callao,PERU20octubre168722 octubre1687OcurridoeltsunamienPer, este atac la zona deRikuzen-JapnHubo grandesdesastres alrededor de Concepcin, Chile. Magnitud = 8.25 a8.5023 mayo 196024 mayo 1960Hubo grandes desastres enChile.Hubo grandes desastres a lo largo de las costas del Ocano Pacfico.Altura de olas = 6 metros.

La situacin mas desfavorable para el Per son los que originaran entre las Islas Filipinas y Nueva Zelanda, debido a que estas ondas llegaran directamente a nuestras costas. El tiempo aproximado que necesitaran los tsunamis para arribar a nuestras costas, sera de aproximadamente 13 horas.

2.6.7 LICUEFACCION DE ARENAS

Durante los pasados mayores sismos, muchas estructuras daadas fueron causadas por asentamiento o inclinacin de estructuras debido a la licuefaccin de subsuelos saturados de arenas.

En muchas zonas se comprob que la licuefaccin ocurre repetidamente, por consecutivos sismos.

La licuefaccin se produce, cuando el sismo alcanza grado VII o VIII de laEscala de Mercalli, lo que corresponde a la mxima aceleracin de 80 a250 cm/seg 2 ms.

Cuando la licuefaccin es producida, nosotros podemos notar que:

a) Brota chorros de agua con arena o lodo de los pozos o de las rajaduras del suelo.b) Excesivo asentamiento de estructuras pesadas ubicadas en estratos arenososc) Los pilotes y caissons quedan por encima del nivel del terreno natural.

En el sismo de Tonankai Japn del 7 de diciembre de 1944, de magnitud M = 8.0, se produjo en la zona de la costa sur de la ciudad de Nagoya fallas en las casas de madera debido a asentamientos e inclinaciones que se debieron a una enorme cantidad de eyeccin de arena y agua del suelo.

2.6.8 PREDICCION DE SISMOS

Actualmente pases como la Unin Sovitica, China, Estados Unidos, Japn, se encuentran haciendo estudios profundos sobre prediccin de sismos. El ao 1963 el Gobierno Japons inici el proyecto de prediccin de sismos. El ao 1965 la UNESCO tuvo una reunin sobre este tema.

Las premisas fundamentales para la prediccin de sismos son:

a)Medida de la deformacin de la corteza terrestre (chequeo de las velocidades de incrementos de deformacin)b)Observacin de pequeos sismos (antes de un sismo severo, pequeo sismos se producen y pueden ser observados).c)Medida de la velocidad de propagacin de las ondas (la velocidad de las ondas disminuye).d)Estudios geotcnicose)Estudios geomagnticos

En una prediccin de un sismo es importante su informacin, es decir: tiempo, lugar y magnitud de un sismo; informacin pocodifcilen nuestros das, pero factibles de obtener en un futuro cercano.

2.6.9 MEDIDAS BSICAS DE SEGURIDAD CONTRA SISMOS Y OTROS FENMENOS NATURALES

1. Debido a que nuestro Pas, est ubicado en una zona activamente ssmica, denominado CIRCULO CIRCUM PACIFICO, es que nuestras edificaciones(casas, edificios, puentes, presas, reactores nucleares, etc), estn sujetas frecuentemente al ataque severo de los sismos; es por ellos que nosotros debemos de proteger nuestras edificaciones, para evitar que est colapse totalmente y por ende la vida humana sea salvada.Justamente el principio bsico primordial, en un diseo antissmico es: Aunque el edificio sufra daos irreparables, durante un sismo muy fuerte, la vida humana, debe mantenerse muy segura.Para poder alcanzar este objetivo, nosotros debemos de observar y respetar una serie de normas y requisitos que son proporcionados por los reglamentos o por la experiencia prctica, que nos ensea en el campo, un sismo al producirse ste.Estas normas y requisitos vendran a constituir las medidas bsicas de seguridadcontrasismosyotrosfenmenosnaturalesque comenzaremos a enunciar seguidamente:

2. Sabido es que el DESLIZAMIENTO es una falla de una masa de suelo, localizado muy cercanamente a una pendiente.

Los deslizamientos pueden ocurrir de muchas maneras, es decir lentamente o rpidamente y con o sin provocacin aparente.

Generalmentelosdeslizamientossonproducidosdebidoala excavacin o al corte de la base de una pendiente existente.

Cuando las condiciones del lugar donde est ubicado el edificio coincide con las siguientes condiciones, la posibilidad de que se presente la falla de deslizamiento, debe tenerse presente:

a)En caso de que el edificio est cerca de un precipicio de 3 metros de altura o ms, la distancia del edificio al precipicio es menor o igual a la altura del precipicio.b)En caso de que el edificio est debajo del precipicio, la distancia que hay entre el edificio y el precipicio es menor o igual al doble de la altura del precipicio.

L 1H3

H

2L 2 H

3. Precauciones en Fachada

En fachadas, tanto interiores como exteriores los vidrios de ventanas se colocarn en los marcos de stas, de manera que permitan un juego por lo menos igual al doble del desplazamiento horizontal relativo entre sus extremos.

4. Separacin de Colindancias y en Juntas de Dilatacin

Toda nueva construccin debe separarse de sus linderos con los vecinos un mnimo de 3 cm. para estructuras menores de 5 metros de altura, pero no menos de:

S = 3 + 0.4 (h 5)

Para construcciones con una altura mayor de 5 metros.

5. La cimentacin de una estructura debe de conectarse completamente, para evitar la vibracin desordenada de cada elemento.

6. Para dar permiso de ocupacin en estructuras cuya rea cubierta excede 10,000 m2 o cuya altura exceda 30 metros, deber constatarse que se encuentran instalados acelergrafos tanto en el piso inferior como en el piso superior.

7. En casa de adobe tener presente las siguientes consideraciones:

7.1Evitar la mala calidad del adobe, es decir lo referente a la materia prima usada y a la tcnica de produccin.

7.2Evitar el dimensionamiento inadecuado del adobe especialmente evitar que la altura del adobe sea demasiado grande.7.3Usar una cadena superior de amarre.7.4Construcciones de mas de un piso de adobe son vulnerables al sismo.

8. Concreto Armado

El concreto armado es uno de los materiales de construccin mas usado en nuestro pas.Con una adecuada preparacin de este materialy con un buen proceso constructivo, el concreto armado se convierte en un excelente material,para construcciones sismo- resistentes.

8.1La presencia del Inspector durante todo el proceso de la construccin debe ser constante, para que de esta forma, chequee el adecuado arreglo del acero, refuerzo longitudinal y transversal), el vaceado del concreto, el curado del concreto y del cumplimiento de todas las especificaciones que detallan los planos as como las diversas formas de trabajo de los diversos materiales.8.2Las columnas de concreto armado que refuerzan las paredes, deben ser construidas en forma tal que la pared y la columna trabajen como un conjunto frente a una solicitacin ssmica.8.3El ladrillo debe ser mojado antes de ser asentado para asegurar la adherencia del mortero al ladrillo.9. Si se recibe el aviso de alerta contra un Tsunami, debemos trasladarnos cuanto antes a un lugar elevado, de por lo menos 20 metros de altura.

9.1Si el mar se retira anormalmente o hay una elevacin no comn de la marea, puede ser un aviso de que se va a producir un tsunami.9.2Debemos ubicar nuestras viviendas, instalaciones industriales, etc. en lugares de ms de 20 metros sobre el nivel del mar.9.3E lugar ms peligroso, es el vrtice de una entrante del mar en forma de U V.

ADOBE SSMICO

Ventajas

1. Accesibilidad

2. Economa

3. Mano de obra barata

4. Requiere poco pulimento

5. Durabilidad

6. Resistente al fuego

7. Aislamiento trmico excelente Inconvenientes

1. Requiere trabajo duro

2. No es repelente al agua

(cuando no usa estabilizante)

3. Poca resistencia a las fuerzas ssmicas4. Gran peso

5. Poca resistencia lateral

CAUSAS POR LO QUE FALLA EL ADOBE

1. Mala calidad del adobe2. Dimensionamiento inadecuado (el campesino peruano est acostumbrado a hacer adobes de mucha altura, tratan de hacer el alto igual al largo).

h.15m Fig. N 1

3. Trabaja horizontal insuficiente (Fig. 2)

Traba insuficiente

Fig. N 2: Adobes de cabeza

Fig. N 3 Las juntas verticales no deben coincidir

4. Trabas inadecuadas y deficiencia en los encuentros de muro (Fig. N 3)5. Deficiente mano de obra6. Deficiencia en el llenado de las juntas.

Fig. N 4 Es muy frecuente que hagan juntas horizontales y no verticales. Esto lo hacen con la finalidad de que a la hora de tarrajear se agarre la mezcla. Ello puede ser as, pero no es lo correctopara la resistencia de la pared.

7. Dimensionamiento incorrecto de los muros

No guardan relacin, demasiado largo, demasiado alto y de poco espesor.

8. Vanos de puertas y ventanas muy anchos

9. Demasiado porcentaje de vanos en una pared.

10. Mala distribucin de vanos en un pao de muro.

Los vanos no deben estar cerca a las esquinas o a las paredes de arriostre.

11. Carencia de viga collar

12. Techos muy pesados y mala fijacin de estos al muro, sin colaborar al confinamiento del conjunto.Se recomienda que la primera hilada debe estar a 20cm del piso terminado o a

30cm del terreno natural.

DIFERENTES TIPOS, DE ADOBES O BLOQUES DE TIERRA QUE SE CONOCENPodemos fabricar adobes simples y adobes estabilizados

Mtodos diferentes de estabilizacin

Hay diferentes mtodos para estabilizar el adobe. Se conocen cinco (5)

mtodos para estabilizar el suelo:

Mtodo 1: Alteracin de calibres del suelo.

El suelo est compuesto por tres (3) elementos bsicos: arena, limo y arcilla

(este ltimo el componente ms fino).Ejemplo:Arena-------- 60% Elemento inerte (permanecen como Limo --------- 20%estn no cambia de volumen) Arcilla ------- 20% Elemento activo100%

Nota: Un suelo arenoso se contrae menos que un suelo arcilloso

Mtodo 2: Estabilizacin mecnica Consiste en agregar al suelo un estabilizante que tiene la propiedad de envolver a la componente delsuelo y no acepta el agua.

Fig. N 5

Al agregar asfalto al suelo estamos haciendo estabilizacin mecnica. Est comprobado que un suelo con un montn de partculas tiene mayor superficie que envolver o cubrir que otro que tiene menos partculas, pero no eseconmico tener ello.

Supongamos:

1m3 con poca arena, esta tiene menor superficie que envolver que la fig. N 7

1m3 con mucha arcilla

Fig. N 6 Fig. N 7

Mtodo 3: Estabilizacin Qumica

Al agregar cal al suelo, la cal reacciona con los componentes del suelo y se produce la estabilizacin, de preferencia se aconseja mezclar la cal con un suelo que sea arenoso.

1 volumen de pencaSe hace hervir y esta agua es la que

10 volumen de aguaentra para preparar el suelo - cal

1 volumen de cal+ agua de pencaSuelo cal10 volumen de tierra

Mtodo 4: Estabilizacin combinada

Se produce cuando se combina mezcla de suelo + estabilizante. Ejm. con el cemento ya que esto envuelve a los componentes y reacciona qumicamente.

Recomendaciones para preparar el suelo-cemento

Se mezcla el suelo en la proporcin 1:10 (cemento: tierra)

Ms de 1:15 (cemento: tierra) no vale la pena porque se gastara cemento en vano.Para el suelo-cemento, el suelo debe tener caractersticas arenosas.

Mtodo 5: Estabilizacin electro-qumica

Consiste en pasar corriente elctrica por el suelo y al existir sales se produce el proceso electroqumico, este proceso es muy sofisticado.

Conclusin

No todos los suelos sirven para hacer adobe.

Arena: Granos inertes comprendidos entre 2.00mm 0.05mm

No tienen cohesin

No tiene plasticidad

Limo: Granos comprendidos entre 0.05 mm 0.005mm

Parece ser una arena muy finaTiene escasa plasticidadSe dice que algunos limos tienen cierta cohesin

Arcillas: menos de 0.005 mm

Coloides: Son escasos

Sihacemos el batido, lo primero que se asienta es la arena, luego el limo (demora de 30min a 1 hora) y por ltimo la arcilla (3 horas). El limo y la arcilla son los finos que pasan la malla N 200.

PROPORCIN IDEAL PARA HACER UN BUEN ADOBE

El suelo debe tener:55% @ 75% arena

25% @ 45% . Finos (limo + arcilla)

DETERMINACIN DE LOS COMPONENTES

En laboratorio se determina por sedimentacin

En forma prctica, se hace un rollo con la mano as:

Si se rompe ante de alcanzar los 5cm, entonces se trata de un suelo muy arenoso. Si pasa de los 15cm es muy arcilloso, o sea que lo ideal sera estar enel rango de:

5cm15cm

En la UNI, la Catlica, se hace 5 bolitas de 2cm de dimetro, durante 24 horas se deja secar y despus se trata de romperlas con la presin de los dedos, si se trata de un buen suelo no deben romperse. Si se rompe 1 de las 5 bolitas se debe hacer de nuevo la prueba.Se hizo un adobe con suelo de la Huaca Juliana y se determin: Oxido de silcio ..S1O2 60%Oxido de alumnio .Al2O3 .. 22.92%

Oxido de fierro..Fe2O3.. 4.28% Oxido de magnesioMgO 4.39% Oxido de calcio..CaO. 0.73% Agua.H2O .. 0.29% Conchuelas..1.30% Material orgnico (cactus) 6.53%Este adobe dio una resistencia de 30 kg/cm2 > 15 kg/cm2 (R.N.C.)

DIMENSIONES DEL ADOBE TRADICIONAL

Se han encontrado variadas dimensiones, pero se dan las recomendaciones que debe cumplir un buen adobe:

1. La longitud del adobe no debe ser mayor que el doble de su ancho ms el espesor de una junta de pega.l < 2a + ejuntaa

lejuntaa

2. La relacin entre la longitud del adobe en el plano del muro y su altura no debe ser menor que 4 para construccioneshechas con adobe sinestabilizacin, ni menor que 3 para adobe estabilizado.

4

hl para adobes sin estabilizarhl3l para adobe estabilizadoh

3. El peso del adobe, debe ser como mximo 30 Kg.

Cuando se observa una pared de adobe, se puede apreciar la falla por sismo que es a 45 (falla por traccin diagonal).l

lmh =2

m

45

La falla debern ser por rotura del adobe y no por la junta.

Del grfico cuando h = l l = 2h 2 l= 2h

No se debe usar porque se le hace el camino a la falla por sismo.

En conclusin, el largo debe ser mayor que el doble del ancho, de tal manera que si se produce falla, sera por rotura del adobe y no en las juntas.

Tambin se recomienda adobes cuadrados:

28Adobe estabilizado: 28 x 28 x 8 cmsAdobe simple: 38 x 38 x 8 cms

30 40

28

10cm

2cm2cm 2cm

Ventaja de los adobes cuadrados

1 su peso 19 Kg (fcil manipuleo)

2 relacin 4 @ 1

3 No se tendr desperdicios con este tipo de adobe (ver fig). A lo ms se recomienda hacer un medio adobe de 1 8 x 18 x 84 Permite solucin correcta de encuentros

ENCUENTRO DE MUROS

38

2

38

18 2 18

38

Encuentro en cruz

Encuentro enesquina LEncuentro enTe T HILADA IMPAR

HILADA PAR

Son refuerzos para dar mayor resistencia, puede ser carrizo o fierro (este resulta muy caro).

Tendal

Debe estar preparado, compactado y de preferencia que lleve una capa de arena fina. Al secarse el adobe se contrae y si hay material grueso se raja, pero la arena fina le sirve como polines y evitan que se rajen.Contenido de humedad del barro, tiene que estar comprendido entre el lmite lquido (L.L) y el lmite plstico (L.P).Cuanto ms arcilla tenga el barro, el L.L. debe aumentar (las arcillas expansivas tienen un L.L. muy alto mayor de 100).El encogimiento en el adobe se presenta a las 24 horas y alcanza del 80% a

90% del total.

El porcentaje de encogimiento, lo debemos tener muy presente, ya que si necesito un adobe de 28 x 28 cm tendr que hacer las gaberas ms grandes, en lo que se refiere a la altura se reduce cm.5% es un porcentaje aproximado de reduccin. Lo recomendable es preparar un adobe y ver cuanto se reduce y con estos datos preparar las gaberas. Si el secado es muy violento el adobe se va a rajar.Pasado 2 3 das al adobe se le puede poner de canto.

A las 4 semanas se puede tener ya el adobe para el trabajo, con clima favorable se puede asentar a los 20 das.

CONTROL DE CALIDAD DEL ADOBE

Prueba de flexin Prueba de flexin (obtener el mdulo de rotura en laboratorio).Carga puntual: una persona de peso promedio (aprox. 70 Kg.) durante 1 minuto. El adobe deber permanecer entero.Esta prueba es mejor hacerlo con medio adobe, segn las normas el mdulo de roturadebe ser 2.5 kg/cm2

Medidas del adobe estabilizado: 28 x 28 x 8cm

Medidas del medio adobe 13 x 28 x 8 cm.

l = 28cm

1328

Medio adobe b = 10.52

28

d = 8cm 8 = d

1313

2 El esfuerzo de flexin :cM

I

bh3h28Donde: I =12 ;c =2

M pl4

3 pl582

2 bd 2

Reemplazamos los datos del adobe: 3 70 8 880

4.38

Kg / cm 2 2 10.5 21344

La norma dice:

2.50 Kg / cm2

Como: 4.38 > 2.50 estamos bien!

El mdulo de rotura en promedio debe ser = 3.5 Kg/cm2, pero ningn adobe debe tener menos de =2.50 kg/cm2

Proceso constructivo: En la sierra se construye con adobe en una ladera y resultan 2 paredes diferentes.Y muchas veces pasa al 2do piso esto no es recomendable.

Es recomendable hacer una plataforma y despus construirla. 2 piso

h2h11er piso 2 piso

h1

h2 = 0

No recomendable

PARTES PRINCIPALES DE LA ESTRUCTURA DE UNA VIVIENDAa. Cimentacin b. murosc. Elementos de arriostre d. Techo

CIMENTACIN.- Encargada de transmitir la carga al suelo. La norma exige no construir con adobe en suelos con capacidad portante menores de 1 kg/cm21

t

tC Kg / cm2Es posible solo cuando se utiliza adobe estabilizado, cuando uso adobe simple

t(barro + paja):

Ct2 Kg / cm 2

tLos suelos blandos producen amplificacin del sismo:

(

Un sismo de grado V (en mercalli modificado) en Lima, produce ms o menos un sismo de grado VIII en la Molina.

Tipo de sueloKg / cm2 )Roca dura y sana (granito, basalto)40.0

Roca media dura y sana (pizarra)20.0Roca blanda y fisurada7.0Conglomerado compacto bien graduado4.0Terrenos compuestos de mezclas de arena y grava2.0Arena fina, media gruesa, mezclada con Limo o arcilla1.5Arena fina, mezclada con Limo o arcilla1.0Arcilla firme1.5Arcilla inorgnica blanda0.5Limo inorgnico con o sin arena.0.25

Cuando estos suelos se encuentran bajo agua su capacidad portante disminuye a la mitad.

tLos valles costeros tienen igual a 1.0 Kg/cm2 o menos.

La cimentacin puede consistir en un sistema comn de cimentacin corrida de concreto ciclpeo 1:12 con 30% p.g (8). Si no se consigue el cemento se puede usar piedra con barro estabilizado o mezclas con cal.La norma exige que la profundidad mnima del cimiento sea:

0.40 m si utiliz concreto ciclpeo.

0.60m si utiliz piedra con barro.Ancho del cimiento: para concreto, ciclpeo 1.5 veces el espesor de la paredPara piedra con barro 2.0 veces.Sobrecimiento: protege la edificacin del adobe, asla las hiladas inferiores de la humedad, erosiones mecnicas o sales.El agua por capilaridad sube y puede llegar a la primera hilada, por tanto la primera hilada debe estar a:0.20 m del piso terminado

Y a 0.30m como mnimo del suelo natural.

El sobrecimiento puede ser de concreto ciclpeo 1:10 con 25% de piedra

mediana (6).

Muros:

a. Segn las normas sismo-resistente: el espesor (e) mnimo de los muros ser la mayor de las siguientes dimensiones:e > 1/8 h h = altura libre

e > 1/12 de la distancia entre los elementos de arriostre verticales

b. La longitud entre el extremo libre de un muro y el elemento vertical de arriostre ms prximo no exceder de 0.4 veces de altura libre del muro.l < 0.4 h

h

l

Si resultase mayor, debemos confinar o ponerle una mocheta, pero no dejarlo libre.c. Los vanos de puertas y ventanas deben alejarse como mnimo 1.20 de la

pared transversal.

1.20(minimo)d. Los vanos de puertas y ventanas debe estar separados como mnimo 1.00

m.

< 90m 1.00mMin. < 1.20m

e. el vano de puerta no debe ser mayor de 90cm.f. El vano de ventana no debe ser mayor de 1.20m ni debe tener una altura mayor de 0.90m.

ab

la + b < l / 3

g. La suma de los anchos de vanos de una pared no debe ser mayor de 1/3 de su longitud.h. La separacin entre casas vecinas debe ser como mnimo: 5cms.

i. Si tengo una edificacin antigua y quiero arreglarla es preferible construir una pared nueva.j. No se debe construir esquinas en ochavos.

k. todos los adobes deben quedar trasladados como mnimo adobe.

l

Elementos de arriostre l /2min

Son muros transversales o mochetas.

l

MOCHETAS

l

Vigas soleras (v.s.) son elementos que dan amarre a los muros de los cuales toman cargas o se encuentran formando parte integrante.

Una pared es arriostre de otra.Cuando se usa adobe cuadrado, se solicita pasar un adobe es decir unalongitud l (ver fig.)Para disear el arriostre hay que considerar que el muro es apoyado, o como losa apoyada sujeto a fuerzas horizontales perpendiculares a l.

ARRIOSTRE HORIZONTAL SUPERIORv.s.

v.s.ARRIOSTRE HORIZONTAL INF.

ARRIOSTRES VERTICALES

La longitud de un muro de arriostre no debe ser menor de de su altura. Ejm. Si tenemos un muro de 2.40m de alto necesita (2.40) = 1.80 m. de arriostre.

> h

En el grfico si la longitud del muro no cumple con 3/4h entonces no es arriostre pero lo podemos convertir a arriostre colocando refuerzo (caa, etc.). Las caas pueden ser: caa brava, caa de guayaquil, carrizos.

Refuerzos:Para que la caa funcione como refuerzo estando puesto en el muro, debe estar anclado (fijo) en la cimentacin y en la parte superior a la vigacollar.

Refuerzos

Para fijarlo a la cimentacin. Si uso concreto ciclpeo no hay problema, pero si la cimentacin es de piedra y barro, debo poner al final de la caa, alambres,

para evitar que se salgan. Las caas impiden que la edificacin colapse totalmente.

Mortero: El mortero sirve para pegar los adobes (cemento-arena). El mortero de asiento debe ser de tal naturaleza que se fisure lo mnimo posible, si el mortero se fisura los adobes se separan. El mortero tambin se encoge, pero como est confinado por los adobes se raja. Es igual mezclar el barro con paja o con arena, con este ltimo el encogimiento es menor.Cuando hay falla, debemos evitar que el mortero falle solo, debemos tratar que

esta falla sea del mortero y del adobe.

Dosificaciones para evitar que falle: Mortero: Cemento arena 1:8 10 1 cemento8 10 arena

1 cementoMortero: Cemento tierra + arena 1: (6+4) 6 tierra +4 arena

Mortero: Cemento tierra + arena + 1% asfalto RC 250

No se debe usar mortero de barro solamente porque falla. Las juntas verticales o horizontales deben tener como mximo 2cms.

Techo:

El techo debe ser liviano, en el peor de los casos se puede usar tejas (80kg/m2)

pero no ms all.

El techo puede ser de barro con paja y asfalto, pero esto es muy poco para zonas lluviosas, all se debe usar calamina.En techos livianos cada muro recibe carga que est de acuerdo al rea tributaria (rea de influencia) que soporta y no es con respecto a la rigidez del muro.Todo techo debe llevar material aislante y la torta de barro es buen aislante.

Viga collar.- Toda edificacin de adobe, debe tener viga collar, anclada adecuadamente al muro, de tal forma que sirva como arriostre, esta puede ser madera, de concreto, tambin puede ser de malla metlica y concreto.La viga collar debe cumplir la funcin de dintel.

La viga collar puede ser madera.

2 x 2 La viga collar es como una escalera echada.

3 x 3

10cm

Silavigacollares de concretobastaconuna altura de 10cm con 2 3/8

La UNI, La Catlica han planteado una norma que reemplaz a la dada en el ao 1977 sobre construcciones de adobe.Se puede usar tijerales de madera, pero estos no deben ser mayores de 6.

Revoque.- Se debe colocar revoque para evitar que el adobe falle por erosin, sobre todo el adobe simple. El adobe estabilizado puede quedar sin revoque. Como material de revoque podemos usar barro solo. El barro-arena o enyesado.

Instalaciones:Sanitarias, se recomienda que sea visible.

Elctrica, debe ser empotrada

El tubo de ventilacin se debe llevar por equina y despus revocarla.

2.2.10 ANALISIS Y DISEO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES DE ADOBE

El adobe como elemento constructivo y la albailera de adobe, tienen caractersticas propias, que deben considerarse en el diseo, de igual manera como cuando se utiliza otro material.En el anlisis se considera:1.- Cimentacin2.- Muros3.- Elementos de arriostre

El diseo se basa en el MTODO ELSTICO CLSICO o de Cargas deTrabajo y no llega al Mtodo de la Rotura.

Carga vertical

Carga Horizontal(Sismo, viento)

El viento es secundario, porque la edificacin es pesada.

Muro de adobe

La prueba a la compresin del adobe se hace en cubitos que se sacan del adobe. La carga que se obtiene de la prueba no es la resistencia del muro,porque en el muro participan otros factores (esbeltez, mortero, etc.) Hastafcahora no se puede relacionar el quisiera saber. , resistencia del muro; esto es lo que se

CimentacinEl estudio de la cimentacin, al igual que para otros tipos de construcciones debe iniciarse con el conocimiento de las caractersticas del suelo sobre el que se va ha construir.El diseo se regir con los mismos principios utilizados para una cimentacin convencional, teniendo especial cuidado en considerar la capacidad portante del suelo, posibilidad de asentamientos, etc.

MurosLas cargas que actan sobre los muros se determinan siguiendo mtodos usuales. Para la determinacin de las cargas horizontales puede utilizarse los criterios planteados ms adelante. Determinadas las cargas, se verificarn que los esfuerzos producidos sean menores o iguales a los esfuerzos admisibles. Para esta verificacin se presenta una metodologa que se detalla a continuacin.

Muros bajo carga verticalEl esfuerzo admisible se determina, afectando el esfuerzo de rotura con factores de reduccin por variabilidad de resistencia real, variabilidad de cargas, excentricidad y esbeltez, factores que influyen en la resistencia de un elemento en comprensin.De los estudios realizados en la Universidad Nacional de Ingeniera, se plantea la siguiente expresin para la determinacin del esfuerzo admisible delmuro:

f,l f

e

c

rmm

fmAl, le aplicamos otros factores para obtener el f m donde:

r

c

e

f m = Esfuerzo Admisible del Muro (no es el esfuerzo a la rotura) Coeficiente de reduccin por variabilidad de la resistencia real. Coeficiente de reduccin por variabilidad de las cargas. Coeficiente de reduccin por excentricidad.

l

Factor de esbeltez.

mf , = Esfuerzo de rotura a la compresin del prisma estndar.

r

0.81

c0.69

e

0.77

Son valores que se han obtenido en laboratorio y se usan para el adobe en general.l f0mReemplazando:fm .43,

l

Del grfico N 1 podemos obtener

Se sabe que:E f , esto nos indica que conocido el esfuerzo y la

deformacin, podemos calcular el mdulo de elasticidad.

Y = Ef ' m , donde E = Mdulo de Elasticidad.

Los valores de:k = 1 Columna biarticulada, viga collar en los extremos.k = 2 Columna apoyada en su base, no hay viga de amarre.

fmLos valores de E yTabla N 1. , dependen del tipo de adobe y del mortero utilizado ver

Tabla N 1

ADOBEMORTEROE ( kg)cm 2f ,( kg)mcm 2COMNBARRO1,7008ESTABILIZADOAsfaltoCEMENTO ARENA1:84,76019

SUELO ASFALTO S 1 %3,00015

fmPor ejemplo para el adobe comn: E = 1700kg/cm 2 , = 8 kg/ cm 2

mEn ladrillo se dice: f , > 35 kg/ cm 2El esfuerzo a la compresin del ladrillo caro rex es 180 kg/ cm 2 . A veces el ladrillo k.k. hecho a mano da 60 kg/ cm 2 que es menor que el que se hace con buena tcnica.

FLEXIN Y CORTE

Resistencia en flexin: Moromi9 estudi experimentalmente la resistencia en flexin en un plano horizontal de la albailera de adobe con y sin refuerzo, la resistencia del muro sin reforzar result muy pequea, mientras que con refuerzo se lleg hasta una resistencia 39 veces mayor cuando uso mortero de barro con cemento, pero solo 4 veces mayor cuando uso mortero de barro simple.

Resistencia en corte:Minchola10,Guanilo11yMerino12,estudiaron experimentalmente, la resistencia de muros de corte de albailera de adobe con o sin refuerzo. La resistencia del muro sin reforzar fue de 0.123 kg/ cm 2 y la ms alta resistencia obtenida fue 0.268 kg/ cm 2 ,correspondiente al espcimen reforzado en ambos bordes verticales y tambin horizontalmente cada tres hiladas.

Muros con cargas horizontales en su plano

carga

45 Muro

Falla

volteo El muro puede fallar por: VolteoCorte (En forma limpia) DeslizamientoTraccin Diagonal

El esfuerzo cortante que acta en un muro est dado por la expresin:

va ct. VL.t

donde:Vact = Esfuerzo cortanteV = Carga HorizontalL = Longitud del muro

t = Espesor del muro

9 MOROMI Isabel, Estudio de Vigas de Suelo-Cemento Reforzadas con Caa de Guayaquil y de Modelos de Muros de Adobe sometidos a Cargas Perpendiculares a su Plano. Tesis de Ingeniera Civil, Universidad Nacional de Ingeniera, 1971.10 MINCHOLA HARO Carlos E.Estudio de Muros de Adobe Sometidos a Cargas Horizontales Parte (a), Tesis de Ingeniera Civil, Universidad Nacional de Ingeniera, 1974.11 GUANILO GARCA Horacio A.Estudio de Muros de Adobe Sometidos a Cargas Horizontales Parte (b), Tesis de Ingeniera Civil, Universidad Nacional de Ingeniera, 1974.12 MERINO ROSAS Francisco A.Estudio de Muros de Adobe Sometidos a Cargas Horizontales Parte (c), Tesis de Ingeniera Civil, Universidad Nacional de Ingeniera, 1974.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

PEsfuerzo de compresin se aplicaA

y se deja all.

Luego se aplica la carga horizontal y se trata que los dos medios adobes se junten (se peguen) y all se produce el corte.

La expresin de Coulomb:v f

Donde: v Esfuerzo cortante del muro, que se calcula por la prueba deCorte directo o esfuerzo tangencial de falla, kg/ cm 2

Esfuerzo de adherencia (cohesin) kg/ cm 2f Coeficiente de friccin aparente

Esfuerzo de confinamiento (compresin unitaria), kg/ cm 2

lo obtenemos de P . Los parmetros y f se determinan a partir deA

ensayos de corte directo. Ejemplo se ensay seis especimenes, tres con0

1y tres con0.5 a 1.0 kg/ cm 2 , se eligi un valor de P. sea P , lo mantengo

1

2constante y obtengo = P1/A, luego elijo P2 y obtengo = P2/A

Grafico estos puntos, los unimos y obtenemos una recta, esta corta a la ordenada y ese valor es del parmetro.

Calculado v , ya se puede obtener vadm. con la siguiente frmula:

vadm. = factor ( v )

El reglamento actual, para construcciones con adobe simple, nos da como valor del factor igual a 0.45, obtenindose:

vadm. = 0.45 ( v )

)

vadm. = 0.45 ( f

En la tabla N 2, se dan como referencia algunos valores de y de f para adobes estabilizados con asfalto.

Tabla N 2

Adherencia y coeficiente de friccin de acuerdo a los resultados de los ensayos

Mortero y Adobe124

f

f

fS - 2%A.CHA.G

1.66

0.900.690.800.750.67

0.90

0.781 : 10 1 %SA.CHA.G

2.10

1.101.181.010.700.861.401.300.600.831: (6,4) 1%A.CHA.G

1.471.520.830.55

SimpleEstabilizado

0.550.58

A.CH: Adobe chicoA.G : Adobe grande

Ensayos de corte directoValores hallados de la relacin v = + fEsfuerzos de confinamiento de 1.2 y 4 Kg./cm2

Los valores de y f varan con el tipo de adobe y de mortero. La carga de confinamiento ser las sobrecargas actuantes ms el peso propio del muro.

El mortero puede ser: 1 : 1 : 5 1 : 1 : 4

Para el caso de adobe simple y mortero simple.kg 0

.12 cm 2 f = 0.67

Para el caso: con mortero 1 : ( 6 + 4 ) + 1 % Asfalto ( 1 cemento, 6 tierra,4 arena, 1 % asfalto), para adobe chico se tiene:kg 1

.47 cm 2 f = 0.83Mejorando el mortero estamos ganando mucho en capacidad portante.kg 0

Se puede apreciar la diferencia .12 a 1.47 cm2Si no pasa por corte, se debe anchar el muro o alargar el muro. Si la carga es perpendicular al muro:

VCVc.VCVcVc = Viga Collar

El muro se flexiona y esta flexin puede ser en 2 sentidos.Para que el muro no falle por flexin se debe calcular el espesor ( t ) adecuado.

mC

2Muros con cargas perpendiculares a su plano

El espesor de un muro sujeto a cargas perpendiculares a su plano est dadopor la expresin:

donde:

t = Espesor del muro t 6 ma fa

= Coeficiente Grfico N 2Cm = Coeficiente Ssmico de Diseo

m

= Peso Especfico del Muroa = Dimensin Crticafa = Esfuerzo Admisible en flexin

Se especifica para el Adobe Comn fa = 0.30 kg cm2Ver Tabla N 3, en cual se dan algunos valores de f a como referencia.

Tabla N 3

ADOBEMORTEROf( kg)acm 2COMNBARRO0.30

ESTABILIZADOCEMENTO ARENA1:8

0.60

SUELO ASFALTO0.40

m = 1700 kg m 3 para adobe comn.

m = 1900 kg m 3 para adobe estabilizado con asfalto.

Cm se determina de acuerdo a la norma.Se puede usar Cm = 0.24 Para adobe simple con refuerzo de caaCm = 0.14 Para diseo de maderaCm = 0.20 Para diseo de ladrillo.

Cuando se hace el clculo de:

HCm P ZUSC P Rd

Muro

2.40

Para adobe simple resulta Cm = 0.32 que es mucho con respecto a 0.24 para madera Rd = 4El Coeficiente lo determina el grfico N 2

BORDES ARRIOSTRADOS:

a

muro

vano a = borde libreb = la otra dimensin

3.00 m

ba = Menor dimensin = 2.40 m. b = La otra dimensin = 3.00 m.

Elementos de Arriostres

Muros de ArriostrePara el diseo de los muros de arriostre se debe considerar lo siguiente:Verificacin por volteoVerificacin por esfuerzo cortante

Teniendo presentes estos dos criterios, se han elaborado los grficos N 3 y N4 en los cuales se determinan dos valores para la longitud del muro de arriostre, debiendo tomarse el mayor.

La = Longitud muro de arriostretL = Longitud muro arriostradoHPrimero veremos que el muro no se voltee

El valor de K en el grfico N 3 esL1

ta.1C hLLaK m

En do