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INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO PRIVADO “SAN PEDRO"
ESPECIALIDAD CONSTRUCCION CIVIL
SEMINARIO DE TESIS
TESIS
PRESENTADA POR:
ERAZO MEZA DANIEL
Para optar el Grado Académico de
Técnico en Construcción Civil
Huancayo – Perú
ANALISIS EN EL DISEO DE ESTRUCTURASSISMORRESISTENTES EN LA REGION
!
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DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a mis Padres por el apoyo
incondicional en todo momento; y a mis profesores por
brindarme todo su apoyo y conocimiento para lograr
mis objetivos trazados.
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INTRODUCCION
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo identificar los factores que
influyen en el análisis de diseño de estructuras antisísmicas en la ciudad de
uancayo! "nte las sobrecogedoras cuestiones que siguieron a m#ltiples desastres
globales! naturales y antropog$nicos! en la primera d$cada del siglo %%&!junto con
una aparente falta de conocimientos en la construcción de viviendas por maestros
empíricos en el diseño! el mantenimiento de las estructuras! los ingenieros civiles y
t$cnicos 'an lideradoel cambio de un planteamiento de reparación a un
planteamiento preventivo.(a profesión 'a definido un planteamiento equilibrado en
cuanto a impulsarla agenda de la investigación! encabezando la
colaboracióninterdisciplinar y multidisciplinar con el fin de priorizar lasnecesidades deinvestigación básicas a nivel nacional y global. "demás!los t$cnicos civiles ofrecen
orientación t$cnica esencial en cuanto adefinir la política p#blica en las comisiones
de gobierno y globales.
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PRESENTACION
(a presente investigación )"nálisis en el diseño de estructuras sismo resistente en la
región central del Per#*uancayo+ es de vital importancia para la seguridad de las
personas en nuestra región! e implementar políticas de monitoreo en las
construcciones aplicando diseños estructurales antisísmicas acorde a la economía
de la población y condición socioeconómica.
El presente informe tiene como objetivo incorporar políticas para el control de las
edificaciones en la región central del Per# y así garantizar la seguridad de la
población.
El trabajo en mención sirve para todas aquellas personas que deseen incorporar
conocimiento sobre el diseño de estructuras antisísmicas en la región ,unín yconocer la vulnerabilidad de las viviendas construidas empíricamente por los
maestros.
Este trabajo se está realizando en el &-P )-"/ PE01+.
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#NDICE
2/3&4E......................................................................................................................................... 5
&6(1........................................................................................................................ ......... 7
E8" 3E &/9E-&:"4&/................................................................................................. 7
P("/E"8&E/1 3E( P01
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CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PRO$LEMA
%&%& 'UNDAMENTACION DEL PRO$LEMA
El Per# está comprendido entre una de las regiones de más alta actividad sísmica
que eJiste en la tierra! por lo tanto está eJpuesto a este peligro! que trae consigo la
p$rdida de vidas 'umanas y p$rdidas materiales. Es necesario efectuar estudios
que permitan conocer el comportamiento más probable de este fenómeno para
poder planificar y mitigar los grandes efectos que trae consigo. 6na forma de
conocer el probable comportamiento sísmico de un lugar es mediante la evaluación
del peligro sísmico en t$rminos probabilísticos! es decir predecir las posibles
aceleraciones que podrían ocurrir en un lugar determinado. En las normas de
diseño se especifican las cargas sísmicas! por lo que no es necesario realizar
investigaciones detalladas de la actividad sísmica del área donde se construirán
estructuras comunes.
1.2. 'ORMULACI(N DEL PRO$LEMA
=alta de conocimiento de la población sobre la vulnerabilidad sísmica en el Per#.
Poco cumplimiento con las normas en el diseño de viviendas en la región central
del Per#.
3esinter$s de la población en asesoramientos en la construcción de sus
viviendas en uancayo.
"bundancia de viviendas de material rustico en la ciudad de uancayo.
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uancayo donde la construcción de viviendas es de material rustico
predominado el material de tierra sin ning#n refuerzo en las estructuras la cual no
resistirá un sismo de gran magnitud.
=alta de políticas para el buen planeamiento urbanístico de la ciudad con lugares
para la recreación de la población.
EJplosión demográfica de la ciudad la cual está creciendo de forma alarmante.1.3. PRO$LEMA DE INVESTIGACION
%&)&%& PRO$LEMA GENERALK4ómo implementar de estructuras antisísmicas en la región central del Per#
* uancayoL%&)&*& PRO$LEMAS ESPEC#'ICOS
a. K4uáles son las mejoras que influyen del diseño de estructuras sismo
resistente en la seguridad de la población de uancayoL
b. KMu$ factores influyen en el análisis de diseño de estructuras antisísmicas
en la región central del Per# * uancayoL
c. K4uáles son las estrategias paraconcientizar a la población para queconstruyan sus viviendas con proyectos 'ec'os por t$cnicos calificadosL
%&+& O$,ETIVOS DE LA INVESTIGACION
%&+&%& O$,ETIVO GENERAL
• &mplementar estructuras antisísmicas en la región central del Per#.• "nalizar y diseñar estructuras antisísmicas para la población de la
región central del Per#.
%&+&*& O$,ETIVOS ESPEC#'ICOS
a. 3eterminar los factores que influyen el comportamiento de las estructuras
en un evento sísmico y concientizar a la población para que construyan
con proyectos 'ec'os por t$cnicos calificados.
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b. (ograr políticas en el cumplimiento de las normas del 0eglamento
/acional de Edificaciones en el diseño de estructuras antisísmicas en
uancayo. juntamente con los gobiernos locales! regionales y centrales.
c. Establecer las estrategias para concientizar a la población del desastre
que causa un sismo.
%&-& ,USTI'ICACION DE LA INVESTIGACI(N
%&+&%& I./or0anc1a 2e 3a In4e5016ac17n
(a importancia del sistema estructural en la respuesta sísmica es
indiscutible ya que suministra la resistencia y rigidez necesaria para evitar
daños no estructurales durante sismos moderados! así como garantizar la
integridad del edificio.
Por lo tanto! es importante que el especialista en el diseño proponga un
sistema adecuado para lo cual debe considerar la simplicidad y simetría!
igualmente es conviene tomar en cuenta aspectos tales como> cambios de
secciones! redundancia! densidad en planta! diafragma rígido! columna
fuerte*viga d$bil! interacción pórtico*muro. El m$todo seguido para analizar
y evaluarla variación temporal de la energía sísmicaacumulada y liberada anivel mundial! fuedesarrollado y aplicado por primera vez por
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%&+&*& A3cance5 2e 3a In4e5016ac17n
(a investigación está planteada para el estudio y análisis del peligro sísmico!
4onsiderando que el territorio peruano se 'alla ubicado en una de las
regiones de más alto índice de actividad sísmica de la tierra! 'a sido
necesario evaluar apropiadamente el peligro sísmico eJistente.
(os resultados obtenidos en el presente estudio pueden ser utilizados para
fines de regionalización sísmica y otros estudios tales como! análisis de
vulnerabilidad! riesgo sísmico! efectos de amplificación y obtención del
espectro corregido de diseño! etc.
Este estudio no es un trabajo final! pues eJisten parámetros que cambiarán
a medida que avancen las investigaciones! produciendo mejores
estimaciones del peligro sísmico en el Per#.
(a intensidad de un sismo se mide como elefecto del mismo en la superficie
de unadeterminada región; por lo tanto! esta representa seruna medida
cualitativa del tamaño del sismo.
=recuentemente! para medir la intensidad del sismoen un punto se utiliza la
escala de 8ercalli8odificada C88D publicada en HNH7.
Esta escala secompone de H5 grados que describen los efectos ydaños que
podría producir el sismo!
CAPITULO II
MARCO TE(RICO
*&%& ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION
• Boletín de la Sociedad Geológica del Perú v.93 (2002) p. 31-44
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8ONAS SISMOG9NICAS EN PER: VOLMENES DEDE'ORMACI(N;
GR
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apropiadamente el peligrosísmico eJistente! prediciendo probabilísticamente las
aceleraciones máJimas que podríanocurrir en cualquier punto del país! utilizando
leyes de atenuación de aceleraciones ycorrelacionando la sismicidad y la tectónica
para determinar las fuentes sismo g$nicas y susrespectivos parámetros
sismológicos.(a subducción de la placa de /azca bajo el 4ontinente -udamericano
y los reajustes que seproducen en la corteza terrestre como consecuencia de la
interacción y morfología alcanzadapor el aparato andino! constituyen los principales
elementos que afectan la sismicidad en elpaís.(a sismicidad 'istórica proporciona
criterios cualitativos de la actividad sísmica del país a partirdel siglo %9&! pero dic'a
actividad no es totalmente representativa pues los registros 'istóricosde sismos no
son 'omog$neos.En la sismicidad instrumental Ca partir de HNA7D! la estadística
sísmica es 'omog$nea! aunque elperíodo de registros es significativamente menor
al de la sismicidad 'istórica. -e realizó unfiltrado del catálogo! eliminando r$plicas ypremonitores! quedando los sismos como eventosprincipales para ser modelados
como una distribución de Posesión.
EL PRO$LEMA S#SMICO LA AR=UITECTURA SISMORRESISTENTERESUMEN:
-e observa que las formas complejas! carencia de simetría! distribución al azar de
los elementos verticales!falta de continuidad de los elementos 'orizontales por las
aberturas o tec'os en varios niveles! vol#menesagregados que requieren
vinculación! luces grandes y detalles no estructurales son los problemas más
comunes enel diseño sísmico. Para lograr una configuración adecuada se debe
considerar el tiempo! costo y programaciónpara el análisis sísmico! conjuntamente
'ay que reconocer el 'ec'o que algunos estilos 'an sido desarrollados enzonas de
bajo riesgo sísmico por lo que en regiones de muc'a actividad sísmica no son
apropiados.
*&*& MARCO TEORICO RE'ERENCIAL
*&*&% PRO$A$ILIDAD DE OCURRENCIA DE UN SISMO(os sismos son eventos con baja probabilidad de ocurrenciay sus
consecuencias pueden ser tremendas ent$rminos de destrucción y del
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sufrimiento que provocan.Por estas razones el diseño de estructuras sismo
resistente presenta particularidades que lo distinguendel diseño para otro tipo
de acciones como cargas gravitatoriaso viento.El fenómeno sísmico es un
problema netamentedinámico! si bien los primeros m$todos para su
consideraciónse basaron en conceptos estáticos. Es así quesurgió el m$todo
de las fuerzas estáticas equivalentes!que a#n 'oy se aplica para estructuras
relativamentesimples.
*&*&* PROPAGACION DE LAS ONDAS SISMICA(a energía liberada por un sismo es disipada principalmente en forma de
calor y una menor parte sepropaga desde la zona de ruptura mediante ondas
de diversos tipos que 'acen vibrar la corteza terrestre.Estasondas se desplazan desde el foco a trav$s del medio sólido de la tierra
y se denominan ondas de cuerpo! que alalcanzar la superficie de la corteza
terrestre originan ondas de superficie! las cuales viajan por esta zona y
suamplitud tiende a cero conforme aumenta la profundidad.
*&*&) CAUSA DE LOS SISMOS
(as causas que originan los sismos son eJplicadas por diversas teorías
donde la más confiable es ladenominada teoría de la# placa# tectónica#.
-eg#n $sta la ierra está cubierta por varias capas de placas duras
denominadas litosfera apoyadas sobre una relativamente suave denominada
atmósfera el terremoto o sismo es causado por la abrupta liberación de la
deformación acumulada en las placas durante un periodo detiempo dado.
*&)& MARCO TEORICO RE'ERENCIAL
*&)&% DISEO SISMORRESISTENTE
(os sismos son eventos con baja probabilidad de ocurrenciay sus
consecuencias pueden ser tremendas ent$rminos de destrucción y delsufrimiento que provocan.Por estas razones el diseño de estructuras sismo
resistente presenta particularidades que lo distinguendel diseño para otro tipo
de acciones como cargas gravitatoriaso viento.El fenómeno sísmico es un
problema netamentedinámico! si bien los primeros m$todos para su
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consideraciónse basaron en conceptos estáticos. En estem$todo! el efecto
vibratorio del sismo se reemplaza porfuerzas laterales que! en general! siguen
una distribucióncreciente con la altura. El corte basal sísmico sedetermina a
partir de un coeficiente sísmico Cigual a laaceleración 'orizontal dividida la
aceleración de lagravedad! gD multiplicado por el peso total de la
construcción!incluyendo las sobrecargas de uso. El desarrolloy la difusión de
las computadoras personales y delos programas de análisis estructural 'an
permitido unageneralizada aplicación de m$todos dinámicos paraconsiderar la
acción sísmica. En estos m$todos! y dependiendodel tipo de análisis a
realizar! el sismo secuantifica a trav$s de un espectro de aceleraciones
omediante una serie de registros de aceleración Cacelero gramasD.Estos
#ltimos representan la variación de laaceleración del terreno en función del
tiempo. (osregistros de aceleración se obtienen de mediciones desismosrealesH o bien se generan artificialmente medianteprogramas computacionales
para cumplir ciertos requisitos.
*&)&*& VIVIENDAS
(as viviendas son el lugar donde las personas se protegen de las diferentes
condiciones climáticas de la atmosfera! esto se inicio desde los primeros
'ombres que aparecieron en la tierra tuvieron la necesidad de encontrar un
lugar donde estar protegido! comenzaron en cavernas luego empezaron a
construir sus viviendas.
)&>&> DISEO METODOLOGICO
A& DISEO DE VIGAS DE CONCRETO A 'LE?ION CON ARMADURA DECOMPRESION
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EJisten dos razones fundamentales por las cuales! en una viga sometida a fleJión se
puede requerir un diseño que! a más de la armadura de tracción tradicional! se utilice
armadura sometida a compresión
$& DISEO DE VIGAS =UE NO PUEDEN INCREMENTAR SUS DIMENSIONES
E?TERIORES:Con bastante frecuencia existen limitantes en cuanto a las dimensiones
máximas que ueden tener las !i"as #$ en ocasiones$ al intentar dise%ar a
&exi'n tales !i"as$ se encuentra que es necesario un armado de tracci'n que
suera los orcenta(es de la cuant)a balanceada eseci*cados or los c'di"os
+75, de la cuant)a balanceada ara elementos que no resisten sismos$ # 50 ,
de la cuant)a balanceada ara elementos que resisten sismos-$ o
sencillamente #a no existe armadura caa de resistir el momento &ectorsolicitante. /n este caso se uede utiliar el si"uiente rocedimiento.
EJEMPLO:
3iseñar la viga rectangular de la figura que está sometida a un momento flector #ltimo
8uQ 5 *m! si el 'ormigón tiene una resistencia a la rotura fRc Q 5HI SgTcm5 y el acero
tiene un esfuerzo de fluencia =y Q @5II SgTcm5. (a viga debe ser diseñada para una
zona sísmica.
)&%&> TIPO DE INVESTIGACION:
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(a tipo de la investigación es aplicada por que estudia 'ec'os! fenómenos y
desastres naturales de inter$s social de la región ,unín*uancayo
)&%&% NIVEL DE INVESTIGACION:
El presente trabajo es 4orrelacional.)&%&* PO$LACION MUESTRA @UNIDAD E?PERIMENTAL
A PoB3ac17n
Esta población está constituida por @GIII 9&9&E/3"- en la provincia de uancayo
$ Mue50ra
(a muestra será proporcional por muestreo probabilístico
$!% Mue50reo
$!%!%Tcn1ca5 e 1n50ru.en0o5 2e reco3ecc17n 2e 2a0o5:
(as t$cnicas a emplear en el presente estudio son>
(a observación documental! revisión de teJtos! informes! recortes de
periódicos! estadísticas relacionadas al tema de investigación! etc.
Encuesta! se realizara encuestas a la población seleccionada.
=ic'aje! para sustraer la información requerida para el estudio.
)&%&) DISEO DE LA INVESTIGACION:
El presente investigación se efect#a con el diseño descriptivo para eJplicar el diseño de
estructuras antisísmicas para brindar seguridad de vidas en casos de sismo.
)&%&+ OPERACI(N DE VARIA$LES:
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A) VARIA!"# I$%"P"$%I"$T"#&
/l estudio del suelo ara el dise%o de estructuras antis)smicas enuanca#o.
) VARIA!"# %"P"$%I"$T"#&
3iseño de estructuras de concreto armado para una edificación antisísmica.
+&>&> CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES:
$'
ACTIVI%A%
(!I* AG*#T* #"TI"+R
"
*CTR" $*VI"+R
"
1 2 3 , 1 2 3 , 1 2 3 , 1 2 3 , 1 2 3 ,11
2Elaboración del
proyecto de
investigación2 Presentación del
Proyecto de
&nvestigación3 &nvestigación
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la &nformación
teórica- "nálisis de la
información Entrevista o
encuestas/ -íntesis de la
información0 Elaboración del
informe final Presentación del
trabajo de
investigación
-.. PR"#P"#T*&
RR* +*$T* #.
.. R"4"R"$CIA I!I*GRA4ICA&
/.. A$"5*#&
MATRI8 DE CONSISTENCIA
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PROBLEMA DE
INVESTIGACION
OBJETIVO DE
INVESTIGACION
HIPOTESIS VARIABLES DE LA
INVESTIGACIÓNPR*!"+A
G"$"RA!
K481 3&-EB"0
3E E-06460"-
3E 41/40E1
"08"31
"/&-2-8&4"- E/
(" 0E:&/
4E/0"(
6"/4"?1
*("TIV* G"$"RA!&
→ &mplementar estructuras
antisísmicas en la región
central del Per#.
→ "nalizar y diseñar
estructuras antisísmicas
para la población de la
región central del Per#.
→ Estudio de suelo para
diseño de estructuras
antisísmicas en la regióncentral de Per#
6IP*T"#I# G"$"RA!&
/ /:/ /;C;/
/ C>C;/
/ A>>B
C
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región central del
Per# * 6"/4"?1L
c. K4uáles son las
estrategias para
concientizar a la
población para queconstruyan sus
viviendas con
proyectos 'ec'os
por t$cnicos
calificadosL
juntamente con los
gobiernos locales!
regionales y centrales.
c. Establecer las estrategias
para concientizar a la
población del desastre quecausa un sismo.
los beneficiarios
generaran control
en la construcción
de viviendas de
concreto armado
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