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ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS NORMATIVAS DE DISEÑO SÍSMICO

PARA EDIFICACIONES DE NICARAGUA Y COSTA RICA

JULIO 2016

Luis Alejandro Carvajal Soto

DIRECTOR DEL TRABAJO FIN DE MÁSTER:

Mª Belén Benito Oterino

TRABAJO FIN DE MASTER

PARA LA OBTENCIÓN DEL

TÍTULO DE MÁSTER EN

INGENIERÍA SÍSMICA Y

DINÁMICA DE SUELOS Y

ESTRUCTURAS

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Trabajo Fin de Máster Análisis Comparativo de las Normativas de Diseño Sísmico para Edificaciones de

Nicaragua y Costa Rica

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Dedicatoria

A mi Dios Todopoderoso,

a mis padres,

mi esposa e hijos.



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Agradecimientos Quiero agradecer en primer lugar a Dios quien ha trasado y sigue trasando el camino de mi vida, sobre el cual puso la grata bendición de cursar este máster en este campo que me apasiona. Agradezco mucho a la Universidad Politécnica de Madrid por la opotunidad que me brindó de realizar mis estudios de Máster con el apoyo de la beca de estudios que me otorgaron. De igual manera agradezco a la Doctora Belén Benito, por sus palabras recibidas durante una visita a mi país Costa Rica y por el impulso transmitido para concluir este documento. Le agradezco a ella todo el interés que ha puesto en Costa Rica y en el resto de países de América Central, en enseñarnos a conocer con más profundidad la amenaza sísmica que nos rodea. Así mismo, estoy muy agradecido con cada uno de mis profesores, por la suma de conocimientos que recibí de ellos y que desde entonces me han sido de mucha utilidad. Gracias a mis compañeros de clase ya que durante mi estancia me sentí rodeado de un grupo de personas muy agradables y serviciales. Agradezco a la familia Usme Franco, por permitirme entrar con tanta confianza y cariño a su hogar y hacerme parte de esta linda familia; son mi familia en Madrid. Finalmente agradecer a mi esposa e hijos por el tiempo otorgado para llegar a concluir este gran propósito y por permitirme ausentarme durante un año del nucleo familiar pero no de sus corazones.



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Contenido

1. RESUMEN ....................................................................................................................... 9 2. MARCO GENERAL DEL ESTUDIO ........................................................................... 15

2.1 Introducción ............................................................................................................... 15

2.2 Planteamiento metodológico ..................................................................................... 16 3. AMENAZA SÍSMICA DE AMÉRICA CENTRAL ...................................................... 19

3.1 Estudio de referencia ................................................................................................. 19 3.2 Marco sismotectónico de América Central ............................................................... 20 3.3 Marco sismotectónico de Nicaragua y Costa Rica .................................................... 21

3.4 Catálogo sísmico........................................................................................................ 22 3.5 Zonificación sismogenética ....................................................................................... 23 3.6 Caracterización sísmica de las zonas sismogenéticas: leyes de recurrencia ............. 26

3.7 leyes de atenuación .................................................................................................... 31 3.8 Resolución de la integral de peligrosidad .................................................................. 32 3.9 Mapas de amenaza sísmica ........................................................................................ 32

4. SIMICIDAD HISTORICA E INSTRUMENTAL DE NICARAGUA Y COSTA RICA.

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5. NORMATIVAS SÍSMICAS DE NICARAGUA ........................................................... 39

5.1 Código para las Construcciones en el Área del Distrito Nacional CCADN-73 ........ 39 5.2 Reglamento Nacional de la Construcción RNC-83 ................................................... 42 5.3 Actual Reglamento Nacional de la Construcción RNC-07 ....................................... 51

5.3.1 Objetivos de RNC-07 .......................................................................................... 51

5.3.2 Tipos de acciones ............................................................................................... 52

5.3.3 Combinaciones de acciones ............................................................................... 55

5.3.4 Clasificación de las estructuras .......................................................................... 55

5.3.5 Factores influyentes en el cálculo de las acciones sísmicas ............................... 56

5.3.6 Factor de reducción por ductilidad (Q’) ............................................................. 56

5.3.7 Factor de reducción por irregularidad ............................................................... 58

5.3.8 Factor de reducción por sobrerresistencia ........................................................ 63

5.3.9 Espectros de diseño sísmico ............................................................................... 63

5.3.10 Métodos de análisis............................................................................................ 68

5.3.11 Límite de desplazamientos laterales .................................................................. 69

6. NORMATIVAS SÍSMICAS DE COSTA RICA ........................................................... 71

6.1 Código Sísmico de Costa Rica CSCR-74 .................................................................. 71

6.2 Código Sísmico de Costa Rica CSCR-86 .................................................................. 77 6.3 Código Sísmico de Costa Rica CSCR-02 .................................................................. 84 6.4 Actual Código Sísmico de Costa Rica CSCR-10 ...................................................... 85

6.4.1 Objetivos del CSCR-10 ........................................................................................ 85

6.4.2 Tipos de Acciones ............................................................................................... 86

6.4.3 Combinaciones de acciones ............................................................................... 88

6.4.4 Clasificación de las estructuras por su ocupación o función ............................. 89

6.4.5 Factores influyentes en el cálculo de las acciones sísmicas ............................... 90



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6.4.6 Clasificación de los sistemas estructurales ........................................................ 90

6.4.7 Clasificación estructural según regularidad ....................................................... 91

6.4.8 Sobrerresistencia ................................................................................................ 93

6.4.9 Ductilidad local ................................................................................................... 93

6.4.10 Ductilidad global asignada ................................................................................. 93

6.4.11 Espectros de diseño sísmico ............................................................................... 95

6.4.12 Métodos de análisis.......................................................................................... 101

6.4.13 Límite de desplazamientos laterales ................................................................ 101

7. COMPARACIÓN DE LAS NORMATIVAS SÍSMICAS DE DISEŇO DE

EDIFICACIONES DE NICARAGUA Y COSTA RICA ...................................................... 103

7.1 Variaciones entre las normativas sísmicas de diseño de Nicaragua y Costa Rica .. 103

7.1.1 Sobrecargas de uso y acciones participativas .................................................. 104

7.1.2 Combinaciones de acciones ............................................................................. 107

7.1.3 Clasificación estructural y factores influyentes en el cálculo de la acción sísmica 108

7.1.4 Espectros de diseño ......................................................................................... 115

7.1.5 Métodos de análisis.......................................................................................... 123

7.1.6 Límites de desplazamiento ............................................................................... 125

8. CASO PRÁCTICO DE CONSTRUCCIÓN DE UN MISMO EDIFICIO EN CUATRO

SITIOS CERCANOS A LA FRONTERA ENTRE NICARAGUA Y COSTA RICA ......... 131

8.1 Descripción de los sitios donde se ubicarán los edificios ........................................ 131

8.2 Descripción y aspectos estructurales del edificio típico ......................................... 134 8.3 Descripción del análisis comparativo y resultados .................................................. 136

9. CONCLUSIONES GENERALES ................................................................................ 139

10. REFERENCIAS ............................................................................................................ 143 11. ANEJOS ........................................................................................................................ 149



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Listado de Acrónimos

aef: Aceleración pico efectiva

ATC: APPLIED TECHNOLOGY COUNCIL (Consejo de Tecnología Aplicada)

CCADN: Código para las Construcciones en el Área del Distrito Nacional

CCSCR: Comentarios al Código Sísmico de Costa Rica

CEPREDENAC: Centro de Coordinación para la Prevención de los Desastres Naturales en América Central

CFIA: Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica

CIC: Colegio de Ingenieros Civiles de Costa Rica

CPCSCR: Comisión Permanente de Estudio y Revisión del Código Sísmico de Costa Rica

CSCR: Código Sísmico de Costa Rica

FED: Factor Espectral Dinámico

FEM: Finite Element Method (Método de Elementos Finitos)

IMM: Intensidad en la escala Mercalli Modificada

MTI: Ministerio de Transportes e Infraestructura

P.R: Periodo de Retorno

PGA: Peak Ground Acceleration (Aceleración Pico del Suelo)

PSHA: Probabilistic Seismic Hazard Assessment (Estimación Probabilística de la Peligrosidad Sísmica)

RESIS: Reducción del Riesgo Sísmico en Guatemala, El Salvador y Nicaragua con cooperación regional a Honduras, Costa Rica y Panamá

RNC: Reglamento Nacional de la Construcción

SEAOC: Structural Engineering Association of California (Asociación de Ingenieros Estructurales de Costa Rica)

SINAPRED: Sistema Nacional para la Prevención, Mitigación y Atención de Desastres

UBC: Uniform Building Code (Código de Construcción Uniforme)

UPM: Universidad Politécnica de Madrid



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1. RESUMEN América Central es un territorio relativamente pequeño, conformado por 7 países cuya extensión total cubre un área de 498,533 km2. Por su tamaño, todo este territorio podría contar con una única normativa de diseño sísmico, que representara el esfuerzo individual que hoy se realiza en cada país, trabajando de manera conjunta. Un ejemplo de esfuerzo conjunto fue llevado a cabo entre los años 2007 y 2009 en donde expertos de la región trabajaron unidos bajo la dirección de la Profesora Belén Benito para la realización del Proyecto de Amenaza Sísmica de América Central (RESIS II), cuyos valiosos resultados han sido tomados como referencia para la realización de este trabajo. La amenaza presente en América Central es proporcionada para todos los países por fuentes sismogenéticas comunes, siendo las principales: La subducción de la Placa Tectónica de Coco por debajo de la Placa Tectónica Caribe, la Cadena Volcánica, así como por formaciones geológicas y fallamientos superficiales localizados de manera distribuida en cada territorio de la región. A pesar de su tamaño y la similitud sobre fuentes sismogenéticas, dentro de América Central existen diferencias en las normativas de diseño sísmico entre sus países, que resultan en divergencias significativas en las demandas de diseño de obras de infraestructura de un país a otro. Nicaragua y Costa Rica, ambos países de América Central, han sido históricamente afectados por terremotos muy destructivos que han ocasionado, en ambos países, grandes pérdidas humanas y económicas. Uno de los eventos sísmicos más marcados de la historia de Nicaragua fue el terremoto ocurrido en su capital Managua, la noche del 23 de diciembre del año 1972, borrando casi en toda su totalidad a la ciudad. En Costa Rica se destaca la ocurrencia del terremoto de Limón (zona caribeña de Costa Rica) en el año 1991 en donde la pérdida de obras de infraestructura generó un gran impacto en la economía del país. En este trabajo se realiza una comparación entre las normativas vigentes en Nicaragua y Costa Rica, ante los aspectos más influyentes en el cálculo de la demanda sísmica sobre las edificaciones, tales como: cargas inercialmente participativas, clasificación estructural según la importancia y ductilidad, clasificación de suelos y amenaza sísmica propiemaente dicha, con la respectiva elaboración de espectros de diseño sísmico. En el territorio nicaragüense, para un periodo de retorno de 500 años se identifican valores máximos de PGA en torno a 0.56 g, mientras en el territorio costarricense los valores más altos de PGA son levemente superiores a tal aceleración. A lo largo de su historia, Nicaragua ha contado con tres normativas sísmicas de diseño para edificaciones. La primera de ellas data del año 1973, la segunda de 1983 y la que actualmente está vigente fue elaborada en el año 2007. Transcurrieron 24 años desde la entrada en vigencia del pasado reglamento (RNC-83) para la elaboración y publicación del actual Reglamento Nacional de la Construcción RNC-07. Esta última normativa establece los requerimientos aplicables al diseño y construcción de nuevas edificaciones, así como la reparación y refuerzo de obras existentes, todo ello con los siguientes objetivos:

- Evitar la pérdida de vidas y disminuir la posibilidad de daños físicos a personas.

- Resistir seismos menores sin daños.

- Resistir seismos moderados con daños estructurales leves y daños no estructurales

moderados.



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- Evitar el colapso por efectos de seismos de gran intensidad, disminuyendo los daños

a niveles económicamente admisibles.

- Resistir efectos de vientos y otras acciones accidentales sin daños.

En el territorio Nicaraguense se establecen, tres zonas con niveles de amenaza crecientes, para un periodo de retorno de 500 años. La zona A, situada hacia el caribe y parte norte del país, se caracteriza por tener un nivel de sismicidad relativamente bajo, con aceleración máxima del terreno (a0) igual a 0.1 g. La zona B se localiza en la zona central de Nicaragua y se caracteriza por presentar un nivel medio de sismicidad, en donde la aceleración máxima del terreno (a0) propuesta es igual a 0.2 g. Finalmente, la zona C, de alta sismicidad, situada en la costa pacífica del país, es influenciada por la actividad sísmica de subducción entre las placas tectónicas y la generada por el cordón volcánico presente en Nicaragua. Para esta última zona sísmica el RNC-07 propone una aceleración máxima de terreno (a0) igual a 0.3 g. Para considerar los efectos de amplificación sísmica debido a las condiciones locales el RNC-07 clasifica los suelos en cuatro tipos según la velocidad de onda de corte (Vs) que presenten. Considerando que en Nicaragua se establecen tres zonas sísmicas y tres categorías de suelos, así como cinco tipologías estructurales y cuatro factores modificadores por irregularidad; al combinar cada una de estas situaciones es posible generar 180 espectros de diseño con la misma forma espectral, de los cuales únicamente varían las amplitudes u ordenadas espectrales. Por su parte, Costa Rica a lo largo de su historia ha contado con cuatro normativas sísmicas de diseño para edificaciones. La primera de ellas fue elaborada en el año 1974, la segunda en 1986, la tercera en 2002 y finalmente la actualmente vigente fue elaborada en el año 2010.

Cada una de las disposiciones contenidas en el Código Sísmico de Costa Rica 2010 es un

requisito mínimo para lograr un adecuado desempeño ante los efectos sísmicos sobre las

estructuras, en busca de los siguientes objetivos:

- Proteger la vida humana y la integridad física de las personas.

- Reducir los daños materiales y las pérdidas económicas ocasionadas por los

seismos.

- Minimizar el impacto social y económico ante terremotos.

Los espectros de diseño sísmicos establecidos por el CSCR-10 dependen de la ubicación de la edificación dentro del mapa de zonificación sísmica de Costa Rica y del tipo de suelo donde se cimente la obra. La zonificación sísmica de Costa Rica propuesta está conformada por tres zonas sísmicas llamadas zonas II, III y IV, de orden creciente de amenaza, donde se establecen valores de aceleración pico efectiva (aef) en función de la zona y tipo de suelo donde se cimenta la edificación. El CSCR-10 establece factores espectrales dinámicos que son definidos para cada zona sísmica en los diferentes sitios de cimentación y para las distintas ductilidades globales. Por lo que, al establecerse en el CSCR-10 tres zonas sísmicas, cuatro tipos de suelos y cinco tipologías estructurales, resultan 72 combinaciones o posibles espectros para la determinación del factor espectral dinámico. Para determinar las variaciones (definidas en porcentaje) de los requerimientos plasmados en ambas normativas de diseño sísmico, ha sido necesario tomar una de ellas como base.



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Ambas normativas sísmicas de diseño exponen una filosofía y objetivos similares, principalmente orientados a la protección de la vida humana y reducción de daños materiales mediante un mejor desempeño estructural. Considerando que todos los requerimientos mínimos plasmados en ambas normativas conducen el cálculo estructural de una edificación al cumplimiento de objetivos, y al ser éstos muy similares entre sí, se facilita la comparación entre ambas regulaciones. Esta comparación y la determinación de la magnitud de las variaciones se realiza sobre los siguientes aspectos:

- Sobrecargas de uso y participativas

- Combinaciones de acciones

- Clasificación estructural y factores influyentes en el cálculo de la acción sísmica

- Espectros de diseño

- Métodos de análisis

- Límites de desplazamiento

Del análisis de las comparaciones realizadas, se ha identificado que en las edificaciones de alta y mediana ocupación (tales como casas, apartamentos, hoteles, escuelas, universidades, hospitales, centros de salud, salas de archivo y lugares de espectáculo), las sobrecargas de uso mínimas establecidas por ambas normativas tienen valores idénticos. Sin embargo, las sobrecargas de uso participativas que actúan durante la acción sísmica, presentan valores extremadamente diferentes entre sí, encontrándose variaciones en la mayoría de los casos, superiores a 150% e incluso algunas veces mayores a 400%. Se han determiando grupos de combinaciones de acciones equivalentes, donde no existen diferencias entre ambas normativas de diseño. Sin embargo en otros se encuentran grandes discrepancias, del orden de -100% y 60%. Las mayores diferencias en estos últimos grupos radican principalmente en las acciones representadas por empujes laterales, las cuales no siempre son frecuentes en el diseño de edificaciones o bien no todos los elementos se ven afectados por tales acciones, mientras que para las acciones gravitacionales y sísmicas, que siempre están presentes, las diferencias son muy bajas. Tal como se indicó, el CSCR-10 establece para edificaciones de uso normal o especial un seismo fuerte con un periodo de retorno de 475 años, mientras que el RNC-07 define para estructuras de esta misma categoría un periodo de retorno de 500 años. Un periodo de retorno de 500 años, representa una sacudida sísmica ligeramente mayor que la correspondiente a un periodo retorno de 475 años. Conforme a las estimaciones realizadas, considerando el factor de importancia y la aceleración pico del suelo, se determina que la diferencia de considerar periodos de retorno de 475 años (punto de partida del CSCR-10) y 500 años (punto de partida del RNC-07) podría causar variaciones en la acción sísmica no mayores al 1.85%. La comparación entre estas dos normativas de diseño sísmico, en cuanto a las consideraciones de ductilidad e irregularidad, se realizó mediante la comparación de los correspondientes espectros de diseño. Se presenta en este proyecto una comparación a nivel de espectros elásticos (con factores modificadores de ductilidad e irregularidad iguales a uno), que son base para cualquier combinación posible. En Nicaragua, el Reglamento Nacional de la Construcción 2007 establece por separado los requerimientos de localización y tipo de suelo para la determinación de la amenaza sísmica, mientras que en Costa Rica, el Código Sísmico, toma ambos elementos de forma conjunta



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en un único parámetro. Por ello su comparación deberá realizarse considerando en ambas normativas el aporte conjunto de la localización y el tipo de suelo. Al comparar los mapas de amenaza sísmica de Nicaragua y Costa Rica, presentados en el Reglamento Nacional de la Construcción de Nicaragua y en el Código Sísmico de Costa Rica, resultan evidentes grandes discontinuidades en las zonificaciones sísmicas de ambos países, no existiendo una transición gradual a lo largo de la línea fronteriza y en las áreas aledañas. Ha sido necesario seleccionar las zonas sísmicas de Nicaragua y Costa Rica que presenten la mejor correspondencia, para proceder con ello a la realización de una comparación entre estas reglamentaciones en aspectos de localización y tipo de suelo. Esta selección de las zonas sísmicas con mejor correspondencia se ha realizado bajo el seguimiento de los siguientes aspectos:

- Apreciación visual a nivel regional y a nivel de detalle de cada país de los resultados

del estudio de Amenaza Sísmica en America Central (Benito et al , 2010)

- Resultados de aceleración pico en roca obtenidos en el citado estudio en las

capitales de ambos países: Managua y San José .

- Valores de isoaceleraciones en roca obtenidas de cada país, usadas como

información base para la definición de la zonificación sísmica planteada dentro de

estas normativas de diseño.

Cabe mencionar y destacar que las aceleraciones pico en roca para un periodo de retorno de 500 años presentadas por el estudio de la amenaza sísmica de América Central son 507 gal (0.516 g) para Managua y 513 gal (0.523 g) para San José, mientras que las obtenidas por medio de las isoaceleraciones en roca, presentadas como referencia para estas normativas, son 0.310 g y 0.375 g para Managua y San José respectivamente. Es notable una gran diferencia entre las aceleraciones pico en roca plasmadas por el estudio de la amenaza sísmica de América Central y las tomadas como base en estas dos normativas de diseño, presentado variaciones entre el 30% y 40%. Esto sugiere que es necesario realizar una cuidadosa revisión de las aceleraciones pico a considerar para la siguiente actualización de estas reglamentaciones. De los resultados comparativos obtenidos, se aprecia que para los grupos de zonas sísmicas correspondientes y para los tipos de suelo Tipo 1 (RNC-07) y S1 (CSCR-10), no existen diferencias entre ambas normativas de diseño. Sin embargo, en todos los demás tipos de suelos, si existen grandes discrepancias que van desde 36.4% hasta el 66.7%, siendo mayores las aceleraciones dadas por la normativa nicaragüense. Estas grandes variaciones se deben a que el Reglamento Nacional de la Construcción de Nicaragua expone valores de modificación para los suelos Tipo II y Tipo III muy superiores a los previstos implícitamente en el Código Sísmico de Costa Rica. Por otra parte, se ha realizado una comparación de los espectros elásticos de ambas normativas, resultando grandes diferencias, siendo notablemente mayores los de la normativa nicaragüense. Estas variaciones oscilan, en promedio, entre un 22% y 98% en edificaciones con periodos de vibración entre 0 y 2 segundos, las cuales son las más comunes en ambos países. Las diferencias se acortan para edificaciones más flexibles, con periodos de vibración mayores a 2 segundos, en donde las variaciones promedio se encuentran entre 10 y 35%. Con el propósito de lograr una comparación más detallada entre ambas normativas de diseño sísmico, se han elegido dos pares de sitios en donde se asume que se construirá una edificación típica con características idénticas en ambos países. Los sitios escogidos han sido los siguientes:



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- Sitios 1 y 2: Ubicados en San Carlos de Nicaragua (Sitio 1) y Río Frio de los Chiles

de Costa Rica (Sitio 2). Estos sitios se caracterizan por estar situados en la Zonas B

según el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-07) y la Zona II según el

Código Sísmico de Costa Rica (CSCR-10) respectivamente.

- Sitios 3 y 4: Ubicados en Peñas Blancas de Nicaragua (Sitio 3) y Peñas Blancas de

Costa Rica (Sitio 4). Estos sitios se caracterizan por estar situados en la Zona C

asignada por el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-07) y la Zona III

asignada por el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR-10), respectivamente.

Estos pares de sitios seleccionados son de vital importancia para ambos países, ya que en éllos se ubican los dos únicos puestos fronterizos oficiales de tránsito de personas y de mercancías de comercialización. Ambos pares no sólo permiten el paso entre estos dos países, sino también entre toda la región de América Central. En cada sitio seleccionado se han hecho consideraciones de dos tipos de suelos soportantes diferentes, que corresponden a las clases II y III según el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-07) y sus equivalentes S2 y S3 según el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR-10).

El edificio cuya construcción se contempla tiene una estructura típica de 4 niveles de altura, conformado estructuralmente por pórticos de hormigón armado con cerramientos y divisiones internas de material liviano que no aportan resistencia lateral a la edificación. Para la determinación de las sobrecargas de uso y del nivel de importancia de la edificación se considera que esta estructura será utilizada como hotel, lo que significa una estructura de uso normal. Para fines de esta comparación, los parámetros evaluados y confrontados en cada sitio son las reacciones principales (acciones internas) sobre una serie de elementos estructurales seleccionados, donde estas reacciones resultan de la aplicación sobre toda la edificación de todas las acciones externas (acción permanente, sobrecargas de uso y la acción sísmica) y de su análisis dinámico en un modelo teórico estructural. De los resultados se observan variaciones en los valores promedio de diferentes parámetros, siendo siempre superiores los de las edificaciones calculadas con la normativa nicaraguense. Estas variaciones promedio son:

16% en la reacción axial en los pilares

entre 35% y 45% en el cortante en los pilares

entre 26% y 41% en el momento flector en los pilares.

entre 10% y 15 % en el cortante en las vigas

16% en el momento flector en las vigas.

Es de destacar que las variaciones en las reacciones de cortante y momento flector en todos los pilares son muy superiores a las variaciones de estas mismas reacciones en los elementos tipo viga, debido a una mayor influencia de la acción sísmica sobre los pilares. De manera general, se ha determinado que entre estos dos países vecinos, que presentan niveles de amenaza muy similares debido a fuentes sismogenéticas comunes o de características similares, existen variaciones significativas en sus normativas de diseño sísmico, lo que justifica la necesidad de trabajar en un código sísmico regional que dé solución a todas las discrepancias presentes entre las normativas existentes en los países de Centroamérica.



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2. MARCO GENERAL DEL ESTUDIO

2.1 INTRODUCCIÓN América Central es un territorio relativamente pequeño, conformado por 7 países cuya extensión total cubre un área de 498,533 km2. Por su tamaño, todo este territorio bien podría contar con una única normativa de diseño sísmico, que representara el esfuerzo individual que hoy se realiza en cada país, trabajando de manera coordinada. Un ejemplo de esfuerzo conjunto fue llevado a cabo entre los años 2007 y 2009 en donde expertos de la región trabajaron unidos bajo la dirección de la Profesora Belén Benito para la realización del Proyecto de Amenaza Sísmica de América Central (RESIS II), cuyos valiosos resultados han sido tomados como referencia para la elaboración de este trabajo. La amenaza presente en América Central es proporcionada para todos los países por fuentes sismogenéticas comunes, en donde las principales son: la subducción de la Placa Tectónica de Coco por debajo de la Placa Tectónica Caribe, la Cadena Volcánica, así como formaciones geológicas y fallamientos superficiales localizados de manera distribuida en cada territorio de la región. A pesar de su tamaño y la similitud en sus fuentes sismogenéticas, dentro de América Central existen diferencias significativas en las normativas de diseño sísmico de los diferentes países, que dan como resultado divergencias significativas en las demandas de diseño de obras de infraestructura de un país a otro. Con el propósito de poner de manifiesto estas divergencias, el presente trabajo trata de cubrir los siguientes objetivos:

a) Comparar las normativas sísmicas de dos países vecinos de América Central:

Nicaragua y Costa Rica.

b) Presentar resultados que sean de utilidad para la mejora de las normas y los códigos

sísmicos existentes en los países de América Central.

c) Abogar por la creación futura de un código regional que sea resultado de la suma de

esfuerzos por parte de los agentes involucrados en estas regulaciones en cada país

de América Central.

Nicaragua y Costa Rica han sido históricamente afectados por terremotos muy destructivos que han generado, en ambos países, grandes pérdidas humanas y económicas. Uno de los eventos sísmicos más marcados de la historia en Nicaragua fue el terremoto ocurrido en su capital, Managua, la noche del 23 de diciembre del año 1972, prácticamente 24 horas antes de Noche Buena, apagando por completo las celebraciones de Navidad y borrando casi en toda su totalidad a la ciudad. En Costa Rica se destaca la ocurrencia del terremoto de Limón (zona caribeña de Costa Rica) en el año 1991, en el cual la pérdida de obras de infraestructura generó gran impacto en la economía del país. Nicaragua tuvo su primera normativa de diseño sísmico en el año 1973, que posteriormente fue renovada en 1983 y 2007, siendo la última actualmente vigente. Por su parte, la primera normativa en Costa Rica data del año 1974, renovandose posteriormente en 1986, 2002 y 2010. Esta última está actualmente vigente. Cabe destacar que las características de las construcciones en Nicaragua y Costa Rica son muy similares entre sí, en aspectos referentes a su arquitectura, altura y tipologías constructivas, prevaleciendo las estructuras de hormigón, acero y fábrica.



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2.2 PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO La metodología desarrollada para la elaboración de este trabajo se presenta bajo los siguientes aspectos medulares:

- Amenaza e historia sísmica de Nicaragua y Costa Rica. - Normativas sísmicas de ambos países - Comparación de las normativas vigentes - Caso práctico de construcción de un mismo edificio en cuatro sitios cercanos a la

frontera entre ambos países. A continuación se describe cada uno de los cuatro aspectos mencionados: Amenaza e historia sísmica de Nicaragua y Costa Rica: Tomando como referencia los resultados del Proyecto de Amenaza Sísmica de América Central (RESIS II), se ha identificado el nivel de amenaza sísmica regional y la propia local en estos dos países por separado, identificándose las fuentes sismogenéticas y describiéndose, para una mejor comprensión, la forma en la cual se determinó esta amenaza. Adicionalmente, mediante la utilización del software SEIS-PC de los profesores K. Nakamura y Y. Ishikawa, se muestran los epicentros de los seismos ocurridos en los últimos 75 años, en donde se aprecian claramente las zonas más sísmicas de ambos países. Normativas sísmicas de ambos países: Se presenta una descripción de cada una de las normativas que han existido en Nicaragua y Costa Rica, dedicando especial atención a aspectos tales como: cargas inercialmente participativas en el cálculo de la demanda sísmica sobre las edificaciones, clasificaciones de las estructuras según su importancia y ductilidad, clasificación de los suelos y zonificación sísmica consistente con la amenaza y, finalmente, construcción de los espectros de diseño sísmico. Dentro de la descripción que se presenta en este trabajo respecto a las normativas vigentes, se ha dado mayor relevancia a los aspectos regulados, elaborándose graficas más explicativas de los factores que intervienen en la construcción de los espectros utilizados para el cálculo estructural de las edificaciones. Comparación de las normativas vigentes: Se realiza una comparación entre las normativas vigentes de cada país, ante los aspectos más influyentes en el cálculo de la demanda sísmica sobre las edificaciones, tales como: cargas inercialmente participativas, clasificación estructural según la importancia y ductilidad, clasificación de suelos soportantes y amenaza sísmica con su correspondiente elaboración de los espectros de diseño sísmico. Para la definición de los puntos de comparación se han determinado, bajo la experiencia del autor en el cálculo estructural de edificaciones en ambos países, las equivalencias de cargas y combinaciones de las mismas, así como los criterios de asignación de ductilidad. Además, tomando como referencia los Mapas de Amenaza a nivel regional y los de cada país a nivel de detalle (elaborados por el Proyecto RESIS II), se determinaron las zonas de similar amenaza de Nicaragua y Costa Rica para la comparación de las regulaciones de diesño de ambas normativas.



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Caso práctico de construcción de un mismo edificio en cuatro sitios cercanos a la frontera de Nicaragua y Costa Rica: Para poder cuantificar las diferencias entre las normativas de diseño sísmico de Nicaragua y Costa Rica, se elaboró un caso práctico que consistió en el análisis seismo-estructural de un edificio de 4 niveles que funcionará como hotel y cuya construcción se simula en cuatros posibles puntos en centros urbanos fronterizos de ambos países. Se seleccionaron para ello 2 sitios en Nicaragua y 2 sitios en Costa Rica, los cuales tienen niveles de amenaza sísmica similares entre sí. A partir de los resultados de las comparaciones hechas en este caso práctico, ha sido posible determinar cuantitativamente las diferencias entre estas normativas de diseño, dando valor a la necesidad de contar con una única normativa en América Central.



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3. AMENAZA SÍSMICA DE AMÉRICA CENTRAL

3.1 ESTUDIO DE REFERENCIA

La amenaza sísmica probable para Nicaragua y Costa Rica se ha tomado para este trabajo de los resultados del proyecto regional RESIS II, el cual contó con el financiamiento del Gobierno de Noruega, gestionado por el Centro de Coordinación para la Prevención de los Desastres Naturales en América Central (CEPREDENAC). Estos resultados fueron presentados en un libro titulado “Amenaza Sísmica en América Central” elaborado mediante la participación de sismólogos de 6 países de América Central con la colaboración del grupo de Ingeniería Sísmica de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y dirigidos todos ellos por la profesora María Belén Benito de esta misma universidad. Este estudio fue el primero en América Central en generar mapas de aceleración espectral de manera regional y para cada país por separado, para periodos de retorno de 500, 1.000 y 2.500 años (Benito et al, 2010). Durante el Proyecto Regional RESIS II la amenaza sísmica se determinó para toda la región centroamericana siguiendo la metodología PSHA (del inglés, Probabilistic Seismic Hazard Assessment), que incorpora elementos como el árbol lógico y el juicio de expertos para completar diversas opciones de cálculo y cuantificación de las incertidumbres asociadas. La Figura 1 representa las fases en las que se estructuró este estudio de referencia para el cálculo probabilista de la amenaza, considerando las siguientes opciones de entrada:

- Análisis de sismicidad y tectónica de la zona,

- Zonificación sísmica para tres regímenes tectónicos: cortical, subducción interfase y

subducción intraplaca.

- Adopción de un modelo de sismicidad poissoniano para cada zona y estimación de

un modelo de recurrencia temporal (frecuencia de ocurrencia de seismos y su

magnitud), ajustando la sismicidad a una ley de Gutenberg-Richter.

- Determinación de un modelo de predicción del movimiento fuerte del suelo, lo que

significa, modelos de atenuación para la región de estudio, dependiendo del entorno

tectónico de las diferentes fuentes sismogenéticas.

- Resolución de la integral de la amenaza, evaluando la probabilidad de superación de

determinados valores umbrales de diferentes parámetros de movimiento en el

emplazamiento, debido a la actividad sísmica de todas las zonas sismogenéticas que

lo rodean. Construcción de curvas de amenaza en términos de aceleración pico,

PGA y espectrales, SA (T) para periodos T entre 0.1 y 2 s.

- Presentación de los resultados mediante curvas, mapas de amenaza y espectros de

respuesta.

Este estudio de referencia tiene como principal propósito obtener unos resultados que puedan ser utilizados para la mejora de las normativas y códigos sísmicos existentes en los países de América Central, siendo éste también el objetivo último del presente trabajo.



20

Figura 1. Fases del cálculo de la amenaza sísmica por medio del método probabilista zonificado (tomado de Benito et al., 2010)

3.2 MARCO SISMOTECTÓNICO DE AMÉRICA CENTRAL

De manera regional, América Central está ubicada en el extremo oeste de la Placa Caribe, que a su vez se encuentra rodeada al Norte por la placa de Norteamérica, al Suroeste por la Placa del Coco, al Sur por la Placa de Nazca y al Este por la Placa de Sudamérica. Esta proximidad a las zonas de contacto entre estas placas tectónicas hacen de América Central un territorio con una alta amenaza sísmica, donde en los últimos 500 años se han reportado numerosos seismos destructivos con magnitudes momento Mw entre 5,5 y 8. La Figura 2, muestra un mapa de América Central, donde se muestra el ambiente tectónico de la región.

Figura 2. Mapa tectónico de América Central (tomada de Benito et al., 2010)



21

En el Mapa Tectónico de América Central se muestra la Fosa Mesoamericana, donde subduce la Placa del Coco bajo la Placa del Caribe. Los mecanismos focales de terremotos en esta zona indican un fallamiento de tipo normal en los primeros 10 km de profundidad en dirección de la costa y fallamiento inverso a profundidades entre los 15 y 50 km (Dean y Drake, 1978; Quintero y Guendel, 2000; De Shon et al., 2003; Norabuena et al., 2004). A profundidades entre 60 y 280 km, donde suceden los seismos intraplaca (Guendel y Protti, 1998), los mecaniismos vuelven a ser, generalmente, de fallamiento normal. La Fosa Mesoamericana se extiende paralela a la costa Pacífica de América Central, desde la Zona de Wadati-Benioff (conocida como bloque de Chortís) en Guatemala, pasando por El Salvador y Nicaragua con ángulos de buzamiento en el rango de 60°-80°, produciendo seismos hasta profundidades de 200 km. Mas allá la Fosa pasa por el bloque Chorotega, que comprende desde el Noreste de Costa Rica hasta la zona fronteriza con Panamá, con una reducción del ángulo de buzamiento hasta los 40°, haciendo que la Zona de Wadati-Benioff se haga más superficial y con morfología difusa y generando sismicidad a profundidades menores de 70 km (Sallarés et al., 2000). Finalmente, hasta llegar a la Zona de Fractura de Panamá - que separa las Placas Tectónicas de Coco y Nazca – la Fosa Mezoamericana subduce de forma oblicua con un ángulo pequeño por debajo del Bloque de Panamá. (Moore et al., 1985; Heil y Silver, 1987; Silver et al., 1990). Adicionalmente a la convergencia de estas placas tectónicas, el territorio de América Central se encuentra dividido por estructuras intraplaca de interés sismotectónico para la cuantificación de su amenaza, tales como el Escarpe de Hess, la Depresión de Nicaragua y la Zona de Falla Sur de Panamá, así como la Microplaca de Panamá, que se ha propuesto recientemente y está conformada por la mitad del territorio de Costa Rica, Panamá y el noroccidente de Colombia. El Arco Volcánico de América Central contribuye también a la actividad sísmica de la región, y se extiende desde el Volcán Tacaná en Guatemala, hasta el Volcán La Yeguada en el oeste de Panamá. Los volcanes localizados en este arco han generado más de 30 seismos destructivos con magnitudes momento Mw de 5,7 hasta 6,9 y con intensidades máximas IMM de VII (Intensidad en la escala Mercalli Modificada). Con base a esta distribución espacial de la sismicidad y a las principales características sismotectónicas de las fuentes descritas, se establecieron dos zonificaciones para el estudio de la amenaza sísmica de América Central (Benito et al., 2010): la primera a nivel regional, que distingue grandes zonas sismogenéticas considerando las principales fuentes sísmicas y tectónicas de la región, y la segunda a nivel nacional, que considera zonas dentro de cada país, encajando éstas dentro de la zonificación regional.

3.3 MARCO SISMOTECTÓNICO DE NICARAGUA Y COSTA RICA En los casos particulares de Nicaragua y Costa Rica, las principales fuentes sismogenéticas existentes son causadas por otras estructuras de deformación interna de la Placa Caribe. Una breve descripción de estas fuentes se presenta a continuación:

- Depresión de Nicaragua

Esta depresión es un graben cuaternario ubicado en la región trasarco que se

extiende de manera subparalela a la costa pacífica, iniciandose en El Salvador hasta

el norte de Costa Rica, con una anchura entre 40 y 75 km. A la altura de Managua,

capital de Nicaragua, cuenta con un ancho aproximado de 50 km, alcanzando los

Lagos Xolotlán y Cocibolca. Dentro de esta depresión se encuentran fallas



22

importantes, como la Falla Mateare (paralela a la depresión) y la falla Tiscapa

(perpendicular a la depresión), siendo esta última la que generó el terremoto de

Managua de 1972 (Mw 6,5).

- Escarpe de Hess

Este escarpe consiste en un alineamiento batimétrico dentro de la Placa Caribe, que

constituye un límite entre la región Norte con tectónica extensional y la región Sur

con tectónica contraccional (Cuenca de Colombia), extendiéndose por más de 1000

km desde el caribe de Nicaragua, cerca de la zona limítrofe con Costa Rica, hasta

Cuba meridional.

- Sistema de Falla del Guayape

Es considerada la segunda línea tectónica más sobresaliente del Bloque Chortís,

siendo la estructura continua más larga dentro del territorio de Honduras, de tipo

transcurrente, definida por Finch y Ritchie (1991) como “una compleja banda de

fallas” que se extiende desde la frontera entre Honduras y Nicaragua, cerca de la

desembocadura del río Sico en el Caribe. A pesar de su clara definición topográfica,

esta falla no ha presentado una notable actividad sísmica de acuerdo a los catálogos

sísmicos existentes.

- Zona de Talamanca

Esta zona se extiende a lo largo de la cordillera que lleva su mismo nombre, en el

sureste de Costa Rica, hasta llegar al flanco oeste del complejo volcánico Colorado-

Tisingal en territorio Panameño. En su sector sur, se extiende una falla longitudinal

con rumbo de noroeste a sureste, considerada activa, que llega hasta la frontera con

Panamá. En ella han ocurrido muchos de los movimientos de levantamiento e

inclinación de capas que han afectado a la fila costeña durante el cuaternario

(Kolarsky et al., 1995, Fisher et al., 2004).

- Cinturón deformado del Norte de Panamá

Este cinturón se extiende en forma de arco de manera paralela a la costa Caribe de

Panamá, desde el Golfo de Urabá, en Colombia, hasta entrar cerca de Puerto Limón,

en el Caribe de Costa Rica (Stefan et al., 1988; Silver et al., 1990). Esta es una zona

de amplia deformación originada por la convergencia entre la Placa del Caribe y la

Microplaca de Panamá, manifestando principalmente mecanismos focales inversos

en el extremo oeste, así como inversos y normales en el extremo este.

3.4 CATÁLOGO SÍSMICO

En el estudio de referencia, para la evaluación de la amenaza sísmica, se elaboró un catálogo regional denominado “Catálogo Regional del Proyecto RESIS II” (Benito et al., 2010) que abarca todo América Central, homogeneizado a magnitud momento (MW) y que contiene tanto la información macrosísmica archivada desde 1522, como los datos instrumentales registrados hasta el 2007.



23

Este catálogo sísmico quedó integrado por 29.918 eventos sísmicos con magnitudes MW ≥ 3,5 y fue depurado de réplicas y premonitores mediante el programa Cluster de SEISAN, bajo algunas modificaciones y adaptaciones, a fin de considerar únicamente los seismos principales.

3.5 ZONIFICACIÓN SISMOGENÉTICA

Considerando las anteriores fuentes sismogenéticas, para el caso de los territorios de Nicaragua y Costa Rica, así como otras fuentes para el resto de países de América Central, el estudio de referencia definió zonificaciones a nivel regional y nacional. En ambos casos se consideran tres regímenes tectónicos: cortical, subducción interfase y subducción intraplaca. La Figura 3 muestra las zonas definidas con detalle nacional. Las zonas identificadas en Nicaragua y Costa Rica se especifican a continuación: Zonas corticales o superficiales para Nicaragua:

- Sistema de Fallas del Guayape (H3-N11)

- Arco Volcánico (Golfo de Fonseca) (S4-N5)

- Océano Pacífico Norte (N1)

- Océano Pacífico Sur (N2-C1)

- Antearco Oeste (N3)

- Antearco Este (N4)

- Arco Volcánico, Oeste Central (N6-N7)

- Arco Volcánico Sureste (N8)

- Depresión de Nicaragua Oeste (N9-N10)

- Caribe Sur (N13-I4)

Zonas corticales o superficiales para Costa Rica:

- Antearco Noroeste (C2)

- Antearco Pacífico Central (C3)

- Zona de Fractura de Panamá y Península de Burica (C4-P1)

- Arco Volcánico de Guanacaste (C5)

- Cordillera Volcánica Central (C6)

- Talamanca (C7)

- Cinturón Deformado del Norte de Panamá (C8-P8)

- Trasarco Norte (C9)

- Caribe Central Parismina (C10)

Zonas sísmicas de la región de subducción interplaca para Nicaragua:

- Interplaca Noroeste (Nsi15)

- Interplaca Sureste (Nsi16)

Zonas sísmicas de la región de subducción interplaca para Costa Rica:

- Interplaca Nicoya (Csi11)

- Interplaca de Quepos (Csi12)

- Interplaca de Osa (Csi13)



24

Zonas sísmicas de la región de subducción intraplaca para Nicaragua:

- Intraplaca (Nsp17)

Zonas sísmicas de la región de subducción intraplaca para Costa Rica:

- Intraplaca Noroeste (Csp14)

- Intraplaca Central (Csp15)

- Intraplaca Sureste (Csp16)

La nomenclatura indicada en los paréntesis son los códigos de la zonificación establecida en los mapas de zonificación para América Central del Proyecto de Amenaza Sísmica de América Central (RESIS II) y las cuales se nuestran en la Figura 3.



25

Figura 3. Zonificaciones sísmicas definidas para el estudio de amenaza en América Central, para los regímenes tectónicos presentes en la región: a) cortical, b) subducción interfase y c) subducción intraplaca. Se representa también la correspondiente sismicidad (tomada de Benito et al., 2010).

b)

a)

c)



26

3.6 CARACTERIZACIÓN SÍSMICA DE LAS ZONAS SISMOGENÉTICAS: LEYES DE RECURRENCIA

Para el establecimiento de la ley de recurrencia en cada zona, fue adoptado el modelo de Gutenberg-Richter, realizando ajustes de la sismicidad por medio de la expresión: Log N = a – b * M (ver Figura 4).

Figura 4 . Representación típica de la ley de Gutenberg-Richter (1944) para fuentes sismogenéticas

cuya sismicidad sigue un modelo de Poisson, truncado a valores de magnitud entre Mmín y Mmáx

Donde los parámetros a y b para cada zona se calcularon mediante ajustes de mínimos cuadrados fijando la magnitud mínima (Mmín) en 4,0 y considerando una distribución Gaussiana para tomar en cuenta la incertidumbre de la magnitud máxima (Mmáx). Las Tablas 1 y 2, reúnen los valores adoptados, junto con los parámetros a y b de la ley de Gutenberg-Richter obtenidos del ajuste de la sismicidad para las zonas corticales, de subducción interfase y de subducción intraplaca a nivel regional y a nivel nacional (Benito et al., 2010).

N (Mmín)

b

Mmín Mmáx m

Log

N(m

)



27

Tabla 1. Parámetros sísmicos según zonificación para Nicaragua

País Tipo de zona Código Nombre de la zona Profundidad Magnitud máxima Índices sísmicos

(km) E(M) M1 M2 a b N (Mmín)

Nic

ara

gu

a

Regional - Cortical

CAc 3 Bloque de Honduras 15 6,8 6,8 7,3 4,93 1,02 2,07

CAc 4 Arco Volcánico Norte 15 6,7 7,1 7,0 5,55 1,07 5,01

CAc 6 Antearco América Central 15 7,6 7,6 7,7 1,19 1,19 59,41

CAc 9 Plataforma Caribe de

Nicaragua 15 6,5 6,2 7,3 4,96 1,06 1,51

Regional - Interplaca

CAsi 1 Subducción Interplaca del

Noroeste 34-60 7,9 7,9 8,1 5,27 0,94 11,17

Regional - Intraplaca

Casp 1 Subducción Intraplaca

América Central 61-250 7,7 7,4 8,0 6,02 1,05 20,80

Nacional - Cortical

N1 Pacífico Oeste 10 8 7,6 8,3 6,47 1,18 13,73

N2-C1 Pacífico Sureste,

Papagayo 20 7,4 7,1 7,6 7,73 1,41 25,03

N3 Antearco Oeste 20 6,8 6,5 7,0 4,09 0,88 1,35

N4 Anterco Este 20 6,8 6,5 7,0 4,06 1,02 1,05

S4-N5 Arco Volcánico (Golfo de

Fonseca) 10 6,6 6,4 6,9 4,08 0,97 0,52

N6-N7 Arco Volcánico Oeste -

Central 10 6,5 6,2 6,7 4,5 0,95 1,68

N8 Arco Volcánico Sureste 10 6,8 6,5 7,0 2,5 0,68 0,27

N9-N10 Depresión Trasarco 10 6,8 6,7 7,0 1,61 0,50 0,24

H3-N11 Zona Gayape 10 6,3 6,0 6,5 4,45 1,09 0,36

N12 Caribe Sur 10 6,2 5,9 6,4 5,11 1,21 0,44

N13-N14

Caribe Noroeste 10 6,2 5,9 6,4 4,64 1,08 0,57

Nacional - Interplaca

Nsi 15 Interplaca Noroeste 26-70 7,9 7,7 8,2 6,61 1,33 4,32

Nsi 16 Interplaca Sureste 26-70 7,9 7,6 8,2 3,79 0,78 1,94

Nacional - Intraplaca

Nsp17 Intraplaca 61-200 7,3 7,0 7,5 6,53 1,2 13,76



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Tabla 2. Parámetros sísmicos según zonificación para Costa Rica

País Tipo de Zona Código Nombre de la Zona Profundidad Magnitud Máxima Índices Sísmicos

E(M) M1 M2 a b N (Mmín)

Costa

Ric

a

Regional - Cortical

CAc 5 Arco Volcánico Sur 15 7,0 7,0 7,0 5,55 1,07 5,01

CAc 6 Antearco América Central 15 7,6 7,6 7,7 7,11 1,19 59,41

CAc 9 Plataforma Caribe de

Nicaragua 15 6,5 6,2 7,3 4,96 1,06 1,51

CAc 10

Cint. Def. N. Panamá 15 7,9 7,7 8,1 4,30 0,86 2,60

Regional - Interplaca

CAsi 2 Subducción Interplaca del

Sureste 34-60 7,4 7,8 8,0 3,57 0,74 1,19

Regional - Intraplaca

Casp 1 Subducción Intraplaca

América Central 61-250 7,7 7,4 8,0 6,02 1,05 20,80

Nacional - Cortical

N2-C1 Pacífico Sureste,

Papagayo 20 7,4 7,1 7,6 7,73 1,41 25,03

C2 Antearco Noroeste 20 7,2 7,0 7,5 4,81 0,99 2,20

C3 Antearco Pacífico Central 15 7,3 7,0 7,5 4,78 0,917 4,56

C4-P1 ZFP-Burica 5 7,5 7,4 7,6 6,09 1,06 19,61

C5 Arco Volcánico

Guanacaste 10 6,6 6,5 7,0 4,19 0,93 1,00

C6 Cordillera Volcánica

Central 10 7,1 6,5 7,2 4,04 0,89 1,09

C7 Talamanca 10 7,1 6,2 7,5 5,74 1,18 2,76

C8-P8 Cint. Def. N. Panamá -

Limón 15 8,0 7,9 8,1 4,30 0,86 2,60

C9 Trasarco Norte 10 6,3 6,1 7,0 3,77 0,97 0,25

C10 Caribe Central -

Parismina 20 6,2 5,5 6,6 4,7 1,13 0,44

Nacional - Interplaca

Csi 11 Interplaca Nicoya 26-63 7,8 7,7 8,0 2,03 0,54 0,38

Csi 12 Interplaca Quepos 26-51 7,0 7,0 7,4 3,87 0,90 0,65

Csi 13 Interplaca Osa 26-52 7,4 7,4 7,6 1,29 0,48 0,14

Nacional - Intraplaca

Csp 14 Intraplaca Noroeste 40-117 7,0 6,5 7,4 4,70 1,05 0,98

Csp 15 Intraplaca Central 40-155 7,4 7,3 7,6 2,94 0,71 0,54

Csp 16 Intraplaca Sureste 40-82 6,8 6,2 7,4 2,19 0,70 0,11

Donde,

- E(M): valor probable de la máxima magnitud esperada en la fuente.

- M1: magnitud máxima observada en la fuente

- M2: magnitud máxima que establece la geología de la fuente.

- Valor “a”: ordenada en el origen de la relación de Gutenberg-Richter (normalizado a

un año), que describe el número total de seismos, en este caso por año.

- Valor “b”: índice de sismicidad (pendiente de la relación Gutenberg-Richter) también

conocido como b-value, el cual mide el número relativo de seismos mayores

comparado con seismos menores; b = 1 significa que el número de eventos sísmicos

se incrementa por un factor de 10 por cada unidad en magnitud, por ejemplo, si hay

en una determinada zona un seismo M = 7,0 por año, se podría esperar cerca de 10

seismos M = 6,0 por año, 100 seismos M = 5, etc.

- N(Mmín) indica el número anual de seismos de magnitud mínima.



29

Las zonas sombreadas en las Tablas 1 y 2 representan las zonas cercanas a la frontera entre Nicaragua y Costa Rica. La Figura 5 muestra los esquemas tectónicos de esas zonas, indicando además los valores del parámetro b obtenido para las zonas de Nicaragua y Costa Rica, tanto a nivel regional como nacional. Tal como se muestra en la Figura 5, en la zona fronteriza entre estos dos países, el parámetro “b” tiene el siguiente comportamiento:

- En la zona Prearco, zona donde predominan los esfuerzos tensionales por

doblamiento de la placa subducente, los valores del índice de sismicidad se

encuentran sin variación para la zonificación regional (1,19) y se encuentran entre

0,99 a 1,41 para la zonificación a detalle nacional.

- En la zona Arco Volcánico, zona donde predomina el régimen distensivo, los valores

del índice de sismicidad para la zonificación regional se encuentran entre 0,96 a 1,07

para la zonificación regional y entre 0,68 a 0,93 para la zonificación a detalle nacional.

- En la zona Trasarco y cinturones deformados, donde predominan fallamientos

inversos, el índice de sismicidad se encuentran sin variación para la zonificación

regional (1,06) y de igual manera, sin variación para la zonificación a detalle nacional

(1,21).

- En la zona Interplaca, el índice de sismicidad se encuentra entre 0,74 a 0,94 para la

zonificación regional y entre 0,54 y 0,78 para la zonificación a detalle nacional.

- En la zona intraplaca, donde predominan los regímenes de ruptura normales, el

índice de sismicidad se mantiene sin variación en la zonificación regional (1,05) y

entre 1,05 y 1,20 en la zonificación a detalle nacional.



30

Figura 5. Perfiles en profundidad de las zonas sísmicas definidas en las proximidades de la frontera entre Nicaragua y Costa Rica, con indicación del índice de sismicidad “b” de la relación Gutenberg-

Richter, para: a) Nicaragua a nivel regional, b) Costa Rica a nivel regional, c) Nicaragua a nivel nacional y d) Costa Rica a nivel nacional. (Adaptada de Benito et al., 2010).

b)

c)

a) NICARAGUA REGIONAL

b) COSTA RICA REGIONAL

AstenosferaAstenosfera

25 km

60 km

200 km

Corticalb: 1,19

Cortical Arco Volcánicob: 0,96

Cortical Trasarcob: 1,06

Interplacab: 0,94

Intraplacab: 1,05

AstenosferaAstenosfera

25 km

60 km

200 km

Corticalb: 1,19

Cortical Arco Volcánicob: 1,07

Cortical Trasarcob: 1,06

Interplacab: 0,74

Intraplacab: 1,05

a)

d)



31

3.7 LEYES DE ATENUACIÓN

La elección de modelos de atenuación que representaran de forma realista la atenuación para América Central fue de suma importancia para la evaluación de la amenaza sísmica de la región, ya que la atenuación suele ser el factor de mayor impacto en los resultados. Los modelos se eligieron contrastando diversos modelos pre-seleccionados con datos acelerométricos locales de Costa Rica, El Salvador y Nicaragua. Se analizaron los residuos que proporcionaban los diferentes modelos, determinando los que minimizaban dichos residuos y se ajustaban mejor a los datos de la zona, lo que implicaba a su vez un mejor reflejo de la atenuación existente . Los modelos finalmente seleccionados para el cálculo de amenaza fueron los siguientes:

- Corticales, Modelos de Climent et al., 1994 y Zhao et al., 2006.

- Subducción Interfase o Interplaca, Modelo de Youngs et al., 1997.

- Subducción Intraplaca, Modelos de Zhao et al., 2006 y Youngs et al., 1997.

La Figura 6 muestra estos modelos de atenuación para las fuentes sísmicas corticales, interfase e intraplaca.

Figura 6. Modelos de atenuación utilizados para la determinación de la amenaza sísmica en América

Central para fuentes corticales (a), Interplaca (b) e intraplaca (c) (tomada de Benito et al., 2010)



32

3.8 RESOLUCIÓN DE LA INTEGRAL DE PELIGROSIDAD La integral de la amenaza fue resuelta en el estudio de referencia conforme al planteamiento probabilístico de Cornell (1968) y Esteva (1967, 1968), una vez establecidos los modelos de recurrencia de terremotos, las zonas sismogenéticas donde éstos ocurren y las leyes de atenuación. La amenaza sísmica es evaluada como la probabilidad de excedencia de un valor umbral del parámetro de movimiento elegido en un determinado emplazamiento, debido a la actividad sísmica de cada una de las zonas sismogenéticas cercanas que puedan contribuir al movimiento en dicho emplazamiento. Esta ecuación de amenaza para el conjunto de N fuentes sismogenéticas tiene la siguiente forma funcional:

La resolución numérica de la ecuación de la amenaza es exclusiva para un emplazamiento determinado y permite el cálculo de la probabilidad de excedencia de un nivel del movimiento específico. Por ello la eleboración de mapas de amenaza requiere la resolución previa de esta integral en multiples puntos, cubriendo el área de estudio, y para diferentes umbrales de movimiento.

3.9 MAPAS DE AMENAZA SÍSMICA Para la región de América Central y para cada país por separado, el cálculo de la amenaza se desarrolló con el programa CRISIS 07 (Ordaz et al., 2007) en todos los puntos de una malla que cubrió toda la región, equiespaciados 0.1° en longitud y latitud, tomando el modelo de zonas sismogenéticas descrito anteriormente. Los cálculos fueron desarrollados en términos de PGA (del inglés, Peak Ground Acceleration) en roca, sin incluir el efecto local o de sitio, para periodos de retorno de 500, 1.000 y 2.500. La Figura 7 muestra el mapa de amenaza sísmica obtenido en el estudio de referencia para la región de América Central para un periodo de retorno de 500 años, que es el comúnmente utilizado por las normativas de diseño sismorresistente de edificaciones ordinarias.

Tasa anual de excedencia del

nivel del movimiento Ypor Terremotos que ocurren en las N

fuentes.

Tasa anual de ocurrencia de terremotos a

magnitud mínima Mnímen la fuente i

Probabilidad de excedencia de un valor Y del parámetro de movimiento condicionada

a las variable m(magnitudes), r (distancias a

la fuente) y Ɛ(proporsionalidad del

número de desviaciones estándar de la ecuación del

modelo del movimiento)

Funciones densidad de probabilidad de

magnitud, distancia y desviación estándarde la ecuación del

movimiento



33

Figura 7. Mapa de amenaza sísmica para la región de América Central, correspondiente a un periodo

de retorno de 500 años (tomada de Benito et al., 2010)

Para el territorio nicaragüense, los mayores valores de PGA para todos los periodos de retorno, se encuentran en determinadas regiones de la cadena volcánica. La Figura 8 muestra el mapa de amenaza sísmica para Nicaragua correspondiente a un periodo de retorno de 500 años. Se identifican valores máximos de PGA en torno a 550 gales para zonas de la cadena volcánica, decayendo fuertemente hacia el interior del territorio.

Figura 8. Mapa de amenaza sísmica para Nicaragua, correspondiente a un periodo de retorno de 500

años (tomada de Benito et al., 2010)



34

En el territorio costarricense, para todos los periodos de retorno los valores más altos de PGA se localizan a lo largo de la costa pacífica del país y en zonas cercanas a ella, seguidas por el Valle Central, cuya actividad sísmica es superficial y de fallamiento local. Las zonas identificadas con mayores valores de PGA (superiores a 550 gal) son: 1) la parte noroeste de la Península de Nicoya, 2) sector enmarcado entre Tárcoles y Parrita y 3) Sector sur de la Península de Osa y Punta Burica. La Figura 9 muestra el mapa de amenaza sísmica de Costa Rica para un periodo de retorno de 500 años.

Figura 9. Mapa de amenaza sísmica para Costa Rica, correspondiente a un periodo de retorno de

500 años (tomada de Benito et al., 2010)



35

4. SISMICIDAD HISTORICA E INSTRUMENTAL DE NICARAGUA Y COSTA RICA.

A través de los años, América Central ha sido escenario de muchos desastres generados por eventos sísmicos provenientes de las distintas fuentes sismogenéticas existentes en la región. Estos desastres han impactado la integridad de sus habitantes, ocasionando millares de muertos y desaparecidos, así como pérdidas en sus producciones e infraestructura. Todas ello ha repercutido negativamente en la economía de cada uno los países de América Central. Utilizando el programa de ordenador denominado SEIS-PC de los profesores K. Nakamura y Y. Ishikawa, se ha elaborado la Figura 10, la cual muestra la ubicación de los epicentros de seismos con magnitudes entre Mw 3,0 a Mw 8,0 y con profundidades entre 0 km y 250 km; ocurridos entre los años 1940 y 2015 para la zona comprendida por Nicaragua y Costa Rica.

Figura 10. Seismos ocurridos en Nicaragua y Costa Rica, con magnitudes entre Mw 3,0 y 8,0;

profundidades entre 0 km y 250 km; sucedidos desde el año 1940 hasta 2015.

En Nicaragua, la amenaza sísmica se concentra principalmente en su costa pacífica, asociada con la subducción de la Placa del Coco bajo la Placa Caribe, así como a lo largo de las fallas locales existentes en la Depresión de Nicaragua y el Arco Volcánico (Frez y Gámez, 2008). La Figura 11 presenta la ubicación de los epicentros de seismos con magnitudes Mw entre 3,0 y 8,0 y con profundidades entre 0 km y 250 km, ocurridos desde el año 1940 hasta 2015 en el territorio nicaragüense.



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Figura 11. Seismos ocurridos en Nicaragua y alrededores, con magnitudes entre Mw 3,0 y 8,0;

profundidades entre 0 km y 250 km, sucedidos desde el año 1940 hasta 2015.

La Tabla 3 presenta datos de los principales eventos sísmicos percibidos en el territorio nicaragüense, de Mw superior a 7,0 y/o intensidad epicentral IMM ≥ VIII:

Tabla 3. Eventos sísmicos percibidos en Nicaragua de Mw ≥ 7,0 y/o IMM ≥ VIII

Fecha Profundidad

Mw Intensidad Epicentral

Referencia (km)

1528 - - VIII Rojas et al., 1993

1663 - 7,3 VIII Morales, 2008

05/1844 130 7,1 VIII Morales, 2008

11/10/1885 60 7,0 IX Morales, 2008

29/04/1898 100 7,4 VIII Morales, 2008

16/02/1922 - - VIII Morales, 2008

05/11/1926 135 7,0 VIII Morales, 2008

31/03/1931 5 6,2 VIII Rojas et al., 1993

04/04/1955 5 - VIII Morales, 2008

23/12/1972 5 6,3 X Algermissen et al. 1974

01/09/1992 - 7,6 - INETER, 2008

Para Costa Rica, de igual manera, la amenaza sísmica se concentra principalmente en su costa pacífica, asociada con la subducción de la Placa del Coco bajo la Placa Caribe, así como alineada con el fallamiento local existente en el país (Peraldo y Montero, 1994).



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De igual manera, la Figura 12, presenta la ubicación de los epicentros de seismos con magnitudes entre Mw 3,0 y 8,0 y con profundidades entre 0 km y 250 km, ocurridos entre los años 1940 y 2015 en el territorio costarricense.

Figura 12. Seismos ocurridos en Costa Rica y alrededores, con magnitudes entre Mw 3,0 a Mw 8,0;

profundidades entre 0 km y 250 km, sucedidos entre los años 1940 y 2015.

A pesar de la ocurrencia del terremoto de Sámara, el día 05 de Septiembre de 2012, al frente de la península de Nicoya, así como todos los seismos menores ocurridos posteriormente, en la Figura 12 se puede notar la existencia aún de una brecha sísmica sobre esta península en Costa Rica. La Tabla 4 muestra datos de los principales eventos sísmicos percibidos en el territorio costarricense de Mw superior a 7,0 y/o intensidad epicentral IMM ≥ VIII:



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Tabla 4. Eventos sísmicos percibidos en Costa Rica de Mw ≥ 7,0 y/o IMM ≥ VIII

Fecha Profundidad

Mw Intensidad Epicentral

Referencia (km)

15/02/1772 10 6,0 VIII Peraldo y Montero, 1999

07/05/1822 20 7,6 IX Rojas, 1993

02/09/1841 10 6,4 IX Peraldo y Montero, 1999

24/08/1853 10 6,0 VIII Peraldo y Montero, 1999

30/12/1888 10 6,0 VIII Alvarado et al., 1988

05/05/1910 9 6,4 VIII Montero, 1983

29/08/1911 8 6,2 IX Alvarado et al., 1988

10/10/1911 10 6,5 VIII Tristán, 1912

27/02/1916 50 7,3 IX Tristán, 1916

04/03/1924 15 7,0 X Montero, 1999

21/12/1939 70 7,3 VIII Rojas, 2004

05/12/1941 28 7,4 IX Boschini, 1989; Arroyo, 2001

05/01/1950 55 7,8 VIII Montero, 1984

09/09/1952 20 7,0 VIII Montero y Climent, 1990

30/12/1952 10 6,2 VIII Montero, 1983

01/09/1955 3 6,1 VIII Alvarado et al., 1988

14/04/1973 10 6,5 IX Montero, 1984

03/04/1983 34 7,3 VIII Montero y Mora, 1985

03/07/1983 14 6,2 VIII Boschini et al., 1988

25/03/1990 16 7,1 VIII Barquero y Boschini, 1991

22/12/1990 4 6,0 VIII Barquero y Boschini, 1991

22/04/1991 23 7,7 X Ponce et al., 1994

10/07/1993 14 6,0 VIII Barquero y Peraldo, 1993

20/08/1999 22 6,9 VIII Rojas y Redondo, 2002; Bilek y

Lithgow-Bertelloni, 2005

25/12/2003 15 6,5 VIII Barquero, 2004

20/11/2004 25 6,4 VII+ Barquero y Rojas, 2004; Pacheco

et al., 2006

08/01/2009 4,6 6,2 IX Barquero, 2009

05/09/2012 15 7,6 VII Linkimer et al., 2013



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5. NORMATIVAS SÍSMICAS DE NICARAGUA A lo largo de su historia, Nicaragua ha contado con tres normativas sísmicas de diseño para edificaciones. La primera de ellas data del año 1973, la segunda de 1983 y la que actualmente está vigente fue elaborada en el año 2007. A continuación se dará una breve descripción de las dos primeras normativas nicaragüenses y se describirá de manera más extensa la que actualmente se encuentra en vigencia.

5.1 CÓDIGO PARA LAS CONSTRUCCIONES EN EL ÁREA DEL DISTRITO NACIONAL CCADN-73 (LLAMADO TAMBIÉN “CÓDIGO DE EMERGENCIA PARA LA RECONSTRUCCIÓN DE MANAGUA”)

Antes de la publicación de este código, Nicaragua no contaba con una normativa de diseño sismorresistente, siendo las obras diseñadas conforme a normativas internacionales, como el UBC y Blue Book de la Asociación de Ingenieros Estructurales de California, principalmente. Este código surge con posterioridad al devastador terremoto de Managua de Diciembre de 1972, ante la necesidad de contar con lineamientos para la construcción de nuevas edificaciones o reparación y refuerzo de las construcciones existentes en esa época. El Vice Ministerio de Planificación Urbana y el Ministerio del Distrito Nacional, emitieron el 24 de Enero de 1973 (un mes después del evento sísmico) el Decreto No.90 que contenía el Código para las Construcciones en el Área del Distrito Nacional. El objetivo de este código fue fijar las normas de emergencia que debían cumplir las construcciones para que se tuviese la adecuada seguridad ante la ocurrencia de terremotos. Dentro de los aspectos de interés de este trabajo, se destaca que este código clasificaba a las estructuras según el destino y su estructuración, tal como se presenta de forma general en las Tablas 5 y 6.

Tabla 5. Clasificación de las estructuras según el destino

CCADN-73, Art.8.

Grupo Destino

Grupo “A”

-Edificios Gubernamentales, Municipales y de Servicio Público. -Edificios con funcionamiento importante a raíz de un seismo. -Edificios con contenido de gran valor. -Edificios con área total de construcción superior a 100 m², con frecuentes aglomeraciones de personas.

Grupo “B”

-Construcciones destinadas a la habitación privada. -Construcciones de uso público sin frecuente aglomeración. -Construcciones con área total de construcción no mayor a 100 m², aunque existiera frecuente aglomeraciones de personas. -Construcciones para guardar materiales o equipos costosos y aquellos cuya falla pudo poner en peligro a otras.

Grupo “C” Construcciones cuya falla por seismo no causaran daños a estructuras de los grupos “A” y “B”.



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Tabla 6. Clasificación de las estructuras según su estructuración.

CCADN-73, Art.9.

Tipo Estructuración

Tipo 1

Edificios con capacidad de resistir la totalidad de la acción sísmica exclusivamente por medio de pórticos dúctiles de acero estructural o de hormigón armado con forjados y techos suficientemente rígidos y resistentes.

Tipo 2

Edificios con pórticos, muros de cortante y/o diagonales de arriostramiento, donde los pórticos resistían al menos 50% de la reacción cortante y el resto por los muros y arriostramientos, todos ellos con forjados y techos suficientemente rígidos y resistentes.

Tipo 3

Edificios soportados únicamente por muros de carga y aquellos cuyos pórticos estuviesen arriostrados o hayan sido incapaces de resistir por sí mismo el 50% de la reacción cortante. Entre ellas: a) Estructuras con pórticos arriostrados, muros de hormigón o ladrillo sólido reforzados. b) Estructuras con muros de piezas huecas.

Tipo 4

Estructuras elevadas como tanques, chimeneas y todas aquellas soportadas por un único pilar o una hilera de pilares orientados perpendicularmente a la dirección de análisis, o cuyos pilares o muros no estuviesen ligados en las cubiertas o forjados por elementos rígidos o resistentes.

Por su parte, este código requería del cálculo del efecto de las aceleraciones verticales y horizontales sobre las estructuras. Para el caso de las aceleraciones verticales, su efecto se consideraba equivalente a un 40% del valor de las acciones permanentes y sobrecargas de uso, o bien, de su consideración de un análisis dinámico que tomase en cuenta los modos de vibración vertical de la estructura. El efecto de las aceleraciones horizontales se determinaba de tal manera que la relación “C” (reacción cortante en la base del edificio entre el peso del mismo sobre dicho nivel) fuera al menos igual a los valores que se muestran en la Tabla 7.

Tabla 7. Relación “C” mínima entre la reacción cortante en la base del edificio y el peso del mismo

CCADN-73, Art.12.

Tipo de Estructura

Clasificación según su destino

Grupo “A” Grupo “B” Grupo “C”

Tipo 1 0.13 0.10 0.05

Tipo 2 0.17 0.12 0.06

Tipo 3. a) 0.33 0.25 0.12

Tipo 3. b) 0.50 0.33 0.17

Tipo 4 0.50 0.33 0.17

Adicionalmente, en el artículo 12 de este código se especificaba un factor D de reducción en función de la rigidez de la estructura, el cual estaba limitado a un valor máximo y a un mínimo de 1 y 0.4 respectivamente. Este factor era aceptable para estructuras construidas sobre suelo rígido y en caso contrario se requería que fuese determinado teniendo en cuenta las propiedades locales del suelo. Se permitía la utilización de tres métodos de análisis: Estático, Dinámico y Simplificado, detallando los requisitos para la implementación de cada uno de ellos. Se establecía la utilización de un espectro de diseño compuesto de dos trazos, el primero de ellos caracterizado por una meseta comprendida entre los períodos de 0 a 0.3 segundos, cuya ordenada correspondía a la relación “C” especificada anteriormente y un segundo trazo



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para periodos superiores con un comportamiento inversamente proporcional al período de cada modo natural de vibración de la estructura. La Figura 13 presenta el espectro de diseño establecido por el CCADN-73.

Figura 13. Espectro de diseño para estructuras sobre suelos rígidos, conforme CCADN-73, Art.20.

Para el caso de estructuras construidas en terrenos poco rígidos, el espectro de diseño se debía determinar con base a las características del terreno y el código ordenaba la aprobación de este espectro por parte de las autoridades competentes en esa fecha. El cálculo de una estructura se realizaba por medio de esfuerzos permisibles y para la determinación de las cargas de diseño, aparte de las acciones permanentes y otras que actuasen con carácter permanente sobre la estructura, se debía considerar sobrecargas de uso y reducidas (estas últimas consideradas en el cálculo de la acción sísmica) tal como se muestran de forma general en la Tabla 8. La acción sísmica era entonces considerada como el producto del peso de la estructura (acciones permanentes más cargas reducidas de la Tabla 8) por la relación “C” descrita en la Tabla 7.

Tabla 8. Sobrecargas de uso y reducidas en kg/m². CCADN-73, Art.23.

Destino Sobrecarga de uso

Sobrecarga de uso reducida

Habitacionales 200 90

Oficinas, despachos y laboratorios 250 110

Comunicación de uso público para peatones 500 250

Lugares de reunión 400 200

Comercios y fábricas de mercancía ligera 400 250

Comercios y fábricas de mercancías de peso intermedio

600 400

Comercios y fábricas de mercancía pesada 800 600

Azoteas con pendiente no mayor a 5% 100 40

Azoteas con pendiente superior a 5% 50 20

Volados en vía pública 400 200

Garajes y estacionamientos para automóviles 200 150

Andamios y cimbra para hormigón 80 50

Adicionalmente, se debían cuantificar los desplazamientos entre dos forjados consecutivos de la edificación y compararse con los valores máximos admisibles, los cuales se categorizaban para dos tipos de estructuras:

0 1 2 3 4 5

"C"

Periodo (s)

Espectro de Diseño para Estructuras sobre Suelos Rígidos



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- Estructuras conformadas por muros de fábrica, 0.002

- Estructuras cuyo desplazamientos no dañaban muros de fábrica, 0.004

Otros aspectos regulados dentro de este código fueron:

- Diseño de elementos estructurales de fábrica, hormigón y acero.

- Requisitos para elementos no estructurales.

- Refuerzos y modificaciones de estructuras.

- Separación en colindancias.

- Control y normas alternativas.

5.2 REGLAMENTO NACIONAL DE LA CONSTRUCCIÓN RNC-83

Posteriormente al terremoto de Managua del año 1972 y de la pronta publicación del denominado “Código de Emergencia para la Reconstrucción de Managua”, transcurrieron poco más de 10 años hasta la publicación del Reglamento Nacional de la Construcción que regiría en todo el territorio nicaragüense. Este reglamento fue publicado en el Diario Oficial “La Gaceta” en los números 180 al 187, con fechas del 8 al 17 de Agosto de 1983, por medio del Ministerio de Vivienda y Asentamientos Humanos del Gobierno de Reconstrucción Nacional de la República de Nicaragua. Estas normas reglamentarias establecieron los requerimientos aplicables al diseño y construcción de nuevas edificaciones y a la reparación y refuerzo de obras existentes que así lo requirieran, en ambos casos con los siguientes objetivos:

- Evitar pérdidas de vidas y disminuir la posibilidad de daños físicos a personas.



moderados.



Los aspectos que se destacan de este reglamento, concernientes al interés de este trabajo son: clasificación de las estructuras según el destino y las características estructurales, tal como se presenta de forma general en las Tablas 9 y 10.



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Tabla 9. Clasificación de las estructuras según el destino

RNC-83, Art.11.

Grupo Destino

Grupo 1

-Edificios de servicio público. -Edificios de uso público con elevado factor de ocupación. -Edificios con contenido de gran valor. -Instalaciones industriales con depósitos de materia tóxica, explosiva y/o radioeléctrica.

Grupo 2

-Edificios de uso público con elevado factor de ocupación. -Edificios sin frecuente aglomeración de personas. -Edificios cuyo colapso pudiesen poner en peligro las edificaciones de este grupo o las del Grupo 1.

Grupo 3 Construcciones aisladas no clasificables en los Grupos 1 y 2.

Esta normativa contemplaba aspectos de calidad para tres tipos de categorías: 1. La simetría y estabilidad de la estructura, 2. La confiabilidad de los sistemas de construcción 3. La inspección y control de los materiales utilizados. Con estos aspectos se determinaba un Grado para la estructura según los requerimientos de calidad resumidos en la Tabla 11. Si la estructura cumplía con calidad excelente en las tres categorías, se le asignaba un Grado A. Si la estructura cumplía como mínimo con calidad regular en las tres categorías, se le asignaba un Grado B y para el Grado C era necesario como mínimo cumplir con una calidad regular en dos de las categorías.



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Tabla 10. Clasificación de las estructuras según las características estructurales

RNC-83, Art. 12.

Tipo Factor de forma Estructuración

Tipo 1 0.67

Edificios capaces de resistir la totalidad de las acciones laterales por medio de pórticos dúctiles. Se incluían pórticos rígidos de acero de una solo planta sin diafragma rígido y las edificaciones hasta de 3 plantas con diafragmas flexibles.

Tipo 2 0.80

Edificios compuestos por pórticos dúctiles y muros de corte capaces de absorber la totalidad de las acciones laterales, con diafragmas rígidos y los pórticos dúctiles teniendo capacidad para resistir por lo menos el 25% de la totalidad de las acciones laterales. Se incluían edificios hasta de 3 plantas con diafragma flexible con al menos un muro resistente conectado a los pórticos en cada planta.

Tipo 3 1.00

Edificios compuestos por pórticos rígidos y muros de corte que absorbieran la totalidad de las acciones laterales, con diafragma rígido y los pórticos rígidos teniendo capacidad para resistir por lo menos el 25% de la totalidad de las acciones laterales. Se incluían edificios hasta de 2 plantas capaces de resistir la totalidad de las acciones sísmicas por medio de pórticos rígidos de cualquier material o híbridos. Edificios hasta de 3 plantas en las zonas 1, 2 ó 3 (zonificación sísmica) con diafragma rígido o flexible, compuestos de pórticos rígidos de acero y/o hormigón armado.

Tipo 4 1.17

Estructuras de una sola planta compuestas por medio de muros capaces de resistir en corte la totalidad de las acciones laterales. Los muros conectados perpendicularmente con capacidad de resistir a flexión la totalidad de las acciones laterales normales al plano. Estas estructuras no requerían de un diafragma rígido.

Tipo 5 1.33

Cualquier sistema estructural dependiente de muros de corte o pórticos arriostrados para resistir la totalidad de las acciones laterales y verticales previstos de diafragmas rígidos.

Tipo 6 1.67

Estructuras sin reserva funcional que no reunieran las condiciones de los tipos 1 al 5, tales como: torres, tanques de almacenamiento cuyo contenido se inicia desde el nivel de fundación y elementos sustentados por una sola hilera de pilares.

Tipo 7 2.00

Estructuras tipo tanques de almacenamiento cuyo contenido se encontrara en el extremo superior de la torre.



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Tabla 11. Requerimientos para la determinación de la calidad y categoría RNC-83, Art.14.

Categoría Tipos Calidad

Excelente Regular Pobre

I (Estabilidad y

Simetría)

Tipo 1 (K=0.67) 4 o más pórticos con 3 o más claros cada uno simétricos.

4 o más pórticos y simetría regular.

Todo lo demás

Tipo 2 (K=0.80) Tipo 3 (K=1.00)

4 o más pórticos con 3 o más claros y 4 o más muros de corte dúctiles de hormigón o fábrica confinada. Simétrico, sin pórticos arriostrados y para el Tipo 3 una altura límite de 16 plantas.

4 o más pórticos y simetría regular.

Todo lo demás

Tipo 4 (K=1.17) Tipo 5 (K=1.33) Tipo 6 (K=1.67)

4 o más muros dúctiles de corte de hormigón armado o fábrica confinada. Simétrico, sin pórticos arriostrados y para el Tipo 5 una altura límite de 16 plantas.

4 o más muros de fábrica armada, confinada o hormigón armado. Sin pórticos arriostrados y simetría regular con altura límite de 16 plantas.

Todo lo demás

II (Confiabilidad

de los Sistemas

Constructivos)

Tipo 1 (K=0.67) Tipo 2 (K=0.80) Tipo 3 (K=1.00) Tipo 4 (K=1.17) Tipo 5 (K=1.33) Tipo 6 (K=1.67)

Sistemas tradicionales de alta confiabilidad y ductilidad. Sin elementos prefabricados en los sistemas laterales resistentes, existencia de diafragmas rígidos en forjados y techos. Análisis dinámico o estático hasta 4 plantas de altura.

Sistema tradicional de regular confiabilidad, sin elementos prefabricados en los sistemas laterales resistentes, existencia de diafragmas rígidos en forjados. Análisis estático equivalente.

Nuevos sistemas estructurales de poca confiabilidad. Análisis mediante método simplificado.

III (Inspección,

Mano de Obra y Materiales)

Tipo 1 (K=0.67) Tipo 2 (K=0.80) Tipo 3 (K=1.00) Tipo 4 (K=1.17) Tipo 5 (K=1.33) Tipo 6 (K=1.67)

Ingeniero supervisor asignado a la obra. Mano de obra con vasta experiencia y materiales aprobados y de producción controlada.

Inspección ocasional o inspección remota. Mano de obra con experiencia regular y materiales aprobados y de producción controlada.

Inspección remota o nula. Mano de obra no calificada y materiales de producción no controlada.

Simétrico: Excentricidad ≤ 10%, Simetría regular: Excentricidad entre 10% y 20%

En el cálculo de la acción sísmica sobre una estructura se consideraba la ubicación de la obra dentro de un mapa de zonificación sísmica que se dividía en 6 zonas con distintos niveles de amenaza. La Figura 14 representa una adaptación de este mapa, donde se aprecia que la ciudad capital Managua se ubicaba dentro de la zona 6, con mayor amenaza del país. Esta y las siguientes zonas de mayor amenaza (5, 4 y 3) se localizan cercanas a la costa pacífica del país, cuyos niveles de amenaza eran debido a su proximidad a la zona de



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subducción entre las placas tectónicas Coco – Caribe, así como a su alineación con el fallamiento local de cadena volcánica de Nicaragua. En el caso de Managua, se suma una fuente de amenaza sísmica adicional dada por fallamientos superficiales. Las zonas 1 y 2 representaban niveles inferiores de amenaza por su lejanía gradual desde las fuentes sismogenéticas del país.

Figura 14. Mapa de zonificación sísmica, adaptado del RNC-83, Art.22.

En resumen, se contaba con las siguientes clasificaciones:

- Grupo de Estructura según el destino de la edificación (Tabla 9)

- Tipo de Estructura según las características estructurales (Tabla 10)

- Grado de Estructura según calidad de la obra (Tabla 11)

- Zonificación Sísmica según la ubicación de la estructura (Figura 14)

Conforme a las clasificaciones indicadas, este reglamento presentaba una lista de coeficientes de diseño “C” para la obtención de las acciones sísmicas sobre la estructura. Se presentaba en total una lista de 342 coeficientes de diseño que se muestran en la Tabla 12.



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Tabla 12. Coeficientes (C) para la obtención de acciones sísmicas RNC-83, Art.22.

Tipo Grado Zona 1 Zona 2 Zona 3

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

1

A 0.037 0.026 0.023 0.064 0.050 0.042 0.122 0.097 0.086

B 0.045 0.031 0.028 0.077 0.060 0.050 0.146 0.116 0.103

C 0.052 0.036 0.033 0.090 0.070 0.059 0.171 0.135 0.120

2

A 0.054 0.037 0.034 0.092 0.072 0.061 0.176 0.139 0.123

B 0.063 0.043 0.039 0.108 0.084 0.071 0.205 0.162 0.144

C 0.072 0.049 0.045 0.123 0.096 0.081 0.235 0.135 0.165

3

A 0.067 0.046 0.042 0.115 0.090 0.076 0.220 0.174 0.154

B 0.079 0.054 0.049 0.135 0.105 0.088 0.256 0.203 0.180

C 0.090 0.062 0.056 0.154 0.120 0.101 0.293 0.232 0.206

4

A 0.079 0.054 0.049 0.134 0.105 0.088 0.256 0.203 0.180

B 0.092 0.063 0.057 0.157 0.122 0.103 0.300 0.237 0.210

C 0.105 0.072 0.065 0.179 0.140 0.117 0.342 0.271 0.241

5

A 0.090 0.062 0.056 0.154 0.120 0.101 0.293 0.232 0.206

B 0.105 0.072 0.065 0.180 0.140 0.118 0.342 0.271 0.240

C 0.120 0.082 0.075 0.205 0.160 0.134 0.391 0.309 0.275

6

A 0.108 0.074 0.067 0.185 0.144 0.121 0.353 0.280 0.245

B 0.125 0.086 0.078 0.216 0.169 0.141 0.412 0.325 0.286

C 0.143 0.099 0.090 0.246 0.195 0.161 0.470 0.372 0.327

7 A 0.104 0.072 0.066 0.180 0.140 0.118 0.342 0.270 0.240

Tipo Grado Zona 4 Zona 5 Zona 6

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

1

A 0.140 0.117 0.098 0.157 0.124 0.110 0.202 0.161 0.137

B 0.168 0.140 0.118 0.190 0.149 0.132 0.244 0.192 0.164

C 0.196 0.163 0.137 0.220 0.173 0.153 0.286 0.226 0.191

2

A 0.202 0.168 0.141 0.226 0.178 0.158 0.293 0.230 0.198

B 0.235 0.196 0.165 0.263 0.208 0.185 0.342 0.272 0.233

C 0.269 0.224 0.188 0.301 0.237 0.210 0.391 0.310 0.263

3

A 0.252 0.210 0.176 0.282 0.223 0.197 0.366 0.290 0.248

B 0.294 0.245 0.206 0.329 0.260 0.231 0.429 0.337 0.290

C 0.336 0.280 0.235 0.376 0.297 0.263 0.488 0.386 0.328

4

A 0.294 0.246 0.206 0.329 0.261 0.231 0.429 0.341 0.290

B 0.343 0.287 0.240 0.384 0.304 0.269 0.499 0.395 0.336

C 0.392 0.328 0.275 0.439 0.348 0.308 0.568 0.452 0.385

5

A 0.336 0.280 0.235 0.376 0.297 0.263 0.488 0.387 0.328

B 0.392 0.327 0.274 0.439 0.347 0.307 0.568 0.452 0.382

C 0.448 0.373 0.314 0.502 0.395 0.351 0.652 0.514 0.439

6

A 0.403 0.319 0.289 0.453 0.356 0.316 0.588 0.463 0.386

B 0.470 0.372 0.337 0.529 0.415 0.369 0.686 0.541 0.451

C 0.538 0.425 0.385 0.604 0.475 0.421 0.784 0.618 0.515

7 A 0.392 0.326 0.274 0.440 0.346 0.306 0.572 0.452 0.382



48

Así mismo, dependiendo del tipo de análisis, se requería la utilización de un espectro de aceleraciones compuesto por tres tramos. El primer tramo era lineal, cuya abscisa partía de un valor correspondiente al 50% del coeficiente “C” hasta llegar a “C” dentro de un rango de períodos de 0 a 0.1 segundos. A continuación seguía un segundo segmento caracterizado por una meseta comprendida entre los períodos de 0.1 a 0.5 segundos para suelos medios y duros o de 0.1 a 0.8 segundos para suelos blandos. Finalmente, se encontraba un último tramo cuya ordenada presentaba un comportamiento inversamente proporcional al período de cada modo natural de vibración de la estructura para periodos superiores a 0.5 o 0.8 segundos,según el tipo de suelo. La Figura 15 muestra el comportamiento del espectro de aceleraciones establecido por el RNC-83.

Figura 15. Espectro de aceleraciones sobre suelos duros y medios, así como suelos blandos, conforme RNC-83, Art.31.

Además de las acciones permanentes y otras que actuaban con carácter permanente sobre la estructura, se debían considerar sobrecargas de uso y reducidas (estas últimas a considerarse en el cálculo de la acción sísmica), las cuales se muestran de forma general en la Tabla 13. La acción sísmica horizontal actuando a nivel basal era determinada como el producto del peso de la estructura (acción permanente más sobrecarga de uso reducida) por el coeficiente “C” listado en la Tabla 12.

0 1 2 3 4 5

C

Período (s)

Espectro de Aceleraciones

Suelos Medios y Duros Suelos Blandos



49

Tabla 13. Sobrecargas de uso y reducidas en kg/m2. RNC-83, Art.17.

Destino Sobrecarga de uso

Sobrecarga de uso reducida

Escuelas 250 100

Hospitales, asilos, centros de salud 200 100

Salas de operación 300 150

Oficinas 250 200

Comercios y fábricas de mercancía ligera 400 100

Salones de lectura 300 150

Salones de libros 600 300

Lugares de reunión de personas 400 200

Auditorios con sillas fijas 300 200

Auditorios con sillas móviles 500 250

Vestíbulos 200 80

Plantas de escenarios 700 350

Lugares de comunicación de uso público y Graderías

500 250

Laboratorios 250 125

Comercio ligero 350 250

Comercio semi-pesado 450 340

Comercio pesado 700 525

Fábricas y talleres ligeros 400 300

Fábricas y talleres semi-pesado 500 375

Fábricas y talleres pesado 700 525

Bodegas de mercaderías ligeras 450 340

Bodegas de mercaderías semi-pesada 550 415

Bodegas de mercaderías pesada 650 490

Techos con pendiente no mayor a 5% 100 40

Techos con pendiente mayor a 5% 50 20

Garajes y estacionamientos de automóviles 250 150

Andamios y cimbra para concretos 150 60

Volados en vía pública 400 200

El artículo 28 de este reglamento presentaba 3 métodos de análisis estructural: el Simplificado, el Estático Equivalente y el Dinámico. El uso de cada uno estos métodos estaba sujeto a requisitos plasmados dentro de ese mismo artículo, orientados principalmente a requerimientos de altura, configuración geométrica en planta y altura y disposición de los elementos sismoresistentes. Para el diseño estructural, se proporcionaban dos métodos de diseño, el Método Elástico y el Método de Resistencia Última, en donde para cada uno de ellos se establecían combinaciones de acciones, como se muestran en la Tabla 14.



50

Tabla 14. Combinaciones de acciones RNC-83, Art.32.

Método de Cálculo

Combinación Acción

permanente (CM)

Sobrecarga de uso (CV)

Acción sísmica

(S)

Carga de

viento (P)

Resistencia Última

Cu1 1.7 1.7 - -

Cu2 1.0 1.0 1.0

Cu2 1.0 1.0 - 1.0

Cu3 0.80 - 1.0 -

Elástico

Ce1 1.0 1.0 - -

Ce2 1.0 1.0 0.71 -

Ce2 1.0 1.0 - 1.0

Ce3 0.80 - 0.71 -

Después de estimar las acciones sísmicas y modelizar la estructura, se calculaba el desplazamiento lateral “delta” de un forjado respecto al nivel basal. El desplazamiento lateral de diseño se obtenía multiplicando “delta” por un factor de deformación “dt” dependiente del tipo de estructura, tal como se indica en la Tabla 15. El desplazamiento lateral máximo relativo de cualquier nivel con su nivel adyacente, dividido entre la diferencia de altura entre ambos forjados, no debía exceder los siguientes valores:

- Estructuras de hormigón armado, 0.006.

- Estructuras de fábrica, 0.003.

- Estructuras de acero, 0.009.

Tabla 15. Factor de deformación

RNC-83, Art.34.

Tipo K dt

1 0.67 3.00

2 0.80 2.50

3 1.00 2.00

4 1.17 1.70

5 1.33 1.50

6 1.67 1.20

7 2.00 1.00


- Empuje lateral por viento.

- Refuerzos y modificaciones de estructuras.

- Juntas de separación.

- Instrumentación sobre edificaciones.

- Reparación y reforzamiento de estructuras dañadas por seismos.

- Diseño de elementos estructurales de fábrica, hormigón, acero, madera y elementos

combinados.

- Requisitos para elementos no estructurales.



51

5.3 ACTUAL REGLAMENTO NACIONAL DE LA CONSTRUCCIÓN RNC-07

El Reglamento Nacional de la Construcción RNC-07, fue presentado a la población nicaragüense en general y en especial a la Comunidad Académica y al Sector de Infraestructura y Construcción en Enero del año 2007, por el Ministerio de Transportes e Infraestructura de Nicaragua (MTI), bajo las facultades que le confiere a esta institución la Ley 290 “Ley de Organización, Competencia y Procedimientos del Poder Ejecutivo” y sus reformas e incorporaciones. Para la elaboración de esta normativa fue necesario el trabajo conjunto de la Dirección de Normas de Construcción y Desarrollo Urbano del MTI y la Comisión de Trabajo Sectorial de Infraestructura del Sistema Nacional para la Prevención, Mitigación y Atención de Desastres (SINAPRED), ambos, en el marco del Proyecto “Reducción de la Vulnerabilidad ante Desastres Naturales en Nicaragua”. Así también, se contó con la participación de la comunidad de ingenieros y arquitectos, universidades, asociaciones gremiales e instituciones públicas y empresa privada de Nicaragua. Transcurrieron 24 años desde la entrada en vigencia del pasado reglamento (RNC-83) para la elaboración y publicación del actual Reglamento Nacional de la Construcción de Nicaragua RNC-07.

5.3.1 Objetivos de RNC-07

Se establecen por medio de esta normativa los requerimientos aplicables al diseño y construcción de nuevas edificaciones, así como la reparación y refuerzo de obras existentes, todo ello con los siguientes objetivos:

- Evitar la pérdida de vidas y disminuir la posibilidad de daños físicos a personas.



moderados.



- Resistir efectos de vientos y otras acciones accidentales sin daños.

Por su parte, el artículo 6, establece que todas las construcciones deberán poseer un sistema estructural capaz de resistir las cargas especificadas, manteniéndose dentro de los límites indicados; tanto en esfuerzo como en deformaciones.



52

5.3.2 Tipos de Acciones De acuerdo a la duración de las acciones sobre una estructura, se consideran en este reglamento tres tipos de acciones, las cuales se presentan en la Tabla 16.

Tabla 16. Tipos de acciones consideradas RNC-83, Art.7.

Tipo Caracterización

Acciones permanentes o que actúan en forma continua sobre la estructura o aquellas que sufren variaciones pequeñas en periodos de tiempo muy largos.

- Peso propio de la estructura y elementos no estructurales fijos.

- Empujes de tierra y de líquidos. - Deformaciones impuestas a la

estructura como el preesfuerzo o movimientos diferenciales de los apoyos.

Acciones variables cuya intensidad varía significativamente en el tiempo.

- Sobrecargas de uso. - Cambios de temperaturas,

deformaciones impuestas y asentamientos diferenciales cuya intensidad varíe con el tiempo.

- Acciones de máquinas y equipos sobre la estructura.

- Impactos, frenado y vibraciones.

Acciones accidentales de intensidad significativa y de duración breve y que pueden afectar a la estructura durante su operación.

- Seismos. - Vientos. - Incendios. - Explosiones.

Para propósitos de cálculo, específicamente para la estimación de las acciones permanentes, este reglamento proporciona tablas con pesos de materiales para ser utilizados como cargas mínimas. De igual manera, el RNC-07 presenta las sobrecargas de uso mínimas (CV) según el uso y ocupación de la edificación. Las más representativas se muestran en la Tabla 17 junto a las sobrecargas de uso incidentales o reducidas (CVR) que son las utilizadas como sobrecarga de uso participativa en el análisis sísmico. Se muestra también en esta tabla los porcentajes de la relación de CVR/CV.



53

Tabla 17. Sobrecargas de uso unitarias mínimas (kg/m²) RNC-07, Art.10

Destino CV CVR %*

Casas 200 80 40.0%

Apartamentos 200 80 40.0%

Hoteles 200 80 40.0%

Internados 200 80 40.0%

Cuarteles 200 80 40.0%

Cárceles 200 80 40.0%

Escuela primaria 250 150 60.0%

Escuela secundaria 250 200 80.0%

Universidad 250 200 80.0%

Hospitales 200 100 50.0%

Asilos 200 100 50.0%

Centros de salud 200 100 50.0%

Clínicas 200 100 50.0%

Salas de operación 400 150 37.5%

Oficinas 250 100 40.0%

Salas de archivo 500 250 50.0%

Salones de lectura 300 150 50.0%

Salones de libros 600 400 66.7%

Salones de baile 400 250 62.5%

Gimnasios 400 250 62.5%

Restaurantes 400 250 62.5%

Museos 400 250 62.5%

Salas de juegos 400 250 62.5%

Auditorios 350 250 71.4%

Cines 350 250 71.4%

Templos 350 250 71.4%

Sillas móviles 500 250 50.0%

Teatros 200 80 40.0%

Vestíbulos 200 80 40.0%

Plantas de escenarios 700 350 50.0%

Galerías y tribunas 500 250 50.0%

Lugares de comunicación y circulación 500 250 50.0%

Estadios 500 350 70.0%

Lugares de espectáculos 500 350 70.0%

Laboratorios 250 125 50.0%

Comercio ligero 350 300 85.7%

Comercio semi-pesado 450 400 88.9%

Comercio pesado 550 500 90.9%

Fábricas y talleres ligeros 400 350 87.5%

Fábricas y talleres semi-pesado 500 450 90.0%

Fábricas y talleres pesados 700 600 85.7%



54

Bodegas ligero 450 400 88.9%

Bodegas semi-pesado 550 475 86.4%

Bodegas pesado 650 550 84.6%

Techos con pend. > 5% 100 40 40.0%

Techos con pend. < 5% 50 20 40.0%

Garajes 250 150 60.0%

Estacionamientos 250 150 60.0%

Andamios y cimbras para hormigón 150 100 66.7%

Voladizos en la vías públicas 400 200 50.0%

Marquesinas 400 200 50.0%

Balcones 400 200 50.0%

*Representación de porcentaje de CVR respecto a CV

Gráficamente, en la Figura 16 se puede apreciar la proporción en magnitud de las sobrecargas de uso incidentales o reducidas (CVR) respecto a la sobrecarga de uso y ocupación (CV).

Figura 16. Sobrecargas de uso unitarias mínimas, conforme RNC-07, Art.10.

Dentro del territorio nicaragüense existen gran cantidad de volcanes, muchos de ellos considerados en la actualidad como activos, representando una amenaza sobre la población y sus edificaciones. Por tal razón, el RNC-07 implanta para algunas localidades del país, el uso obligatorio de una sobrecarga debida a cenizas en condición húmeda, la cual es establecida en caso de ausencia de documentación local, equivalente a 20 kg/m2.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Ca

sas

Apa

rta

mento

s

Ho

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s

Inte

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do

s

Cu

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nd.

> 5

%

Tech

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Marq

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as

Balc

one

s

Sobrecargas de uso unitarias mínimas en kg/m2 (CV-CVR)

CV CVR



55

5.3.3 Combinaciones de acciones

Se establece en el RNC-07 que los elementos de una estructura, se verificarán para los distintos estados de carga que incluyen o no el efecto sísmico, siguiendo las combinaciones de acciones que se muestran en la Tabla 18.

Tabla 18. Combinaciones de acciones RNC-07, Art.15

Combinación

Acción permanente

Sobrecarga de uso

Presión lateral

Acción sísmica

Carga viento

CM CV Ps Fs Pz

Cu1 1.4 0 0 0 0

Cu2 1.2 1.6 1.6 0 0

Cu3* 1.2 1 0 0 1.6

Cu4 1.2 1 0 1 0

Cu5* 0.9 0 1.6 0 1.6

Cu6 0.9 0 1.6 1 0

*Se han tachado las combinaciones de acciones que incluyen viento por no estar dentro de los objetivos de este trabajo.

Adicionalmente, el RNC-07 presenta un listado de combinaciones de acciones para el diseño por métodos elásticos o esfuerzos permisibles, los cuales no han sido considerados en este trabajo debido a la poca utilización que se le da a estos métodos en Nicaragua.

5.3.4 Clasificación de las Estructuras

Para efectos del cálculo estructural, el RNC-07 establece que las estructuras pueden clasificarse según su nivel de importancia. Se definen tres grupos, separados y sintetizados de la siguiente manera:

- Grupo A (estructuras esenciales): Obras que por su importancia estratégica para

atender a la población inmediatamente después de ocurrido un desastre es

necesario que permanezcan operativas. Además, aquellas estructuras cuyo fallo

parcial o total representen un riesgo para la población y también estructuras cuyo

fallo total o parcial causarían pérdidas económicas o culturales.

- Grupo B (estructuras de importancia normal): Obras cuyo grado de seguridad

requerido es intermedio, y su fallo parcial o total podrían causar pérdidas de

magnitud intermedia.

- Grupo C (estructuras de menor importancia): Aquellas estructuras aisladas cuya fallo

parcial o total no ponen en peligro a la población.

Las aceleraciones de diseño son multiplicadas por un factor de importancia según su clasificación, a como se indica para cada uno de los grupos en la Tabla 19.

Tabla 19. Factor de Importancia

RNC-07, Art.20 y 27

Clasificación Factor de

Importancia Caracterización

Grupo A 1.5 Obras esenciales - instalaciones riesgosas

Grupo B 1 Obras normales

Grupo C 1 Obras misceláneas



56

5.3.5 Factores influyentes en el cálculo de las acciones sísmicas En el RNC-07, se establecen tres tipos de factores de reducción para el cálculo de las acciones sísmicas sobre la estructura, los cuales son:

- Factor de reducción por ductilidad (Q’), definido por el comportamiento sísmico de la

estructura.

- Factor de corrección por irregularidad, definido por la configuración geométrica y de

distribución de masa y rigidez de la edificación, tanto en planta como en elevación.

Este factor es incorporado en el cálculo del factor de reducción por ductilidad.

- Factor de reducción por sobrerresistencia (Ω), para la consideración de diferencias

entre lo calculado y la realidad, de acuerdo a redundancia estructural,

sobreestimación de cargas y aspectos constructivos de la estructura.

A continuación se dará una descripción de cada uno de los tres factores, comenzando por el

factor de corrección por ductilidad (Q’) ya que este factor es modificado por el factor de

reducción por irregularidad.

5.3.6 Factor de reducción por ductilidad (Q’) El RNC-07 hace uso de este factor de reducción (Q’) con el fin de considerar el comportamiento estructural desde el punto de vista de ductilidad, lo que significa, la virtud de la estructura de poderse deformar sin pérdida considerable de su capacidad estructural ante las acciones inerciales presentes durante un evento sísmico. Este factor es dependiente de la razón del periodo natural de vibración de cada modo de vibración de la estructura respecto a un periodo Ta igual a 0.1 segundos, siguiendo la siguiente expresión de cálculo:

Para la determinación del factor de reducción por ductilidad (Q’) primero se identifica la

capacidad dúcil de la estructura, mediante el factor de ductilidad (Q). En la Tabla 20 se definen las principales consideraciones estructurales para la determinación de esta

capacidad dúctil (Q) de una edificación.



57

Tabla 20. Capacidad dúctil de la estructura (Q) RNC-07, Art.21

Requisito de Ductilidad Q Representación Gráfica en

Edificios

a.1. Pórticos no arriostrados de acero, hormigón o combinación de ambos, o bien, pórticos arriostrados o con muros de hormigón armado o de placa de acero o compuestos de los dos materiales en donde en cada planta los pórticos son capaces de resistir, sin contar muros ni contravientos cuando menos 50% de la acción sísmica.

4

a.2. Pórticos con muros de fábrica ligados a la estructura con contribución a la resistencia ante acciones laterales mediante piezas macizas, y con capacidad de resistir al menos 80% de las acciones laterales totales sin la contribución de los muros de fábrica.

a.3. El mínimo cociente de la capacidad resistente de una planta entre la acción de diseño no difiere en más de 35% del promedio de dichos cocientes para todas las plantas (excepto la última planta).

a.4. Pórticos o muros de hormigón armado que cumplen con los requisitos del capítulo 21 del ACI-318S-05 para pórticos y muros dúctiles.

a.5. Pórticos rígidos de acero que satisfacen los requisitos para pórticos con ductilidad alta del ANSI/AISC 341-02.

b. Cuando se cumplen los requisitos a.2, a.4 y a.5 pero no se cumplen las condiciones a.1 y a.3, pero la resistencia en todas las plantas es suministrada por pilares de acero u hormigón armado, o por pórticos rígidos, o por muros, o por combinaciones de éstos. Estructuras con forjados planos deberán satisfacer las normas correspondientes y los pórticos de acero los requisitos para ductilidad alta o estar provistos de arriostramiento concéntrico dúctil según la norma AISC.

3

c. La resistencia a acciones laterales es suministrada por forjados planos con pilares de acero o de hormigón armado, o por pórticos de acero con ductilidad reducida o provistos de arriostramiento con ductilidad normal, o de hormigón armado que no cumplan con los requisitos para ser considerados dúctiles, o muros de hormigón armado, o placas de acero o compuestos que no cumplan en alguna planta con a. y b., o por muros de fábrica de piezas macizas confinadas. Estructuras en donde la resistencia es suministrada por elementos de hormigón prefabricado o presforzado o estructuras de madera que cumplan con las normas correspondientes.

2

d. La resistencia a acciones laterales es suministrada en todas las plantas por muros de fábrica confinada o armada que cumplen con las normas correspondientes, o por combinaciones de dichos muros con elementos descritos en b. y c., o por pórticos y armaduras de madera o por estructuras de acero que se indican en las normas correspondientes.

1.5

e. La resistencia a acciones laterales es suministrada al menos parcialmente por elementos o materiales distintos a los descritos en a., b., c. y d.

1 -



58

La correcta selección del factor de reducción por ductilidad de la estructura (Q) es dependiente de la capacidad dúctil que tenga la misma, la cual estará relacionada principalmente con su estructuración, armado y la calidad de sus materiales que la componen. La variación de este factor de reducción por ductilidad (Q) en función del periodo natural de vibración se muestra en la Figura 17.

Figura 17. Variación del factor de reducción por ductilidad respecto al periodo natural de vibración de

la estructura, conforme RNC-07, Art.21.

El factor de reducción por ductilidad (Q’) será calculado mediante el producto de la capacidad dúctil de la estructura (Q) por el factor de corrección por irregularidad, descrito en la Tabla 21.

5.3.7 Factor de reducción por irregularidad

El RNC-07 presenta un listado de requisitos geométricos y de distribución de masas y rigideces, aplicables para la identificación de irregularidades en planta y en elevación. Estos requisitos se presentan de manera sintetizada en la Tabla 21.

0

1

2

3

4

5

0.01 0.1 1

Q

Periodo (s)

Variación de Q según el periodo de vibración

Q = 4 Q = 3 Q = 2 Q = 1.5 Q = 1



59

Tabla 21. Condiciones de regularidad RNC-07, Art.23.a

Requisito de regularidad Orientado a:

1. En cuanto a su masa, muros y otros elementos resistentes, su planta es sensiblemente simétrica con respecto a dos ejes ortogonales. Estos son, además, sensiblemente paralelos a los ejes ortogonales principales del edificio.

Planta

2. La relación de su altura a la dimensión menor de su base no excede de 2.5. Altura

3. La relación de largo a ancho de la base no excede de 2.5. Planta

4. En planta no tiene entrantes ni salientes cuya dimensión exceda de 20% de la dimensión de la planta medida paralelamente a la dirección que se considera del entrante o saliente.

Planta

5. Cada nivel tiene un sistema de techo o forjado rígido resistente. Altura

6. No tiene aberturas en sus sistemas de techo o forjado cuya dimensión exceda de 20% de la dimensión en planta, medida paralelamente a la abertura; las áreas huecas no ocasionan asimetrías significativas ni difieren en posición de un forjado a otro, y el área total de aberturas no excede en ningún nivel 20% del área de la planta.

Planta

7. El peso de cada nivel, incluyendo la sobrecarga de uso que debe considerarse para diseño sísmico, no es mayor que 110% del correspondiente a la planta inmediato inferior ni, excepción hecha del último nivel de la construcción, es menor que 70% de dicho peso.

Planta

8. Ninguna planta tiene un área, delimitada por los paños exteriores de sus elementos resistentes verticales, mayor que 110% de la de la planta inmediata inferior ni menor que 70% de ésta. Se exime de este último requisito únicamente a la última planta de la construcción.

Planta

9. Todos los pilares están restringidas en todas las plantas en dos direcciones sensiblemente ortogonales por diafragmas horizontales y por trabes o forjados planos.

Altura

10. La rigidez al corte de ninguna planta excede en más de 50% a la de la planta inmediatamente inferior. La última planta queda excluida de este requisito.

Altura

11. La resistencia al corte de ninguna planta excede en más de 50% a la de la planta inmediatamente inferior. La última planta queda excluida de este requisito.

Altura



60

12. En ninguna planta la excentricidad torsional calculada estáticamente, excede del 10% de la dimensión en planta de ese forjado medida paralelamente a la excentricidad mencionada.

Altura

El incumplimiento de uno solo de los requisitos anteriores produce que la estructura se considere irregular. Existen dentro de esta normativa requisitos adicionales para verificar si estructuras irregulares cuentan con una fuerte irregularidad. Estos requisitos adicionales se muestran en la Tabla 22.

Tabla 22. Caso de estructuras fuertemente irregulares RNC-07, Art.23.c

Requisito de regularidad Orientado a:

1. La excentricidad torsional calculada estáticamente excede en algún forjado de 20% de la dimensión en planta de ese forjado, medida paralelamente a la excentricidad mencionada.

Planta

2. La rigidez o la resistencia al corte de alguna planta excede en más de 100% a la de la planta inmediatamente inferior.

Altura

De tal manera que según el nivel de irregularidad que presente la estructura, se tendrá así un factor de corrección correspondiente, tal como se presenta en la Tabla 23.

Tabla 23. Corrección del factor de reducción por comportamiento dúctil debido a irregularidad

RNC-07, Art.23.d

Estructura Regular, cuando se cumpla con cada uno de los requisitos establecidos en el Art.23.

1.0

Estructura Irregular, cuando no se cumpla con uno de los requisitos del inciso a) del Art.23.

0.9

Estructura Irregular, cuando no cumpla con dos o más de los requisitos del inciso a) del Art.23.

0.8

Estructura fuertemente Irregular, cuando clasifica en esta categoría según las condiciones de excentricidad, rigidez o resistencia al corte del inciso c) del Art. 23.

0.7

Al aplicar estos factores de reducción por irregularidad al factor de reducción por ductilidad obtenemos el factor Q´ el cual modifica la función espectral de aceleración. De la Figura 18 a la Figura 22 se muestran las curvas de modificación para cada tipo de estructura (según ductilidad) considerando la reducción por irregularidad.



61

Figura 18. Variación del factor Q´ para Q=4, respecto al periodo natural de vibración de la estructura,

conforme RNC-07, Art.23.d. *Factor de Reducción por Irregularidad.



0

1

2

3

4

5

0.01 0.1 1

Fact

or

de

Re

du

cció

n

Periodo (s)

Reducción por irregularidad de la capacidad dúctil Q´para Q=4

F.R.I*=1 F.R.I*=0.9 F.R.I*=0.8 F.R.I*=0.7

0

1

2

3

4

5

0.01 0.1 1

Fact

or

de

Re

du

cció

n

Periodo (s)

Reducción por irregularidad de la capacidad dúctil Q´ para Q=3

F.R.I*=1 F.R.I*=0.9 F.R.I*=0.8 F.R.I*=0.7



62



Figura 21. Variación del factor Q´ para Q=1.5, respecto al periodo natural de vibración de la estructura,


0

1

2

3

4

5

0.01 0.1 1

Fact

or

de

Re

du

cció

n

Periodo (s)

Reducción por irregularidad de la capacidad dúctil Q´ para Q=2

F.R.I*=1 F.R.I*=0.9 F.R.I*=0.8 F.R.I*=0.7

0

1

2

3

4

5

0.01 0.1 1

Fact

or

de

Re

du

cció

n

Periodo (s)

Reducción por irregularidad de la capacidad dúctil Q´ para Q=1.5

F.R.I*=1 F.R.I*=0.9 F.R.I*=0.8 F.R.I*=0.7



63

Figura 22. Variación del factor Q´ para Q=1, respecto al periodo natural de vibración de la estructura, conforme RNC-07, Art.23.d. *Factor de Reducción por Irregularidad.

5.3.8 Factor de reducción por sobrerresistencia

A través del factor de reducción por sobrerresistencia (Ω), se consideran en el cálculo de la acción sísmica, las diferencias entre lo calculado y la realidad al término de la construcción, tales como la redundancia estructural presente en las estructuras, la sobreestimación de cargas y aspectos de índole constructivos. El RNC-07 establece un factor de reducción por sobrerresistencia (Ω) igual a 2 para todo tipo de estructura.

5.3.9 Espectros de diseño sísmico Para la obtención del espectro de diseño sísmico conforme a los criterios establecidos en el RNC-07, se determina previamente la zona sísmica y el tipo de suelo sobre el cual la estructura estará situada. La ubicación según la zona sísmica se hace por medio del Mapa de Zonificación Sísmica de Nicaragua, presentado en el artículo 24 del RNC-07, el cual se muestra en la Figura 23 de este trabajo. Se establecen para un periodo de retorno de 500 años, tres zonas con niveles de amenaza crecientes (RNC-07, Art. 147.a). La zona A situada hacia el caribe y parte norte del país, se caracteriza por tener un nivel de sismicidad relativamente bajo, con aceleración máxima de terreno (a0) propuesta igual a 0.1 g. La zona B se localiza en la zona central de Nicaragua y se caracteriza por presentar un nivel medio de sismicidad, en donde la aceleración máxima de terreno (a0) propuesta es igual a 0.2 g. Finalmente, la zona C, de alta sismicidad, situada en la costa pacífica del país, es influenciada por la actividad sísmica de subducción entre las placas tectónicas y la generada por el cordón volcánico presente en Nicaragua. Para esta última zona sísmica el RNC-07 propone una aceleración máxima de terreno (a0) igual a 0.3 g.

0

1

2

3

4

5

0.01 0.1 1

Fact

or

de

Re

du

cció

n

Periodo (s)

Reducción por irregularidad de la capacidad dúctil Q´para Q=1

F.R.I*=1 F.R.I*=0.9 F.R.I*=0.8 F.R.I*=0.7



64

Figura 23. Mapa de Zonificación Sísmica, conforme RNC-07, Art.24.

Sin embargo, el RNC-07, presenta en su Anejo C un mapa de isoaceleraciones en donde se detalla con mayor precisión los valores de a0 para todo el territorio nicaragüense. La Figura 24 muestra el mapa de isoaceleraciones.

Figura 24. Mapa de isoaceleraciones, conforme RNC-07, Anejo C



65

Para considerar los efectos de amplificación sísmica debido a las características del terreno, el RNC-07 clasifica los suelos en cuatro tipos según la velocidad de onda de corte (Vs) que presenten. Esta velocidad de onda de corte (Vs) es la velocidad promedio calculada a una profundidad no menor a 10 metros. En caso de no disponerse de mapas de microzonificación sísmica para un sitio específico, el RNC-07 presenta una serie de parámetros para la clasificación del suelo y su correspondiente factor de amplificación del suelo (S). La Tabla 24 presenta para cada zona sísmica, la clasificación de los suelos de acuerdo a determinados rangos de velocidad de (Vs).

Tabla 24. Clasificación y amplificación por tipo de suelo “S” según zona sísmica

RNC-07, Art.25

Tipo de Suelo

Zona sísmica Rango de velocidad de onda

de corte, Vs(10m) Zona A Zona B Zona C

( ao: 0.1g) ( ao: 0.2g) ( ao: 0.3g)

Tipo I 1 1 1 >

750 m/s

Tipo II 1.8 1.7 1.5 361 m/s - 750 m/s

Tipo III 2.4 2.2 2 180 m/s - 360 m/s

Tipo IV E.E E.E E.E <

180 m/s

E.E: Estudios específicos (RNC-07, Art. 25)

En la Figuras 25 se muestran las variaciones del producto del factor de amplificación del suelo (S) por la aceleración máxima de terreno (a0) para cada zona sísmica y tipo de suelo establecido. El producto S a o representará a su vez, el valor de inicio del espectro de diseño para periodo T = 0 segundos.

Figura 25. Variación del producto del factor de amplificación del suelo (S) por la aceleración máxima de terreno (a 0), conforme RNC-07, Art.24.

Zona A

Zona B

Zona C

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Tipo ITipo II

Tipo IIITipo IV

0.10.18

0.24

E.E

0.2

0.34

0.44

E.E

0.3

0.45

0.6

E.E

Sao

Variación de Sao según tipo de suelo y zona sísmica



66

El RNC-07 establece una única forma espectral, dependiente de Sa o y con variaciones en su forma en los periodos de 0.1, 0.6 y 2 segundos, tal como se muestra en la Figura 26.

Figura 26. Espectro de diseño para Nicaragua, conforme RNC-07, Art.27.

Graficando la forma espectral mostrada en la figura anterior para cada zona sísmica y para cada tipo de suelo propuestos por el RNC-07, se obtienen formas espectrales elásticas, que posteriormente se convierten a una forma espectral inelástica por medio de los factores de reducción (Q´) y de sobrerresistencia (Ω). Debido a que la aceleración máxima de terreno (a0) varía conforme a la zonificación sísmica de Nicaragua y considerando los tres tipos de suelos establecidos por esta normativa, es posible generar nueve espectros elásticos combinando la zonificación sísmica con la tipología de suelos. Estos espectros, resultantes de las diferentes combinaciones, se presentan de la Figura 27 a la Figura 29.

Figura 27. Espectro de diseño para la Zona A de Nicaragua con suelos tipo I, II y III, conforme RNC-07, Art.24-25

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

a=

Sao

Periodo (s)

Espectro de diseño para la Zona A con suelos tipo I, II y III

ZA,TI ZA,TII ZA,TIII



67

Figura 28. Espectro de diseño para la Zona B de Nicaragua con suelos tipo I, II y III, conforme RNC-07, Art.24-25

Figura 29. Espectro de diseño para la Zona C de Nicaragua con suelos tipo I, II y III, conforme RNC-07, Art.24 y25

Considerando que se han establecido tres zonas sísmicas en Nicaragua (ver Figura 23) y tres tipos de suelos definidos (ver Tabla 24), así como cinco tipologías estructurales (Tabla 20) y cuatro factores modificadores por irregularidad (Tabla 23) y combinando cada una de estas situaciones se pueden generar 180 espectros de diseño con la misma forma espectral, en los cuales únicamente varían las amplitudes espectrales (ordenadas). Aunque el RNC-07 no detalla una ecuación general para la determinación del coeficiente sísmico, del mismo se deduce que el valor de este coeficiente es obtenido mediante el producto de las ordenadas del espectro de diseño por el factor de importancia de la edificación, dividido entre el producto del factor Q´ por el valor de sobrerresistencia.

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

a=

Sao

Periodo (s)

Espectro de diseño para la Zona B con suelos tipo I, II y III

ZB,TI ZB,TII ZB,TIII

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

a=

Sao

Periodo (s)

Espectro de diseño para la Zona C con suelos tipo I, II y III

ZC,TI ZC,TII ZC,TIII



68

𝑐 = 𝛼 ∗ 𝐼

𝑄´ ∗ 𝛺

Donde, C = Coeficiente sísmico para cada periodo de vibración. α = Ordenadas de aceleración para cada periodo de vibración i del espectro de diseño,

correspondiente a una edificación en una determinada zona sísmica y sobre un tipo de suelo específico.

I = Factor de Importancia Q´ = Factor de reducción para cada periodo de vibración i debido a la tipología de la

estructura y el nivel de irregularidad de la misma. Ω = Factor de sobrerresistencia.

5.3.10 Métodos de análisis

El RNC-07, estable tres métodos para el análisis estructural según sean las características de la edificación. Estos tres métodos son:

- Método simplificado de análisis.

- Método estático equivalente.

- Método dinámico de análisis modal.

Cada uno de estos métodos tiene sus condiciones y limitaciones de uso, las cuales se presentan a continuación: Método simplificado de análisis Para la utilización de este método de análisis para edificios, se tendrán que cumplir simultáneamente los siguientes requisitos:

- En cada planta, al menos el 75% de las cargas verticales estarán soportadas por

muros de hormigón, fábrica, placas de acero, madera arriostrada con diagonales, o

combinación de ellos, unidos entre sí mediante forjados monolíticos u otros sistemas

de forjado suficientemente resistentes y rígidos al corte.

- El sistema de soporte tendrá distribución sensiblemente simétrica en planta con

respecto a dos ejes ortogonales, satisfaciendo los requerimientos de diseño

establecidos por esta normativa.

- La excentricidad torsional en cada dirección ortogonal, no deberá exceder el 10% de

la dimensión en planta del edificio, medida paralelamente a cada una de las

excentricidades.

- La relación entre longitud y ancho de la planta del edificio o subplantas cuando el

edificio esté seccionado, no debe ser mayor a 2.

- La relación entre altura y la dimensión mínima de la base del edificio no deberá ser

mayor a 1.5 y la altura de la edificación no será mayor a 12 metros.



69

Método estático equivalente La utilización del Método estático equivalente está permitida a todo edificio que cumpla con los siguientes requisitos:

- Estructuras clasificadas como regulares según los criterios de regularidad, lo que

significa contar con un factor de reducción por irregularidad igual 1 y con altura no

mayor a 40 metros.

- Estructuras clasificadas como irregulares según los criterios de regularidad, lo que

significa contar con un factor de reducción por irregularidad igual 0.9 ó 0.8 y con

altura no mayor a 30 metros.

Las estructuras con fuerte irregularidad cuyos factores de reducción por irregularidad son iguales a 0.7, no clasifican para el análisis mediante este método. Método dinámico de análisis modal Este método de análisis podrá ser utilizado en toda estructura, indistintamente de cuales sean sus características geométricas, de rigidez o de resistencia.

5.3.11 Límite de desplazamientos laterales

El RNC-07 establece dos estados límites para la revisión de desplazamientos laterales entre las elevaciones de forjados, los cuales son:

- Estado límite de servicio, en donde se verifican los máximos desplazamientos

obtenidos del análisis estructural, multiplicados por el factor Q´Ω/2.5.

- Estado límite de colapso, en donde se verifican los máximos desplazamientos

obtenidos del análisis estructural, multiplicados por el factor QΩ.

Para cada estado límite, el RNC-07 establece los valores máximos de deriva (desplazamiento lateral dividido por la diferencia de altura entre dos forjados consecutivos) , estos se presentan en la Tabla 25.



70

Tabla 25. Distorsiones máximas permitidas RNC-07,

Art.34

Estado límite de servicio

Estructuras con elementos incapaces de soportar deformaciones apreciables, tales como muros de fábrica.

0,0020

Estructuras sin elementos incapaces de soportar deformaciones apreciables, tales como muros de fábrica.

0,0040

Estado límite de colapso

Pórticos dúctiles de hormigón armado (Q = 3 ó 4) 0,0300

Pórticos dúctiles de acero (Q = 3 ó 4) 0,0300

Pórticos de acero u hormigón con ductilidad limitada (Q = 1 ó 2) 0,0150

Forjados planos sin muros o contravientos 0,0150

Pórticos de acero con contravientos excéntricos 0,0200

Pórticos de acero u hormigón con contravientos concéntricos 0,0150

Muros combinados con pórticos dúctiles de hormigón (Q = 3) 0,0150

Muros combinados con pórticos de hormigón con ductilidad limitada (Q = 1 ó 2) 0,0100

Muros diafragma 0,0060

Muros de carga de fábrica confinada de piezas macizas con refuerzo horizontal o malla. 0,0050

Muros de carga de fábrica confinada de piezas macizas; fábrica de piezas huecas confinada y armada con malla

0,0040

Muros de carga de fábrica de piezas huecas con refuerzo interior 0,0020

Muros de carga de fábrica que no cumplen las especificaciones para fábrica confinada ni para fábrica armada interiormente.

0,0015

En la Figura 30 se muestra una representación gráfica de la variación de las derivas máximas permitidas por esta normativa según el factor de ductilidad y la tipología constructiva.

Figura 30. Distorsiones máximas permitidas ante el estado límite de colapso, conforme RNC-07, Art.34

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

Q = 1 - 1,5 Q = 2 Q = 3 Q = 4

Dis

tors

ión

máx

ima

Factor de ductilidad

Distorsiones máximas permitidas ante estado límite de colapso

Tipo pórtico Tipo muro Tipo pórtico arriostrado Tipo muro de fábrica



71

6. NORMATIVAS SÍSMICAS DE COSTA RICA Costa Rica a lo largo de su historia ha contado con cuatro normativas sísmicas de diseño para edificaciones. La primera de ellas fue elaborada en el año 1974, la segunda en 1986, la tercera en 2002 y finalmente la que actualmente está vigente fue elaborada en el año 2010. A continuación se dará una breve descripción de las tres primeras normativas costarricenses y se describirá de manera más extensa la que actualmente se encuentra vigente.

6.1 CÓDIGO SÍSMICO DE COSTA RICA CSCR-74

Este código fue preparado en 1973 por una comisión conformada por un grupo de cinco ingenieros estructurales nombrados por el Colegio de Ingenieros Civiles de Costa Rica (CIC) y presentado en el mes de Enero de 1974 por el Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica (CFIA). Previamente a la publicación de este código, Costa Rica no contaba con una normativa de diseño sismorresistente y por tal razón se utilizaba como referencia una traducción del Blue Book de la Asociación de Ingenieros Estructurales de California.

Hacia los años 70 surge la idea de contar con una normativa sísmica nacional conforme al

desarrollo de normas internacionales pero que pudiese atender las condiciones específicas

del país.

Dentro de los aspectos de interés de este trabajo, se destaca que el CSCR-74 clasificaba las estructuras según el uso y la forma estructural de las edificaciones. Las Tablas 26 y 27 presentan de forma general estas clasificaciones.

Tabla 26. Clasificación de las estructuras según el uso

CSCR-74, 3.1.1.

Grupo Destino

Grupo A

-Hospitales y otros centros de emergencia. -Edificios públicos de vital importancia. -Estaciones de bomberos, terminales de transportes, telecomunicaciones y cárceles. -Edificios con contenido de gran valor. -Edificios con área superior a 400 m², con frecuentes concentraciones de personas. -Centros de bombeo y depósito de almacenamiento de aguas. -Instalaciones industriales con depósitos de materias tóxicas, explosivas y radioactivas.

Grupo B

-Edificios para habitación privada o pública. -Centros de trabajo. -Centros de enseñanza. -Edificios con frecuente concentración de personas y con área menor que 400m². -Obras que almacenen bienes costosos. -Edificios industriales para bodegas o almacenamiento. Tapias de más de 2m.

Grupo C -Construcciones aisladas o provisionales no destinadas a habitación o uso público. -Obras de carácter no permanente.



72

Tabla 27. Clasificación de las estructuras según su forma estructural.

CSCR-74, 3.2.1.


Tipo 1

Edificios con capacidad de resistir el 100% de las acciones sísmicas por medio de pórticos dúctiles que cumpliesen requisitos de ductilidad especificados en esta normativa. Los forjados y techos debían diseñarse como diafragmas rígidos y resistentes para distribuir las acciones sísmicas entre todos los pórticos.

Tipo 2

Edificios constituidos por pórticos dúctiles y muros estructurales dúctiles que cumpliesen requisitos de ductilidad especificados en esta normativa. El sistema estructural en su conjunto debía resistir el 100% de las acciones sísmicas y los pórticos por sí solos debían de resistir por lo menos el 25% de éstas. Los forjados y techos debían diseñarse como diafragmas rígidos y resistentes para distribuir las acciones sísmicas entre todos los pórticos.

Tipo 3

Edificios que cumplían con todos los requisitos del Tipo 2 excepto que los Pórticos dúctiles no eran capaces de resistir por sí solos el 25% de las acciones sísmicas. Se incluían las estructuras Tipo 1 y 2 que no cumpliesen los requisitos de ductilidad especificados.

Tipo 4

Edificios que resistían principalmente las acciones horizontales y verticales por medio de muros estructurales y de carga únicamente, los cuales podrían haber sido de fábrica. Edificios cuyos muros no satisfacían los requisitos de capacidad establecidos.

Tipo 5

Estructuras tipo tanques elevados, chimeneas y todas aquellas obras que estuviesen soportadas por un único pilar o una línea de pilares orientados perpendicularmente a la dirección de análisis o que no estuviesen ligadas en el techo y en los forjados por elementos con suficiente rigidez y resistencia.

Este código de diseño establecía un coeficiente “α” de acuerdo a la clasificación según el uso de la estructura, cuyos valores se representan en la Tabla 28.

Tabla 28. Coeficiente de uso (α) CSCR-74, 3.1.2

Grupo α

A 1.20

B 1.00

C 0.70

Adicionalmente, el CSCR-74 en su apendice 4.7 consideraba los efectos de amplificación dinámica del suelo clasificándolos en las siguientes dos categorías:

a. Suelos soportantes aluviales, definidos como depósitos no consolidados de

materiales de relleno y arrastre, coluviales de naturaleza arenosa, limosa o de

bloques, tales como los sedimentos depositados por los ríos, planicies aluviales,

lechos de lagos y lagunas y otras fuentes hídricas, así como playas, áreas de

deslizamientos y capas de cenizas volcánicas.

b. Suelos soportantes no aluviales no clasificados dentro del primer grupo,

conformados como medios rocosos, materiales arcillosos y granulares fuertemente

consolidados.



73

Así mismo, se limitaba la construcción de estructuras sobre suelos susceptibles ante asentamientos excesivos, licuefacción, deslizamiento e inestabilidad y la edificación sobre fallas geológicas evidentes sísmicamente activas. Se requería la utilización de un coeficiente sísmico relacionado con las características de intensidad y contenido de frecuencias del seismo, así como con las características dinámicas y capacidad de disipación de energía por deformación plástica de los sistemas estructurales. Este coeficiente sísmico representaba la pseudo-aceleración obtenida de los espectros de respuesta que se muestran en las Figuras 31 y 32 para las dos categorías de suelos contempladas.

Figura 31. Coeficiente sísmico para suelos no aluviales. CSCR-74, 5.1.



74

Figura 32. Coeficiente sísmico para suelos aluviales. CSCR-74, 5.1.

Durante la vigencia de este código, se consideraba que el territorio de Costa Rica era sísmicamente uniforme, ya que no se estimaban diferencias de mayor o menor nivel de amenaza en todo el país, a no ser que se constataran condiciones geológicas especiales, en cuyo caso era necesario la realización de estudios específicos. La Figura 33 muestra el Mapa de zonificación sísmica de Costa Rica estipulado por el CSCR-74. Para el cálculo de las acciones sísmicas se consideraba el peso propio y permanente de la edificación en cada uno de sus niveles, más un porcentaje de la sobrecarga (sobrecarga de uso) listada en la Tabla 29. Los porcentajes de participación de la sobrecarga en el cálculo de las acciones sísmicas normadas eran los siguientes:

- Recipientes con líquidos: 100%

- Bodegas: 25%

- Edificios y estructuras en general: 15%

- Techos y terrazas: 0%



75

,

Figura 33. Mapa de Zonificación Sísmica de Costa Rica, CSCR-74, 2.1

Este código de diseño presentaba tres métodos de análisis estructural: Estático, Semi-Dinámico y Dinámico. La utilización de cada uno de estos métodos estaba sujeta a requerimientos de altura, configuración geométrica en planta y altura, disposición de los elementos sismoresistentes y el número de plantas o un máximo de altura de la edificación.

Tabla 29. Sobrecargas mínimas CSCR-74, 6.4

Destino de la planta Sobrecarga

(kg/m²)

Habitación 250

Oficinas, despachos y laboratorios 300

Comunicación de uso público para peatones 400

Estadios, salones de baile y lugares de espectáculos sin asientos fijos 500

Lugares de reunión con asientos fijos 400

Comercios, bodegas y fábricas de mercancía ligera 500

Comercios, bodegas y fábricas de mercancías con peso intermedio 650

Comercios, bodegas y fábricas de mercancías pesada 800

Techos de fibrocemento, láminas de acero galvanizado y otros 40

Azoteas con pendiente superior a 5% 100

Azoteas con pendiente inferior a 5% 200

Voladizos en vía pública 200

Garajes y aparcamientos para automóviles 400

Andamios y cimbras para hormigón 80

La acción sísmica se determinaba mediante el producto total del coeficiente de uso “α” del edificio por el coeficiente sísmico “C” multiplicado por una función modal y el peso total de la estructura, el cual incluía el porcentaje de participación de la sobrecarga. Partes del edificio o sus componentes estructurales flexibles a oscilación vertical, eran diseñados ante acciones sísmicas estimadas a través del producto del peso total de la



76

estructura por un coeficiente, que era función del tipo de componente o elemento de la estructura y la ubicación dentro de la edificación. El CSCR-74 estipulaba por separado, combinaciones de acciones según el material de origen de las edificaciones. La Tabla 30 representa las combinaciones de acciones que se consideraban para el cálculo de estructuras de hormigón armado, hormigón preesforzado y acero estructural, de las cuales, los dos primeros tipos se diseñaban por el método de Resistencia Última y el último por cualquiera de los métodos de Resistencia Última o Esfuerzos Permisibles.

Tabla 30. Combinaciones de acciones CSCR-74,

6.3.

Tipo de estructura

Método de diseño

Acción permanente

(CP)

Sobrecarga (CT)

Acción sísmica

(CS)

Efecto postensión

(EP)

Hormigón armado

Resistencia Última

1.40 1.70 - -

1.05 1.28 1.00 -

1.05 1.28 -1.00 -

0.90 - 1.00 -

0.90 - -1.00 -

Hormigón pre-

esforzado

Resistencia Última

1.40 1.70 - 1.10

1.40 1.70 - 0.90

1.05 1.28 1.10 1.00

1.05 1.28 1.10 -1.00

1.05 1.28 0.90 1.00

1.05 1.28 0.90 -1.00

Acero Estructural

Resistencia Última

1.40 1.70 - -

1.05 1.28 1.00 -

1.05 1.28 -1.00 -

0.90 - 1.00 -

0.90 - -1.00 -

Esfuerzos Permisibles

1.10 1.10 - 1.00

1.10 1.10 - -1.00

1.00 - - 1.00

1.00 - - -1.00

Adicionalmente al cálculo por capacidad, era necesario el cálculo de los desplazamientos laterales generados por las acciones sísmicas en cada nivel, multiplicados por un factor de desplazamiento “K” dependiente del tipo de estructura. Se obtenían de esta manera el desplazamiento lateral final para su verificación, contemplando las deformaciones en el rango plástico necesarias para absorber y disipar energía. La Tabla 31 presenta los factores “K” correspondientes a cada tipo de estructura. El desplazamiento lateral de cualquier nivel del edificio relativo al nivel adyacente no podía exceder los siguientes valores máximos:

Estructuras del Grupo A, 0.005.

Estructuras del Grupo B, 0.010.



77

Tabla 31. Factores de desplazamientos CSCR-74, 10.1.

Tipo de estructura K

1 6.00

2 3.00

3 2.00

4 1.00

5 1.00


- Requisitos para suelos y factores de capacidad de soporte de los mismos y de

fundaciones.

- Instrumentación, reparaciones, remodelaciones y modificaciones estructurales.

- Diseño de elementos estructurales de hormigón armado y preesforzado, acero y

fábrica.

- Viviendas de una y dos plantas.


Este código fue aprobado por la Asamblea de Representantes del Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica No.5-86 AER del 28 de Agosto de 1986 y fue preparado por una comisión conformada por un grupo de ocho ingenieros estructurales. El objetivo fundamental de este código era preservar la vida humana y reducir el impacto socieconómico ante eventos sísmicos de gran magnitud, procurando que toda estructura y cada una de sus partes haya sido proyectada, diseñada y construida de tal manera que resistiera seismos menores sin ningún daño, así como seismos moderados sin daños estructurales, admitiéndose algunos daños no estructurales y seismos fuertes sin colapso, admitiéndose algún daño estructural reparable en lo posible. Concerniente a los aspectos de interés de este trabajo, se enfatiza que el CSCR-86 clasificaba a las estructuras según el uso y la forma estructural. Las Tablas 32 y 33 presentan de forma general estas clasificaciones.



78

Tabla 32. Clasificación de las estructuras según el uso

CSCR-86, 2.3.1.

Grupo Destino

Grupo A

Edificios cuya falla podría significar cuantiosas pérdidas humanas o económicas o cuyo funcionamiento era vital en condiciones de emergencia. -Hospitales y otros centros de emergencia. -Estaciones de bomberos. -Cárceles de máxima seguridad. -Edificios que contuvieran objetos de valor excepcional. -Centros importantes de transporte y comunicación. -Centros de bombeo y depósitos de almacenamiento de aguas o combustibles líquidos. -Instalaciones industriales con depósitos tóxicos, explosivos o material radiactivo. -Casas de máquinas y estructuras afines en plantas generadoras de electricidad.

Grupo B

-Edificios para habitación privada o pública. -Centros de trabajo. -Centros de enseñanza. -Otras instalaciones no incluidas en el Grupo A que almacenaran bienes o equipos costosos. -Estructuras cuya falla pusiesen en peligro otros edificios de este grupo o del Grupo A.

Grupo C -Construcciones aisladas o provisionales no destinadas a habitación o uso público. -Obras de carácter no permanente.

Se planteaban en este código sísmico recomendaciones para la asignación de la vida útil de la edificación según la importancia de la obra y las probabilidades de excedencia, dándose además los correspondientes períodos de retorno. La Tabla 34 representa estas recomendaciones para cada uno de los grupos establecidos.



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Tabla 33. Clasificación de las estructuras según su forma estructural.

CSCR-86, 2.3.3.


Tipo 1

Edificios regulares en planta y altura según los requisitos planteados dentro de este código sísmico, capaces de resistir el 100% de las acciones sísmicas de todos los niveles por medio de pórticos dúctiles de acero u hormigón armado, que cumplían con los requisitos de diseño planteados para este tipo de estructuras también descritos en este código de diseño. Los forjados debían ser diafragmas rígidos.

Tipo 2

Edificios regulares en planta y en altura según los requisitos planteados dentro de este código sísmico, capaces de resistir el 100% de las acciones sísmicas por la acción combinada de pórticos dúctiles y sistemas resistentes de mayor rigidez, tales como muros estructurales dúctiles de hormigón o pórticos arriostrados de hormigón o acero, todos ellos que cumpliesen con los requisitos de diseño planteados para este tipo de estructuras descritos en este código de diseño. Los forjados debían ser diafragmas rígidos.

Tipo 3

Edificios de hormigón armado, acero , fábrica , o madera, capaces de resistir el 100% de las acciones sísmicas por medio de pórticos, muros estructurales, pórticos arriostrados o muros de fábrica confinada, actuando de forma independiente o combinada que cumplieran con los requisitos de diseño planteados para este tipo de estructuras descritos en este código de diseño. Los forjados podían ser diafragmas rígidos o flexibles siempre y cuando cada uno de los sistemas resistentes resistiera 100% de las acciones sísmicas de acuerdo a su carga tributaria.

Tipo 4

Edificios tipo cajón, con sistema sismorresistente conformado por muros estructurales de hormigón armado, fábrica confinada o con refuerzo integral, pórticos arriostrados de acero o madera, capaces de resistir el 100% de las acciones sísmicas y que cumpliesen también con los requisitos de diseño planteados para este tipo de estructuras descritos en este código de diseño. Los forjados podían ser diafragmas rígidos o flexibles siempre y cuando cada uno de los sistemas resistentes resistiera 100% de las acciones sísmicas de acuerdo a su carga tributaria.

Tipo 5

Edificios de una planta o estructuras afines, tales como tanques elevados o chimeneas que resistieran las acciones sísmicas con una o varios pilares actuando esencialmente como voladizos aislados, libres o articulados en su extremo superior y empotrados en la base de la estructura. Edificios conformados por pórticos rígidos de elementos prefabricados sin secciones capaces de deformarse inelásticamente.

Tabla 34. Recomendaciones dadas para la asignación de vida económica útil y sus correspondientes períodos de

retorno

CSCR-86, 2.3.2.

Grupo Vida económica

útil (años) Probabilidad de

excedencia Período de

retorno (años)

A 100 0.20 500

B 50 0.40 100

C 30 0.45 50

El CSCR-86 presentaba la zonificación sísmica del país por medio de 4 mapas con curvas de isoaceleración que significaban valores máximos probables de aceleración para períodos de retorno de 50, 100, 500 y 1000 años, pudiéndose interpolar entre estos mapas para



80

períodos de retornos distintos a estos. La máxima aceleración efectiva en la base de una estructura se obtenía multiplicando la aceleración máxima probable obtenída de los mapas, por un factor de reducción R=0.80. La Figura 34 muestra de manera ampliada el mapa de isoaleración amáx. para un período de retorno de 500 años y de manera reducida los mapas correspondientes a períodos de retorno de 50, 100 y 1000 años. La zona de mayor aceleración de Costa Rica se ubicaba en cada uno de los mapas en el sector sur-este del país, cercana al cantón de Golfito, con valores de amáx. de 0.20g , 0.25g, 0.40g y 0.475g para períodos de retorno de 50, 100, 500 y 1000 años respectivamente.

Figura 34. Mapa ampliado de isoaleración amáx. para un periodo de retorno PR de 500 años y mapas

reducidos correspondientes a PR 50, 100 y 1000 años, CSCR-86, 1.2.1.

P.R: 500 años

P.R: 50 años P.R: 100 años P.R: 1000 años



81

Para considerar el efecto de las condiciones locales del suelo dentro del cálculo de las acciones sísmicas, se consideraban tres tipos de perfiles de suelos. El primero de ellos, denominado Perfil Rocoso, compuesto por rocas de cualquier característica cuya velocidad promedio de propagación de ondas de corte tenía que ser superior a 750m/s. El segundo, denominado Perfil de Suelo Firme, formado por depósitos estables de arenas densas, gravas, arcillas duras o combinaciones de estos materiales. El tercer perfil, denominado Perfil de Suelo Blando, conformado por depósitos que contenían estratos de arenas y arcillas blandas de dureza media con espesores superiores a 10 metros de profundidad. A partir de la clasificación del sitio de cimentación, del tipo de estructura y de la localización geográfica, se obtenía el coeficiente sísmico “C”, el cual es igual a la amáx. tomada de los mapas de isoaceleraciones, por un factor de reducción “R” equivalente a 0.80 y por un Factor de Amplificación Dinámica correspondiente al período natural de vibración de la estructura. Este Factor de Amplificación Dinámica “FAD” incluía las propiedades de ductilidad y amortiguamiento presentadas en la Tabla 35.

Tabla 35. Propiedades estructurales incluidas en el Factor de Amplificación Dinámica.

CSCR-86, 2.4.1.

Tipo de estructura Ductilidad Amortiguamiento

1 6.00 0.05

2 4.00 0.05

3 2.00 0.07

4 1.20 0.10

5 1.00 0.05

Las Figuras 35, 36 y 37, presentan los espectros utilizados para la obtención de los Factores de Amplificación Dinámica para suelos de perfil rocoso, perfil de suelo firme y perfil de suelo blando, respectivamente.

Figura 35. Factor de Amplificación Dinámica para perfil rocoso. CSCR-86, 2.4.



82

Figura 36. Factor de Amplificación Dinámica para perfil de suelo firme. CSCR-86, 2.4.

Figura 37. Factor de Amplificación Dinámica para perfil de suelo blando. CSCR-86, 2.4.

Además de las acciones permanentes y otras que actuasen continuamente sobre la estructura, se debía considerar, adicionalmente, sobrecargas de uso (sobrecargas) y una fracción de estas para su consideración en el cálculo de la acción sísmica. La Tabla 36 muestra el listado de acciones mínimas establecidas por el CSCR-86.



83

Las fracciones de participación de las sobrecargas de uso para la consideración en el cálculo de las cargas símicas, eran las siguientes:

- Bodegas: 0.25

- Edificios de uso general: 0.15

- Azoteas, marquesinas y techos: 0.00

Tabla 36. Sobrecargas mínimas CSCR-86,

2.5.4.

Destino de la planta Sobrecarga

(kg/m2)

Habitación 250

Oficinas, despachos y laboratorios 300

Comunicación de uso público para peatones 400

Estadios, salones de baile o espectáculo desprovistos de asientos fijos 500

Lugares de reunión con asientos fijos 400

Comercios, bodegas y fábricas de mercancía ligera 500

Comercios, bodegas y fábricas de mercancía con peso intermedio 650

Comercios, bodegas y fábricas de mercancía pesada 800

Techos de fibrocemento, láminas de fibrocemento 40

Azotea con pendiente superior a 5% 100

Azotea con pendiente inferior a 5% 200

Voladizos en vía pública 200

Garajes y aparcamientos 400

Cimbras y andamios 80

En los capítulos 2.6 y 2.7 de esta normativa, se presentaban dos métodos de análisis estructural, el Método Estático y el Método Dinámico. El uso de cada uno de estos métodos quedaba sujeto a requerimientos plasmados dentro de estos dos capítulos, orientados principalmente a requerimientos de altura, configuración geométrica en planta y altura y disposición de los elementos sismoresistentes. En cuanto al diseño estructural, se proporcionaban dos métodos de diseño: el denominado Método de Resistencia Última y el Método de Esfuerzos de Trabajo. Para cada uno de estos métodos de diseño se planteaban combinaciones de acciones con factores de participación a como se muestran en la Tabla 37.

Tabla 37. Combinaciones de acciones CSCR-

86, 2.5.6

Método de Cálculo

Acción permanente

(CP)

Sobrecarga de uso (CT)

Acción sísmica

(CS)

Resistencia Última

1.40 1.70 -

1.05 1.34 1.00

1.05 1.34 -1.00

0.95 - 1.00

095 - -1.00

Esfuerzos de Trabajo

1.00 1.00 -

1.10 1.10 1.00

1.10 1.10 -1.00

0.95 - 1.00

0.95 - -1.00



84

El cálculo de los desplazamientos laterales inelásticos generados por las acciones sísmicas en cada nivel del edificio y la diferencia entre ellos, se realizaba mediante el producto de los desplazamientos elásticos absolutos por un factor de desplazamiento “K” el cual era dependiente del tipo de estructura y se presenta en la Tabla 38.

Tabla 38. Factores de desplazamientos CSCR-86, 2.8.1.

Tipo de estructura K

1 6.00

2 4.00

3 2.00

4 1.20

5 1.00

Era necesario la verificación del desplazamiento lateral de cualquier nivel del edificio relativo al nivel adyacente, el cual debía no exceder los valores mostrados en la Tabla 39. Para estructuras de tres plantas o menos, clasificados según su uso en los grupos B y C en donde no existiesen acabados con comportamientos frágiles, se les permitía un incremento del 30% sobre los valores mostrados en la Tabla 39.

Tabla 39. Límites superiores de desplazamientos relativos CSCR-86, 2.8.3.

Tipo de estructura Grupo A Grupos B y C

1 0.010 0.016

2 0.010 0.014

3 0.010 0.011

4 0.008 0.008

5a 0.010 0.016

5b 0.008 0.008


- Requisitos para suelos y factores de capacidad de soporte de los mismos y de

fundaciones.

- Sistemas y componentes no estructurales.

- Diseño de elementos estructurales de hormigón armado, fábrica, acero y madera.

- Edificios y componentes prefabricados.

- Viviendas de una y dos plantas.

- Remodelaciones, reparaciones e instrumentación.

- Requisitos para documentos de diseño, inspección y construcción.

- Análisis, diseño y construcción de viviendas de una y dos plantas.


Para la elaboración de este Código Sísmico, la Comisión Permanente de Estudio y Revisión del Código Sísmico de Costa Rica (CPCSCR) del Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos (CFIA), creada después de la publicación del primer Código Sísmico en el año



85

1974, estableció once Comités Técnicos los cuales cada uno de ellos estuvieron a cargo de la redacción de uno o dos capítulos de esta normativa. La diferencia de tiempo entre las fechas de publicación de los reglamentos anteriores, sobrepasa la diferencia entre la publicación de este Código Sísmico del año 2002 con la del 2010 que rige en la actualidad. Los contenidos y alcances de estos dos últimos códigos sísmicos entran a formar parte de la categoría de normativas sísmicas de tercera generación. No se dará más énfasis a la descripción de este Código Sísmico, debido a que esta normativa no presenta grandes diferencias en su filosofía y objetivos con el Código Sísmico del año 2010, el cual se describirá con más detalle en la sección 6.4 del presente trabajo. Dentro de los principales aspectos de diferencia entre estas dos normativas costarricenses están: la prohibición de construir sistemas estructurales frágiles, la modificación del mapa de zonificación sísmica, factores de importancia y de verificación de elementos no estructurales, velocidades de ondas cortantes, características de los seismos extremos considerados, periodo de retorno para la sacudida sísmica, factor de importancia que incrementa la aceleración efectiva para seismos extremos, algunos aspectos de regularidad, valores de ductilidad global asignada, factor de reducción de la sobrecarga de uso, factor incremental y los límites superiores de los desplazamientos relativos entre niveles.

6.4 ACTUAL CÓDIGO SÍSMICO DE COSTA RICA CSCR-10

El actual Código Sísmico de Costa Rica fue presentado a la comunidad profesional y a la sociedad costarricense en Noviembre del año 2010, a través de la Comisión Permanente de Estudio y Revisión del Código Sísmico de Costa Rica (CPCSCR). Esta comisión fue creada en 1974 y forma parte desde entonces del Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica (CFIA). Este código actual y 2 de los códigos anteriores, vienen obedeciendo lo establecido por la Ley de la República para el Establecimiento de un Código Antisísmico en Obras Civiles, Ley 6119 del 9 de noviembre de 1977 (6082 Alcance Nº187 a la Gaceta Nº242), del Ministerio de Vivienda y Asentamientos Humanos. El CSCR-10 está complementado por un libro de comentarios denominado “Comentarios al Código Sísmico de Costa Rica 2010” que viene a explicar de manera más detallada el origen de algunas de las disposiciones, ampliar conceptos, dar a conocer los cambios en relación con versiones anteriores, así como la inclusión de figuras y gráficos que complementen lo estipulado presentando referencias consideradas para la redacción de este último código.

Este código mantiene la misma estructura y filosofía del código anterior (2002), con una

ligera actualización de cada uno de los capítulos.

6.4.1 Objetivos del CSCR-10

A través de esta normativa, se establecen los requisitos mínimos para el análisis, diseño y

construcción sismorresistente de edificaciones que se construyan en todo el territorio

costarricense.

Cada una de las disposiciones contenidas en el CSCR-10 son requisitos mínimos para

lograr un adecuado desempeño ante los efectos sísmicos sobre las estructuras, en busca de

los siguientes objetivos:



86

- Proteger la vida humana y la integridad física de las personas.

- Reducir los daños materiales y las pérdidas económicas ocasionadas por los

seismos.

- Minimizar el impacto social y económico ante terremotos.

Para lograr estos objetivos, el CSCR-10 clasifica las edificaciones según el nivel de

importancia de sus funciones, asignándoles distintos objetivos de desempeño que son

definidos a través de esta normativa mediante niveles de intensidad del seismo de diseño y

sus correspondientes valores límite de desplazamientos y deformaciones, así como también

de requisitos específicos de estructuración y el detallado de sus elementos, componentes y

uniones estructurales. Los objetivos de desempeño previstos son:

- Para edificaciones de ocupación normal ante seismos fuertes, se debe proteger la

vida de ocupantes y transeúntes, evitando el colapso parcial o total de la estructura y

de sus componentes no estructurales capaces de causar daño. Se debe mantener la

integridad de la edificación durante y después del seismo, permitiendo una segura

evacuación de sus ocupantes. Estas obras podrían sufrir daños en su estructura o en

sus componentes no estructurales.

- Para edificaciones de ocupación especial ante seismos fuertes, se debe proteger la

vida de ocupantes y transeúntes. Además de evitar el colapso parcial o total de la

estructura y de sus componentes no estructurales, deberá minimizarse también la

ocurrencia de daños en la estructura y en sus componentes y sistemas no

estructurales capaces de interrumpir seriamente los servicios y funciones propias de

la edificación.

- Para edificaciones e instalaciones riesgosas ante seismos extremos, además de

protegerse la vida de ocupantes y transeúntes, se deberá minimizar la ocurrencia de

daños en la estructura y en sus componentes y sistemas no estructurales que

puedan causar daños graves en la población o en el ambiente.

- Para edificaciones e instalaciones esenciales ante seismos extremos, además de

protegerse la vida de ocupantes y transeúntes, se deberá minimizar la ocurrencia de

daños en la estructura y en aquellos componentes o sistemas no estructurales

capaces de interrumpir seriamente los servicios y funciones propios de la edificación.

- Para obras misceláneas ante seismos moderados se debe asegurar el mismo

desempeño requerido para las edificaciones de ocupación normal.

6.4.2 Tipos de Acciones

El CSCR-10, considera los tipos de carga presentados en la Tabla 40, para el análisis y

diseño de edificaciones en el territorio costarricense.

Tabla 40. Tipos de cargas consideradas CSCR-10, 6.1.

Acciones permanentes

- Peso propio de elementos constructivos, sean estructurales o no estructurales.

- Pesos de sistemas y componentes arquitectónicos, eléctricos, mecánicos, unidos a la estructura conforme a requerimientos establecidos en esta normativa.

- Peso de productos líquidos y sólidos contenidos en depósitos.

Sobrecargas de uso - Sobrecargas de uso propias del uso de la edificación.

Acción sísmica - Acción sísmica compuesta por el aporte inercial de las acciones

permanentes y fracción de las sobrecargas de uso.



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En relación a las sobrecargas de uso (CT) cuyas intensidades son variables en el tiempo, el

CSCR-10 presenta los valores de sobrecargas de uso mínimas, obtenidas de la

reglamentación internacional teniendo en cuenta la naturaleza probabilística de las mismas.

La Tabla 41 muestra de manera más extensa, los valores mínimos de sobrecarga de uso

(CT) según el destino de la estructura, mostrándose también el porcentaje mínimo de

participación de esta carga en la determinación de la acción sísmica.

Tabla 41. Sobrecargas de uso unitarias mínimas (kg/m²) CSCR-10, 6.1.2-6.1.3

Destino CT %* FCT**

Casas 200 15.0% 30

Apartamentos 200 15.0% 30

Hoteles 200 15.0% 30

Internados 200 15.0% 30

Cuarteles 200 15.0% 30

Cárceles 200 15.0% 30

Hospitales 200 15.0% 30

Oficinas 250 15.0% 37.5

Laboratorios 250 15.0% 37.5

Salones de lectura 250 15.0% 37.5

Aulas 250 15.0% 37.5

Salas de juego 250 15.0% 37.5

Áreas de circulación 400 15.0% 60

Vestíbulos 400 15.0% 60

Estadios 500 15.0% 75

Salones de baile 500 15.0% 75

Lugares de reunión con asientos no fijos 500 15.0% 75

Biblioteca 500 15.0% 75

Salones de archivo 500 15.0% 75

Templos 400 15.0% 60

Cines 400 15.0% 60

Teatros 400 15.0% 60

Gimnasios 400 15.0% 60

Lugares de reunión con asientos fijos 400 15.0% 60

Comercio, bodegas y fábrica con mercadería ligera 500 25.0% 125

Comercio, bodegas y fábrica con mercadería intermedia 650 25.0% 162.5

Comercio, bodegas y fábrica con mercadería pesada 800 25.0% 200

Techos 40 0.0% 0

Azoteas con pendiente superior al 5% 100 0.0% 0

Azoteas con pendiente inferior al 5% 200 0.0% 0

Voladizos en vía pública 300 0.0% 0

Marquesinas 300 0.0% 0

Balcones 300 0.0% 0

Garajes 300 15.0% 45

Aparcamientos 300 15.0% 45

*Porcentaje mínimo de la acción permanente participativa en el cálculo de la acción sísmica



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(CS).

**Sobrecarga de uso mínima participativa (FCT) en el cálculo de la acción sísmica (CS).

Gráficamente, en la Figura 38 se puede apreciar la proporción en magnitud de la las sobrecargas de uso mínimas participativas (FCT) para el cálculo de la acción sísmica (CS) respecto a la sobrecarga mínima temporal (CT).

Figura 38. Sobrecargas de uso unitarias mínimas, conforme CSCR-10, 6.1.2.

6.4.3 Combinaciones de acciones Se indica en el CSCR-10 que cada elemento, componente o unión estructural y toda la estructura como unidad, deberá tener capacidad para resistir cada una de las combinaciones de acciones que se muestran en la Tabla 42.

Tabla 42. Combinaciones de acciones CSCR-10, 6.2.1 - 6.3


permanente Sobrecarga

de uso Carga de empuje

Acción sísmica

CP CT CE CS

CU[6-1] 1.4 0 0 0

CU[6-2] 1.2 1.6 * 1.6 0

CU[6-3] 1.05 1 ** 1 1

CU[6-4] 0.95 0 1 1

*Este factor se puede reducir según el área cargada (No obligatorio)

* *Este factor puede ser 0.5 en caso de edificaciones de baja proba-

lidad de ocupación plena de CT a la hora del seismo.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Sobrecargas de uso unitarias mínimas en Kg/m2 (CP-FCT)

CT FCT



89

Se establece adicionalmente que para estructuras hiperestáticas de hormigón presforzado, las cuales son cada vez más frecuentes en Costa Rica, deberá añadirse al análisis los efectos de la redundancia de la postensión, multiplicada por 1.1 para cuando el efecto aumenta el resultado de la combinación más desfavorable de las cargas gravitacionales y sísmicas o bien por 0.90 si lo disminuye.

6.4.4 Clasificación de las estructuras por su ocupación o función

Se requiere que toda edificación sea clasificada según la importancia de su ocupación o su función. A cada grupo de estructuras le corresponderá, según su importancia, un factor de importancia que será considerado en la determinación de la acción sísmica. El CSCR-10 establece 5 grupos de importancia los cuales se presentan de forma sintetizada a continuación:

- Grupo A (edificaciones e instalaciones esenciales): Estructuras como hospitales y de

atención de emergencias, aeropuertos, obras de telecomunicación y otras

instalaciones requeridas para responder a emergencias.

- Grupo B (edificaciones e instalaciones riesgosas): Obras e instalaciones utilizadas

para la producción, almacenamiento, contención y trasiego de sustancias o químicos

tóxicos o explosivos.

- Grupo C (edificaciones de ocupación especial): Centros educativos, centros de salud

o edificaciones no incluidas en los grupos A y B.

- Grupo D (edificaciones de ocupación normal): Obras de habitación, oficinas, obras

de comercio o industriales y cualquier otra edificación no especificada en los grupos

A, B, C o E.

- Grupo E (edificaciones misceláneas): Construcciones agrícolas y edificios de baja

ocupación u obras provisionales para la construcción.

La Tabla 43 muestra los factores de importancia (I) correspondientes a cada grupo según la clasificación requerida por esta normativa, los cuales definen la sacudida sísmica para la que se deberá calcular la estructura. Adicionalmente, el CSCR-10 estipula un factor Ip para elementos, sistemas o componentes no estructurales, el cual es mayor que el factor de importancia (I) con el propósito de reducir el nivel de vulnerabilidad de estos componentes.

Tabla 43. Factor de Importancia CSCR-10, 4.1

Clasificación I Ip

Caracterización (E. Estructurales) (E. No Estructurales)

Grupo A 1.25 1.5 Obras Esenciales

Grupo B 1.25 1.5 Instalaciones Riesgosas

Grupo C 1 1.25 Obras de Ocupación Especial

Grupo D 1 1.25 Obras de Ocupación Normal

Grupo E 0.75 1 Obras Misceláneas

Para estructuras normales (I = 1), el cálculo estructural se realiza considerando una amenaza sísmica correspondiente a una probabilidad de excedencia del 10% para una vida útil de 50 años, significando esto un periodo de retorno de 475 años, con el que se define



90

esta solicitación sísmica como “seismo fuerte” (CFIA, 2013). Estructuras con ocupación esencial o riesgosa (grupos A y B), las cuales deben mantenerse en operación después de un seismo mayor, definiéndose este nivel de solicitación como “seismo extremo” (CFIA, 2013), deberán ser calculadas con un seismo 25% mayor que el seismo cuantificado en términos de la aceleración pico efectiva de diseño (I = 1.25), que corresponde a un periodo de retorno de 1200 a 1500 años (CFIA, 2013). Contrariamente, estructuras de poca ocupación o no riesgosas (grupo E), se calculan para una solicitación sísmica denominada “seismo moderado” (CFIA, 2013), el cual es un 25% inferior que el seismo cuantificado en términos de la aceleración pico efectiva de diseño (I = 0.75), correspondiente a un periodo de retorno de 150 a 200 años (CFIA, 2013).

6.4.5 Factores influyentes en el cálculo de las acciones sísmicas Se identifican en el CSCR-10 tres aspectos influyentes para el cálculo de las acciones sísmicas sobre una estructura, que son:

- La clasificación de los sistemas estructurales, para lo cual se toma como referencia

cinco tipos de sistemas, clasificados conforme a sus propiedades geométricas,

físicas y estructurales.

- La clasificación según la regularidad, que es utilizada para la asignación de la

ductilidad global de la edificación y es determinada en altura y en planta.

- Sobrerresistencia, siendo un factor que considera la redundancia estructural, la

posible sobreestimación de cargas y el proceso constructivo de la edificación.

Se presenta a continuación las consideraciones establecidas por el CSCR-10 para la determinación de estos tres aspectos influyentes.

6.4.6 Clasificación de los sistemas estructurales

El actual CSCR-10 clasifica las obras de edificación en cinco tipos según su comportamiento ante la generación de cargas laterales durante un evento sísmico. Se consideran como referencia los tipos de sistemas estructurales mostrados en la Tabla 44 y clasificados según sus propiedades geométricas, físicas y estructurales.



91

Tabla 44. Clasificación de los sistemas estructurales CSCR-10, 4.2

Tipo de sistema estructural Tipo Representación gráfica en edificios

Edificaciones que resisten las acciones sísmicas por medio de sistemas sismorresistentes constituidos por pórticos de hormigón armado, acero, madera, vinculados o no, por medio de un sistema horizontal o forjado en cada nivel. Se prohíbe expresamente los sistemas constituidos exclusivamente por pilares y forjados planos.

Marco

Edificaciones que resisten las acciones sísmicas por medio de sistemas sismorresistentes constituidos por: a. Pórticos de hormigón armado, acero o madera, y b. Muros de hormigón o de fábrica armada, pórticos arriostrados de hormigón armado, acero o madera. Se incluyen, los sistemas sismorresistentes constituidos por pórticos parcialmente arriostrados, solos o en combinación con a. y b. anteriores. En cada nivel, la sumatoria de las acciones cortantes en los pilares debe ser igual o mayor que el 25% de las acciones cortantes de diseño obtenidas del análisis, de lo contrario se considera Tipo Muro.

Dual

Edificaciones que resisten las acciones sísmicas por medio de sistemas sismorresistentes constituidos por: a. Pórticos arriostrados de hormigón armado, acero o madera, b. Muros de hormigón, fábrica armada, acero o madera, o c. La combinación de a. y b. comportándose independiente o combinadamente.

Muro

Edificaciones que resisten las acciones sísmicas por medio de sistemas sismorresistentes formados exclusivamente por uno o varios pilares o muros que actúan esencialmente como voladizos aislados.

Voladizo -

Edificaciones cuyo sistema sismorresistente está compuesto por estructuraciones, elementos o materiales diferentes a los explícitamente descritos en los tipos estructurales Marco, Dual, Muro y Voladizo.

Otros -

6.4.7 Clasificación estructural según regularidad

Según el CSCR-10, toda estructura puede ser clasificada tanto en altura como en planta, dentro de tres grupos que son: estructuras regulares, estructura con irregularidad moderada y estructuras con irregularidad grave. La Tabla 45 muestra de manera sintetizada los parámetros de verificación para la determinación del tipo de regularidad de toda edificación.



92

Tabla 45. Condiciones de regularidad CSCR-10, 4.3.1-4.3.2

Requisito de Regularidad Orientado a:

a. Todos los elementos verticales de los sistemas sismorresistentes son continuos desde la cimentación hasta el nivel superior de cada uno de estos elementos, sin discontinuidades o desfases horizontales en ningún nivel.

Altura

b. Los diafragmas de todos los niveles salvo el nivel de techo, que podría no serlos, son diafragmas rígidos.

Altura

c. La capacidad en cortante de cada planta en ambas direcciones horizontales no es menor que la capacidad en cortante de la planta superior inmediata.

Altura

Requisito de Regularidad Orientado a:

a. Para cada nivel i la excentricidad, o distancia entre centros de masa y de rigidez, en cada una de las direcciones ortogonales no excede en más de 5% la dimensión en planta en la respectiva dirección.

Planta

b. La estructura ofrece resistencia en al menos dos ejes diferentes de cada dirección ortogonal.

Planta

c. La proyección, en un plano horizontal, de los centros de masa de todos los niveles está circunscrita por un rectángulo de dimensiones iguales al 10% de las máximas dimensiones del edificio en cada dirección ortogonal. Igual restricción deben satisfacer los centros de rigidez calculados según 4.3.2(a)

Planta

Caso de Estructuras con Irregularidad Moderada CSCR-10, 4.3.3

Requisito de Regularidad Orientada a:

Todo edificio que no cumple los requisitos de regularidad en altura o en planta de los incisos 4.3.1 y 4.3.2 se considera de irregularidad moderada, salvo que se incumpla el requisito 4.3.2(B) o que se excedan los límites indicados en el inciso 4.3.4.

Planta y Altura

Caso de Estructuras con Irregularidad Grave CSCR-10, 4.3.4

Requisito de Regularidad Orientada a:

a. Cuando se incumpla el requisito 4.3.2 (b). Planta

b. Cuando la rigidez lateral de una planta cualquiera es menor que el 60% de la rigidez de la planta inmediatamente superior o su capacidad en cortante es menor que el 80% de la capacidad de la planta superior.

Altura

c. Cuando en algún nivel i la excentricidad en cualesquiera de las direcciones ortogonales excede el 25% de la dimensión de esa planta en la respectiva dirección.

Planta



93

6.4.8 Sobrerresistencia

Tal como se mencionó previamente, esta normativa especifica también un factor denominado factor de sobrerresistencia (SR), que es tomado para la consideración de la redundancia estructural, la sobreestimación de cargas, el proceso constructivo de la edificación y demás aspectos que se tornan con diferencias entre el diseño y la realidad. Este factor se identifica con el cociente entre la capacidad real de la estructura y la capacidad nominal sismorresistente, y toma los siguientes valores: 1.2 para estructuras tipo voladizo y otros (ver Tabla 44) 2.0 para estructuras tipo marco, dual y muro (ver Tabla 44)

6.4.9 Ductilidad local

La ductilidad local corresponde a la ductilidad propia de los elementos, componentes y uniones estructurales presentes en una edificación. Tal como lo describe el libro de Comentarios al Código Sísmico de Costa Rica, se pretende que el comportamiento sísmico estructural sea dictado por los elementos dúctiles sin llegar al fallo de los elementos, componentes y uniones. Esto es, que la disipación de energía inelástica sea tomada por los elementos, componentes y uniones dúctiles, mientras que los frágiles permanecen en el rango elástico y toleren los desplazamientos de la estructura. Se establecen dos categorías de ductilidad local, las cuales son:

- Ductilidad local óptima

- Ductilidad local moderada

El tipo de categoría de ductilidad local dependerá del detallado estructural del sistema constructivo para cada tipo de material. Los requisitos de detallado estructural son presentados por el CSCR-10 en la Sección 3.

6.4.10 Ductilidad global asignada

Se considera ductilidad global, la ductilidad del sistema estructural ante cargas laterales, determinada por medio de la relación entre el cortante en la base de la edificación y un desplazamiento representativo de la misma, normalmente el de la última planta. La Tabla 46 reúne los valores de ductilidad global (µ) que asigna el CSCR-10 a cada tipo de estructura conforme a su clasificación y nivel de regularidad estructural.



94

Tabla 46. Ductilidad global asignada µ según sistema estructural, regularidad y ductilidad local

CSCR-10, 4.4.3

Tipo Aspecto de regularidad Tipo de ductilidad local D.G.A**

Regular Irregular * Óptima Moderada µ

Marco a ●

◆

6

Marco b ●

◇ 3

Marco c

o ◆

3

Marco d

o

◇ 2

Dual a ●

◆

4

Dual b ●

◇ 3

Dual c

o ◆

3

Dual d

o

◇ 2

Muro a ●

◆

3

Muro b ●

◇ 2

Muro c

o ◆

2

Muro d

o

◇ 1,5

Voladizo a ●

◆

1,5

Voladizo b ●

◇ 1

Voladizo c

o ◆

1

Voladizo d

o

◇ 1

Otros a ●

◆

1

Otros b ●

◇ 1

Otros c

o ◆

1

Otros d

o

◇ 1

* Para estructuras tipo marco, dual y muro con irregularidad grave se especifica

una ductilidad global asignada µ = 1 (CSCR-10, 4.4.3b).

**D.G.A: Ductilidad global asignada

En la Tabla 46 se han considerado las siguientes clases de tipologías estructurales:

- Clase a (●/◆ ): Estructura según el tipo, siendo regular y con ductilidad global

asignada óptima.

- Clase b (●/◇ ): Estructura según el tipo, siendo regular y con ductilidad global

asignada moderada.

- Clase c (o /◆): Estructura según el tipo, siendo irregular y con ductilidad global

asignada óptima.

- Clase d (o /◇): Estructura según el tipo, siendo irregular y con ductilidad global

asignada moderada.

La Figura 39, muestra la asignación de estos valores para cada tipo de estructura, identificándose 6 tipologías constructivas con los siguientes valores de ductilidad global asignada: 1, 1.5, 2, 3, 4 y 6.



95

Figura 39. Ductilidad global asignada

Se establecen en la Tabla 47 los requisitos estructurales necesarios para el cumplimiento de los objetivos de desempeño descritos al inicio de la presentación de este último código de diseño (2010).

Tabla 47. Requisitos para el cumplimiento de los objetivos de desempeño

CSCR-10, 4.1.2

Categoría de la estructura según Importancia

Posibilidad de irregularidad Requisito de ductilidad

local

A: Esencial Se prohíbe (*) Optima

B: Riesgosa Se prohíbe Moderada u óptima

C: Especial Se prohíbe Moderada u óptima

D: Normal Se permite Moderada u óptima

E: Miscelánea Se permite Moderada u óptima

* Se procura que las edificaciones del grupo A sean regulares en altura y en planta.

6.4.11 Espectros de diseño sísmico

Los espectros de diseño sísmicos establecidos por el CSCR-10 dependen de la ubicación de la estructura dentro del Mapa de Zonificación Sísmica de Costa Rica y del tipo de suelo donde se cimente la obra. A continuación se describe cada uno de estos aspectos. La zonificación sísmica propuesta por el CSCR-10 se muestra en la Figura 40. Fue a partir de la entrada en vigencia del CSCR-02 que se optó por considerar la amenaza por medio de de zonas sísmicas, ya que el CSCR-86 presentaba mapas con isoaceleraciones (ver Figura 34).

Clase a (●/◆) Clase b (●/◇) Clase c (o/◆) Clase d (o /◇)

Tipo Marco 6 3 3 2

Tipo Dual 4 3 3 2

Tipo Muro 3 2 2 1.5

Tipo Voladizo 1.5 1 1 1

Otros 1 1 1 1

Tipo Marco

Tipo Dual

Tipo Muro

Tipo Voladizo

Otros0

1

2

3

4

5

6

7

µ

Ductilidad global asignada



96

Figura 40. Mapa de Zonificación Sísmica, conforme CSCR-10, 2.4.

Las zonificaciones propuestas por las dos últimas normativas de Costa Rica, fueron concebidas respetando las tendencias de las curvas de isoamenaza del Estudio de Amenaza Sísmica Regional de Costa Rica (Laporte et al., 1994) adaptando los límites entre zonas a la división político-administrativa de Costa Rica (CFIA, 2013). La Figura 41, muestra las isoaleraciones del estudio de Norsar, Laporte et al. (1994) junto con la representación de las zonas sísmicas propuestas por el CSCR-10.

Figura 41. Curvas de isoaceleración en roca, %g, del estudio de Norsar, Laporte et al. (1994b) y

zonificación sísmica conforme CSCR 2010.

Tal como se aprecia, la zonificación sísmica de Costa Rica propuesta en el CSCR-10 está conformada por tres zonas sísmicas llamadas zonas II, III y IV, de orden creciente de amenaza sísmica. Para cada una de estas zonas, se establecen en esta normativa valores de aceleración pico efectiva (aef) en función del tipo de sitio en donde se cimienta la obra.



97

La aceleración pico efectiva, propuesta por Newmark, es utilizada por el CSCR-10 debido a que no es realista obtener una descripción del movimiento del terreno mediante un solo parámetro (como es el caso de uso de la aceleración pico PGA); sin embargo, la aceleración pico efectiva está más estrechamente relacionada con la respuesta estructural y el potencial de daño de un seismo (CFIA, 2013) y puede ser utilizada en el rango de periodos de interés ingenieril. La definición de la aceleración pico efectiva (aef) utilizada por el CSCR-10 proviene del ATC 3-06 (ATC, 1984), y es calculada dividiendo el promedio de las ordenadas espectrales de aceleración en el rango de 0.1 a 0.5 segundos para un 5% de amortiguamiento, entre la constante 2.5. Según investigaciones de Laporte (2006) con datos de movimientos del terreno de Centroamérica, la razón entre la aceleración pico efectiva (aef) y la aceleración pico (PGA) tiende a estabilizarse en un valor de 0.88 para el caso de magnitudes mayores y en 0.797 para el promedio global en todas las magnitudes. La Tabla 48 y la Figura 42 presentan los valores de aceleración pico efectiva (aef) correspondientes a un periodo de retorno de 475 años para cada zona sísmica y cada tipo de sitio indicado en el CSCR-10.

Tabla 48. Variación de aef por tipo de sitio y zona

sísmica CSCR-10, 2.4

Tipo de sitio Zona sísmica Rango de vel. de onda Vs(10m) Zona II Zona III Zona IV

Tipo S1 0,2 0,3 0,4 ≥

760 m/s

Tipo S2 0,24 0,33 0,4 350 m/s - 760 m/s

Tipo S3 0,28 0,36 0,44 180 m/s - 350 m/s

Tipo S4 0,34 0,36 0,36 ≤

180 m/s

La Tabla 48 también muestra los rangos de velocidad de onda Vs (10 m) previstos para la clasificación del tipo de sitio.

Figura 42. Variación de aef según la zona sísmica y el tipo de sitio

Zona II

Zona III

Zona IV

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Tipo S1Tipo S2

Tipo S3Tipo S4

0.2 0.24 0.280.34

0.3 0.33 0.36 0.36

0.4 0.4 0.44

0.36

aef

Variación de aef según zona sísmica y tipo de sitio



98

El CSCR-10 en su sección 5, establece las funciones espectrales FED, denominadas Factores Espectrales Dinámicos y son definidas para cada zona sísmica en los diferentes sitios de cimentación y para las distintas ductilidades globales presentadas en la Tabla 46. Para la elaboración de estas funciones espectrales FED elásticas, se supuso un 5% del amortiguamiento crítico, muy característico para obras de edificación y se basó en los espectros de diseño propuestos por el SEAOC (1999), similares a los del UBC (1997) y a los del IBC (2000), siendo modificados considerando los conceptos básicos descritos por Newmark y Hall (1973, 1982), Chopra (2001) y CFIA (2013). Ya que el FED varía conforme a la zonificación sísmica planteada para Costa Rica en el CSCR-10 y considerando que existen cuatro tipos de sitios de cimentación establecidos, es posible obtener doce espectros elásticos con ductilidad global asignada µ = 1. Estos doce espectros se presentan de la Figura 43 a la Figura 45.

Figura 43. Espectro de base elástico en zona II y sitios S1, S2, S3 y S4 para µ = 1.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

FED

Periodo (s)

FED elástico en Zona II y sitios S1, S2, S3 y S4 para µ=1

ZII,S1 ZII,S2 ZII,S3 ZII,S4



99

Figura 44. Espectro de base elástico en zona III y sitios S1, S2, S3 y S4 para µ = 1.

Figura 45. Espectro de base elástico en zona IV y sitios S1, S2, S3 y S4 para µ = 1.

Se aprecia en las tres figuras anteriores que la única función espectral del FED en la que existe variación de su forma entre zonas sísmicas es la correspondiente al sitio de cimentación tipo S4 (se da una extensión del plato o meseta ), mientras que para los sitios S1, S2 y S3, tales funciones espectrales se mantienen sin variación en su forma de una zona a la otra.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

FED

Periodo (s)

FED elástico en Zona III y sitios S1, S2, S3 y S4 para µ=1

ZIII,S1 ZIII,S2 ZIII,S3 ZIII,S4

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

FED

Periodo (s)

FED elástico en Zona IV y sitios S1, S2, S3 y S4 para µ=1

ZIV,S1 ZIV,S2 ZIV,S3 ZIV,S4



100

La derivación de los FED inelásticos en el CSCR-10 se realizó bajo la consideración de factores de reducción en función del periodo (Miranda y Bertero 1994; Newmark y Hall 1973 y 1982; Newmark y Ridell 1980, Ridell y Newmark 1979 y (CFIA, 2013). Los valores de reducción utilizados en esta normativa son:

a. En la zona de periodos cortos: R = 1

b. En la zona de aceleración: R = √2µ − 1

c. En la zona de velocidades: R = µ

d. En la zona de desplazamientos: R = µ

La Figura 46 muestra un esqueleto esquemático de las funciones de reducción para la generación de las funciones espectrales del FED para los distintos valores de ductilidad global asignada (µ).

Figura 46. Esqueleto esquemático representando los factores de reducción utilizados para la construcción de las funciones espectrales del FED para cada valor de µ.

Se han establecido en el CSCR-10 tres zonas sísmicas (ver Figura 40), cuatro tipos de sitios (ver Tabla 48), así como cinco tipologías estructurales (Tabla 44) según su ductilidad global asignada, resultando en la posibilidad de generar 72 espectros para la determinación del factor espectral dinámico FED. El CSCR-10 detalla una ecuación general para la determinación del coeficiente sísmico (ecuación 5-1), en donde este coeficiente es obtenido mediante el producto de las ordenadas del espectro inelástico FED por el factor de importancia (I) de la edificación y la aceleración pico efectiva (aef), dividido entre factor SR de sobrerresistencia.

Fact

or

de

Re

du

cció

n R

Periodo (s)

Esquelto esquemático del factor de reducción R según el periodo de vibración.

µ = 1.5 µ = 2 µ = 3 µ = 4 µ = 6

Zona de periodos cortos

Zona de aceleración constante

R = 2µ − 1

Zona de velocidad

constante R = µ

Zona de desplazamientoconstante R = µ



101

𝐶 = a𝑒𝑓 ∗ 𝐼 ∗ 𝐹𝐸𝐷

𝑆𝑅

Donde, C = Coeficiente sísmico para cada periodo de vibración. aef = Aceleración pico efectiva (Tabla 48). I = Factor de Importancia (Tabla 43). SR = Factor de sobrerresistencia.

6.4.12 Métodos de análisis Se establecen en el CSCR-10 dos métodos de análisis estructural, los cuales permiten mediante el análisis elástico calcular las acciones internas y desplazamientos ocurridos en el rango elástico. Estos dos métodos son:

- Método estático.

- Método dinámico.

Adicionalmente, esta normativa permite la utilización de métodos alternativos de análisis inelástico, como: el método de capacidad espectral y el método no lineal dinámico de respuesta en el tiempo. Se presentará a continuación las limitaciones de uso de los métodos estático y dinámico. Método estático Según el CSCR-10, este método de análisis está limitado a edificaciones que cuentan con las siguientes características:

- Edificios regulares en altura.

- Edificios regulares en planta.

- Edificios con un número de plantas no mayor a cinco, ni con altura máxima de

construcción sobre el nivel del suelo superior a veinte metros.

Método dinámico de análisis modal No se menciona dentro de esta normativa ninguna restricción para el uso de este método de análisis, indistintamente de cuales sean las características geométricas, de rigidez o de resistencia de la edificación.

6.4.13 Límite de desplazamientos laterales

Se considera en el CSCR-10 dos tipos de límites superiores de deriva, los cuales están vinculados con los objetivos de desempeño presentados en acápite 6.4.1. Se indica una limitación orientada a edificaciones de los grupos A y C, la cual limita la deriva para alcanzar un objetivo de desempeño de nivel operativo (CFIA, 2013), así como otro límite para las edificaciones de los grupos B, D y E, previstas para un nivel de desempeño de seguridad de vida los cuales son un 50% superiores que los del primer grupo, siempre y cuando estas estructuras hayan sido diseñadas para ductilidad local óptima.



102

La Tabla 49 presenta los valores máximos de deriva previstos para ambos grupos de edificaciones.

Tabla 49. Límite superior de la deriva inelástica ∆i/Hi

CSCR-10, 7,8

Sistema estructural Edificaciones A

y C Edificaciones B,

D y E

Tipo pórtico 0,0125 0,0200

Tipo dual 0,0125 0,0180

Tipo muro 0,0100 0,0100

Tipo voladizo 0,0125 0,0200

Tipo otros 0,0065 0,0100

En la Figura 47 se da una representación gráfica de la variación de las derivas máximas permitidas por CSCR-10 según la tipología constructiva.

Figura 47. Derivas máximas permitidas conforme a la tipología constructiva y el grupo de clasificación, conforme CSCR-10, 7-6

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

Tipo pórtico Tipo dual Tipo muro

De

riva

máx

ima

Sistema estructural

Límites superiores de la deriva

Edificaciones A y C Edificaciones B, D y E



103

7. COMPARACIÓN DE LAS NORMATIVAS SÍSMICAS DE DISEŇO DE EDIFICACIONES DE NICARAGUA Y COSTA RICA

En las secciones 5 y 6 de este trabajo se ha descrito cómo han evolucionado las normativas sísmicas de estos dos países de América Central, hasta llegar a las normativas que a la fecha actual se encuentran vigentes. Adicionalmente, en la sección 3 se abordaron aspectos de la amenaza sísmica presente en América Central, descritos a través de los resultados del Proyecto RESIS II. Estos resultados son usados como referencia para la comparación de los niveles de amenaza plasmados en ambas normativas sísmicas. A continuación se presenta una comparación de los aspectos con mayor influencia en el cálculo de la acción sísmica de diseño según ambas normativas vigentes y que por tanto son determinantes de las variaciones encontradas. Para cuantificar las variaciones (definidas en porcentaje) entre los requerimientos plasmados en ambas normativas, ha sido necesario tomar una de ellas como base. A tal fin se ha considerado la normativa nicaragüense para así determinar las variaciones de la ordenanza costarricense con respecto a ésta. Bajo tal mecanismo de comparación, para todos los aspectos sobre los cuales se comparan ambos documentos, un valor positivo de variación significa que la ordenanza de Nicaragua es más demandante que la ordenanza de Costa Rica y lo contrario sucede si la variación resulta negativa, con excepción de la comparación entre los límites máximos de desplazamiento. Para una mejor apreciación de las variaciones, se ha optado por utilizar en los elementos gráficos el color azul para datos de la normativa de Nicaragua y el color rojo para los concernientes a la normativa de Costa Rica. .

7.1 VARIACIONES ENTRE LAS NORMATIVAS SÍSMICAS DE DISEŇO DE NICARAGUA Y COSTA RICA

Ambas normativas sísmicas de diseño responden a una filosofía y objetivos similares, principalmente orientados a la protección de la vida humana y a la reducción de daños materiales mediante un mejor desempeño estructural. Considerando que todos los requerimientos mínimos plasmados en ambas normativas conducen el cálculo estructural de una edificación al cumplimiento de objetivos, y al ser éstos muy similares entre sí, se facilita la comparación entre ambas regulaciones. Esta comparación y la determinación de la magnitud de sus variaciones se realiza centrada en los siguientes aspectos:

- Sobrecargas de uso y participativas

- Combinaciones de acciones

- Clasificación estructural y factores influyentes en el cálculo de la acción sísmica

- Espectros de diseño

- Métodos de análisis

- Límites de desplazamiento

A continuación se presenta el análisis comparativo realizado para cada uno de estos aspectos.



104

7.1.1 Sobrecargas de uso y acciones participativas En las Figuras 16 y 38 se muestran las sobrecargas de uso y participativas establecidas por RNC-07 y el CSCR-10 respectivamente. Separando ambos tipos de cargas y graficando cada una de ellas para ambos países, se pueden apreciar de manera conjunta las magnitudes de cada país según el uso de la edificación, así como las similitudes y diferencias entre ambas normativas. Con esta idea, La Figura 48 muestra una comparación de las sobrecargas de uso para edificaciones con usos equivalentes de ambas normativas y la Figura 49 muestra las variaciones entre ellas.

Figura 48. Comparación de las sobrecargas de uso entre RNC-07 y CSCR-10 para edificaciones con usos equivalentes

0

100

200

300

400

500

600

700

Sob

reca

rga

de

uso

(K

g/m

²)

Comparación de las sobrecargas de uso para edificaciones con usos equivalentes

RNC-07 CSCR-10

Uso de la edificación



105

Figura 49. Variación de las sobrecargas de uso entre RNC-07 y CSCR-10 para edificaciones con usos equivalentes. Para falicitar la interpretación, las variaciones positivas (en azul) indican mayores

valores en la RNC-07, mientras variaciones negativas (en rojo) indican valores mayores en la CSCR-10.

En las figuras 48 y 49 no se han considerado las sobrecargas de uso de almacenamiento previstas para bodegas, debido a que estas acciones dependen del tipo de mercancías que se vaya a almacenar, por lo que su clasificación como carga ligera o pesada podría ser muy ambigua. Se puede apreciar en estas dos últimas figuras, que en el caso de edificaciones de alta y mediana proliferación, tales como casas, apartamentos, hoteles, escuelas, universidades, hospitales, centros de salud, salas de archivo y lugares de espectáculo, las sobrecargas de uso mínimas establecidas por ambas normativas tienen valores idénticos. Únicamente, las obras de uso especial, como salas de operación, sitios de entretenimiento y zonas de comunicación y circulación, presentan diferencias que van desde -50% hasta +100% de variación. La Figura 50 muestra una comparación de las sobrecargas de uso participativas en el cálculo de la acción sísmica para edificaciones con usos equivalentes en ambas normativas y la Figura 51 muestra las variaciones entre ellas.

-60.0%

-40.0%

-20.0%

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%

80.0%

100.0%

Casas

Ap

art

am

ento

s

Hote

les

Inte

rnados

Cuart

ele

s

Carc

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Prim

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Secundaria

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Esta

dio

s

Lugare

s d

e e

spectá

culo

s

Labora

torio

s

Var

iaci

ón

en

%

Variaciones de las sobrecargas de uso para edificaciones con usos equivalentes




106

Figura 50. Comparación de las sobrecargas de uso participativas entre RNC-07 y CSCR-10 para edificaciones con usos equivalentes

Figura 51. Variación de las sobrecargas de uso participativas entre RNC-07 y CSCR-10 para

edificaciones con usos equivalentes

0

100

200

300

400

500

Casas

Ap

art

am

ento

s

Hote

les

Inte

rnados

Cuart

ele

s

Carc

ele

s

Escuela

Prim

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Escuela

Secundaria

Univ

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Mu

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gos

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scenarios

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Circula

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Lugare

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spectá

culo

s

Labora

torio

s

Sob

reca

rga

de

uso

par

tici

pat

iva

(Kg/

m²)

Comparación de las sobrecargas de uso participativas para edificaciones con usos equivalentes

RNC-07 CSCR-10

0.0%

100.0%

200.0%

300.0%

400.0%

500.0%

600.0%

Ca

sas

Apa

rta

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Ho

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Inte

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Ca

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Escu

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Salo

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e L

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Salo

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sta

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Sala

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e J

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os

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Sill

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Tea

tro

s

Vestíbu

los

Pis

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scen

ario

s

Ga

lerí

as y

Trib

una

s

Lu

ga

res d

e…

Esta

dio

s

Lu

ga

res d

e e

spe

ctá

culo

s

La

bo

rato

rios

Var

iaci

ón

en

%

Variaciones de las sobrecargas de uso para edificaciones con usos equivalentes




107

Se puede apreciar en estas dos últimas figuras, que en edificaciones de alta y mediana proliferación, tales como las citadas anteriormente, las sobrecargas de uso participativas previstas en estas normativas tienen valores extremadamente diferentes entre sí, siendo en todos los casos mayores los de la norma de Nicaragua y encontrándose variaciones generalmente superiores a 150% e incluso algunas mayores a 400%.

7.1.2 Combinaciones de acciones En las Tablas 18 y 48 se presentaron las combinaciones de acciones estipuladas por el RNC-07 y el CSCR-10 respectivamente. Para una adecuada comparación, en la Tabla 50 se han agrupado estas combinaciones de acciones por medio de grupos de equivalencia (E).

Tabla 50. Comparación de combinaciones de acciones RNC-07, Art.15

CSCR-10, 6.2.1 - 6.3


permanente Sobrecarga

de uso Acción de empuje

Acción sísmica

Grupo de Equivalencia más cercana

CM, CP CV, CT Ps, CE Fs, CS

RNC-07, Cu1 1.4 0 0 0

E1 CSCR-10, CU[6-1]

1.4 0 0 0

RNC-07, Cu2 1.2 1.6 1.6 0

E2 CSCR-10, CU[6-2]

1.2 1.6 1.6 0

RNC-07, Cu4 1.2 1 0 1

E3 CSCR-10, CU[6-3]

1.05 1 1 1

RNC-07, Cu6 0.9 0 1.6 1 E4 CSCR-

10, CU[6-4] 0.95 0 1 1

Una vez agrupadas estas combinaciones de acciones se han determinado las variaciones entre cada grupo, las cuales son presentadas en la Tabla 51.

Tabla 51. Variación entre RNC-07 y CSCR-10 para combinaciones de

acciones (% )

RNC-07, Art.15

CSCR-10, 6.2.1 - 6.3

Grupo de Equivalencia

más cercana

Acción permanente

Sobrecarga de uso

Acción de empuje

Acción sísmica


E1 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%

E2 0.0% 0.0% 0.0% 0.0%

E3 14.3% 0.0% -100.0% 0.0%

E4 -5.3% 0.0% 60.0% 0.0%



108

Se aprecia que en los grupos de equivalencia E1 y E2 no existen diferencias entre ambas normativas de diseño, pero en los grupos E3 y E4 si se presentan grandes discrepancias, que varían de -100% hasta 60%. No obstante, las mayores diferencias en estos dos últimos grupos radican principalmente en las acciones representadas por empujes laterales, las cuales no son siempre frecuentes en el diseño de edificaciones o bien no todos los elementos se ven afectados por tales acciones. Sin embargo, en el caso de las acciones gravitaciones y sísmicas que siempre están presentes, las diferencias son nulas para E1 y E2 y muy bajas para E3 y E4. La Figura 52 muestra gráficamente estas variaciones.

Figura 52. Variación de los factores de combinación de acciones entre RNC-07 y CSCR-10 para grupos de combinaciones equivalentes

7.1.3 Clasificación estructural y factores influyentes en el cálculo de la acción sísmica

Las comparaciones que se realizan entre estas dos normativas de diseño sísmico a nivel de clasificación estructural se refieren a los niveles de importancia y a los factores modificadores por ductilidad, irregularidad y sobreresistencia. A continuación se describirá la comparación realizada con cada uno de ellos. Factor de importancia Aplicar un factor de importancia al cálculo estructural de una edificación es equivalente a diseñar la estructura para un periodo de retorno distinto, debido a la importancia del uso la obra. El factor de importancia se “traduce” en un cambio en el periodo de retorno de la acción sísmica para la que se diseña, que se asume mas conservadora al aumentar la importancia de la estructura. El Código Símico de Costa Rica, basado en la ATC 34 (ATC, 1995), considera como potencial destructivo una solicitación sísmica correspondiente a una sacudida del terreno,

E1

E2

E3E4

-100.0%

-80.0%

-60.0%

-40.0%

-20.0%

0.0%

20.0%

40.0%

60.0%


14.3%

-100.0%

-5.3%

60.0%

Var

iaci

ón

en

%

Variación entre los factores de combinación de acciones



109

definida como seismo fuerte, con una probabilidad de excedencia del 10% para una vida útil de 50 años, lo que vendría a ser equivalente a un periodo de retorno de 475 años para estructuras de uso normal o especial. Por su parte, el Reglamento Nacional de la Construcción de Nicaragua, determina la amenaza sísmica para un periodo de retorno de 500 años, que es la que se asocia al sismo fuerte. Ambas normativas consideran que estructuras de ocupación esencial o riesgosa deben ser calculadas para permanecer operativas después de un seismo extremo, cuya sacudida sísmica es mayor que la del seismo fuerte considerado para estructuras de uso normal. Este factor de incremento, definido como “Factor de Importancia”, es distinto para ambas normativas y se presenta en la Tabla 52. De acuerdo al CSCR-10, edificaciones de menor importancia pueden ser calculadas bajo una solicitación sísmica menor, denominada seismo moderado y cuyo factor de importancia correspondiente es también presentado en la Tabla 52 y en las Figuras 53 y 54.

Tabla 52. Comparación de Factores de Importancia RNC-07, Art.20

RNC-07 CSCR-10 (*) % Variación CSCR-10, 4.1

Grupo A 1.5 Grupo A

1.25 20.0% Obras Esenciales

Grupo B Instalaciones Riesgosas

Grupo B 1 Grupo C

1 0.0% Obras de Ocupación Especial

Grupo D Obras de Ocupación Normal

Grupo C 1 Grupo E 0.75 33.3% Obras Misceláneas

* Se considera únicamente el Factor I de Elementos Estructurales

Figura 53. Factores de importancia entre RNC-07 y CSCR-10

RNC-07

CSCR-10

0

0.5

1

1.5

Grupo A

Grupo B

Grupo C

Grupo D

Grupo E

Grupo A

Grupo B

Grupo C

1.5

1

1

1.25

1

0.75

Fact

or

de

Am

plif

icac

ión

Factores de Importancia entre RNC-07 y CSCR-10



110

Figura 54. Variación de los factores de importancia entre RNC-07 y CSCR-10

Cabe destacar que el factor de importancia incrementa de manera directa y proporcional la acción sísmica de diseño estructural, por lo que los porcentajes de variación mostrados en la figura anterior representan la diferencia entre las acciones sísmicas o demandas que se adoptan en ambos países, como consecuencia de este factor de imprtancia. Tal como se indicó, el CSCR-10 establece para edificaciones de uso normal o especial un seismo fuerte con un periodo de retorno de 475 años, mientras que el RNC-07 define para estructuras de esta misma categoría un periodo de retorno de 500 años. Un periodo de retorno de 500 años, representa una sacudida sísmica un tanto mayor que la correspondiente en un periodo retorno de 475 años. Para comparar ambas normativas, se considera esta diferencia equivalente a un factor de importancia aplicado sobre la amenaza determinada para con el periodo de retorno de 475 años para transformarla a un periodo de retorno de 500 años. Los comentarios del CSCR-10 (CFIA, 2013) manifiestan que una sacudida sísmica para un periodo de retorno de 475 años (seismo fuerte) incrementada en un 25% (equivalente al seismo mayor) corresponde a una sacudida con un periodo de retorno de 1200 a 1500 años. Así también, un decremento de 25% (equivalente al seismo moderado) corresponde a una sacudida con un periodo de retorno de 150 a 200 años.

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

Grupo AGrupo B

Grupo CGrupo

D Grupo EGrupo A

Grupo B

Grupo C

20.0%

0.0%

33.3%%

de

Var

iaci

ón

Variación de los Factores de Importancia entre RNC-07 y CSCR-10



111

Figura 55. Construcción de la curva del factor de importancia según el periodo de retorno

La Figura 55 muestra la construcción de la curva del factor de importancia obtenida con la utilización de tres puntos discretos (PR=150, PR=475 y PR=1500). Con la curva de ajuste logarítmica obtenida, se ha determinado la diferencia en sacudida sísmica, expresada por la utilización de un factor de importancia, trabajando con un periodo de retorno de 475 años y uno de 500 años. La Tabla 53 muestra que la diferencia representa menos del 1.2% de incremento, lo que supone un factor de importancia equivalente a 1.01154.

Tabla 53. Ecuación de ajuste de curva

"0.21714714ln(PR) - 0.33814537"

Periodo de Retorno (años)

Factor de importancia

Valor con ecuación de

ajuste Diferencia

% de Diferencia

150 0.75 0.74990 0.000100 0.000134

475 1.00 1.00020 0.000201 0.000201

500 - 1.01134 - -

1500 1.25 1.24990 0.000100 0.000080

Observación: Se tomó para la interpolación los datos de los comentarios del CSCR-10 para periodos de retorno de 150, 475 y 1500 años, correspondientes a los factores de importancia de 0.75 1.00 y 1.25 respectivamente.

PR:500 Máximo % de Diferencias

Ajustado Factor de Importancia

para 500 años Valor % (< 1.2%)

1.0113390 0.000201 1.0115421 1.154% 1.01154

En la Figura 56, gráficamente se puede apreciar que la diferencia entre periodos de retornos de 475 años y 500 años es muy pequeña.

y = 0.21714714ln(x) - 0.33814537

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500

Fact

or

de

Imp

ort

anci

a


Factor de importancia para distintas sacudidas sísmicas (moderada, fuerte y mayor)

Linea Discreta (3 puntos, PR=150, PR=475 y PR=1500) Linea de Ajuste Logarítmica

Seismo Mayor

Seismo Moderado

Seismo Fuerte



112

Figura 56. Acercamiento para apreciar la diferencia entre periodos de retorno

Tal como se indicó, un periodo de retorno de 475 años equivale a una probabilidad de excedencia y una vida útil de la edificación de 10% y 50 años, respectivamente. La Figura 57 muestra los valores de estas dos variables para un periodo de retorno de 500 años, Considerando una probabilidad de excedencia de 10%, se obtiene una vida útil de 52.63 años, o bien, para una vida útil de 50 años se obtiene una probabilidad de excedencia de 9.53%.

Figura 57. Variación de la probabilidad de excedencia y la vida útil al pasar de un periodo de retorno

de 475 años a uno de 500 años.

Adicionalmente, el libro de comentarios del CSCR-10 (CFIA, 2013) presenta los resultados de estudios de la ingeniera María Laporte (Laporte, M., 2006), de los cuales se toma como referencia un periodo de retorno de 500 años para el cálculo de la relación de PGAi/PGA500.

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1

1.01

1.02

1.03

1.04

1.05

425 437.5 450 462.5 475 487.5 500 512.5 525

Fact

or

de

Imp

ort

anci

a


475, 10.00% 500, 9.53%

475, 50.00 años500, 52.63 años

0

10

20

30

40

50

60

70

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

20%

450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510 515 520 525

Pro

bab

ilid

ad d

e E

xce

de

nci

a (%

)


Diferencia en probabilidad de excedencia y vida útil entre periodos de retornos de 475 y 500 años

Probabiilidad de Excedencia para vida útil de 50 años Vida Útil para probabilidad de excedencia del 10%

Diferencia entre periodos de retornos de 475 años y 500 años



113

Tomando estos datos, se procede a determinar una curva de ajuste exponencial a partir de la cual se obtiene la razón PGA475/PGA500, dando como resultado una relación de 0.982 para un periodo de retorno de 475 años, lo que significa una diferencia de 1.83% en términos de aceleración pico del suelo. Las Figuras 58 y 59 presentan las gráficas elaboradas con el promedio de resultados del estudio de amenaza sísmica para dos rangos de escala diferentes para una mejor comprensión.

Figura 58. Construcción de la curva de ajuste para la relación PGAi/PGA500

Figura 59. Acercamiento para apreciar la diferencia entre periodos de retorno

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000

Raz

ón

PG

Ai/

PG

A50

0


Resultados promedio de la relación PGAi/PGA500 en Costa Rica

Coeficiente PGAi/PGA500 Ajuste Exponencial 0.198*(X^0.26)

475, 0.982500, 1.00

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

425 438 450 463 475 488 500 513 525

Raz

ón

PG

Ai/

PG

A50

0


Resultados promedio de la relación PGAi/PGA500 en Costa Rica

Coeficiente PGAi/PGA500 Ajuste Exponencial 0.198*(X^0.26)



114

Conforme a las estimaciones realizadas, tanto con el factor de importancia como con la aceleración pico del suelo, se aprecia que la diferencia de considerar un periodo de retorno de 475 años (punto de partida del CSCR-10) y un periodo de retorno de 500 años (punto de partida del RNC-07) podrían causar variaciones en el cálculo de la acción sísmica no mayores al 1.85%. Factores modificadores por ductilidad e irregularidad En las secciones 5.3.6 y 6.4.6 de este trabajo se presentaron para estas dos normativas las clasificaciones estructurales que son relevantes en la determinación de la acción sísmica según el desempeño estructural esperado. Ambas normativas orientan estas clasificaciones según la ductilidad y el nivel de irregularidad que presenta la edificación. Así mismo, se incluye en ambos documentos un factor adicional por sobrerresistencia. El RNC-07 considera por separado los factores modificadores de ductilidad e irregularidad, presentando los requerimientos de estructuración para la determinación de estos dos factores (ver Tablas 20 y 21 de este documento). Sin embargo, el CSCR-10 une ambos efectos y los despliega en una tabla (Tabla 46 de este documento) asumiendo que la ductilidad y la irregularidad deben tratarse como un único factor de modificación. A pesar que el CSCR-10 integra la ductilidad y la irregularidad en un único factor denominado factor de ductilidad global asignada, es posible determinar qué peso tiene la irregularidad en cada uno de estos valores. La Tabla 54 presenta los valores de modificación por irregularidad obtenidos de la razón del factor de ductilidad global asignada (µ) previsto para edificaciones regulares entre el correspondiente a las edificaciones irregulares.

Tabla 54. Aporte de la irregularidad en el factor de modificación por clasificación estructural en

el CSCR-10 CSCR-10, 4.4.3

Ductilidad global asignada

Tipología Ductilidad Regular Irregular Modificación por

Irregularidad

Marco Óptima 6 3 0.50

Moderada 3 2 0.67

Dual Optima 4 3 0.75

Moderada 3 2 0.67

Muro Optima 3 2 0.67

Moderada 2 1.5 0.75

Desde el punto de vista de capacidad dúctil y desempeño, al no incluirse modificación alguna debido a irregularidad estructural, el RNC-07 establece factores de ductilidad (Q) desde 1 para las estructuras de baja ductilidad, hasta 4 para estructuras dúctiles. Así mismo, el CSCR-10 permite valores de ductilidad global asignada (µ) que varían desde 1 para estructuras de pobre ductilidad (tipo voladizo) hasta 6 para las más dúctiles. Sin embargo, estos valores no pueden compararse directamente, debido a que en el cálculo de la acción sísmica la reducción por ductilidad entra por medio de una función espectral dependiente del periodo de vibración que experimente la edificación en cada modo de vibrar característico (ver figuras 17 y 46). En relación a la irregularidad, la modificación definida por el RNC-07 se encuentra entre 0.7 para las edificaciones más irregulares y 1 para aquellas que cumplan con cada uno de los requisitos de regularidad establecidos. El CSCR-10, tal como se indicó, no presenta un



115

factor de modificación por irregularidad independiente, sino que integra modificaciones a la ductilidad global asignada (µ) por medio de los factores mostrados en la Tabla 54 que van desde 0.50 para edificaciones tipo marco y 0.67 para tipo dual y muro, hasta 1 para las edificaciones consideradas regulares según los criterios establecidos. De igual manera, la modificación debida a irregularidades estructurales no es posible ser comparada directamente entre estas normativas de diseño, ya que la normativa costarricense incorpora esta modificación dentro de la misma función espectral de la ductilidad global asignada (a través de la variación del FED) que es dependiente de los periodos de vibración de la edificación. Debido a la dependencia en funciones espectrales, la correcta comparación entre estas dos normativas de diseño sísmico en cuando a las consideraciones de ductilidad e irregularidad se debe realizar mediante la comparación de los espectros de diseño. La sección 7.1.4. presenta una comparación a nivel de espectros elásticos (con factores modificadores de ductilidad e irregularidad iguales a uno) que son base para cualquier combinación posible. Factor de sobrerresistencia Ambas normativas de diseño sísmico establecen para estructuras tipo edificación valores de sobrerresistencia iguales a 2. El concepto de la sobrerresistencia no es una reducción de la demanda sísmica, sino más bien una capacidad estructural sismorresistente mayor.

7.1.4 Espectros de diseño En ambas normativas de diseño, se utilizan para el cálculo de las acciones sísmicas que regirán en el proyecto sismorresistente de las edificiaciones, espectros inelásticos o de diseño. Estos espectros de diseño son obtenidos a partir de espectros base, denominados elásticos, que son transformados por medio de los factores de modificación que han sido abordados en la sección anterior de este documento. Para la construcción de los espectros de diseño es necesario realizar los pasos mostrados en la Tabla 55:

Tabla 55. Proceso de elaboración de espectros de diseño

RNC-07 CSCR-10

Nicaragua Costa Rica

Definir importancia (ver Tabla 19) Definir importancia (ver Tabla 43)

Definir sobrerresistencia (ver Sección 5.3.8) Definir sobrerresistencia (ver Sección 6.4.8)

Definir ductilidad (ver Tabla 20) Definir ductilidad global asignada (ver Tabla 46) Definir irregularidad (ver Tabla 23)

Definir localización (ver Figura 23) Definir localización y tipo de suelo (ver Tabla 48) Definir tipo de suelo (ver Tabla 24)

Definir forma espectral (ver Figura 26) Definir forma espectral (con base a µ de la Sección 6.4.11)

La comparación de los factores de importancia, sobrerresistencia, ductilidad y regularidad de estas dos normativas de diseño han sido también abordados en la sección anterior de este documento. La forma espectral y las consideraciones de localización y tipo de suelo se presentan a continuación.



116

Localización y tipo de suelo Por localización nos referimos a la posición geográfica donde se encuentra o estará la edificación, posición que estará afectada por una amenaza sísmica expresada en términos aceleración pico. Esta se representa en las normativas por medio de mapas de zonificación sísmica, de modo que a cada localización (englobada en una cierta zona) le corresponde una aceleración. Se refiere al tipo de suelo, el suelo característico del sitio o emplazamiento de la edificación. Este tipo de suelo se asigna en la clasificación adoptada en cada normativa, a partir de la velocidad de ondas de corte. Se trata así de reflejar el comportamiento de cada tipo de suelo ante la ocurrencia de eventos sísmicos. La Tabla 56 presenta las denominaciones adoptadas en las dos normativas para las zonas sisimica por un lado y para los tipos de suelo por otro lado.

Tabla 56. Denominaciones para la zonificación sísmica y el tipo de suelo

RNC-07 CSCR-10


Zonificación Sísmica Tipo de Suelo Zonificación Sísmica Tipo de Suelo

Zona A Tipo I Zona II Tipo S1

Zona B Tipo II Zona III Tipo S2

Zona C Tipo III Zona IV Tipo S3

- Tipo IV - Tipo S4

La localización y el tipo de suelo son influyentes en la determinación de los espectros de diseño de edificaciones y así lo consideran ambas normativas de diseño en Nicaragua y Costa Rica. En Nicaragua, el Reglamento Nacional de la Construcción establece los requerimientos para la determinación de la localización y el tipo de suelo, los cuales son obtenidos por separado (ver Figura 23 y la Tabla 24). En Costa Rica, el Código Sísmico, considera ambos elementos en un único parámetro a determinar (ver tabla 48), de tal manera que su comparación con el RNC-07 deberá realizarse considerando en ambas normativas el aporte conjunto de la localización y el tipo de suelo. Tal como se abordó en la Sección 3 de este trabajo, de acuerdo al Estudio de la Amenaza Sísmica en América Central (Benito et al., 2010), la amenaza presente en América Central es proporcionada para todos los países por fuentes sismogenéticas comunes, en donde las principales son: La subducción de la Placa Tectónica de Coco por debajo de la Placa Tectónica Caribe, la Cadena Volcánica, así como por formaciones geológicas y fallamientos superficiales. Esta caracterización de la amenaza sísmica de la región, asegura una continuidad uniforme de las zonas con niveles de peligrosidad sísmica homogénea como las presentadas en los mapas de las Figuras 7, 8 y 9. A continuación se muestra nuevamente el mapa de amenaza sísmica para la región de América Central para un periodo de retorno de 500 años, que fué ya mostrado en la Figura 7 del Capitulo 2. Se vislumbra en este mapa la continuidad uniforme de la peligrosidad sísmica entre cada país de la región, siendo este caso de continuidad muy evidente entre Nicaragua y Costa Rica.



117

Figura 60. Mapa de amenaza sísmica para la región de América Central, correspondiente a un

periodo de retorno de 500 años (tomada de Benito et al., 2010), mostrado también en la Figura 7.

Sin embargo, al comparar los mapas de amenaza sísmica de Nicaragua y Costa Rica presentados en el Reglamento Nacional de la Construcción de Nicaragua y en el Código Sísmico de Costa Rica, es notable grandes discontinuidades en la zonificación sísmica, no existiendo una transición gradual a lo largo de la línea fronteriza y en las áreas aledañas. La Figura 61 nuestra la unión de las Figuras 23 y 40, mismas que constituyen las zonificaciones sísmicas de Nicaragua y Costa Rica respectivamente. Sobre esta última figura se han graficado también las isoaceleraciones pico en roca, las cuales están consideradas como referencia en la elaboración de ambas normativas de diseño (ver RNC-07, Anejo C, pág. 125 y CCSCR, pág. C2/11). A pesar que estas isoaceleraciones exhiben una mejor continuidad de la peligrosidad sísmica, las zonas sísmicas pintadas en ambas normativas no se corresponden entre ellas, alterándose drásticamente en la zona fronteriza. Conociendo la continuidad y uniformidad de las zonas de amenaza presentadas por el estudio de la amenaza sísmica de América Central (Benito et al., 2010) es necesario, seleccionar, de acuerdo a las normativas de diseño, las zonas sísmicas de Nicaragua y Costa Rica que presenten la mejor correspondencia, para proceder con ello a la realización de una comparación entre estas reglamentaciones en aspectos de localización y tipo de suelo.



118

Figura 61. Unión entre el Mapa de zonificación sísmica de Nicaragua, conforme RNC-07, Art.24 y

Mapa de zonificación sísmica de Costa Rica, conforme CSCR-10, 2.4. La selección de las zonas sísmicas con mejor correspondencia se ha apoyado en los siguientes tres aspectos:

- Apreciación visual a nivel regional y a nivel de detalle de país de la amenaza sísmica

obtenida del estudio de la amenaza sísmica de América Central (Benito et al., 2010).

- Resultados de aceleración pico en roca (PGA, del inglés peak ground acceleration)

obtenidas del estudio de la amenaza sísmica de América Central (Benito et al., 2010)

para dos puntos en detalle de cada país, los cuales son las capitales Managua –

Nicaragua y San José – Costa Rica.

- Valores de isoaceleraciones en roca obtenidas de cada país, usadas como

información base para la definición de la zonificación sísmica planteada en estas

normativas de diseño (ver Figuras 24 y 41 de este trabajo).



119

La tabla 57 muestra los resultados de los tres aspectos adoptados para la selección de las zonas sísmicas con mayor correspondencia establecidas por las normativas de diseño sísmico de edificaciones de Nicaragua y Costa Rica.

Tabla 57. Selección de las zonas sísmicas con mayor correspondencia, establecidas por las normativas de diseño sísmico de edificaciones de Nicaragua y Costa Rica

Aspecto Adoptado Origen

Determinación

Zona Sísmica de Nicaragua RNC-07 C

orr

esp

on

die

nte

co

n Zona Sísmica de

Costa Rica CSCR-10

1. - Apreciación visual a nivel regional y a nivel de detalle

de país de la amenaza sísmica

Proyecto RESIS II

Zona A ~ Ninguna

Zona B ~ Zona II

Zona C ~ Zona II

Ninguna ~ Zona IV

2. - Resultados de aceleración pico en roca

obtenidas del estudio de la amenaza sísmica de América

Central

Proyecto RESIS II

Zona A ~ Ninguna

Zona B ~ Zona II

Zona C ~ Zona II

Ninguna ~ Zona IV

3. - Valores de isoaceleraciones en roca

obtenidas de cada país (datos bases de ambas normativas)

RNC-07 y CCSCR-10

Zona A ~ Ninguna

Zona B ~ Zona II

Zona C ~ Zona II

Ninguna ~ Zona IV

En los tres aspectos adoptados es concluyente que la mejor correspondencia entre zonas de amenaza sísmica de estas dos normativas se logra de la siguiente manera:

Por Nicaragua Por Costa Rica

Zona A ~ Ninguna

Zona B ~ Zona II

Zona C ~ Zona II

Ninguna ~ Zona IV

Cabe mencionar y destacar que las aceleraciones pico en roca para un periodo de retorno de 500 años presentadas por Benito et al., (2010) son 507 gal (0.516 g) para Managua y 513 gal (0.523 g) para San José, mientras que las obtenidas por medio de las isoaceleraciones en roca, presentadas como referencia para estas normativas, son 0.310 g y 0.375 g para Managua y San José respectivamente. Es notable la gran diferencia existente entre las aceleraciones pico en roca plasmadas por el estudio de la amenaza sísmica de América Central (Benito et al., 2010) y las tomadas como base en estas dos normativas de diseño, presentado variaciones entre el 30% y 40%, siendo siempre mas bajas las de las normativas. Esto sugiere que es necesario realizar una cuidadosa revisión de las aceleraciones pico a considerar para la siguiente actualización de estas reglamentaciones. Las Zona A y Zona IV, presentadas por el RNC-07 y CSCR-10 respectivamente, no cuentan con correspondencia dentro de estas normativas, por tal motivo no han sido incluidas dentro del análisis comparativo realizado.



120

De igual manera, los suelos Tipo 4 y Tipo S4, no han sido considerados dentro del análisis comparativo, ya que estos suelos requieren estudios de detalle para determinar su comportamiento, que no se basan unicamente en la Vs. Una vez definidas las zonas sísmicas que guardan correspondencia entre los dos países se procede a compararlas entre sí, tal como se ha mencionado con anterioridad, mediante el aporte conjunto de la localización y el tipo de suelo.

La Tabla 58 presenta los valores combinados de Sao y aef mostrados anteriormente en las

Figuras 25 y 42, respectivamente.

Tabla 58. Comparación de Sao y aef según Zona Sísmica y

Tipo de Suelo

Tipo de Suelo

Aceleración Espectral

Zona Sísmica

Zona A -

Zona B, Zona II

Zona C, Zona III

- Zona IV

Tipo I, Tipo S1

Sao (RNC-07) 0.1 0.2 0.3 -

aef (CSCR-10) - 0.2 0.3 0.4

Tipo II, Tipo S2

Sao (RNC-07) 0.18 0.34 0.45 -

aef (CSCR-10) - 0.24 0.33 0.4

Tipo III, Tipo S3

Sao (RNC-07) 0.24 0.44 0.6

aef (CSCR-10) - 0.28 0.36 0.44

Tipo IV, Tipo S4

Sao (RNC-07) E.E E.E E.E -

aef (CSCR-10) - 0.34 0.36 0.36

E.E: Estudios específicos (RNC-07, Art. 25)

De acuerdo a las tablas 24 y 48 del presente documento, se puede apreciar que los parámetros de clasificación de los suelos utilizados en estas normativas, basados en rangos de velocidad de ondas de corte Vs, son muy similares entre sí, presentando variaciones por debajo de 1.35%, por lo que se valida su comparación principalmente en valores intermedios dentro de los rangos definidos.

Figura 62. Sao y aef para el análisis comparativo de la localización y el tipo de suelo en la definición

de los espectros de diseño.

Tipo I, Tipo S1

Tipo II, Tipo S2

Tipo III, Tipo S3

0

0.2

0.4

0.6

ZB-RNC ZII-CSCR ZC-RNC ZIII-CSCR

Zona B, Zona II Zona C, Zona III

0.2 0.20.3 0.3

0.340.24

0.450.33

0.44

0.28

0.6

0.36

Sao

, ae

f

Comparación Sao y aef según la zona sísmica y el tipo de suelo



121

Una vez agrupadas las zonas sísmicas correlacionadas en estas normativas sísmicas e incorporadas las modificaciones por tipo de suelo, se han determinado las variaciones en cuanto a localización y tipo de suelo, las cuales son presentadas en la Tabla 59 que a continuación se muestra.

Tabla 59. Variación para Sao y aef según Tipo de Suelo y Zona

Sísmica

RNC-07, Art.24-25

CSCR-10, 2.4

Tipo de Suelo Zona B, Zona II Zona C, Zona III

Tipo I, Tipo S1 0.0% 0.0%

Tipo II, Tipo S2 41.7% 36.4%

Tipo III, Tipo S3 57.1% 66.7%

Tipo IV, Tipo S4 - -

De los resultados mostrados en la Tabla 59, se aprecia que para los dos grupos de zonas sísmicas correspondientes y para los tipos de suelo Tipo 1 (RNC-07) y S1 (CSCR-10), no existen diferencias entre ambas normativas de diseño. Sin embargo, en ambos grupos de zonas sísmicas si existen grandes discrepancias para el caso de los demás tipos de suelos, oscilando entre 36.4% y 66.7% , siendo siempre mayores los de la normativa nicaragüense. Estas grades variaciones se deben a que el Reglamento Nacional de la Construcción de Nicaragua expone valores de modificación para los suelos Tipo II y Tipo III muy superiores a los previstos implícitamente en el Código Sísmico de Costa Rica. En la Figura 63, que a continuación se presenta, se muestran gráficamente estas variaciones.

Figura 63. Variación de Sao y aef para el análisis comparativo de la localización y el tipo de suelo en

la definición de los espectros de diseño.

La relación directa de la aef con la PGA, según las investigaciones de Laporte (2006) con

datos de movimientos del terreno de Centroamérica, tiende a estabilizarse en un valor de 0.88 para el caso sismos de magnitudes mayores y en 0.797 para el promedio global en todas las magnitudes.

Tipo I, Tipo S1

Tipo II, Tipo S2

Tipo III, Tipo S3

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Zona B, ZonaII Zona C, Zona

III

0.0%0.0%

41…

36…

57.1%66.7%

% d

e V

aria

ció

n

Variación entre Sao y aef según la zona sísmica y el tipo de suelo



122

Funciones espectrales Mientras que el RNC-07 establece una única forma espectral dependiente de Sa o (mostrada en la Figura 26), presentando variaciones en su forma en los periodos de 0.1, 0.6 y 2 segundos para cada tipo de suelo y zonificación sísmica, el CSCR-10 en la sección 5, establece funciones espectrales FED, denominadas Factores Espectrales Dinámicos, previstos para cada zona sísmica para los diferentes tipos de suelo y las distintas ductilidades globales (ver de la Figura 43 a la 45). Las funciones espectrales, presentadas en el CSCR-10, varían su forma ajustándose al comportamiento dinámico de los suelos, no sucediendo lo mismo en las consideraciones del RNC-07. Tal como se mencionó al inicio de esta sección, la correcta comparación entre estas dos normativas de diseño sísmico en cuando a espectros de diseño, se debe realizar bajo la suma de las consideraciones de ductilidad, irregularidad, localización y tipologías de suelos, debido a la dependencia que existe en funciones espectrales principalmente en la normativa costarricense. A partir de todos los espectros elásticos posibles dentro del RNC-07 y el CSCR-10, se ha realizado una comparación de los espectros resultantes en las zonas sísmicas que se corresponden (Zona B ~ Zona II y Zona C ~ Zona III) y para las tipologías de suelos equivalentes (Tipo I ~ Tipo S1, Tipo II ~ Tipo S2 y Tipo III ~ Tipo S3). Los resultados son presentados en el Anejo 1 del presente trabajo y se resumen a continuación:

Tabla 60. Resultados de las variaciones promedio determinadas entre los espectros elásticos para las zonas sísmicas y tipos de suelo con mayor

correspondencia

Zona sísmicas con mayor

correspondencia

Rango de periodos de vibración en el

espectro (segundos)

Tipos de suelos con mayor correspondencia

TI, S1 TII, S2 TIII, S3

ZB, ZII

0.00 - 0.60 22.06% 68.67% 86.63%

0.60 - 1.00 61.99% 72.13% 78.17%

1.00 - 2.00 62.03% 72.12% 78.22%

2.00 - 5.00 31.02% 13.58% 17.41%

ZC, ZIII

0.00 - 0.60 22.06% 62.22% 97.60%

0.60 - 1.00 61.99% 61.96% 80.00%

1.00 - 2.00 62.02% 61.99% 80.00%

2.00 - 5.00 34.11% 10.05% 14.87%

El primer rango de periodos (0.0 – 0.60 segundos) corresponde a edificaciones rígidas de baja altura (1 – 5 niveles) muy comunes en Nicaragua y Costa Rica. El segundo rango de periodos (0.60 – 1.00 segundos) representa obras de altura intermedia (5 – 10 niveles) también muy comunes en ambos países. El tercer rango de periodos (1 – 2 segundos) está comprendido por edificaciones de altura considerable (10 – 25 niveles), cada vez más frecuentes en estos dos países y finalmente, el último rango de periodos (2 – 5 segundos), es para estructuras muy flexibles de gran altura (más de 25 niveles), aún no presentes en Nicaragua pero con proyección a futuro y cada vez más frecuentes en Costa Rica. Se puede apreciar en la Tabla 60 y la Figura 64 que existen grandes diferencias en la obtención del coeficiente sísmico establecido por estas dos normativas de diseño sísmico,



123

siendo la normativa nicaragüense la que especifica mayores valores en comparación con la normativa costarricense. Estas variaciones oscilan en promedio entre un 22% y 98% en las zonas sísmicas que se corresponden para los tres tipos de suelos y en edificaciones con periodos de vibración entre 0 y 2 segundos, las cuales son las más frecuentes en ambos países. Estas diferencias se acortan para edificaciones más flexibles con periodos de vibración mayores a 2 segundos, en donde las variaciones promedio se encuentran entre un 10% y 35% Para edificaciones rígidas de baja altura, sobre suelos duros (TI y S1), la variación entre estas dos normativas de diseño sísmico es equivalente a un 22%. Adicionalmente, en el Anejo 1 se muestran gráficas para cada caso de comparación, que facilitan la visualización de las variaciones existentes en los espectros elásticos establecidos en estas dos normativas de diseño sísmico. Para cada caso, en la primera de esas gráficas de comparación se pinta la línea de igualdad (45º) en donde los puntos graficados que están sobre esta línea presentan situaciones en las que la normativa nicaragüense establece parámetros más altos que los de la normativa costarricense, sucediendo lo contrario si los puntos se ubican por debajo de esta línea de igualdad. En la segunda y tercera gráfica, se muestran los espectros que se están comparando en escala normal y logarítmica respectivamente. Se aprecia la línea de variación en % para una mejor comprensión de las diferencias entre normativas dependiendo del periodo de vibración de la edificación.

Figura 64. Variaciones promedio determinadas entre los espectros elásticos

7.1.5 Métodos de análisis Actualmente, los calculistas estructurales cuentan con muchas facilidades tecnológicas para realizar análisis sofisticados de edificaciones. Este recurso, generalmente basado en algoritmos computacionales que resuelven grandes cantidades de matrices de elementos finitos, es útil para cualquier tipo de estructura, independientemente de su complejidad, grado de indeterminación o cantidad de nodos y elementos.

ZB, ZII ZB, ZII ZB, ZII ZB, ZII ZC, ZIII ZC, ZIII ZC, ZIII ZC, ZIII

0.00 -0.60

0.60 -1.00

1.00 -2.00

2.00 -5.00

0.00 -0.60

0.60 -1.00

1.00 -2.00

2.00 -5.00

TI, S1 22.06% 61.99% 62.03% 31.02% 22.06% 61.99% 62.02% 34.11%

TII, S2 68.67% 72.13% 72.12% 13.58% 62.22% 61.96% 61.99% 10.05%

TIII, S3 86.63% 78.17% 78.22% 17.41% 97.60% 80.00% 80.00% 14.87%

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

Var

iaci

ón

en

%

Variaciones promedio determinadas entre los espectros elásticos para las zonas sísmicas y tipos de suelo con mayor correspondencia



124

A su vez, estas herramientas, en su gran mayoría permiten realizar análisis dinámicos y determinación de efectos de segundo orden, así como el cálculo estructural de la edificación conforme a normativas ya prestablecidas en la configuración del programa. A pesar de estas facilidades, El RNC-07, estable tres métodos para el análisis estructural, según sean las características de la edificación. Estos tres métodos son:

- Método simplificado de análisis.

- Método estático equivalente.

- Método dinámico de análisis modal.

En el CSCR-10 se establecen dos métodos de análisis estructural, los cuales permiten mediante el análisis elástico, calcular las acciones internas y desplazamientos ocurridos en la estructura. Estos dos métodos son:

- Método estático.

- Método dinámico.

Adicionalmente, esta normativa permite la utilización de métodos alternativos de análisis inelástico, como: el método de capacidad espectral y el método no lineal dinámico de respuesta en el tiempo. Se analiza a continuación las limitaciones de uso de los métodos permitidos en estas dos normativas de diseño Método simplificado de análisis

- Este método está permitido únicamente en el RNC-07 de Nicaragua y sus

limitaciones de uso fueron presentadas en la Sección 5.3.10 de este trabajo.

Método estático o estático equivalente La utilización de este método está permitida, según estas dos normativas, para toda edificación que cumpla con los requisitos mostrados en la Tabla 61.

Tabla 61. Requerimientos para el uso del método estático

RNC-07, Cap. V CSCR-10, Cap. 7

Requisito de

RNC-07 CSCR-10


Regularidad Edificios regulares en planta

Edificios regulares

Edificios con irregularidad intermedia

Altura

Edificios regulares ≤ 40 metros Edificios con altura ≤ 5 niveles o altura ≤

20 metros Edificios con irregularidad intermedia ≤ 30

metros

Se aprecia con claridad que el CSCR-10 restringe más el uso del método estático, debido a que exige que la edificación sea regular y que no sobrepase los 20 metros de altura.



125

Método dinámico de análisis modal En ambas normativas de diseño, este método de análisis puede ser utilizado en toda la estructura, indistintamente de cuales sean sus características geométricas, de rigidez o de resistencia.

7.1.6 Límites de desplazamiento

Los límites inelásticos para la revisión de desplazamientos laterales entre las elevaciones de forjados para dos estados límites considerados en el RNC-07, se presentaron en la Tabla 25 y son:

- Estado límite de servicio, donde se verifican los máximos desplazamientos obtenidos

del análisis estructural elástico, multiplicados por el factor Q´Ω/2.5.

- Estado límite de colapso, donde se verifican los máximos desplazamientos obtenidos

del análisis estructural elástico, multiplicados por el factor QΩ.

Así mismo, para el CSCR-10, en la Tabla 49 se mostraron dos tipos de límites superiores de la deriva, los cuales están vinculados con los objetivos de desempeño presentados en acápite 6.4.1, en donde se hace diferencia según la clasificación del grupo al que pertenece la edificación (ver Sección 6.4.4 de este documento). De igual manera, de acuerdo al CSCR-10 las derivas elásticas son multiplicadas por los factores µ y SR, lo cual es equivalente a lo

establecido por el RNC-07 al multiplicar por QΩ. En la Tabla 62 se aprecia que en el CSCR-10 estipula distintos límites máximos de derivas según el nivel de importancia de la edificación.



126

Tabla 62. Máximas derivas permitidas por el RNC-07 y el CSCR-10 y sus variaciones en %

RNC-07, Art.34; CSCR-10, 7,8

RNC-07 CSCR-10 Variación*


Tipología Estructural Máxima deriva

Tipología Estructural

Máxima deriva en obras de mayor

importancia

Máxima deriva en obras de normal

importancia

Obras de mayor

importancia

Obras de normal

importancia

Pórticos dúctiles de hormigón armado

0.0300

Tipo marco 0.0125 0.0200

-58.33% -33.33%

Pórticos dúctiles de acero

0.0300 -58.33% -33.33%

Pórticos de acero u hormigón con ductilidad limitada

0.0150 -16.67% 33.33%

Forjados planos sin muros o contravientos

0.0150

Tipo dual 0.0125 0.0180

-16.67% 20.00%

Pórticos de acero con contravientos excéntricos

0.0200 -37.50% -10.00%

Pórticos de acero u hormigón con contravientos concéntricos

0.0150 -16.67% 20.00%

Muros combinados con pórticos dúctiles de hormigón

0.0150 -16.67% 20.00%

Muros combinados con pórticos de hormigón con ductilidad limitada

0.0100 25.00% 80.00%

Muros diafragma 0.0060

Tipo muro 0.0100 0.0100

66.67% 66.67%

Muros de carga de fábrica confinada de piezas macizas con refuerzo horizontal o malla.

0.0050 100.00% 100.00%

Muros de carga de fábrica confinada de piezas macizas; fábrica de piezas huecas confinada y armada con malla

0.0040 150.00% 150.00%

Muros de carga de fábrica de piezas huecas con refuerzo interior

0.0020 400.00% 400.00%

Muros de carga de fábrica que no cumplen las especificaciones para fábrica confinada ni para fábrica armada interiormente.

0.0015 566.67% 566.67%

* Acá una variación negativa significa que el CSCR-10 exige derivas más pequeñas que el RNC-07 y un significado opuesto si la variación es positiva.



127

En la Figura 65 se muestran las máximas derivas permitidas para obras de mayor importancia en Costa Rica y obras generales de Nicaragua. Para edificaciones flexibles o medianamente flexibles conformadas por pórticos y pórticos contraventados, el CSCR-10 exige derivas más pequeñas y en el caso de edificaciones más rígidas conformadas con muros el RNC-07 demanda cumplir con derivas máximas más pequeñas que las estipuladas en el CSCR-10. En el caso de las edificaciones categorizadas por el CSCR-10 como estructuras con nivel de importancia normal y las obras generales de Nicaragua, las cuales se muestran en la Figura 66, se aprecia que las estructuras tipo pórticos están siendo más limitadas en cuanto a derivas máximas permitidas en el CSCR-10. Opuestamente, el RNC-07 está restringiendo más las máximas derivas permitidas en edificaciones conformadas por sistemas duales (pórticos más contraventos) y sistemas de muros de corte. Es apreciable las grandes variaciones existentes en los sistemas tipo pórticos y en los conformados por tipo muro, donde los primeros muestran variaciones que llegan al -58% (significando más restricción en derivas en el CSCR-10) y los segundos hasta 566% (significando más control en derivas en el RNC-07). Este último porcentaje de variación alerta respecto a la necesidad de revisar estos valores máximos en ambas normativas de diseño.



128

Figura 65. Máximas derivas permitidas en el RNC-07 y para obras de mayor importancia en el CSCR-

10

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

0.0350

Máx

ima

de

riva


Máximas derivas permitidas en el RNC-07 y para obras de mayor importancia en el CSCR-10

RNC-07 CSCR-10



129

Figura 66. Máximas derivas permitidas en el RNC-07 y para obras de normal importancia en el CSCR-10

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

0.0350

Máx

ima

de

riva


Máximas derivas permitidas en el RNC-07 y para obras de normal importancia en el CSCR-10

RNC-07 CSCR-10



130



131

8. CASO PRÁCTICO DE CONSTRUCCIÓN DE UN MISMO EDIFICIO EN CUATRO SITIOS CERCANOS A LA FRONTERA ENTRE NICARAGUA Y COSTA RICA

Este último capítulo del presente Trabajo de Fin de Máster, está dedicado a la determinación de las principales variables requeridas para el cálculo de la acción sísmica y las variaciones existentes entre las normativas de diseño sísmico de Nicaragua y Costa Rica. Para ello, se toma en consideración un edificio típico que se asume será construido en cuatro sitios cercanos a la línea fronteriza entre estos dos países de América Central.

8.1 DESCRIPCIÓN DE LOS SITIOS DONDE SE UBICARÁN LOS EDIFICIOS Con el propósito de lograr una comparación entre ambas normativas de diseño sísmico de estos dos países, se han elegido dos pares de sitios que se describen a continuación

Sitios 1 y 2: Ubicados en San Carlos de Nicaragua (Sitio 1) y Río Frio de los Chiles

de Costa Rica (Sitio 2). Estos sitios se caracterizan por estar situados en la Zona B

asignada por el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-07) y la Zona II

asignada por el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR-10), respectivamente. La

Zona B y la Zona II han sido consideradas como equivalentes para los análisis

comparativos realizados en este Trabajo de Fin de Máster.

Sitios 3 y 4: Ubicados en Peñas Blancas de Nicaragua (Sitio 3) y Peñas Blancas de

Costa Rica (Sitio 4). Estos sitios se caracterizan por estar situados en la Zona C

asignada por el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-07) y la Zona III

asignada por el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR-10), respectivamente. La

Zona C y la Zona III han sido también consideradas como equivalentes para los

análisis comparativos realizados en este Trabajo.

Estos pares de sitios seleccionados, son sitios de vital importancia para ambos países, ya que en éstos se ubican los dos únicos puestos fronterizos oficiales de tránsito de personas y de mercancías de comercialización. Estos dos pares de sitios no sólo permiten el paso entre estos dos países, sino que también gestionan el tráfico de toda la región de América Central. Debido al alto tránsito de personas y de comercialización que se produce diariamente en estas localizaciones, se ha considerado que el desarrollo de infraestructura hotelera sería de mucho interés para la gran cantidad de usuarios que transitan por estos sitios. Las Figuras 67 y 68 muestran la localización de los pares de sitios (1 – 2) y (3 – 4), respectivamente.



132

Figura 67. Localización de los Sitios 1 y 2 (tomada de Google Earth)

Figura 68. Localización de los Sitios 3 y 4 (tomada de Google Earth)

Así mismo, en la Figura 69 los dos círculos verdes indican la localización de estos dos pares de sitios sobre la imagen de transición mostrada en la Figura 61, obtenida a partir de los mapas de amenaza sísmica presentes en las normativas de diseño sísmico de Nicaragua y Costa Rica.



133

Figura 69. Localización de los dos pares de sitios sobre los Mapas de Amenaza Sísmica establecidos en ambas normativas de diseño sísmico (véase la Figura 61)

De igual manera, mediante círculos verdes y sobre el Mapa de Amenaza Sísmica elaborado en el Estudio de la Amenaza Sísmica en América Central (Benito et al., 2010) se indican los dos pares de sitios propuestos para este análisis comparativo. Nótese la continuidad uniforme de la amenaza sísmica en cada uno de los sitios.

Figura 70. Localización de los dos pares de sitios en el Mapa de Amenaza Sísmica para la región de América Central, correspondiente a un periodo de retorno de 500 años (tomada y adaptada de Benito

et al., 2010)

En cada sitio seleccionado se han hecho consideraciones de dos tipos de suelos soportantes diferentes, siendo éstos los tipos de suelo II y III establecidos por el Reglamento Nacional de la Construcción (RNC-07) y sus equivalentes S2 y S3 dictados por el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR-10).

Al considerarse dos pares de sitios, dos zonas sísmicas y dos tipos de suelos, resultan ocho edificaciones, las cuales tienen las codificaciones que se presentan en la Tabla 63.



134

Tabla 63. Codificación establecida para los edificios analizados

Localización País Zona

sísmica Tipo de suelo

Código de la edificación

Sitio 1 Nicaragua ZB TII NZBTII

TIII NZBTIII

Sitio 2 Costa Rica ZII S2 CZIIS2

S3 CZIIS3

Sitio 3 Nicaragua ZC TII NZCTII

TIII NZCTIII

Sitio 4 Costa Rica ZIII S2 CZIIIS2

S3 CZIIIS3

8.2 DESCRIPCIÓN Y ASPECTOS ESTRUCTURALES DEL EDIFICIO TÍPICO

Se trata de un edificio de 4 niveles de altura, conformado estructuralmente por pórticos de hormigón armado, con cerramientos y divisiones internas de material liviano que no aportan resistencia lateral a la edificación. Para la determinación de las sobrecargas de uso y del nivel de importancia de la edificación se considera que esta estructura será utilizada como hotel, lo que significa una estructura de uso normal. En cuanto a la sobrecarga de uso, ambas normativas de diseño establecen que para hoteles la sobrecarga deberá ser como mínimo 200 kg/m2, no existiendo diferencia entre estas dos regulaciones. Sin embargo, la acción participativa considerada durante la ocurrencia de seimos es de 80 kg/m2 para Nicaragua y de 30 kg/m2 para Costa Rica, existiendo entonces diferencias importantes en la cuantificación de la masa participativa en el cálculo de la acción sísmica. Se asume que estos edificios estarán sobre suelos topográficamente muy regulares y que no tendrán sótanos o cambios de terrazas, por lo que no existirán acciones de empuje sobre estas edificaciones, de manera que no habrá diferencias notables debido a las combinaciones de acciones (ver Tabla 51). El Anejo 2 presenta las características geométricas y de estructuración de esta edificación, las cuales han sido consideradas para la elaboración de un modelo teórico estructural y su análisis correspondiente mediante el programa de ordenador ETABS de elementos finitos (FEM). La Figura 71 muestra de manera esquemática la conceptualización arquitectónica de esta edificación. Se asume que este edificio típico cumple con todos los parámetros de regularidad establecidos en ambas normativas (resumidas en las Tablas 21 y 45 de este trabajo), por lo que el cálculo de la acción sísmica no será afectado por ninguna modificación por irregularidad.



135

Figura 71. Esquema arquitectónico de la edificación típica Así mismo, se asume que esta edificación cumplirá con los requisitos de estructuración, armado y confinamiento (presentados en las Tablas 20 y 44 de este trabajo) para lograr un factor de modificación por ductilidad igual a 3 por ambas normativas. Con base a las consideraciones y supuestos tomados, la Tabla 64 muestra cada uno de los factores listados en la Tabla 55, los cuales son influyentes en el cálculo de la acción sísmica.

Tabla 64. Proceso para la definición de espectros de diseño para la edificación típica

RNC-07 CSCR-10


Definir importancia (ver Tabla 19) = 1.00 Definir importancia (ver Tabla 43) = 1.00

Definir sobrerresistencia (ver Sección 5.3.8) = 2.00 Definir sobrerresistencia (ver Sección 6.4.8) = 2.00

Definir ductilidad (ver Tabla 20) = 3.00 Definir ductilidad global asignada (ver Tabla 46) = 3.00

Definir irregularidad (ver Tabla 23) = 1.00

Definir localización (ver Figura 23) = Zonas B y C Definir localización y tipo de suelo (ver Tabla 48) Zonas 2 y 3, Suelos S2 y S3. Definir tipo de suelo (ver Tabla 24) = TII y TIII

Es notable que estas consideraciones y supuestos hacen que todos los factores influentes en el cálculo de la acción sísmica sean iguales en cada caso de comparación, provocando que las variaciones que se obtienen en cada uno de estos casos sean principalmente debidas a las diferencias de las formas espectrales y del nivel de amenaza sísmica establecida dentro de estas normativas de diseño. Otros aspectos que influirán en las variaciones, pero en una menor escala, serán la sobrecarga participativa durante un evento sísmico y las combinaciones de carga, ambos mencionados en esta misma sección.



136

8.3 DESCRIPCIÓN DEL ANÁLISIS COMPARATIVO Y RESULTADOS A través de la incorporación de cada uno de los factores mencionados y mediante la asignación de los espectros de diseño en el modelo estructural elaborado, se han realizado los análisis comparativos en cada uno de los pares de sitios seleccionados. La Tabla 65 muestra el ordenamiento de las edificaciones y su similar de comparación.

Tabla 65. Ordenamiento de comparación de edificaciones

Localización Nicaragua Costa Rica

Sitio 1 y 2 NZBTII CZIIS2

NZBTIII CZIIS3

Sitio 3 y 4 NZCTII CZIIIS2

NZCTIII CZIIIS3

Para fines de esta comparación, los parámetros a ser evaluados y confrontados en cada sitio son las reacciones principales (acciones internas) sobre una serie de elementos estructurales seleccionados, que resultan de la aplicación sobre toda la edificación de todas las acciones externas (acción permanente, sobrecargas de uso y la acción sísmica) y de su análisis dinámico en el modelo teórico estructural. Las Tablas 66 y 67 que a continuación se muestran, presentan el tipo y cantidad de elementos seleccionados para el análisis comparativo y el tipo de reacciones evaluadas y comparadas.

Tabla 66. Tipo y cantidad de elementos estructurales evaluados en cada edificación

Ubicación Pilares Vigas

Nivel 1 4 4

Nivel 2 4 4

Nivel 3 4 4

Nivel 4 4 4

Total 16 16

Tabla 67. Tipo de reacciones evaluadas en cada edificación

Reacción Pilares Vigas

Axial Si (P)* No**

Cortante Si (VR) Si (VR)

Momento Flector Si (MR) Si (MR)

*Los datos en paréntesis son las siglas utilizadas en el Anejo 3. **No ha sido evaluada por tratarse de valores muy pequeños que no rigen.

Para todos los elementos estructurales seleccionados y a partir de la aplicación de todas las acciones externas establecidas por el RNC-07 y el CSCR-10, se han analizado las edificaciones y se han realizado comparaciones de las reacciones (acciones internas) resultantes. Los resultados de la comparación son presentados en el Anejo 1 del presente trabajo y se resumen a continuación en la Tabla 68 para los elementos tipo pilares y en la Tabla 69 para los elementos tipo viga.



137

Tabla 68. Variaciones promedio de reacciones en los elementos tipo pilares

Elemento estructural

Sitio Tipo de suelo

Edificios comparados

Reacción axial

Cortante Momento

flector

P VR MR

Pilares

Sitio 1 y 2 TII - S2 NZBTII - CZIIS2 15.77% 43.87% 29.51%

(ZB - ZII) TIII - S3 NZBTIII - CZIIS3 15.76% 44.61% 30.63%

Sitio 3 y 4 TII - S2 NZCTII - CZIIIS2 15.77% 35.65% 26.06%

(ZC - ZIII) TIII - S3 NZCTIII - CZIIIS3 15.75% 36.69% 40.53%

De los resultados se observa que la variación promedio de los diferentes parámetros o aspectos analizados es siempre positiva, implicando valores mayores en las edificaciones calculadas con la normativa nicaragüense. Los variaciones promedio resultantes de este análisis comparativo son:

Variación promedio del cortante en los pilares entre 35% y el 45

Variación promedio del momento flector en los pilares entre 26% y el 41

Variación promedio del cortante en las vigas de la edificación entre 10% y el 15%.

Variación promedio del momento flector en las vigas muy cercana al 16%

Tabla 69. Variaciones promedio de reacciones en los elementos tipo vigas

Elemento estructural

Sitio Tipo de suelo

Edificios comparados

Cortante Momento

flector

VR MR

Vigas

Sitio 1 y 2 TII - S2 NZBTII - CZIIS2 14.48% 15.63%

(ZB - ZII) TIII - S3 NZBTIII - CZIIS3 13.37% 15.49%

Sitio 3 y 4 TII - S2 NZCTII - CZIIIS2 13.46% 15.50%

(ZC - ZIII) TIII - S3 NZCTIII - CZIIIS3 10.88% 15.18%

Es notable que las variaciones en las reacciones de cortante y momento flector en todos los pilares son muy superiores a variaciones de estas mismas reacciones en los elementos tipo viga de cada edificación, lo que es debido a la influencia de la acción sísmica sobre los pilares (Carvajal, 2011 y 2012). Adicionalmente, en el Anejo 3 se muestran gráficas para cada caso de comparación, que facilitan la visualización de las variaciones existentes en las edificaciones comparadas. Para cada caso, se pintan líneas de igualdad (45º) que en el caso de la reacción de cortante y de momento flector en los pilares y en vigas, indican que los puntos graficados sobre esta línea representan situaciones donde con la normativa nicaragüense se generan reacciones más altas que las obtenidas con la normativa costarricense, implicando lo contrario si los puntos se ubican por debajo de esta línea de igualdad. Para el caso de la Reacción Axial en los pilares, los puntos graficados que están por debajo de esta línea representan situaciones donde con la normativa nicaragüense se generan reacciones más altas que las obtenidas con la normativa costarricense, implicando lo contrario si los puntos se ubican por encima de esta línea de igualdad. Otras líneas de referencia para delimitar variaciones del orden de 25%, 50% y 75% están pintadas también para facilitar una mejor apreciación del tamaño de las diferencias en los resultados.



138



139

9. CONCLUSIONES GENERALES En este Trabajo Fin de Master se ha hecho un análisis pormenorizado de las normativas sísmicas de Nicaragua y Costa Rica, dedicando mayor atención a los códigos actualmente vigentes, que son: el Reglamento Nacional de la Cosntrucción de Nicaragua, RNC-07 y el Código Sísmico de Costa Rica, CSCR-10. Del análisis de las comparaciones realizadas, se han identificado las discrepancias existentes entre las dos normativas, que se cuantifican tomando como referencia los valores del RNC-07. Por ello, valores positivos en las variaciones suponen mayor demanda en el caso de la normativa de Nicaragua, RNC-07, mientras valores negativos implican lo contrario. En general el RNC-07 adopta valores superiores, siendo mas conservador que el de CSCR-10. Las discrepancias sobre distintos aspectos, que llegan a ser exageradas en algunos casos, se resumen a continuación:

1. En edificaciones de alta y mediana proliferación, tales como casas, apartamentos,

hoteles, escuelas, universidades, hospitales, centros de salud, salas de archivo y

lugares de espectáculo, las sobrecargas de uso mínimas establecidas por ambas

normativas tienen valores idénticos. Sin embargo, las sobrecargas de uso

participativas durante la acción sísmica tienen valores extremadamente diferentes

entre si, encontrándose variaciones en la mayoría de los casos superiores a 150% e

incluso algunas veces a 400%, siendo siempre mayores las correspondientes al

RNC-07.

2. Existen grupos de combinaciones de acciones equivalentes donde no se perciben

diferencias entre ambas normativas de diseño, pero en otras si se presentan grandes

discrepancias, del orden de -100% y 60%. No obstante, las mayores diferencias en

estos últimos grupos radican principalmente en las acciones representadas por

empujes laterales, que no son siempre frecuentes en el diseño de edificaciones o no

todos los elementos se ven afectados por tales acciones. Sin embargo, para las

acciones gravitaciones y sísmicas, que siempre están presentes, las diferencias son

muy bajas.

3. La amenaza sísmica reflejada en los mapas de ambas normativas es baja, si se

compara con la resultante en el estudio regional de Amenaza Sísmica en América

Central (Benito et al, 2010). Cabe destacar que las aceleraciones pico PGA en roca

para un periodo de retorno de 500 años presentadas en Benito et al (2010) son 507

gal (0.516 g) para Managua y 513 gal (0.523 g) para San José, mientras que las

obtenidas por medio de las isoaceleraciones en roca, presentadas como referencia

para estas normativas, son 0.310 g para Managua y 0.375 g para San José

respectivamente. La diferencia de valores de PGA reflejados en los mapas del

estudio referido y en los de las normativas oscila entre 30% y 40%, siendo los de las

normativas siempre menores. Esto sugiere que es necesario realizar una cuidadosa

revisión de las aceleraciones pico a considerar para la siguiente actualización de

estas reglamentaciones.

4. Combinando la amenaza y los tipos de suelo de ambos reglamentos, se aprecia que

para los grupos de zonas sísmicas con similar amenaza en Nicaragua y Costa Rica

y para los tipos de suelo Tipo 1 (RNC-07) y S1 (CSCR-10), no existen diferencias



140

significativas entre ambas normativas de diseño. Sin embargo, para los demás tipos

de suelos, si existen grandes discrepancias que osilan entre 36.4% y 66.7% ,

siempre con mayores aceleraciones propuestas en la normativa nicaragüense. Estas

grades variaciones se deben a que el Reglamento Nacional de la Construcción de

Nicaragua expone valores de modificación para los suelos Tipo II y Tipo III muy

superiores a los previstos implícitamente en el Código Sísmico de Costa Rica.

5. El análisis de todos los espectros elásticos posibles dentro del RNC-07 y el CSCR-10,

arroja también grandes diferencias en estos espectros, en promedio entre un 22% y

98% en edificaciones con periodos de vibración entre 0 y 2 segundos, que son las

más comunes en ambos países. Estas diferencias se acortan para edificaciones más

flexibles, con periodos de vibración superiores a 2 segundos, donde las variaciones

promedio se encuentran entre 10 y 35%. La normativa Nicaraguense proporciona en

todos los casos los espectros mas conservadores.

6. En cuanto a las máximas derivas permitidas en estas normativas, es apreciable

grandes variaciones en los sistemas tipo pórticos y en los conformados por tipo muro,

mostrando los primeros variaciones que llegan al -58% (significando más restricción

en derivas en el CSCR-10) y llegando los segundos a variaciones hasta 566%

(significando más control en derivas en el RNC-07). Este último porcentaje de

variación alerta respecto a la necesidad de revisar estos valores máximos en ambas

normativas de diseño.

Se han analizado además las diferencias que supondría en el diseño de un edificio típico la aplicación de ambas normativas, ubicando el edificio en dos pares de puntos fronterizos. Los parámetros evaluados y confrontados en cada sitio han sido las reacciones principales (acciones internas) sobre una serie de elementos estructurales seleccionados, donde estas reacciones resultan de la aplicación sobre toda la edificación de todas las acciones externas (acción permanente, sobrecargas de uso y la acción sísmica) y de su análisis dinámico en un modelo teórico estructural. Los resultados de este análisis llevan a las siguientes conclusiones:

7. La variación promedio de la reacción axial en los pilares es muy próxima al 16%,

superior en las edificaciones calculadas con la normativa nicaragüense, mientras la

variación promedio del cortante oscila entre 35% y el 45%, superior también en las

edificaciones calculadas con la normativa nicaragüense.

8. De igual manera, la variación promedio del momento flector en los pilares, está entre

26% y el 41%, superior en las edificaciones calculadas con la normativa

nicaragüense.

9. La variación promedio del cortante en las vigas está entre 10% y el 15%, superior

también en las edificaciones calculadas con la normativa nicaragüense, mientras que

la variación promedio del momento flector en las vigas, está muy cercana al 16%,

superior en las edificaciones calculadas con la normativa nicaragüense.



141

10. Es notable que las variaciones en las reacciones de cortante y momento flector en

todos los pilares son muy superiores a variaciones de estas mismas reacciones en

los elementos tipo viga, debido a la influencia de la acción sísmica sobre los pilares.

De manera general, se ha comprobado que entre estos dos países vecinos, que presentan niveles de amenaza comparables debido a fuentes sismogenéticas comunes o de características similares, existen variaciones significativas en sus normativas de diseño sísmico, lo que justifica en gran manera la necesidad de trabajar en un Código Sísmico Regional de América Central que dé solución a todas las discrepancias actualmente presentes entre las normativas vigentes en los diferentes países de la región.



142



143

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148



149

11. ANEJOS



150

0.010 0.234 0.200 17.00%

0.020 0.268 0.200 34.00%

0.030 0.302 0.200 51.00%

0.030 0.303 0.200 51.51%

0.040 0.336 0.239 40.35%

0.050 0.370 0.276 33.86%

0.060 0.404 0.311 29.90%

0.070 0.438 0.344 27.47%

0.080 0.472 0.375 26.00%

0.090 0.506 0.404 25.12%

0.100 0.540 0.433 24.77%

0.110 0.540 0.460 17.29%

0.120 0.540 0.487 10.88%

0.125 0.540 0.500 8.00%

0.150 0.540 0.500 8.00%

0.200 0.540 0.500 8.00%

0.250 0.540 0.500 8.00%

0.257 0.540 0.500 8.00%

0.281 0.540 0.500 8.00%

0.300 0.540 0.500 8.00%

0.300 0.540 0.500 8.00%

0.330 0.540 0.500 8.00%

0.356 0.540 0.500 8.00%

0.400 0.540 0.500 8.00%

0.450 0.540 0.444 21.51%

0.500 0.540 0.400 35.00%

0.600 0.540 0.333 61.97%

0.800 0.405 0.250 62.00%

1.000 0.324 0.200 62.00%

1.100 0.295 0.182 62.02%

1.200 0.270 0.167 62.06%

1.300 0.249 0.154 62.05%

1.400 0.231 0.143 62.06%

1.500 0.216 0.133 61.92%

1.788 0.181 0.112 62.08%

2.000 0.162 0.100 62.00%

2.074 0.151 0.096 56.27%

2.277 0.125 0.088 42.35%

2.500 0.104 0.080 29.60%

2.523 0.102 0.079 28.53%

2.604 0.096 0.077 24.43%

2.620 0.094 0.076 24.54%

3.000 0.072 0.058 24.57%

4.000 0.041 0.033 24.23%

5.000 0.026 0.021 24.62%

6.000 0.018 0.014 25.00%

7.000 0.013 0.011 24.76%

8.000 0.010 0.008 23.48%

9.000 0.008 0.006 25.00%

10.000 0.006 0.005 24.62%

Vs: > 750 m/s Vs: ≥ 760 m/s

RNC-07/TI,ZB_CSCR-10/S1,ZII

Periodo (s)CSCR-

10/S1,ZII

% de

Variación

RNC-

07/TI,ZB

ANEJO 1: ANÁLISIS COMPARATIVO DE ESPECTROS ELÁSTICOS ENTRE AMBAS NORMATIVAS

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60

RN

C-0

7

CSCR-10

Comparación de Espectros Elásticos según Tipo de Suelo y Zona Sísmica

RNC-07/TI,ZB_CSCR-10/S1,ZII Línea de Igualdad

8.00%

62.00%

24.57%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)

Diagramas de Espectros Elástico por Tipo de Suelo y Zona Sísmica

RNC-07/TI,ZB CSCR-10/S1,ZII % de Variación

17.00%

51.51%

24.77%

8.00%

62.00%

24.57%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

0.01

0.10

1.00

0.01 0.10 1.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


RNC-07/TI,ZB CSCR-10/S1,ZII % de Variación

Trabajo Fin de Máster

Análisis Comparativo de las Normativas de Diseño Sísmico para Edificaciones de Nicaragua y Costa Rica

Anejo 1 A1.1

0.010 0.398 0.240 65.75%

0.020 0.456 0.240 89.83%

0.030 0.513 0.240 113.92%

0.030 0.515 0.240 114.64%

0.040 0.571 0.287 98.83%

0.050 0.629 0.332 89.64%

0.060 0.687 0.373 84.03%

0.070 0.745 0.412 80.59%

0.080 0.802 0.450 78.50%

0.090 0.860 0.485 77.26%

0.100 0.918 0.519 76.76%

0.110 0.918 0.552 66.16%

0.120 0.918 0.584 57.08%

0.125 0.918 0.600 53.00%

0.150 0.918 0.600 53.00%

0.200 0.918 0.600 53.00%

0.250 0.918 0.600 53.00%

0.300 0.918 0.600 53.00%

0.343 0.918 0.600 53.00%

0.374 0.918 0.600 53.00%

0.400 0.918 0.600 53.00%

0.440 0.918 0.600 53.00%

0.450 0.918 0.600 53.00%

0.475 0.918 0.600 53.00%

0.500 0.918 0.600 53.00%

0.533 0.918 0.600 53.00%

0.600 0.918 0.533 72.14%

0.800 0.689 0.400 72.09%

1.000 0.551 0.320 72.17%

1.100 0.501 0.291 72.14%

1.200 0.459 0.267 72.14%

1.300 0.424 0.246 72.06%

1.400 0.393 0.228 72.19%

1.500 0.367 0.213 72.10%

2.000 0.275 0.160 72.04%

2.384 0.194 0.134 44.47%

2.500 0.176 0.128 37.79%

2.750 0.146 0.116 25.92%

3.000 0.122 0.107 14.86%

3.036 0.120 0.105 13.43%

3.364 0.097 0.095 2.42%

3.473 0.091 0.092 -0.90%

3.493 0.090 0.091 -0.74%

4.000 0.069 0.069 -0.74%

5.000 0.044 0.044 -0.76%

6.000 0.031 0.031 -1.16%

7.000 0.022 0.023 -0.35%

8.000 0.017 0.017 -0.39%

9.000 0.014 0.014 -0.58%

10.000 0.011 0.011 -0.22%

Vs: 360 m/s - 750 m/s Vs: 350 m/s - 760 m/s

RNC-07/TII,ZB_CSCR-10/S2,ZII

Periodo (s)RNC-

07/TII,ZB

CSCR-

10/S2,ZII

% de

Variación

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

RN

C-0

7

CSCR-10


RNC-07/TII,ZB_CSCR-10/S2,ZII Línea de Igualdad

53.00%

72.04%

-0.74%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


RNC-07/TII,ZB CSCR-10/S2,ZII % de Variación

65.75%

114.64%

76.76%

53.00%

72.04%

-0.74% -20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.01

0.10

1.00

0.01 0.10 1.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)





Anejo 1 A1.2

0.010 0.515 0.280 83.86%

0.020 0.590 0.280 110.57%

0.030 0.664 0.280 137.29%

0.030 0.667 0.280 138.09%

0.040 0.739 0.335 120.55%

0.050 0.814 0.387 110.36%

0.060 0.889 0.435 104.13%

0.070 0.964 0.481 100.32%

0.080 1.038 0.524 98.00%

0.090 1.113 0.566 96.62%

0.100 1.188 0.606 96.07%

0.110 1.188 0.645 84.31%

0.120 1.188 0.682 74.24%

0.125 1.188 0.700 69.71%

0.150 1.188 0.700 69.71%

0.200 1.188 0.700 69.71%

0.250 1.188 0.700 69.71%

0.300 1.188 0.700 69.71%

0.367 1.188 0.700 69.71%

0.401 1.188 0.700 69.71%

0.428 1.188 0.700 69.71%

0.450 1.188 0.700 69.71%

0.472 1.188 0.700 69.71%

0.500 1.188 0.700 69.71%

0.509 1.188 0.700 69.71%

0.571 1.188 0.700 69.71%

0.600 1.188 0.667 78.20%

0.800 0.891 0.500 78.17%

1.000 0.713 0.400 78.15%

1.100 0.648 0.364 78.16%

1.200 0.594 0.333 78.27%

1.300 0.548 0.308 78.18%

1.400 0.509 0.286 78.27%

1.500 0.475 0.267 78.27%

2.000 0.356 0.200 78.27%

2.500 0.228 0.160 42.67%

2.554 0.219 0.157 39.63%

2.963 0.162 0.135 20.32%

3.000 0.158 0.133 18.85%

3.252 0.135 0.123 9.67%

3.604 0.110 0.111 -1.01%

3.721 0.103 0.108 -4.24%

3.743 0.102 0.106 -4.11%

4.000 0.089 0.093 -4.15%

5.000 0.057 0.060 -4.39%

6.000 0.040 0.041 -4.44%

7.000 0.029 0.030 -3.79%

8.000 0.022 0.023 -4.15%

9.000 0.018 0.018 -4.76%

10.000 0.014 0.015 -3.94%

Vs: 180 m/s - 360 m/s Vs: 180 m/s - 350 m/s

RNC-07/TIII,ZB_CSCR-10/S3,ZII

RNC-

07/TIII,ZB

CSCR-

10/S3,ZII

% de

VariaciónPeriodo (s)

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

RN

C-0

7

CSCR-10


RNC-07/TIII,ZB_CSCR-10/S3,ZII Línea de Igualdad

69.71%

78.27%

-4.15%

-50%

0%

50%

100%

150%

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


RNC-07/TIII,ZB CSCR-10/S3,ZII % de Variación

83.86%

138.09%

69.71% 78.27%

-4.15%

-50%

0%

50%

100%

150%

0.01

0.10

1.00

0.01 0.10 1.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)





Anejo 1 A1.3

0.010 0.351 0.300 17.00%

0.020 0.402 0.300 34.00%

0.030 0.453 0.300 51.00%

0.030 0.455 0.300 51.51%

0.040 0.504 0.359 40.35%

0.050 0.555 0.415 33.86%

0.060 0.606 0.467 29.90%

0.070 0.657 0.515 27.47%

0.080 0.708 0.562 26.00%

0.090 0.759 0.607 25.12%

0.100 0.810 0.649 24.77%

0.110 0.810 0.691 17.29%

0.120 0.810 0.731 10.88%

0.125 0.810 0.750 8.00%

0.150 0.810 0.750 8.00%

0.200 0.810 0.750 8.00%

0.250 0.810 0.750 8.00%

0.257 0.810 0.750 8.00%

0.281 0.810 0.750 8.00%

0.300 0.810 0.750 8.00%

0.300 0.810 0.750 8.00%

0.330 0.810 0.750 8.00%

0.356 0.810 0.750 8.00%

0.400 0.810 0.750 8.00%

0.450 0.810 0.667 21.51%

0.500 0.810 0.600 35.00%

0.600 0.810 0.500 61.97%

0.800 0.608 0.375 62.00%

1.000 0.486 0.300 62.00%

1.100 0.442 0.273 62.02%

1.200 0.405 0.250 62.06%

1.300 0.374 0.231 62.05%

1.400 0.347 0.214 62.06%

1.500 0.324 0.200 61.92%

1.788 0.272 0.168 62.08%

2.000 0.243 0.150 62.00%

2.074 0.226 0.145 56.27%

2.277 0.187 0.132 42.35%

2.500 0.156 0.120 29.60%

2.523 0.153 0.119 28.53%

2.604 0.143 0.115 24.43%

2.620 0.142 0.114 24.54%

3.000 0.108 0.087 24.57%

4.000 0.061 0.049 24.23%

5.000 0.039 0.031 24.62%

6.000 0.027 0.022 25.00%

7.000 0.020 0.016 24.76%

8.000 0.015 0.012 23.48%

9.000 0.012 0.010 25.00%

10.000 0.010 0.008 24.62%

Vs: > 750 m/s Vs: ≥ 760 m/s

CSCR-

10/S1,ZIII

% de

Variación

RNC-07/TI,ZC_CSCR-10/S1,ZIII

Periodo (s)RNC-

07/TI,ZC

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90

RN

C-0

7

CSCR-10


RNC-07/TI,ZC_CSCR-10/S1,ZIII Línea de Igualdad

8.00%

62.00%

24.54%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*ae

f

Periodo (s)


RNC-07/TI,ZC CSCR-10/S1,ZIII % de Variación

17.00%

51.00%

24.77%

8.00%

62.00%

24.54%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

0.01

0.10

1.00

0.01 0.10 1.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


RNC-07/TI,ZC CSCR-10/S1,ZIII % de Variación



Anejo 1 A1.4

0.010 0.527 0.330 59.55%

0.020 0.603 0.330 82.73%

0.030 0.680 0.330 105.91%

0.030 0.682 0.330 106.60%

0.040 0.756 0.395 91.39%

0.050 0.833 0.456 82.54%

0.060 0.909 0.513 77.14%

0.070 0.986 0.567 73.83%

0.080 1.062 0.618 71.82%

0.090 1.139 0.667 70.62%

0.100 1.215 0.714 70.14%

0.110 1.215 0.760 59.94%

0.120 1.215 0.804 51.20%

0.125 1.215 0.825 47.27%

0.150 1.215 0.825 47.27%

0.200 1.215 0.825 47.27%

0.250 1.215 0.825 47.27%

0.300 1.215 0.825 47.27%

0.351 1.215 0.825 47.27%

0.383 1.215 0.825 47.27%

0.409 1.215 0.825 47.27%

0.450 1.215 0.825 47.27%

0.450 1.215 0.825 47.27%

0.485 1.215 0.825 47.27%

0.500 1.215 0.825 47.27%

0.545 1.215 0.825 47.27%

0.600 1.215 0.750 61.98%

0.800 0.911 0.563 61.96%

1.000 0.729 0.450 61.96%

1.100 0.663 0.409 61.96%

1.200 0.608 0.375 62.05%

1.300 0.561 0.346 61.99%

1.400 0.521 0.321 62.00%

1.500 0.486 0.300 62.02%

2.000 0.365 0.225 61.96%

2.438 0.245 0.184 32.97%

2.500 0.233 0.180 29.71%

2.828 0.182 0.159 14.61%

3.000 0.162 0.150 7.89%

3.105 0.151 0.145 4.39%

3.441 0.123 0.131 -5.77%

3.552 0.116 0.127 -8.81%

3.573 0.114 0.125 -8.69%

4.000 0.091 0.100 -8.87%

5.000 0.058 0.064 -8.90%

6.000 0.041 0.045 -9.09%

7.000 0.030 0.033 -8.92%

8.000 0.023 0.025 -9.17%

9.000 0.018 0.020 -9.09%

10.000 0.015 0.016 -7.95%

Vs: 360 m/s - 750 m/s Vs: 350 m/s - 760 m/s

Periodo (s)RNC-

07/TII,ZC

CSCR-

10/S2,ZIII

RNC-07/TII,ZC_CSCR-10/S2,ZIII

% de

Variación

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

RN

C-0

7

CSCR-10


RNC-07/TII,ZC_CSCR-10/S2,ZIII Línea de Igualdad

47.27%

61.96%

-8.69%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


RNC-07/TII,ZC CSCR-10/S2,ZIII % de Variación

59.55%

105.91%

70.14%

47.27%

61.96%

-8.69% -20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.01

0.10

1.00

0.01 0.10 1.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)





Anejo 1 A1.5

0.010 0.702 0.360 95.00%

0.020 0.804 0.360 123.33%

0.030 0.906 0.360 151.67%

0.030 0.909 0.360 152.52%

0.040 1.008 0.431 133.92%

0.050 1.110 0.498 123.11%

0.060 1.212 0.560 116.51%

0.070 1.314 0.618 112.46%

0.080 1.416 0.674 110.00%

0.090 1.518 0.728 108.54%

0.100 1.620 0.779 107.95%

0.110 1.620 0.829 95.48%

0.120 1.620 0.877 84.80%

0.125 1.620 0.900 80.00%

0.150 1.620 0.900 80.00%

0.200 1.620 0.900 80.00%

0.250 1.620 0.900 80.00%

0.300 1.620 0.900 80.00%

0.386 1.620 0.900 80.00%

0.421 1.620 0.900 80.00%

0.449 1.620 0.900 80.00%

0.450 1.620 0.900 80.00%

0.495 1.620 0.900 80.00%

0.500 1.620 0.900 80.00%

0.534 1.620 0.900 80.00%

0.600 1.620 0.900 80.00%

0.600 1.620 0.900 80.00%

0.800 1.215 0.675 80.00%

1.000 0.972 0.540 80.00%

1.100 0.884 0.491 79.95%

1.200 0.810 0.450 80.00%

1.300 0.748 0.415 79.98%

1.400 0.694 0.386 80.07%

1.500 0.648 0.360 80.00%

2.000 0.486 0.270 80.00%

2.500 0.311 0.216 44.00%

2.682 0.270 0.201 34.30%

3.000 0.216 0.180 20.00%

3.111 0.201 0.174 15.76%

3.415 0.167 0.158 5.47%

3.785 0.136 0.143 -4.82%

3.907 0.127 0.138 -7.88%

3.930 0.126 0.136 -7.75%

4.000 0.122 0.132 -7.79%

5.000 0.078 0.084 -7.69%

6.000 0.054 0.059 -7.98%

7.000 0.040 0.043 -8.16%

8.000 0.030 0.033 -8.29%

9.000 0.024 0.026 -7.41%

10.000 0.019 0.021 -8.47%

Vs: 180 m/s - 360 m/s Vs: 180 m/s - 350 m/s

Periodo (s)RNC-

07/TIII,ZC

CSCR-

10/S3,ZIII

% de

Variación

RNC-07/TIII,ZC_CSCR-10/S3,ZIII

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60

RN

C-0

7

CSCR-10


RNC-07/TIII,ZC_CSCR-10/S3,ZIII Línea de Igualdad

80.00%

-7.75%

-20%

30%

80%

130%

180%

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


RNC-07/TIII,ZC CSCR-10/S3,ZIII % de Variación

95.00%

152.52%

107.95% 80.00%

-7.75% -20%

30%

80%

130%

180%

0.01

0.10

1.00

0.01 0.10 1.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)





Anejo 1 A1.6


Nicaragua y Costa Rica Anejo 2

A2.1

ANEJO 2: MODELO MATEMÁTICO ESTRUCTURAL DEL EDIFICIO TÍPICO

1. Programas de ordenador utilizados

ETABS 2015.V.15.2.0

Microsoft Excel 2010

Las Figuras A1 y A2 muestran esquemas del modelo matemático estructural del edificio

realizado con el programa ETABS en el ordenador.

Figura A1. Elevación estructural del edificio típico

Figura A2. Planta de forjados del edificio típico



A2.2

2. Aspectos de localización de la edificación

La estructura se ubicó en el caso de Nicaragua, en la zona B y zona C, con un tipo de suelo

SII y SIII para ambas zonas. En Costa Rica esta misma estructura se ubicó en las zonas II y

III, con suelos S2 y S3 para ambas zonas.

Se han generado espectros de respuesta para cada caso, dando como resultado 8 modelos

diferentes.

3. Definición de los materiales estructurales

Se ha seleccionado como material estructural el hormigón armado con una resistencia a la

compresión de 4000 lb/pulg2, equivalente a 280 kg/cm2.

Figura A3. Definición del material constructivo de la estructura

4. Definición de los elementos estructurales

Se asignó a cada elemento estructural un dimensionamiento para la determinación de la

rigidez de la edificación dentro del modelo estructural.



A2.3

Figura A4. Dimensionamiento de los pilares de los niveles 1 y 2

Figura A5. Dimensionamiento de los pilares de los niveles 3 y 4

Figura A6. Dimensionamiento de las vigas de los forjados



A2.4

Figura A7. Dimensionamiento de las vigas de los pórticos en los niveles 1 y 2

Figura A8. Dimensionamiento de las vigas de los pórticos en los niveles 3 y 4

5. Definición de las acciones de análisis y sus combinaciones

Al modelo estructural se le asignaron las acciones gravitacionales y laterales conforme a los

requerimientos establecidos en las normativas de diseño sísmico.

Figura A9. Acciones gravitacionales y laterales asignadas al modelo estructural



A2.5

En el caso de las sobrecargas de uso reducidas (participativas durante un evento sísmico),

se tomaron en cuenta las previstas en las normativas de diseño de cada país, siendo éstas

las presentadas en la Tabla A1:

Tabla A1. Sobrecarga de uso para edificaciones orientadas a uso hotelero

País Valor (Kg/m2)

Nicaragua 80

Costa Rica 30

Las sobrecargas de uso, el valor para ambos países es de 200 kg/m2, según lo establecen

las normativas de diseño sísmico para edificaciones orientadas a uso Hotelero.

Figura A10. Definición de combinaciones de acciones

En las combinaciones de acciones se consideró el efecto del seismo en 2 direcciones, a

como está actualmente establecido en ambas normativas de diseño sísmico, en una

dirección el 100% y en la otra el 30% actuando conjuntamente. Se hicieron 2 combinaciones

lineales que simulan este requerimiento, además de eso, se creó una combinación

envolvente con el propósito de obtener los valores máximos positivos y negativos de estas

dos combinaciones lineales.

6. Funciones Espectrales

Se han generado espectros de respuesta para cada sitio y para cada tipo de suelo analizado,

dando como resultado 8 funciones espectrales para 8 modelos estructurales diferentes.



A2.6

Figura A11. Definición de funciones espectrales

Figura A12. Ejemplo de definición de formas espectrales para la Zona C y Suelo III de Nicaragua y

Zona III y suelo S3 de Costa Rica



A2.7

7. Elementos analizados en el modelo estructural

Con el propósito de realizar una comparación entre los resultados del análisis estructural de

esta edificación típica situada en las localidades seleccionadas en cada país, se han

seleccionado una serie de elementos claves para su comparación. La Figura A13 muestra

por colores los elementos escogidos para este análisis comparativo.

Figura A13. Elementos estructurales seleccionados para el análisis comparativo

Pilares seleccionadas: color azul.

Vigas seleccionadas: color rojo.



A2.8

Nivel Pilar Combinación Estación P V2 V3 VR Ang. M2 M3 MR Ang.

m kgf kgf kgf kgf grados kgf-m kgf-m kgf-m grados

Nivel 4 C1 COMB-NIC Max 0 -12445.57 -2129.57 -2129.57 3011.67 45.00 -3775.75 -3775.75 5339.72 45.00

Nivel 4 C1 COMB-NIC Max 3.4 -9994.74 -2129.57 -2129.57 3011.67 45.00 4434.49 4434.49 6271.32 45.00

Nivel 4 C1 COMB-NIC Min 0 -12940.65 -2601.06 -2601.06 3678.45 45.00 -4422.23 -4422.23 6253.98 45.00

Nivel 4 C1 COMB-NIC Min 3.4 -10489.83 -2601.06 -2601.06 3678.45 45.00 3451.68 3451.68 4881.41 45.00

Nivel 4 C8 COMB-NIC Max 0 -23070.71 551.65 4677.46 4709.88 6.73 8140.42 867 8186.46 83.92

Nivel 4 C8 COMB-NIC Max 3.4 -20619.88 551.65 4677.46 4709.88 6.73 -6698.29 498.1 6716.78 -85.75

Nivel 4 C8 COMB-NIC Min 0 -23508.51 -325.81 4134.18 4147.00 -4.51 7349.07 -611.96 7374.51 -85.24

Nivel 4 C8 COMB-NIC Min 3.4 -21057.69 -325.81 4134.18 4147.00 -4.51 -7771.78 -1010.93 7837.25 82.59

Nivel 4 C10 COMB-NIC Max 0 -45229.58 363.59 598.03 699.88 31.30 935.63 728.34 1185.70 52.10

Nivel 4 C10 COMB-NIC Max 3.4 -42778.75 363.59 598.03 699.88 31.30 511.2 1101.35 1214.21 24.90


Nivel 4 C10 COMB-NIC Min 3.4 -42860.13 -599.24 -364.58 701.43 58.68 -1099.33 -509.53 1211.67 65.13


Nivel 4 C15 COMB-NIC Max 3.4 -20621.83 4676.39 324.57 4687.64 86.03 1012.74 -6696.95 6773.09 -8.60

Nivel 4 C15 COMB-NIC Min 0 -23510.31 4133.25 -552.8 4170.05 -82.38 -869.15 7347.27 7398.50 -6.75

Nivel 4 C15 COMB-NIC Min 3.4 -21059.48 4133.25 -552.8 4170.05 -82.38 -496.26 -7770.17 7786.00 3.65

































Nivel 1 C1 COMB-NIC Max 0 -53690.8 -258.57 -258.57 365.67 45.00 1025.97 1025.97 1450.94 45.00
















ANEJO 3: RESULTADOS DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL PARA COMPARACIÓN ENTRE NORMATIVAS SÍSMICAS

RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO NZBTII

Mapa de Amenaza Sísmica de Nicaragua Edificio para Hotel de 4 Nivels de Hormigón Armado Espectro Elástico para Suelos con Vs: 500 m/s

Edificio Situado en la Zona B Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona B

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TII,ZB



Anejo 3 A3.1



Nivel 4 C1 COMB-CR Max 0 -10841.42 -1894.38 -1894.38 2679.06 45.00 -3318.37 -3318.37 4692.88 45.00

Nivel 4 C1 COMB-CR Max 3.4 -8696.95 -1894.38 -1894.38 2679.06 45.00 3689.93 3689.93 5218.35 45.00

Nivel 4 C1 COMB-CR Min 0 -11135.64 -2184.96 -2184.96 3090.00 45.00 -3750.94 -3750.94 5304.63 45.00

Nivel 4 C1 COMB-CR Min 3.4 -8991.16 -2184.96 -2184.96 3090.00 45.00 3110.51 3110.51 4398.93 45.00

Nivel 4 C8 COMB-CR Max 0 -19987.26 360.23 3960.56 3976.91 5.20 6926.47 561.04 6949.15 85.37

Nivel 4 C8 COMB-CR Max 3.4 -17842.79 360.23 3960.56 3976.91 5.20 -5914.3 223.65 5918.53 -87.83

Nivel 4 C8 COMB-CR Min 0 -20248.31 -165.35 3628.26 3632.03 -2.61 6413.42 -340.9 6422.47 -86.96

Nivel 4 C8 COMB-CR Min 3.4 -18103.84 -165.35 3628.26 3632.03 -2.61 -6547.82 -666.12 6581.62 84.19


Nivel 4 C10 COMB-CR Max 3.4 -36864.92 185.68 388.23 430.35 25.56 220.86 730.11 762.78 16.83


Nivel 4 C10 COMB-CR Min 3.4 -36917.3 -389.24 -186.56 431.64 64.39 -728.42 -219.37 760.74 73.24


Nivel 4 C15 COMB-CR Max 3.4 -17844.45 3959.66 164.3 3963.07 87.62 667.67 -5913.11 5950.69 -6.44

Nivel 4 C15 COMB-CR Min 0 -20249.87 3627.45 -361.24 3645.39 -84.31 -562.91 6411.84 6436.50 -5.02

Nivel 4 C15 COMB-CR Min 3.4 -18105.4 3627.45 -361.24 3645.39 -84.31 -222.07 -6546.47 6550.24 1.94















Nivel 3 C15 COMB-CR Min 0 -40933 1920.57 -407.71 1963.37 -78.01 -798.32 3692.43 3777.74 -12.20


















Nivel 1 C1 COMB-CR Max 0 -47189.37 -442.52 -442.52 625.82 45.00 205.73 205.73 290.95 45.00










Nivel 1 C10 COMB-CR Min 0 -156791.21 -673.35 -504 841.08 53.19 -1427.67 -1646.32 2179.13 40.93

Nivel 1 C10 COMB-CR Min 3.4 -153703.17 -673.35 -504 841.08 53.19 -645.63 -288.68 707.23 65.91





RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO CZIIS2

Mapa de Amenaza Sísmica de Costa Rica Edificio para Hotel de 4 Nivels de Hormigón Armado Espectro Elástico para Suelos con Vs: 500 m/s

Edificio Situado en la Zona II Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona II

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S2,ZII



Anejo 3 A3.2

Nivel Pilar Estación P VR MR

m % Variación % Variación % Variación

Nivel 4 C1 0 14.80% 12.42% 12.42%

Nivel 4 C1 3.4 14.92% 12.42% 12.42%

Nivel 4 C1 0 16.21% 19.04% 19.04%

Nivel 4 C1 3.4 16.67% 19.04% 19.04%

Nivel 4 C8 0 15.43% 18.43% 18.10%

Nivel 4 C8 3.4 15.56% 18.43% 18.10%

Nivel 4 C8 0 16.10% 14.18% 13.94%

Nivel 4 C8 3.4 16.32% 14.18% 13.94%

Nivel 4 C10 0 15.95% 62.63% 54.04%

Nivel 4 C10 3.4 16.04% 62.63% 54.04%

Nivel 4 C10 0 16.00% 62.50% 95.42%

Nivel 4 C10 3.4 16.10% 62.50% 95.42%

Nivel 4 C15 0 15.43% 18.28% 97.55%

Nivel 4 C15 3.4 15.56% 18.28% 97.55%

Nivel 4 C15 0 16.10% 14.39% 53.03%

Nivel 4 C15 3.4 16.32% 14.39% 53.03%

Nivel 3 C1 0 14.37% -2.40% -2.40%

Nivel 3 C1 3.4 14.38% -2.40% -2.40%

Nivel 3 C1 0 16.63% 27.23% 27.23%

Nivel 3 C1 3.4 16.87% 27.23% 27.23%

Nivel 3 C8 0 15.21% 24.71% 23.09%

Nivel 3 C8 3.4 15.26% 24.71% 23.09%

Nivel 3 C8 0 16.32% 10.84% 6.93%

Nivel 3 C8 3.4 16.43% 10.84% 6.93%

Nivel 3 C10 0 15.92% 75.29% 79.59%

Nivel 3 C10 3.4 15.97% 75.29% 79.59%

Nivel 3 C10 0 16.02% 75.24% 71.86%

Nivel 3 C10 3.4 16.07% 75.24% 71.86%

Nivel 3 C15 0 15.21% 24.73% 74.93%

Nivel 3 C15 3.4 15.26% 24.73% 74.93%

Nivel 3 C15 0 16.32% 10.78% 75.81%

Nivel 3 C15 3.4 16.43% 10.78% 75.81%

Nivel 2 C1 0 13.95% 4.88% 4.88%

Nivel 2 C1 3.4 13.92% 4.88% 4.88%

Nivel 2 C1 0 16.93% 23.98% 23.98%

Nivel 2 C1 3.4 17.17% 23.98% 23.98%

Nivel 2 C8 0 14.97% 22.66% 21.30%

Nivel 2 C8 3.4 15.01% 22.66% 21.30%

Nivel 2 C8 0 16.47% 11.88% 9.77%

Nivel 2 C8 3.4 16.59% 11.88% 9.77%

Nivel 2 C10 0 15.87% 75.49% 68.94%

Nivel 2 C10 3.4 15.92% 75.49% 68.94%

Nivel 2 C10 0 16.01% 75.43% 86.44%

Nivel 2 C10 3.4 16.06% 75.43% 86.44%

Nivel 2 C15 0 14.97% 22.46% 84.82%

Nivel 2 C15 3.4 15.01% 22.46% 84.82%

Nivel 2 C15 0 16.47% 12.35% 69.79%

Nivel 2 C15 3.4 16.59% 12.35% 69.79%

Nivel 1 C1 0 13.78% -41.57% -41.57%

Nivel 1 C1 3.4 13.74% -41.57% -41.57%

Nivel 1 C1 0 17.04% 34.96% 34.96%

Nivel 1 C1 3.4 17.22% 34.96% 34.96%

Nivel 1 C8 0 14.87% 32.00% 28.53%

Nivel 1 C8 3.4 14.89% 32.00% 28.53%

Nivel 1 C8 0 16.54% 11.26% -6.06%

Nivel 1 C8 3.4 16.62% 11.26% -6.06%

Nivel 1 C10 0 15.85% 72.61% 66.34%

Nivel 1 C10 3.4 15.88% 72.61% 66.34%

Nivel 1 C10 0 16.00% 72.57% 83.20%

Nivel 1 C10 3.4 16.04% 72.57% 83.20%

Nivel 1 C15 0 14.87% 31.76% 79.13%

Nivel 1 C15 3.4 14.89% 31.76% 79.13%

Nivel 1 C15 0 16.54% 13.40% 68.69%

Nivel 1 C15 3.4 16.62% 13.40% 68.69%

Variación promedio del Cortante: 43.87%

Variación promedio del Momento Flector: 29.51%

Variación promedio de Carga Axial: 15.77%

COMPARACION DE RESULTADOS EN PILARES DE LOS EDIFICIOS NZBTII Y CZIIS2

RESULTADOS

Espectros Elásticos para Suelos con Vs: 500 m/s

ubicados en las Zona B (Nicaragua) y Zona II (Costa Rica)

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000

NZB

TII (

RN

C-0

7)

CZIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Pilares del Edificio NZBTII y CZIIS2

Col. M. NZBTII, CZIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

NZB

TII (

RN

C-0

7)

CZIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Pilares del Edificio NZBTII y CZIIS2

Col. C. NZBTII, CZIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

-200000

-180000

-160000

-140000

-120000

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

-200000 -180000 -160000 -140000 -120000 -100000 -80000 -60000 -40000 -20000 0

NZB

TII (

RN

C-0

7)

CZIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Carga Axial (kg) en Pilares del Edificio NZBTII y CZIIS2

Col. A. NZBTII, CZIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

53.00%

72.04%

-0.74%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)




Anejo 3 A3.3


















































Nivel 2 C15 COMB-NIC Min 3.4 -70735.22 3459.03 -1347.78 3712.33 -68.71 -1683 -7311.35 7502.55 12.96







Nivel 1 C8 COMB-NIC Min 0 -100585.65 -1198.15 888.9 1491.88 -53.43 -613.51 -3306.08 3362.52 10.51








Nivel 1 C15 COMB-NIC Min 0 -100587.86 888.69 -1314.55 1586.76 -34.06 -3456.13 -613.4 3510.14 79.94



RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO NZBTIII


0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TIII,ZB



Anejo 3 A3.4

























































Nivel 1 C8 COMB-CR Min 0 -86093.49 -650 1082.43 1262.60 -30.98 422.21 -1813.06 1861.57 -13.11

Nivel 1 C8 COMB-CR Min 3.4 -83005.45 -650 1082.43 1262.60 -30.98 -3784.95 -613.36 3834.33 80.80









RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO CZIIS3



0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S3,ZII



Anejo 3 A3.5



Nivel 4 C1 0 14.50% 10.71% 10.71%

Nivel 4 C1 3.4 14.55% 10.71% 10.71%

Nivel 4 C1 0 16.49% 20.37% 20.37%

Nivel 4 C1 3.4 17.02% 20.37% 20.37%

Nivel 4 C8 0 15.29% 19.50% 18.96%

Nivel 4 C8 3.4 15.41% 19.50% 18.96%

Nivel 4 C8 0 16.24% 13.43% 12.95%

Nivel 4 C8 3.4 16.47% 13.43% 12.95%

Nivel 4 C10 0 15.93% 71.18% 61.80%

Nivel 4 C10 3.4 16.03% 71.18% 61.80%

Nivel 4 C10 0 16.01% 71.05% 98.13%

Nivel 4 C10 3.4 16.11% 71.05% 98.13%

Nivel 4 C15 0 15.29% 19.30% 99.77%

Nivel 4 C15 3.4 15.41% 19.30% 99.77%

Nivel 4 C15 0 16.24% 13.74% 60.82%

Nivel 4 C15 3.4 16.47% 13.74% 60.82%

Nivel 3 C1 0 13.91% -11.48% -11.48%

Nivel 3 C1 3.4 13.87% -11.48% -11.48%

Nivel 3 C1 0 17.05% 30.77% 30.77%

Nivel 3 C1 3.4 17.34% 30.77% 30.77%

Nivel 3 C8 0 14.99% 27.98% 25.44%

Nivel 3 C8 3.4 15.03% 27.98% 25.44%

Nivel 3 C8 0 16.53% 10.51% 2.95%

Nivel 3 C8 3.4 16.66% 10.51% 2.95%

Nivel 3 C10 0 15.90% 81.00% 84.67%

Nivel 3 C10 3.4 15.95% 81.00% 84.67%

Nivel 3 C10 0 16.04% 80.95% 77.92%

Nivel 3 C10 3.4 16.09% 80.95% 77.92%

Nivel 3 C15 0 14.99% 28.00% 80.66%

Nivel 3 C15 3.4 15.03% 28.00% 80.66%

Nivel 3 C15 0 16.53% 10.43% 81.42%

Nivel 3 C15 3.4 16.66% 10.43% 81.42%

Nivel 2 C1 0 13.38% 0.03% 0.03%

Nivel 2 C1 3.4 13.29% 0.03% 0.03%

Nivel 2 C1 0 17.45% 26.60% 26.60%

Nivel 2 C1 3.4 17.74% 26.60% 26.60%

Nivel 2 C8 0 14.69% 25.21% 23.07%

Nivel 2 C8 3.4 14.71% 25.21% 23.07%

Nivel 2 C8 0 16.74% 11.26% 7.19%

Nivel 2 C8 3.4 16.87% 11.26% 7.19%

Nivel 2 C10 0 15.85% 81.18% 75.15%

Nivel 2 C10 3.4 15.89% 81.18% 75.15%

Nivel 2 C10 0 16.04% 81.12% 90.20%

Nivel 2 C10 3.4 16.08% 81.12% 90.20%

Nivel 2 C15 0 14.69% 24.98% 88.88%

Nivel 2 C15 3.4 14.71% 24.98% 88.88%

Nivel 2 C15 0 16.74% 11.93% 75.93%

Nivel 2 C15 3.4 16.87% 11.93% 75.93%

Nivel 1 C1 0 13.15% -90.55% -90.55%

Nivel 1 C1 3.4 13.07% -90.55% -90.55%

Nivel 1 C1 0 17.61% 40.25% 40.25%

Nivel 1 C1 3.4 17.82% 40.25% 40.25%

Nivel 1 C8 0 14.55% 37.31% 32.42%

Nivel 1 C8 3.4 14.56% 37.31% 32.42%

Nivel 1 C8 0 16.83% 18.16% -17.88%

Nivel 1 C8 3.4 16.93% 18.16% -17.88%

Nivel 1 C10 0 15.83% 78.87% 73.00%

Nivel 1 C10 3.4 15.86% 78.87% 73.00%

Nivel 1 C10 0 16.03% 78.84% 87.77%

Nivel 1 C10 3.4 16.07% 78.84% 87.77%

Nivel 1 C15 0 14.55% 37.13% 84.36%

Nivel 1 C15 3.4 14.56% 37.13% 84.36%

Nivel 1 C15 0 16.83% 20.49% 75.18%

Nivel 1 C15 3.4 16.93% 20.49% 75.18%






COMPARACION DE RESULTADOS EN PILARES DE LOS EDIFICIOS NZBTIII Y CZIIS3

RESULTADOS

69.71%

78.27%

-4.15%

-30%

-10%

10%

30%

50%

70%

90%

110%

130%

150%

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*ae

f

Periodo (s)


-200000

-180000

-160000

-140000

-120000

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

-200000 -180000 -160000 -140000 -120000 -100000 -80000 -60000 -40000 -20000 0

NZB

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Carga Axial (kg) en Pilares del Edificio NZBTIII y CZIIS3

Col. A. NZBTIII, CZIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

NZB

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Pilares del Edificio NZBTIII y CZIIS3

Col. C. NZBTIII, CZIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

NZB

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Pilares del Edificio NZBTIII y CZIIS3

Col. M. NZBTIII, CZIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %



Anejo 3 A3.6


































































Nivel 1 C15 COMB-NIC Min 3.4 -97122 863.55 -1344.79 1598.18 -32.71 -793.78 -4548.98 4617.72 9.90

Edificio Situado en la Zona C Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona C

RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO NZCTII


0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TII,ZC



Anejo 3 A3.7



















































Nivel 1 C1 COMB-CR Max 0 -46660.48 -259.38 -259.38 366.82 45.00 762 762 1077.63 45.00



Nivel 1 C1 COMB-CR Min 3.4 -47187.82 -1518.69 -1518.69 2147.75 45.00 1622 1622 2293.85 45.00









Nivel 1 C15 COMB-CR Max 0 -83028.4 2323.35 738.83 2438.00 72.36 2050 4093.82 4578.41 26.60




RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO CZIIIS2


Edificio Situado en la Zona III Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona III

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S2,ZIII



Anejo 3 A3.8



Nivel 4 C1 0 14.68% 11.80% 11.80%

Nivel 4 C1 3.4 14.78% 11.80% 11.80%

Nivel 4 C1 0 16.31% 19.37% 19.37%

Nivel 4 C1 3.4 16.79% 19.37% 19.37%

Nivel 4 C8 0 15.38% 18.79% 18.34%

Nivel 4 C8 3.4 15.51% 18.79% 18.34%

Nivel 4 C8 0 16.15% 14.02% 13.60%

Nivel 4 C8 3.4 16.37% 14.02% 13.60%

Nivel 4 C10 0 15.94% 55.85% 49.55%

Nivel 4 C10 3.4 16.04% 55.85% 49.55%

Nivel 4 C10 0 16.00% 55.77% 72.04%

Nivel 4 C10 3.4 16.10% 55.77% 72.04%

Nivel 4 C15 0 15.38% 18.64% 72.69%

Nivel 4 C15 3.4 15.51% 18.64% 72.69%

Nivel 4 C15 0 16.15% 14.28% 48.77%

Nivel 4 C15 3.4 16.37% 14.28% 48.77%

Nivel 3 C1 0 14.18% -8.39% -8.39%

Nivel 3 C1 3.4 14.16% -8.39% -8.39%

Nivel 3 C1 0 16.80% 28.04% 28.04%

Nivel 3 C1 3.4 17.05% 28.04% 28.04%

Nivel 3 C8 0 15.12% 25.96% 23.80%

Nivel 3 C8 3.4 15.16% 25.96% 23.80%

Nivel 3 C8 0 16.41% 11.83% 4.77%

Nivel 3 C8 3.4 16.52% 11.83% 4.77%

Nivel 3 C10 0 15.91% 64.66% 67.07%

Nivel 3 C10 3.4 15.96% 64.66% 67.07%

Nivel 3 C10 0 16.03% 64.63% 62.60%

Nivel 3 C10 3.4 16.08% 64.63% 62.60%

Nivel 3 C15 0 15.12% 25.98% 64.40%

Nivel 3 C15 3.4 15.16% 25.98% 64.40%

Nivel 3 C15 0 16.41% 11.76% 64.90%

Nivel 3 C15 3.4 16.52% 11.76% 64.90%

Nivel 2 C1 0 13.69% 2.09% 2.09%

Nivel 2 C1 3.4 13.63% 2.09% 2.09%

Nivel 2 C1 0 17.14% 24.75% 24.75%

Nivel 2 C1 3.4 17.40% 24.75% 24.75%

Nivel 2 C8 0 14.84% 23.75% 21.90%

Nivel 2 C8 3.4 14.87% 23.75% 21.90%

Nivel 2 C8 0 16.59% 12.24% 8.44%

Nivel 2 C8 3.4 16.70% 12.24% 8.44%

Nivel 2 C10 0 15.86% 65.13% 61.01%

Nivel 2 C10 3.4 15.91% 65.13% 61.01%

Nivel 2 C10 0 16.02% 65.10% 71.07%

Nivel 2 C10 3.4 16.07% 65.10% 71.07%

Nivel 2 C15 0 14.84% 23.56% 70.18%

Nivel 2 C15 3.4 14.87% 23.56% 70.18%

Nivel 2 C15 0 16.59% 12.81% 61.53%

Nivel 2 C15 3.4 16.70% 12.81% 61.53%

Nivel 1 C1 0 13.49% -97.22% -97.22%

Nivel 1 C1 3.4 13.43% -97.22% -97.22%

Nivel 1 C1 0 17.28% 35.23% 35.23%

Nivel 1 C1 3.4 17.47% 35.23% 35.23%

Nivel 1 C8 0 14.72% 33.19% 29.26%

Nivel 1 C8 3.4 14.74% 33.19% 29.26%

Nivel 1 C8 0 16.66% 20.14% -14.30%

Nivel 1 C8 3.4 16.75% 20.14% -14.30%

Nivel 1 C10 0 15.84% 62.69% 58.75%

Nivel 1 C10 3.4 15.87% 62.69% 58.75%

Nivel 1 C10 0 16.02% 62.67% 68.43%

Nivel 1 C10 3.4 16.05% 62.67% 68.43%

Nivel 1 C15 0 14.72% 33.08% 66.20%

Nivel 1 C15 3.4 14.74% 33.08% 66.20%

Nivel 1 C15 0 16.66% 21.85% 60.17%

Nivel 1 C15 3.4 16.75% 21.85% 60.17%




RESULTADOS


ubicados en las Zona C (Nicaragua) y Zona III (Costa Rica)

COMPARACION DE RESULTADOS EN PILARES DE LOS EDIFICIOS NZCTII Y CZIIIS2

47.27%

61.96%

-8.69%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


-200000

-180000

-160000

-140000

-120000

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

-200000 -180000 -160000 -140000 -120000 -100000 -80000 -60000 -40000 -20000 0

NZC

TII (

RN

C-0

7)

CZIIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Carga Axial (kg) en Pilares del Edificio NZCTII y CZIIIS2

Col. A. NZCTII, CZIIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

NZC

TII (

RN

C-0

7)

CZIIIS2(CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Pilares del Edificio NZCTII y CZIIIS2

Col. C. NZCTII, CZIIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

NZC

TII (

RN

C-0

7)

CZIIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Pilares del Edificio NZCTII y CZIIIS2

Col. M. NZCTII, CZIIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %



Anejo 3 A3.9










Nivel 4 C8 COMB-NIC Min 3.4 -21225.11 -661.35 3926.42 3981.73 -9.56 -8182.29 -1588 8334.96 79.02



































Nivel 2 C10 COMB-NIC Min 0 -135658.21 -2022.97 -1820 2721.18 48.02 -3585.63 -4126.61 5466.78 40.99

Nivel 2 C10 COMB-NIC Min 3.4 -132129.03 -2022.97 -1820 2721.18 48.02 -2755.35 -2607.6 3793.62 46.58






















RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO NZCTIII


0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TIII,ZC



Anejo 3 A3.10





























Nivel 3 C10 COMB-CR Min 0 -77070 -718.14 -775.72 1057.10 42.79 -1472.16 -1401.11 2032.33 46.42




Nivel 3 C15 COMB-CR Min 0 -41202.41 1715.11 -689.88 1848.66 -68.09 -1337.65 3306 3566.36 -22.03





















Nivel 1 C1 COMB-CR Min 3.4 -47547 -1638.55 -1638.55 2317.26 45.00 1581.82 1581.82 2237.03 45.00



Nivel 1 C8 COMB-CR Min 0 -86595.52 -890.35 882.45 1253.57 -45.26 -172 -2459.36 2465.37 4.00






Nivel 1 C15 COMB-CR Max 0 -82705.86 2448.74 889.96 2605.45 70.03 2458.37 4469 5100.54 28.81


Nivel 1 C15 COMB-CR Min 0 -86597.52 882.24 -990.74 1326.62 -41.68 -2588.8 -171.99 2594.51 86.20


RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN PILARES DEL EDIFICIO CZIIIS3


Edificio Situado en la Zona III Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona III

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S3,ZIII



Anejo 3 A3.11



Nivel 4 C1 0 14.07% 8.18% 8.18%

Nivel 4 C1 3.4 14.02% 8.18% 8.18%

Nivel 4 C1 0 16.89% 22.13% 22.13%

Nivel 4 C1 3.4 17.51% 22.13% 22.13%

Nivel 4 C8 0 15.08% 21.05% 20.12%

Nivel 4 C8 3.4 15.18% 21.05% 20.12%

Nivel 4 C8 0 16.43% 12.55% 11.49%

Nivel 4 C8 3.4 16.69% 12.55% 11.49%

Nivel 4 C10 0 15.91% 76.27% 67.51%

Nivel 4 C10 3.4 16.01% 76.27% 67.51%

Nivel 4 C10 0 16.03% 76.16% 95.33%

Nivel 4 C10 3.4 16.13% 76.16% 95.33%

Nivel 4 C15 0 15.08% 20.80% 96.36%

Nivel 4 C15 3.4 15.18% 20.80% 96.36%

Nivel 4 C15 0 16.43% 13.02% 66.63%

Nivel 4 C15 3.4 16.69% 13.02% 66.63%

Nivel 3 C1 0 13.24% -28.94% -28.94%

Nivel 3 C1 3.4 13.13% -28.94% -28.94%

Nivel 3 C1 0 17.65% 35.14% 35.14%

Nivel 3 C1 3.4 18.00% 35.14% 35.14%

Nivel 3 C8 0 14.66% 32.51% 28.53%

Nivel 3 C8 3.4 14.69% 32.51% 28.53%

Nivel 3 C8 0 16.84% 12.77% -3.66%

Nivel 3 C8 3.4 16.98% 12.77% -3.66%

Nivel 3 C10 0 15.87% 83.47% 86.24%

Nivel 3 C10 3.4 15.92% 83.47% 86.24%

Nivel 3 C10 0 16.07% 83.44% 81.04%

Nivel 3 C10 3.4 16.12% 83.44% 81.04%

Nivel 3 C15 0 14.66% 32.53% 83.18%

Nivel 3 C15 3.4 14.69% 32.53% 83.18%

Nivel 3 C15 0 16.84% 12.66% 83.77%

Nivel 3 C15 3.4 16.98% 12.66% 83.77%

Nivel 2 C1 0 12.52% -8.26% -8.26%

Nivel 2 C1 3.4 12.35% -8.26% -8.26%

Nivel 2 C1 0 18.20% 30.02% 30.02%

Nivel 2 C1 3.4 18.55% 30.02% 30.02%

Nivel 2 C8 0 14.27% 28.91% 25.48%

Nivel 2 C8 3.4 14.27% 28.91% 25.48%

Nivel 2 C8 0 17.14% 11.82% 3.07%

Nivel 2 C8 3.4 17.28% 11.82% 3.07%

Nivel 2 C10 0 15.81% 83.70% 78.80%

Nivel 2 C10 3.4 15.85% 83.70% 78.80%

Nivel 2 C10 0 16.07% 83.66% 90.29%

Nivel 2 C10 3.4 16.12% 83.66% 90.29%

Nivel 2 C15 0 14.27% 28.66% 89.34%

Nivel 2 C15 3.4 14.27% 28.66% 89.34%

Nivel 2 C15 0 17.14% 12.77% 79.43%

Nivel 2 C15 3.4 17.28% 12.77% 79.43%

Nivel 1 C1 0 12.21% 137.85% -337.85%

Nivel 1 C1 3.4 12.07% 137.85% -337.85%

Nivel 1 C1 0 18.41% 46.03% 46.03%

Nivel 1 C1 3.4 18.68% 46.03% 46.03%

Nivel 1 C8 0 14.09% 43.70% 37.11%

Nivel 1 C8 3.4 14.08% 43.70% 37.11%

Nivel 1 C8 0 17.26% 38.10% -42.29%

Nivel 1 C8 3.4 17.37% 38.10% -42.29%

Nivel 1 C10 0 15.78% 81.82% 76.99%

Nivel 1 C10 3.4 15.81% 81.82% 76.99%

Nivel 1 C10 0 16.07% 81.79% 88.37%

Nivel 1 C10 3.4 16.11% 81.79% 88.37%

Nivel 1 C15 0 14.09% 43.65% 85.86%

Nivel 1 C15 3.4 14.08% 43.65% 85.86%

Nivel 1 C15 0 17.26% 38.90% 78.75%

Nivel 1 C15 3.4 17.37% 38.90% 78.75%



Variación promedio de Carga Axial: 15.75%ubicados en las Zona C (Nicaragua) y Zona III (Costa Rica)

COMPARACION DE RESULTADOS EN PILARES DE LOS EDIFICIOS NZCTIII Y CZIIIS3

RESULTADOS


80.00%

-7.75%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

180%

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


-200000

-180000

-160000

-140000

-120000

-100000

-80000

-60000

-40000

-20000

0

-200000 -180000 -160000 -140000 -120000 -100000 -80000 -60000 -40000 -20000 0

NZC

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Carga Axial (kg) en Pilares del Edificio NZCTIII y CZIIIS3

Col. A. NZCTIII, CZIIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

NZC

TIII

(R

NC

-07

) CZIIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Pilares del Edificio NZCTIII y CZIIIS3

Col. C. NZCTIII, CZIIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

NZC

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Pilaress del Edificio NZCTIII y CZIIIS3

Col. M. NZCTIII, CZIIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %



Anejo 3 A3.12

Nivel Viga Combinación Estación V2 V3 VR Ang. M2 M3 MR Ang.

m kgf kgf kgf grados kgf-m kgf-m kgf-m grados

Nivel 4 B8 COMB-NIC Max 0.25 -6650.14 0 6650.14 0.00 0 -6942.57 6942.57 0.00

Nivel 4 B8 COMB-NIC Max 5.75 6963.6 0 6963.60 0.00 0 -6941.66 6941.66 0.00

Nivel 4 B8 COMB-NIC Min 0.25 -6965.8 0 6965.80 0.00 0 -7679.24 7679.24 0.00

Nivel 4 B8 COMB-NIC Min 5.75 6647.46 0 6647.46 0.00 0 -7678.8 7678.80 0.00


















Nivel 3 B12 COMB-NIC Max 5.75 4677 0 4677.00 0.00 0 -3092.69 3092.69 0.00

















Nivel 2 B12 COMB-NIC Min 0.3 -5034 0 5034.00 0.00 0 -5484.53 5484.53 0.00








Nivel 2 B14 COMB-NIC Min 0.3 -4757 0 4757.00 0.00 0 -5374.16 5374.16 0.00


















RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO NZBTII



0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TII,ZB



Anejo 3 A3.13



Nivel 4 B8 COMB-CR Max 0.25 -5774.98 0 5774.98 0.00 0 -6080.54 6080.54 0.00

Nivel 4 B8 COMB-CR Max 5.75 5959.19 0 5959.19 0.00 0 -6079.82 6079.82 0.00

Nivel 4 B8 COMB-CR Min 0.25 -5961.16 0 5961.16 0.00 0 -6514.69 6514.69 0.00

Nivel 4 B8 COMB-CR Min 5.75 5772.73 0 5772.73 0.00 0 -6514.25 6514.25 0.00



































Nivel 2 B12 COMB-CR Min 0.3 -4187.67 0 4187.67 0.00 0 -4346 4346.00 0.00




















Nivel 1 B13 COMB-CR Min 0.3 -4199 0 4199.00 0.00 0 -4175.81 4175.81 0.00






RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO CZIIS2


Edificio Situado en la Zona B Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona II

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S2,ZII



Anejo 3 A3.14

Nivel Viga Estación VR MR

m % Variación % Variación

Nivel 4 B8 0.25 15.15% 14.18%

Nivel 4 B8 5.75 16.85% 14.18%

Nivel 4 B8 0.25 16.85% 17.88%

Nivel 4 B8 5.75 15.15% 17.88%

Nivel 4 B12 0.25 14.35% 12.27%

Nivel 4 B12 5.75 17.33% 9.34%

Nivel 4 B12 0.25 17.19% 19.09%

Nivel 4 B12 5.75 14.19% 21.20%

Nivel 4 B13 0.25 14.21% 9.31%

Nivel 4 B13 5.75 17.19% 12.26%

Nivel 4 B13 0.25 17.33% 21.21%

Nivel 4 B13 5.75 14.35% 19.10%

Nivel 4 B14 0.25 14.32% 12.24%

Nivel 4 B14 5.75 17.18% 12.24%

Nivel 4 B14 0.25 17.18% 19.12%

Nivel 4 B14 5.75 14.32% 19.13%

Nivel 3 B8 0.25 13.95% 11.31%

Nivel 3 B8 5.75 17.95% 11.31%

Nivel 3 B8 0.25 17.95% 20.20%

Nivel 3 B8 5.75 13.95% 20.20%

Nivel 3 B12 0.25 12.08% 5.81%

Nivel 3 B12 5.75 18.96% 4.80%

Nivel 3 B12 0.25 19.08% 23.39%

Nivel 3 B12 5.75 12.30% 23.99%

Nivel 3 B13 0.25 12.33% 4.76%

Nivel 3 B13 5.75 19.07% 5.77%

Nivel 3 B13 0.25 18.94% 24.01%

Nivel 3 B13 5.75 12.10% 23.40%

Nivel 3 B14 0.25 12.24% 6.29%

Nivel 3 B14 5.75 18.95% 6.28%

Nivel 3 B14 0.25 18.94% 23.13%

Nivel 3 B14 5.75 12.23% 23.13%

Nivel 2 B8 0.3 13.01% 8.65%

Nivel 2 B8 5.7 18.68% 8.64%

Nivel 2 B8 0.3 18.68% 22.03%

Nivel 2 B8 5.7 13.01% 22.03%

Nivel 2 B12 0.3 10.50% 0.21%

Nivel 2 B12 5.7 20.09% -2.22%

Nivel 2 B12 0.3 20.21% 26.20%

Nivel 2 B12 5.7 10.71% 27.27%

Nivel 2 B13 0.3 10.74% -2.27%

Nivel 2 B13 5.7 20.20% 0.15%

Nivel 2 B13 0.3 20.08% 27.29%

Nivel 2 B13 5.7 10.52% 26.22%

Nivel 2 B14 0.3 10.73% 0.98%

Nivel 2 B14 5.7 20.03% 0.97%

Nivel 2 B14 0.3 20.02% 25.86%

Nivel 2 B14 5.7 10.72% 25.87%

Nivel 1 B8 0.3 13.09% 8.90%

Nivel 1 B8 5.7 18.61% 8.90%

Nivel 1 B8 0.3 18.61% 21.84%

Nivel 1 B8 5.7 13.09% 21.84%

Nivel 1 B12 0.3 10.77% 1.47%

Nivel 1 B12 5.7 19.95% -1.62%

Nivel 1 B12 0.3 20.00% 25.57%

Nivel 1 B12 5.7 10.88% 26.92%

Nivel 1 B13 0.3 10.91% -1.67%

Nivel 1 B13 5.7 19.99% 1.41%

Nivel 1 B13 0.3 19.93% 26.94%

Nivel 1 B13 5.7 10.79% 25.60%

Nivel 1 B14 0.3 10.87% 1.51%

Nivel 1 B14 5.7 19.90% 1.50%

Nivel 1 B14 0.3 19.90% 25.55%

Nivel 1 B14 5.7 10.87% 25.56%



COMPARACION DE RESULTADOS EN VIGAS DE LOS EDIFICIOS NZBTII Y CZIIS2

RESULTADOS



53.00%

72.04%

-0.74%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*ae

f

Periodo (s)


0

2000

4000

6000

8000

0 2000 4000 6000 8000

NZB

TII (

RN

C-0

7)

CZIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Vigas del Edificio NZBTII y CZIIS2

Vig. C. NZBTII, CZIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000

NZB

TII (

RN

C-0

7)

CZIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Vigas del Edificio NZBTII y CIIS2

Vig. M. NZBTII, CZIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %



Anejo 3 A3.15





























































Nivel 1 B13 COMB-NIC Min 0.3 -5186.89 0 5186.89 0.00 0 -5700 5700.00 0.00






ubicados en la Zona B

RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO NZBTIII


Edificio Situado en la Zona B Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TIII,ZB



Anejo 3 A3.16



































































RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO CZIIS3



0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S3,ZII



Anejo 3 A3.17



Nivel 4 B8 0.25 14.80% 13.38%

Nivel 4 B8 5.75 17.19% 13.38%

Nivel 4 B8 0.25 17.19% 18.58%

Nivel 4 B8 5.75 14.80% 18.58%

Nivel 4 B12 0.25 13.73% 10.70%

Nivel 4 B12 5.75 17.95% 6.32%

Nivel 4 B12 0.25 17.75% 20.33%

Nivel 4 B12 5.75 13.51% 23.19%

Nivel 4 B13 0.25 13.53% 6.28%

Nivel 4 B13 5.75 17.74% 10.68%

Nivel 4 B13 0.25 17.94% 23.21%

Nivel 4 B13 5.75 13.74% 20.34%

Nivel 4 B14 0.25 13.71% 10.67%

Nivel 4 B14 5.75 17.73% 10.67%

Nivel 4 B14 0.25 17.73% 20.36%

Nivel 4 B14 5.75 13.71% 20.36%

Nivel 3 B8 0.25 13.14% 9.36%

Nivel 3 B8 5.75 18.66% 9.35%

Nivel 3 B8 0.25 18.65% 21.66%

Nivel 3 B8 5.75 13.14% 21.66%

Nivel 3 B12 0.25 10.59% 1.35%

Nivel 3 B12 5.75 20.09% -0.21%

Nivel 3 B12 0.25 20.27% 25.90%

Nivel 3 B12 5.75 10.89% 26.68%

Nivel 3 B13 0.25 10.93% -0.27%

Nivel 3 B13 5.75 20.25% 1.29%

Nivel 3 B13 0.25 20.07% 26.70%

Nivel 3 B13 5.75 10.61% 25.93%

Nivel 3 B14 0.25 10.82% 2.07%

Nivel 3 B14 5.75 20.09% 2.07%

Nivel 3 B14 0.25 20.08% 25.57%

Nivel 3 B14 5.75 10.81% 25.57%

Nivel 2 B8 0.3 11.88% 5.62%

Nivel 2 B8 5.7 19.63% 5.61%

Nivel 2 B8 0.3 19.62% 24.00%

Nivel 2 B8 5.7 11.88% 24.01%

Nivel 2 B12 0.3 8.43% -6.97%

Nivel 2 B12 5.7 21.57% -10.84%

Nivel 2 B12 0.3 21.73% 29.38%

Nivel 2 B12 5.7 8.73% 30.71%

Nivel 2 B13 0.3 8.76% -10.93%

Nivel 2 B13 5.7 21.71% -7.07%

Nivel 2 B13 0.3 21.54% 30.74%

Nivel 2 B13 5.7 8.46% 29.41%

Nivel 2 B14 0.3 8.77% -5.77%

Nivel 2 B14 5.7 21.49% -5.79%

Nivel 2 B14 0.3 21.48% 28.96%

Nivel 2 B14 5.7 8.76% 28.97%

Nivel 1 B8 0.3 11.98% 5.95%

Nivel 1 B8 5.7 19.55% 5.94%

Nivel 1 B8 0.3 19.54% 23.78%

Nivel 1 B8 5.7 11.97% 23.79%

Nivel 1 B12 0.3 8.78% -5.14%

Nivel 1 B12 5.7 21.40% -10.03%

Nivel 1 B12 0.3 21.48% 28.64%

Nivel 1 B12 5.7 8.94% 30.33%

Nivel 1 B13 0.3 8.97% -10.11%

Nivel 1 B13 5.7 21.46% -5.22%

Nivel 1 B13 0.3 21.37% 30.36%

Nivel 1 B13 5.7 8.81% 28.67%

Nivel 1 B14 0.3 8.94% -5.06%

Nivel 1 B14 5.7 21.35% -5.08%

Nivel 1 B14 0.3 21.34% 28.61%

Nivel 1 B14 5.7 8.93% 28.62%


Variación promedio del Momento Flector: 15.49%Espectros Elásticos para Suelos con Vs: 250 m/s


COMPARACION DE RESULTADOS EN VIGAS DE LOS EDIFICIOS NZBTIII Y CZIIS3

RESULTADOS

69.71%

78.27%

-4.15%

-30%

-10%

10%

30%

50%

70%

90%

110%

130%

150%

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


0

2000

4000

6000

8000

0 2000 4000 6000 8000

NZB

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Vigas del Edificio NZBTIII y CZIIS3

Vig. C. NZBTIII, CZIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000

NZB

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Vigas del Edificio NZBTIII y CZIIS3

Vig. M. NZBSIII, CZIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %



Anejo 3 A3.18



































































RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO NZCTII



0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TII,ZC



Anejo 3 A3.19









Nivel 4 B12 COMB-CR Min 0.25 -3976.7 0 3976.70 0.00 0 -4077 4077.00 0.00














































Nivel 1 B12 COMB-CR Max 0.3 -3491 0 3491.00 0.00 0 -2720.33 2720.33 0.00












RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO CZIIIS2


Edificio Situado en la Zona C Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona III

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S2,ZIII



Anejo 3 A3.20



Nivel 4 B8 0.25 15.02% 13.86%

Nivel 4 B8 5.75 16.97% 13.86%

Nivel 4 B8 0.25 16.97% 18.11%

Nivel 4 B8 5.75 15.02% 18.12%

Nivel 4 B12 0.25 14.11% 11.62%

Nivel 4 B12 5.75 17.54% 7.95%

Nivel 4 B12 0.25 17.38% 19.47%

Nivel 4 B12 5.75 13.93% 21.74%

Nivel 4 B13 0.25 13.94% 7.92%

Nivel 4 B13 5.75 17.38% 11.60%

Nivel 4 B13 0.25 17.53% 21.75%

Nivel 4 B13 5.75 14.12% 19.48%

Nivel 4 B14 0.25 14.08% 11.57%

Nivel 4 B14 5.75 17.37% 11.57%

Nivel 4 B14 0.25 17.37% 19.52%

Nivel 4 B14 5.75 14.08% 19.52%

Nivel 3 B8 0.25 13.59% 10.37%

Nivel 3 B8 5.75 18.22% 10.37%

Nivel 3 B8 0.25 18.22% 20.70%

Nivel 3 B8 5.75 13.59% 20.71%

Nivel 3 B12 0.25 11.39% 3.34%

Nivel 3 B12 5.75 19.37% 1.96%

Nivel 3 B12 0.25 19.51% 24.12%

Nivel 3 B12 5.75 11.65% 24.74%

Nivel 3 B13 0.25 11.68% 1.91%

Nivel 3 B13 5.75 19.50% 3.29%

Nivel 3 B13 0.25 19.35% 24.76%

Nivel 3 B13 5.75 11.41% 24.14%

Nivel 3 B14 0.25 11.57% 3.98%

Nivel 3 B14 5.75 19.36% 3.98%

Nivel 3 B14 0.25 19.36% 23.85%

Nivel 3 B14 5.75 11.57% 23.86%

Nivel 2 B8 0.3 12.47% 7.02%

Nivel 2 B8 5.7 19.06% 7.01%

Nivel 2 B8 0.3 19.05% 22.70%

Nivel 2 B8 5.7 12.47% 22.71%

Nivel 2 B12 0.3 9.44% -4.41%

Nivel 2 B12 5.7 20.64% -8.02%

Nivel 2 B12 0.3 20.77% 27.07%

Nivel 2 B12 5.7 9.70% 28.15%

Nivel 2 B13 0.3 9.73% -8.10%

Nivel 2 B13 5.7 20.76% -4.50%

Nivel 2 B13 0.3 20.63% 28.17%

Nivel 2 B13 5.7 9.46% 27.09%

Nivel 2 B14 0.3 9.73% -3.30%

Nivel 2 B14 5.7 20.57% -3.32%

Nivel 2 B14 0.3 20.57% 26.73%

Nivel 2 B14 5.7 9.72% 26.73%

Nivel 1 B8 0.3 12.57% 7.35%

Nivel 1 B8 5.7 18.97% 7.35%

Nivel 1 B8 0.3 18.97% 22.49%

Nivel 1 B8 5.7 12.57% 22.49%

Nivel 1 B12 0.3 9.78% -2.63%

Nivel 1 B12 5.7 20.47% -7.15%

Nivel 1 B12 0.3 20.54% 26.40%

Nivel 1 B12 5.7 9.92% 27.76%

Nivel 1 B13 0.3 9.95% -7.23%

Nivel 1 B13 5.7 20.53% -2.70%

Nivel 1 B13 0.3 20.45% 27.78%

Nivel 1 B13 5.7 9.80% 26.42%

Nivel 1 B14 0.3 9.91% -2.56%

Nivel 1 B14 5.7 20.43% -2.58%

Nivel 1 B14 0.3 20.43% 26.38%

Nivel 1 B14 5.7 9.90% 26.39%



COMPARACION DE RESULTADOS EN VIGAS DE LOS EDIFICIOS NZCTII Y CZIIIS2

RESULTADOS


ubicados en las Zona B (Nicaragua) y Zona III (Costa Rica)

47.27%

61.96%

-8.69%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


0

2000

4000

6000

8000

0 2000 4000 6000 8000

NZC

TII (

RN

C-0

7)

CZIIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Vigas del Edificio NZCTII y CZIIIS2

Vig. C. NZCTII, CZIIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000

NZC

TII (

RN

C-0

7)

CZIIIS2 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Vigas del Edificio NZCTII y CZIIIS2

Vig. M. NZCSII, CZIIIS2 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %



Anejo 3 A3.21




































































RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO NZCTIII


0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

Periodo (s)

RNC-07/TIII,ZC



Anejo 3 A3.22



































































RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL EN VIGAS DEL EDIFICIO CZIIIS3


Edificio Situado en la Zona C Estructurado con Pórticos Dúctiles sin Irregularidad ubicados en la Zona III

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

FED

* a

ef

Periodo (s)

CSCR-10/S3,ZIII



Anejo 3 A3.23



Nivel 4 B8 0.25 14.29% 12.21%

Nivel 4 B8 5.75 17.66% 12.20%

Nivel 4 B8 0.25 17.66% 19.55%

Nivel 4 B8 5.75 14.28% 19.56%

Nivel 4 B12 0.25 12.84% 8.31%

Nivel 4 B12 5.75 18.80% 1.53%

Nivel 4 B12 0.25 18.52% 22.02%

Nivel 4 B12 5.75 12.51% 25.81%

Nivel 4 B13 0.25 12.53% 1.48%

Nivel 4 B13 5.75 18.51% 8.29%

Nivel 4 B13 0.25 18.78% 25.84%

Nivel 4 B13 5.75 12.85% 22.04%

Nivel 4 B14 0.25 12.82% 8.30%

Nivel 4 B14 5.75 18.50% 8.30%

Nivel 4 B14 0.25 18.50% 22.05%

Nivel 4 B14 5.75 12.82% 22.05%

Nivel 3 B8 0.25 11.93% 6.32%

Nivel 3 B8 5.75 19.66% 6.31%

Nivel 3 B8 0.25 19.65% 23.65%

Nivel 3 B8 5.75 11.93% 23.66%

Nivel 3 B12 0.25 8.31% -6.17%

Nivel 3 B12 5.75 21.66% -8.80%

Nivel 3 B12 0.25 21.91% 29.19%

Nivel 3 B12 5.75 8.74% 30.15%

Nivel 3 B13 0.25 8.79% -8.89%

Nivel 3 B13 5.75 21.89% -6.27%

Nivel 3 B13 0.25 21.63% 30.17%

Nivel 3 B13 5.75 8.34% 29.22%

Nivel 3 B14 0.25 8.65% -4.98%

Nivel 3 B14 5.75 21.67% -4.99%

Nivel 3 B14 0.25 21.66% 28.76%

Nivel 3 B14 5.75 8.64% 28.76%

Nivel 2 B8 0.3 10.16% 0.70%

Nivel 2 B8 5.7 20.96% 0.69%

Nivel 2 B8 0.3 20.95% 26.66%

Nivel 2 B8 5.7 10.15% 26.67%

Nivel 2 B12 0.3 5.18% -20.17%

Nivel 2 B12 5.7 23.60% -27.31%

Nivel 2 B12 0.3 23.81% 33.43%

Nivel 2 B12 5.7 5.61% 35.02%

Nivel 2 B13 0.3 5.66% -27.48%

Nivel 2 B13 5.7 23.80% -20.34%

Nivel 2 B13 0.3 23.57% 35.05%

Nivel 2 B13 5.7 5.22% 33.47%

Nivel 2 B14 0.3 5.68% -18.04%

Nivel 2 B14 5.7 23.50% -18.07%

Nivel 2 B14 0.3 23.50% 32.91%

Nivel 2 B14 5.7 5.67% 32.92%

Nivel 1 B8 0.3 10.29% 1.17%

Nivel 1 B8 5.7 20.86% 1.16%

Nivel 1 B8 0.3 20.85% 26.40%

Nivel 1 B8 5.7 10.28% 26.41%

Nivel 1 B12 0.3 5.68% -17.06%

Nivel 1 B12 5.7 23.39% -25.96%

Nivel 1 B12 0.3 23.50% 32.55%

Nivel 1 B12 5.7 5.90% 34.60%

Nivel 1 B13 0.3 5.95% -26.12%

Nivel 1 B13 5.7 23.48% -17.19%

Nivel 1 B13 0.3 23.36% 34.63%

Nivel 1 B13 5.7 5.71% 32.59%

Nivel 1 B14 0.3 5.92% -16.90%

Nivel 1 B14 5.7 23.34% -16.93%

Nivel 1 B14 0.3 23.33% 32.52%

Nivel 1 B14 5.7 5.91% 32.52%



ubicados en las Zona C (Nicaragua) y Zona III (Costa Rica)

COMPARACION DE RESULTADOS EN VIGAS DE LOS EDIFICIOS NZCTIII Y CZIIIS3

RESULTADOS


80.00%

-7.75%

-20%0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00

Sao

/ F

ED*a

ef

Periodo (s)


0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000

NZC

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Cortante (kg) en Vigas del Edificio NZCTIII y CZIIIS3

Vig. C. NZIIIS3, CC.IIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 2000 4000 6000 8000 10000

NZC

TIII

(R

NC

-07

)

CZIIIS3 (CSCR-10)

Comparación de Demanda a Momento Flexionante (kg*m) en Vigas del Edificio NZCTIII y CZIIIS3

Vig. M. NZCTIII, CZIIIS3 Linea de Igualdad 25 % 50 % 75 %



Anejo 3 A3.24

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ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS NORMATIVAS DE · PDF fileanÁlisis comparativo de las normativas de diseÑo sÍsmico para edificaciones de nicaragua y costa rica julio 2016 luis alejandro