CONSTRUCCIONES SISMORRESISTENTESQu es la sismorresistencia? Se dice que una edificacin es sismorresistente cuando se disea y construye con una adecuada configuracin estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y materiales con una proporcin y resistencia suficientes para soportar la accin de las fuerzas causadas por sismos frecuentes. An cuando se disee y construya una edificacin cumpliendo con todos los requisitos que indican las normas de diseo y construccin sismo resistente, siempre existe la posibilidad de que se presente un terremoto an ms fuerte que los que han sido previstos y que deben ser resistidos por la edificacin sin que ocurran daos. Por esta razn no existen edificios totalmente sismorresistentes. Sin embargo, la sismorresistencia es una propiedad o capacidad que se dota a la edificacin con el fin de proteger la vida y las personas de quienes la ocupan. Aunque se presenten daos, en el caso de un sismo muy fuerte, una edificacin sismorresistente no colapsar y contribuir a que no haya prdidas de vidas y prdida total de la propiedad.

Principios de la sismorresistenciaForma regular La geometra de la edificacin debe ser sencilla en planta y en elevacin. Las formas complejas, irregulares o asimtricas causan un mal comportamiento cuando la edificacin es sacudida por un sismo. Una geometra irregular favorece que la estructura sufra torsin o que intente girar en forma desordenada. La falta de uniformidad facilita que en algunas esquinas se presenten intensas concentraciones de fuerza, que pueden ser difciles de resistir.Bajo peso Cuanto ms liviana sea la edificacin menor ser la fuerza que tendr que soportar cuando ocurre un terremoto. Grandes masas o pesos se mueven con mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y, por lo tanto, la exigencia de la fuerza actuante ser mayor sobre los componentes de la edificacin. Cuando la cubierta de una edificacin es muy pesada, por ejemplo, sta se mover como un pndulo invertido causando esfuerzos tensiones muy severas en los elementos sobre los cuales est soportada.Mayor rigidez. Es deseable que la estructura se deforme poco cuando se mueve ante la accin de un sismo. Una estructura flexible o poco slida al deformarse exageradamente favorece que se presenten daos en paredes o divisiones no estructurales, acabados arquitectnicos e instalaciones que usualmente son elementos frgiles que no soportan mayores distorsiones

Buena estabilidad Las edificaciones deben ser firmes y conservar el equilibrio cuando son sometidas a las vibraciones de un terremoto. Estructuras poco slidas e inestables se pueden volcar o deslizar en caso de una cimentacin deficiente. La falta de estabilidad y rigidez favorece que edificaciones vecinas se golpeen en forma perjudicial si no existe una suficiente separacin entre ellas.Suelo firme y buena cimentacin La cimentacin debe ser competente para trasmitir con seguridad el peso de la edificacin al suelo. Tambin, es deseable que el material del suelo sea duro y resistente. Los suelos blandos amplifican las ondas ssmicas y facilitan asentamientos nocivos en la cimentacin que pueden afectar la estructura y facilitar el dao en caso de sismo.Estructuraapropiada Para que una edificacin soporte un terremoto su estructura debe ser slida, simtrica, uniforme, continua o bien conectada. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuracin estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentracin de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que pueden causar graves daos o el colapso de la edificacin.

Materiales competentes Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la energa que el sismo le otorga a la edificacin cuando se sacude. Materiales frgiles, poco resistentes, con discontinuidades se rompen fcilmente ante la accin de un terremoto. Muros o paredes de tapia de tierra o adobe, de ladrillo o bloque sin refuerzo, sin vigas y columnas, son muy peligrosos.Capacidadde disipar energaUna estructura debe ser capaz de soportar deformaciones en sus componentes sin que se daen gravemente o se degrade su resistencia. Cuando una estructura no es dctil y tenaz se rompe fcilmente al iniciarse su deformacin por la accin ssmica. Al degradarse su rigidez y resistencia pierde su estabilidad y puede colapsar sbitamente.Fijacin de acabados e instalacionesLos componentes no estructurales como tabiques divisorios, acabados arquitectnicos, fachadas, ventanas, e instalaciones deben estar bien adheridos o conectados y no deben interaccionar con la estructura. Si no estn bien conectados se desprendern fcilmente en caso de un sismo.OBJETIVOSOBJETIVO GENERALMediante esta gua y sus contenidos se busca suministrar la informacin que le permita entender el por qu de la forma como deben estar constituidas las edificaciones para que soporten las fuerzas a que se ven sometidas durante un sismoOBJETIVOS ESPECIFICOSDel trabajo guiado, se espera que se: Comprenda el concepto de Sismo resistencia Relacione la simplicidad de formas y volmenes de un edificio Identifique las condiciones de simetra en un plano de un edificio Comprenda lo que es la rigidez de una edificacin sometida a fuerzas externas Entienda mediante qu tipo de componentes se mantiene la continuidad de una construcciN.

INTRODUCCINLos diseos para una vivienda deben ser elaborados por un arquitecto o ingeniero que tenga conocimiento de sismo-resistencia, pero cada uno de nosotros debe entender los principios con los cuales fueron elaborados los planos, con el fin de que al construir tengamos conciencia de lo que estamos haciendo y no los cambiemos, ya que de esta forma se puede afectar la capacidad que tenga la edificacin para resistir los sismos.La accin de los sismos en las viviendas tiene un carcter destructor, con esta gua, esperamos aportarle conocimientos y criterios para que entienda los diseos, o sea la forma de organizar los espacios y la manera como deben ubicarse los muros portantes en la casa.Para tener una casa sismo resistente se deben cumplir unas condiciones en cuanto a la colocacin de los muros, el grueso de las paredes, si van a ser cargueros, o si son divisorios, la forma de colocar las vigas de amarre, las cintas de culata y cmo lograr la continuidad que estos elementos deben tener al momento de construir para que acten adecuadamente durante un sismo.La Norma Colombiana de Diseo y Construccin Sismo Resistente establece en el capitulo E las condiciones que se deben cumplir al construir casas de uno y dos pisos para que sean Sismo-resistentes.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJEPara la mejor comprensin del tema sobre sismo-resistencia le proponemos: Leer detenidamente y analizar los objetivos pues estos son los puntos de partida. Estudiar con atencin lo que es la Sismo resistencia. Entender bien lo que es la simplicidad de un diseo Clarificar bien lo que es la simetra, puede preguntarle a personas que estn estudiando bachillerato o a profesores que dicten geometra para que comprenda mejor el tema si es posible Observar las grficas y entender bien lo que es rigidez Observar la grfica y aclarar bien lo que es la continuidad. Si a medida que va estudiando los temas de la gua, encuentra palabras que no conoce, consulte el vocabulario incluido al final de esta gua, para aquellas palabras que no encuentre ah, busque su significado en un diccionario. Responda las preguntas que se le hacen en la evaluacin final.Una vez completado exitosamente todo el proceso, podr continuar en el nivel siguiente.

DESARROLLO DE TEMAS1.LA SISMORESISTENCIAEs una propiedad o atributo de que se dota a una edificacin, mediante la aplicacin de tcnicas de diseo de su configuracin geomtrica y la incorporacin en su constitucin fsica, de componentes estructurales especiales que la capacitan para resistir las fuerzas que se presentan durante un movimiento ssmico, lo que se traduce en proteccin de la vida de los ocupantes y de la integridad del edificio mismo.Es una tecnologa que disea y ejecuta procesos constructivos con elementos estructurales, distribuidas previa aplicacin de principios bsicos como la simplicidad, simetra, resistencia, rigidez y continuidad de las obras, que les permita resistir los usos y las cargas ssmicas a que estarn sometidas durante su vida til y tambin a los sismos.LA COMPOSICIN GEOMTRICA DEL EDIFICIOY SUS EFECTOS SOBRE LA SISMO-RESISTENCIAAl determinar durante la etapa de diseo, cul ha de ser la forma geomtrica general de la edificacin, se debe procurar que esta este conformada por volmenes de formas simples y dispuestos de manera simtrica respecto de los ejes longitudinal y transversal de la planta.El lograr que la simplicidad de formas y la simetra de volmenes sea una caracterstica de la geometra general del edificio, garantiza que los efectos que sobre l causen los posibles movimientos ssmicos a que se puede ver sometido a lo largo de su vida til, le causen el mnimo dao dado el comportamiento homogneo que esa configuracin confiere a toda la edificacin.

2.LA SIMPLICIDADEn la figura 1 se aprecia un ejemplo de edificacin que involucra simplicidad en su configuracin geomtrica y por lo tanto su comportamiento ante el sismo ser ptimo desde este punto de vista, pues ha sido proyectada como un diseo sencillo que facilita la distribucin equilibrada de los muros portantes y evita cualquier forma irregular de la planta.Se puede finalmente afirmar que todo diseo arquitectnico que contemple los elementos estructurales que hacen resistente una vivienda es vlido, por lo tanto la simplicidad recomendada no ir en detrimento de la creatividad artstica del arquitecto.LA SIMPLICIDADEN UNA EDIFICACINSe proyectan diseos sencillos que faciliten la distribucin equilibrada de los muros, evitando en lo posible formas irregulares.La fachada debe ser el resultado de la distribucin funcional de los muros interiores.

FIG 1

3.LA SIMETRAPor otra parte en la figura 2 pg se aprecia un diseo en planta que establece una ubicacin de las diferentes partes del edificio de tal forma que sus volmenes se ubican de forma equilibrada respecto de los dos ejes que cruzan la planta.

FIG 2

4.ATRIBUTOS DE UN BUENDISEOEl diseo ilustrado tiene los siguientes atributos:Calcula y prev el balance de los muros, respecto a la distribucin de vanos.La edificacin como un todo y todos los bloques que la conforman son simtricos con respecto a sus ejes.Equilibra los muros localizando sus vanos, unos frente a otros, para que los desplazamientos en caso de sismo sean uniformes.Evita los bloques largos y angostos con longitud mayor a 3 veces su ancho.

4.1LA FORMA

FIG 3

La forma volumtrica de la construccin ms recomendable es la FORMA REGULAR, en la cual, tal como se aprecia en la figura 3, el volumen general del edificio se muestra compacto, sin irregularidades en su conformacin geomtrica, sin salientes o protuberancias, en fin muestra una forma regular que lo habilita para resistir los efectos dainos que un sismo le pudiera causar si su forma fuera diferente.

Por otra parte, FORMAS IRREGULARES en la configuracin geomtrica general del edificio no son recomendables, es decir, edificaciones compuestas por volmenes diferentes pero ligados unos a otros, que al ser afectados por el sismo se deforman y reaccionan de manera independiente unos respecto a los otros, no contribuyen al comportamiento homogneo que es deseable y necesario para que las edificaciones respondan bien ante las fuerzas irregulares que un sismo comunica a la edificacin.Figura 4 no recomendable por su forma.

FIG 4

FORMA IRREGULARFormas asimtrica en volumen no son recomendables por lo tanto es importante independizarlos por medio de juntas o separaciones entre los edificios o volmenes vecinos.Mtodo de clculo geomtrico de esfuerzos

4.2LA DISPOSICIN DE LOS MUROSSe debe evitar disponer todos los muros en una misma direccin, pues si bien es cierto que la edificacin resultante sera resistente a fuerzas ssmicas que se presenten en la misma direccin en que estn localizados los muros, por otra parte la misma edificacin resultara sumamente dbil a fuerzas que viniesen en direccin perpendicular al muro, condicin en la cual la edificacin no tendra capacidad para resistirlas.

Fig.5

Inestables en la direccin de la flecha por falta de muros en la otra direccin Figura 5 y 6

Fig. 6

Figura 7. Disposicin de muros RECOMENDABLE, muros perpendiculares entre si.

Fig 7

LA SISMORESISTENCIA COMO RESULTADODE LA CONSTITUCIN FISICA DEL EDIFICIOLa sismo resistencia de una edificacin, depende en gran medida tanto del tipo de materiales y componentes que la constituyan, como de la correcta relacin entre ellos, es decir, no basta con dotar a la edificacin de unos componentes resistentes, es necesario relacionarlos correctamente entre si para que toda la edificacin se comporte de manera homognea ante la presencia de fuerzas provenientes del sismo. A continuacin se analizarn algunos aspectos fundamentales para garantizar la sismo resistencia, a partir de las condiciones de relacin entre los componentes de la edificacin.

Fig 8

4.3LA UNIFORMIDADLa uniformidad debe ser una caracterstica de una edificacin sismo resistente y se logra mediante el cuidado de que no se presente diversidad de materiales en la constitucin de componentes que desempean trabajos similares.Por ejemplo, si los muros de carga son de ladrillo, no deben combinarse con otros vaciados en hormign o de otro material; si la estructura de soporte es en hormign reforzado, no deben aparecer algunos elementos de soporte en madera, metal o ladrillo; si la cubierta esta constituida principalmente en madera se debe evitar combinarla con elementos metlicos para realizar el papel de vigas.Figura 10 pg. 19 La heterogeneidad de materiales en una construccin, facilita el mal comportamiento ante un sismo por la variedad de caractersticas y resistencias de los diferentes materiales

5.CMO SE LOGRA LA CONTINUIDAD?

La continuidad de la construccin Sismoresistente se da en dos sentidos:a. Todos los ejes de los muros que conforman los diferentes espacios deben ser, hasta donde sea posible, colineales.b. Debe conservarse la continuidad entre juntas y pega horizontal de los elementos de mampostera a las vigas, as como verticalidad del muro que integrar a las columnetas.

Fig 9

HETEROGENEIDAD EN MATERIALESda como resultado un mal comportamiento ssmico.

Fig. 10

LO INCORRECTO:Fig. 11 Muros discontinuos en la verticalNo debe haber muros discontinuos como los que muestra la figura.

Fig. 11

LO CORRECTO:Fig.12 muros continuos en la verticalUn muro siempre debe ubicarse o continuar encima del anterior as sea encima de la losa.

Fig. 12

Ms sobre edificios

6.PUBLICACIONES SOBRE NORMAS TCNICASLa Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica ha publicado " Normas Colombianas para el diseo y construccin sismoresistente" (NSR- 98) de obligatoria aplicacin para tcnicos, profesionales y entidades que trabajan en la construccin en todo el Pas.La" NSR- 98 "incluye un captulo que trata de requisitos ssmicos para el diseo y construccin de casas de uno y dos pisos, en el cual podr ampliar los aspectos tratados en esta gua.El Banco Central Hipotecario public una cartilla para construccin sismo - resistente en el rea del Departamento del Cauca.Las Facultades de ingeniera de todo pas han hecho sus propias publicaciones.Este material lo podr consultar en la biblioteca del Centro de la Construccin del SENA MedellnOtras normasCdigo de Costa Rica

VOCABULARIOSIMETRIA:Equilibrio, ProporcinRIGIDEZ:Solidez, FortalezaVANOS: Espacio sin ladrillos que se deja para colocar puertas o ventanasUNIFORMIDAD:Igualdad, semejanzaHORMIGON:Mezcla de cemento, arena, triturado y agua.ESTRUCTURA: Son los elementos que cargan una edificacin como columnas vigas muros.HETEROGENEIDAD: Variedad, diversidadMONOLITICO:Formacin de varias cosas como un todo, en este caso los muros vigas y techo forman un todo en forma de caja.ENRASE:Ultima hilada de ladrillos en una vivienda.COLINEALES: Dos cuerpos o componentes que estn ubicados en la misma direccin y sobre una misma lnea recta.JUNTAS: Espacios que quedan entre ladrillos para ser llenados con morteroMORTERO:Mezcla de cemento, arena y aguaMAMPOSTERIA: Obra de construccin hecha con ladrillos o bloques de concreto.COLUMNETAS:Espacios que se dejan para formar una especie de columna en un muro y el cual no debe tener menos de 200 cms de rea.

BIBLIOGRAFA Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica. Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismoresistente. Ley 400 de 1997. Tomo 1 1998 Molina Sarria, Alberto. Ingeniera Ssmica. Ediciones Unidas, Universidad de los Andes, Bogot, Colombia. 1990 Minoru Wakabayashi y Martnez Romero, Enrique. Diseo de Estructuras Sismoresistentes. Ediciones Mcgraw-Hill. 1988 SENA, Asociacin de Ingeniera Ssmica. Manual de Construcciones Menores Sismoresistentes. 1990