Es propiedad del autor.Este Folleto o cualquiera desus partes no puede serreproducido sin autorización.

1.1.1.1.1. Alan Davis , “El Interior de la Tierra”, 2ª Edición - Sigmar, Buenos Aires, 1976.

2.2.2.2.2. Selecciones de Scientific American con Introducciones de J. Tuzo Wilson, “Deriva Continental y Tectónica de Placas”, 2ª Edición - H. Blume, 1974.

3.3.3.3.3. James M. Gere & Haresh C. Shah, “Terra Non Firma”, W. H. Freeman and Company, New York, 1984.

4.4.4.4.4. José Creixell M. “Construcciones Antisísmicas y Resistentes al Viento”, 3ª Edición - Limusa, México, 1993.

5.5.5.5.5. Centro Interamericano de Vivienda y Planeamiento, “Asismicidad en Viviendas Económicas”, 1ª Edición - Bogotá 1959.

6.6.6.6.6. Egor P. Popov, “Structural Engineering and Structural Mechanics” , Prentice - Hall, 1980.

7.7.7.7.7. Thomas Paulay, Hugo Bachmann & Konrad Moser, “Erdbebenbemessung von Stahlbetonhochbauten”, Birkhäuser 1990.

8.8.8.8.8. Mario Salvadori & Robert Heller, “Le Strutture in Architettura”, 1ª Edición - Etas Kompass, 1964.

9.9.9.9.9. Linton E. Grinter, PH.D., C.E., “ Elementary Structural Analysis and Design”, The Macmillan Company, New York, 1942.

10.10.10.10.10. The International Association for Earthquake Engineering, “Basic Concepts of Seismic Codes”, Vol. I, 1980.

11.11.11.11.11. Attilio Arcangeli, “La Estructura en la Arquitectura Moderna”, Editorial Universitaria de Buenos Aires, 1965.

12.12.12.12.12. Jack R. Benjamin, A. M. ASCE & Harry A. Williams, “ Muros Confinados y Propiedades de Muros”, Journal of the Structural Division, July 1958.

13.13.13.13.13. Enrique Bazán, Marciano Padilla & Roberto Meli, “Seguridad de Casas de Adobe ante Sismos”, Universidad Nacional Autónoma de México, Junio 1980.

14.14.14.14.14. Mejía C. Luis Gonzalo, “Manual de Especificaciones para Construcciones de Uno y Dos Pisos”, Medellín, 1999.

15.15.15.15.15. Gallegos, Hector “Albañilería Estructural”, Pontificia Universidad Católica del Perú, 1991.

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17.17.17.17.17. Bolt, A. Bruce “Serie Reverté Ciencia y Sociedad”, Terremotos, Editorial Reverté, S. A., España, 1981.

REFERENCIAS

20

La construcción de viviendas seguras y económicas en zonas sísmicas, representa un reto, no sólopara quienes participan en su diseño y construcción, sino para aquellas entidades o personas quetienen que tomar alguna decisión en las etapas previas de un proyecto.

Hoy en día no hay pretexto para alegar ignorancia en este campo, pues existe suficienteinformación sobre el tema, y por lo tanto y por las consecuencias que un evento sísmicopuede ocasionar, no sería sostenible desde el punto de vista ético y profesional, pasar poralto las recomendaciones actuales que permiten construir viviendas seguras para quieneshabitan en esta “Terra Non Firma”.

Estas notas buscan contribuir al conocimiento y entendimiento de los fenómenos que sepresentan cuando ocurre un sismo y cuales son las medidas que se pueden tomar paramitigar sus efectos.

Por último quiero agradecerle a mi hijo Carlos Federico por la paciencia en el desarrollo delas imagenes y diagramación de este folleto.

Luis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasMedellín, Julio del 2009Medellín, Julio del 2009Medellín, Julio del 2009Medellín, Julio del 2009Medellín, Julio del 2009

Introducción

¿ Que otros refuerzos necesitauna casa ?

Figura 33. Casas agrietadas por procesos normales de envejecimiento opor defectos de construcción son mas susceptibles de ser dañadasseveramente o colapsadas durante un sismo (Sin referencia).

Figura 32. Disposición típica de columnas y vigas de amarre en casas de1 y 2 pisos.

La observación de los agrietamientos de las figuras 24 y 25fácilmente nos permiten concluir en qué sitios debenreforzarse las casas. La figura 32 da indicaciones al respecto.Es importante mencionar que la presencia de las columnasde amarre es fundamental para el trabajo de los muroscomo mampostería confinada (Ref. 14).

Es pertinente mencionar en este punto, que lasconstrucciones existentes que muestran algún grado dedeterioro (Figura 33) deben reforzarse con el fin de evitarque un próximo sismo las destruya.

Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Una casa se comportará más como se construyó que comose diseñó y de ahí la importancia de unos buenos materialesy de una excelente construcción.

Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2En toda casa, deben disponerse suficientes muros en dosdirecciones perpendiculares entre sí.

Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Los muros estructurales deben ser continuos (colineales) enprimer y segundo piso.

Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Una buena cimentación es fundamental para lograr un buencomportamiento sísmico.

Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Debe disminuirse al máximo el peso de la construcción.

Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Debe buscarse uniformidad y simplicidad en el planteamientode las casas.

Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Deben evitarse las construcciones en suelos de rellenos oque por estudios se conozca que amplifiquen irregularmentelos sismos.

Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Las fundaciones, la losa y la cubierta deben unirse (amarrarse)debidamente de tal forma que actúen como una unidad (efectode diafragma).

Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Debe procurarse que los muros estructurales sean lo máslargos posibles ojalá 1,5 metros o más, pero nunca menosde 1,0 metro.

Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10En zonas sísmicas todos los muros de las casas deben irdebidamente reforzados.

Resumen de las 10 reglasbasicas de la construccionsismoresistente para casas de 1y 2 pisos.

19

Contenido

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Nociones Básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

¿Cómo se Originan los terremotos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Naturaleza de las Fuerzas Sísmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

¿Qué es una Estructura? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

¿Cómo se «Calculan» las Fuerzas Sísmicas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

¿Qué es un Diafragma? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Algunas Nociones sobre resistencia de Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Acerca del Comportamiento de los Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

¿Cómo se Agrieta una Casa Durante un Sismo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

¿Qué Otros Refuerzos Necesita una Casa? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Resumen de Las 10 reglas basicas de laconstrucción sismoresistente para casas de 1 y 2 pisos . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Figura 31. La irregularidad en la planta y con esto en los elementos resistentesproduce torsiones, además de las traslaciones normales en las casas,las cuales pueden acelerar el proceso de agrietamientos y fallas. (Ref. 10).

En la formación de grietas y su incremento, influyen muchosfactores adicionales a la ausencia de un amarre superior,entre otras la presencia de grandes vacíos para puertas yventanas, una mala calidad de los materiales y una malaconstrucción, lo cual ha sido corroborado en ensayos delaboratorios (Figura 27).Observaciones postsismos, ensayos de laboratorio y estudiosteóricos (Figura 28) indican con claridad que la resistenciade las casas se aumenta significativamente, cuando todoslos muros se coronan con vigas de amarre debidamentetraslapadas en sus uniones de tal forma que con la cubiertaformen un diafragma que obligue a todos los muros atrabajar conjuntamente (efecto de cajón Ver regla 8.)

Además de las vigas de amarre es fundamental que lacubierta quede unida a ellos (Figura 29) por un lado paragarantizar la acción de diafragma y por el otro para evitar lafalla prematura de las cubiertas (Figura 30). Es importantemencionar que en casas con planta irregular, se producenademás torsiones que empeoran sensiblemente los procesosde agrietamiento y falla aquí descritos y por esto, como yase mencionó, deben evitarse en zonas de amenaza sísmicamedia y alta (Figura 31).

Figura 29. La cubierta debe unirse a los muros y vigas de amarre parapoder garantizar un trabajo en conjunto de toda la casa y lograr el “efectocajón” uno de los principales aspectos requeridos para la supervivenciade una casa en un sismo severo. (Ref. 10).

Figura 30. La caída de la cubierta o losa por mal amarre o anclaje,obliga a los muros a trabajar en forma independiente, perdiéndose con estoenormes reservas de resistencia. (Ref. 10).

Figura 27. Con el fin de complementar los estudios teóricos, en loslaboratorios de todo el mundo se ensayan paredes, tratando de considerarel mayor número de variables y poder de esta forma proponer metodologíasde diseño (Ref. 12).

Figura 28. Estudios teóricos confirman los resultados experimentales(Ref. 13).

18 3

Sismicidad mundial. Están representados los epicentros de los terremotos demagnitud o igual a 4,5 ocurridos entre 1963 y 1973. (Cortesía del Centro Nacionalde Datos Geofísicos, NOAA:). (Referencia. 17).

¿Como se agrieta una casadurante un sismo?

Los sismos normalmente producen en las casas agrietamien-tos típicos como se indica en la figura 24.

Analicemos un poco más el comportamiento en la casa deun piso, considerando inicialmente que no tiene cubierta,ya sea porque falló por estar mal anclada a los muros, oporque no existen vigas de amarre debidamente traslapadassobre los muros. En este caso (Figura 25a) al actuar la fuerzasísmica sobre la pared A, rápidamente se forman grietas deflexión haciendo completamente ineficientes estas paredes,las cuales fallan fácilmente, debiendo ser resistidas las fuerzasúnicamente por la paredes B, las cuales a su vez tienden afisurarse como se indica en la (figura 25b). La casa asíagrietada tiene una alta probabilidad de colapso. La falta deamarre superior conduce además a fallas en dirección de lafuerza como se muestra en la figura 26.

Dos de los materiales más ampliamente utilizados enconstrucción, el ladrillo y el concreto son materialesfrágiles, sin embargo cuando se refuerzan debidamentecambian su comportamiento frágil a dúctil :

El refuerzo, además de resistir las fuerzas de tracción que essu función principal, dota a las construcciones de esaductilidad permitiéndoles que disipen energía. Pero,¿porqué es importante que una estructura disipe energía?La respuesta se obtuvo después de analizar muchasconstrucciones debidamente reforzadas que resistieronsismos mucho mayores que los de diseño, aspecto queintrigó a los investigadores durante mucho tiempo. Hoyen día se conoce, que esta mayor resistencia se debea que por mecanismos internos, la estructura disipa partede la energía que le transmiten los sismos. Esta propiedadjuega un papel fundamental en el diseño sismo resistentemoderno.

Como conclusión lógica tendríamos la siguiente décima regla:

Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10En zonas sísmicas todos los muros de las casas deben irdebidamente reforzados.

La madera presenta buenas condiciones de disipación deenergía y es un material adecuado para construcción enzonas sísmicas, siendo de fundamental importancia unacorrecta ejecución de las uniones, con detalles quegaranticen una acción en conjunto de toda la estructura ypermitan que esta exhiba su capacidad de disipación deenergía.

Aunque los detalles de unión puedan variar en cadaregión y según el tipo de madera, hay algunas quese han estandarizado, siendo prácticamente obligatoriosu uso, por ejemplo los conectores de anillo (Figura 23).

Figura 24. Los agrietamientosproducidos por los sismos sontípicos. Su análisis nos permiteconcluir qué refuerzos sonnecesarios para evitar que sepropaguen y causen el colapsode la vivienda. (Ref. 10).

Figura 25. Formación de grietasen una casa no reforzadadurante un sismo. (Ref. 10).

Figura 23. Las estructuras de madera parasu correcto funcionamiento requierende detalles especiales, tales como losllamados conectores de anillo quegarantizan un trabajo adecuado, sindesgarramiento de las uniones. (Ref. 9).

Figura 26. Un muro sin viga de amarre superior, aún sin vanos, falla de laforma indicada. (Ref. 11)

174

Introducción

Hace 250 años, un matemático llamado Lagrange estudiaba los fenómenos que se presentanen una cuerda que se pone a vibrar y entre otros encontró la ecuación indicada, que describeel movimiento de la cuerda en cualquier momento. Eran tiempos en los que se vivía una graneuforia matemática y en los cuales, a su vez, se construían las bases de la moderna teoría delas estructuras.

Aunque las matemáticas son una valiosa herramienta en la solución de muchos problemas,su aparente complejidad ha llevado a que muchas personas identifiquen cualquier tareaestructural con este enfoque matemático de competencia únicamente del Ingeniero.

Afortunadamente existe un enfoque conceptual adoptado en este manual, que sin necesidadde utilizar las matemáticas, permite a las personas no especializadas, a quien va dirigida estapublicación, comprender los conceptos básicos del comportamiento de las estructuras cuandose ven sometidas a cargas horizontales como las que ocasionan los terremotos y sirve comocomplemento a la publicación “Manual de Especificaciones para Construcciones de 1 y 2Pisos” (Ref. 14).

En la elaboración del manual se buscó utilizar en lo posible un lenguaje gráfico con figurasque aclararán los conceptos. De esta forma se busca que la imagen, transmita la idea que sequiere aclarar.

Los conceptos aquí explicados son igualmente válidos para construcciones de más pisos y sucomprensión será de gran utilidad para quienes las proyectan y construyen.

Nota:Nota:Nota:Nota:Nota: Las palabras sismo, temblor o terremoto, se utilizarán indistintamente, pues desde elpunto de vista técnico son equivalentes.

5

Fuera de las cargas horizontales ocasionadas por lostemblores (o vientos) las casas se ven actuadas por cargasverticales ya sean el peso propio, acabado, particiones o lascargas de uso o vivas (Figura 20). Igual que para las cargassísmicas una buena cantidad y disposición de muros mejorael comportamiento para cargas verticales, evitando porejemplo con vanos pequeños la presencia de grandespresiones en las esquinas (Figura 21.) que pueden induciragrietamientos y con esto debilidades en los murosrebajando su eficiencia para resistir las fuerzas sísmicas.

Acerca del comportamiento delos materiales :Ductilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energía

La forma como responden los materiales cuando se les aplicauna carga no es uniforme. Algunos materiales llamadosfrágiles como el vidrio, el concreto y la mampostería noreforzada fallan sin “avisar” por medio de deformaciones,que lo van a hacer. Otros por el contrario, llamados dúctilesse deforman “avisando” la falla y tienen además la propiedadde disipar energía, una característica de enorme importanciaen construcciones sismo resistentes. Estos últimos se llamanelásticos si recuperan su forma después de retirar la carga oplásticos si no lo hacen (Figura 22).

CARGAS VIVASFigura 20. Además de las fuerzas horizontales, las casas deben resistirfuerzas verticales. (Fig. 20b , Ref. 8)

Figura 22. Los materiales pueden ser frágiles (a) o dúctiles (b)y (c). La utilización de estructuras frágiles en zonas sísmicas espeligroso, pues fallan sin aviso.

16

Figura 21. Las cargaspuntuales pueden produciruna fisuración temprana ydebilitamiento de losmuros,por concentración defuerzas.

Esta publicación busca transmitir los conocimientosbásicos, la mayor parte de ellos intuitivos, que permitena una persona no especialista entender los factores

que pueden influir en el comportamiento de una casa cuandose ve sometida a la acción de las enormes fuerzas que generaun terremoto y de esta forma adquirir conciencia de la razóne importancia de las recomendaciones contenidas en lasNormas Sismo Resistentes, para que así puedan participaren la construcción de nuevas viviendas especialmente deInterés Social, resistentes a sismos, pues de nada sirve unacasa con bonitos colores si pende de un hilo. Hay 3 formasde enfocar el proyecto y construcción de una casa :

LLLLLa Empíricaa Empíricaa Empíricaa Empíricaa Empírica

En la cual se desconoce por completo lo que sucede y sesigue construyendo “como toda la vida”, como lo hicieronlos abuelos.

LLLLLa Ingenierila Ingenierila Ingenierila Ingenierila Ingenieril

Utiliza los conocimientos actuales y con herramientas deldiseño y análisis estructural proyecta con seguridad yeconomía las viviendas y es el procedimiento utilizado porlos ingenieros.

LLLLLa Pa Pa Pa Pa Prácticarácticarácticarácticaráctica

Combina una alta dosis de conocimientos sobre losfenómenos que inciden en el comportamiento de lasconstrucciones, de sentido común y de conocimientos acercade las ayudas contenidas en las normas para este tipo deconstrucciones.

A la luz de los conocimientos actuales, el trabajo empíricoconducirá sin duda alguna al colapso de las casas ante unevento sísmico y debería prohibirse definitivamente.

El enfoque ingenieril requiere de especialistas en cálculo yse usa normalmente para grandes proyectos. El enfoquepráctico constituye una valiosa herramienta para laconstrucción de viviendas sismo resistentes seguras porpersonal no especializado.

Las Normas Colombianas de Diseño y Construcción SismoResistente incluyen un título, el E “ Casas de 1 y 2 pisos”,dedicado a quienes utilizan este enfoque y estas notas, comoya se dijo, buscan que quienes las utilicen tengan mejoresherramientas para su correcta aplicación.

Sólo el entendimiento de los fundamentos básicos del comportamientosísmico de las casas, permitirá proyectarlas y construirlas conseguridad. De lo contrario continuarán colgando de un hilo, arriesgandola vida y patrimonio de las familias que las habitan.

Objetivo

6 15

Como se mencionó, una casa debe tener muros ( o en casosexcepcionales pórticos) resistentes por lo menos en dosdirecciones perpendiculares. En general, en las casas, losmuros longitudinales son largos y suficientes y no planteanningún problema. No sucede lo mismo con los murostransversales generalmente pocos y muy cortos. Pero, ¿queimportancia tiene la longitud de los muros? La respuestaes: ¡mucha!. El ejemplo de la figura 17 aclarará esteimportante aspecto. Para el caso específico de los muros deuna casa la figura 18 cuantifica, cuánto más eficiente es unapared por ejemplo de 2,0 m de longitud con relación a unade 1,0 m.

Parece increíble, pero con sólo aumentar en 1,0 metro elmuro, es decir, duplicando su longitud, hemos aumentadoen 8 veces su resistencia, es decir su capacidad de resistirlas fuerzas horizontales inducidas por los sismos.

Visto de otra forma, si en un proyecto determinado elcalculista contó con un muro de 2,0 metros de longitudpara resistir los sismos y por el sistema constructivo se haceuna cancha en el muro que lo divide en dos de 1,0 metro,(Figura 19c). su eficiencia se reduce a la cuarta parte, y lacasa, durante el sismo de diseño quedará severamentedañada o fallará.

Quedamos algo perplejos pero si entendemos estapropiedad podremos hacer más eficientes nuestros proyectosy es lógica entonces la novena regla sismo resistente:

Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Debe procurarse que los muros estructurales sean lo máslargos posibles ojalá 1,5 metros o más, pero nunca menosde 1,0 metro.

Esta regla indirectamente nos estárecomendando limitar al máximo lasdimensiones de puertas y ventanas conel fin de lograr que las paredes quedenlo menos perforadas posibles y por lotanto sean más eficientes.

Figura 17. Si observamos con detenimiento las vigas de las figuras a y b,de igual luz L, igual sección 1 x 2, del mismo material y que deben soportarla misma carga P, es intuitivo que la viga a) resiste mejor las cargas que lab), a pesar de que son iguales y lo único que hemos variado es suposición. ¿ Cual es la razón de esto? El ingeniero sabe que la resistenciadepende de una propiedad geométrica llamada “momento de inercia I”quien es la responsable de este aumento en la resistencia. Para elementosrectangulares I es igual a:

Figura 18. Eficiencia de murosRelación I muro A = 0,15 = 8 I muro B 0,01875El muro A, con sólo un metro más de longitud que el B, resiste unafuerza 8 veces mayor.

Figura 19. Colocación de lostubos de la instalación eléctri-ca, siguiendo recorridos exclu-sivamente verticales, en perfo-raciones de las unidades demampostería. Los recorridoshorizontales pueden ser empo-trados en las losas de entrepi-sos y techo. (Ref. 15)

Algunas nociones sobreresistencia de materiales

La tierra se compone de varias capas, de las cuales sólo laexterior, que a su vez es la mas delgada, es sólida. Elconocimiento del interior de la tierra se ha hecho por mediode estudios de ondas. Las capas interiores se componen dematerial fundido por las altas temperaturas y presiones.(Figura 1).

Hasta hace unos 200 millones de años, la corteza terrestreconformaba un bloque único llamado en 1912 Pangea porel científico alemán Alfred Wegener (Figura 2). A partir deese momento empezó un proceso de ruptura de la cortezasólida en varios bloques llamados placas (Figura 3), los cualesempezaron a desplazarse y a interactuar entre sí en formacompleja a lo largo de las superficies de contacto llamadasfallas.

Figura 1. La tierra esta formada por capas. La exterior sólida“flota” sobre las interiores plásticas. (Ref. 1).

Figura 2. El gran continente llamado Pangea. (Ref. 2).

Figura 3. Hace 200 millones de años la corteza sólida se partió engrandes placas, las cuales comenzaron a desplazarse en diferentesdirecciones interactuando entre sí. (Ref. 1).

Figura 4. Las corrientes de convección mueven la corteza terrestre endiferentes direcciones produciendo en algunos casos separación de lasplacas y en otros choques. En este caso, una placa puede meterse pordebajo de la otra como ocurre en Colombia. (Fenómeno llamado subducciónpor los especialistas). (Ref. 3).

Hoy en día se sabe que la existencia de las llamadas corrientesde convección, que ocurren en el material fundido en elinterior de la tierra, han ocasionado los fenómenos descritos(Figura 4).

Nociones Básicas

714

No es necesario entrar en detalles, pero se ve fácilmentequeel registro de la estación SCT es muchísimas veces mayorque el de la estación CU. Como se dijo, las dos estacionesestaban localizadas en la misma ciudad, pero la SCT en lazona de la antigua laguna donde está todo el centro de laciudad y la CU en las montañas rocosas que bordean elvalle. Obviamente los edificios y casas del centro se vieronafectados por fuerzas muy superiores a las localizadas en lascolinas y como era de esperarse, el daño se concentróprácticamente en el centro donde se derrumbaron 5000estructuras. ¿Cual fue la razón para que esto sucediera? Larespuesta es que hay suelos que amplifican enormementelos sismos y con ello someten las estructuras a fuerzasmuchas veces mayores que las de diseño. Parece entonceslógica la siguiente regla :

Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Deben evitarse las construcciones en suelos de rellenos oque por estudios se conozca que amplifiquen irregularmentelos sismos.

Si llamamos Ts el período del suelo y Te el de la estructura,de la gráfica 15.3 se puede ver en qué forma se amplificanlas fuerzas. Cuando Ts/Te = 1,0 esta amplificación es de 5 yse tendría el fenómeno llamado resonancia, el cual causaríaenormes daños o la falla a la construcción.El ejemplo de la figura 15.4 nos ayuda a entender el conceptode período y para el efecto supongamos que empezamos ahalar el poste el cual se deforma, al soltarlo, se deformaráen un movimiento de vaivén. Si tomara 1 segundo en ir yvolver al punto inicial, diríamos que el período es de 1segundo. De esta forma, si quisiéramos tumbarlo,rápidamente aprenderíamos cual es su forma “ natural” devibrar y con pequeñas fuerzas iríamos produciendo grandesdeformaciones, hasta que finalmente fallaría.

¿Que es un diafragma?

Con frecuencia se oye mencionar en la terminología sísmicaque una losa, una cubierta o las cimentaciones deben com-portarse como un diafragma rígido en su plano. Lo que aquíse pide es que todas las piezas que conforman el elemento,por ejemplo, los prefabri-cados de una losa, esténdebidamente unidos en-tre sí, para que al verseactuados por una fu-erza sísmica se compor-ten como una unidad ypuedan permitir sin con-tratiempos el “viaje” delas cargas (Figura 16).

La octava regla sismoresistente sería :

Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Las fundaciones, la losa yla cubierta deben unirse(amarrarse) debidamentede tal forma que actúencomo una unidad (efectode diafragma).

Figura 15.4. El tiempo que el poste tarda en recorrer elcamino a - b - a es llamado su período “natural” de vibración. Lapalabra “natural” se usa para indicar que es una propiedad natural de laestructura que depende de su rigidez y masa (Ref. 4).

Figura 16. Si las tablas que conforman la mesa estuvieran sueltas entre sí,al empujarlas cada una se desplazaría en forma diferente. Si las unimos detal forma que estén obligadas a desplazarse en conjunto, decimos que hemoslogrado que la tapa de la mesa se comporte como un diafragma.

Figura 15.3. Mientras más se acerque el período de la construcciónal del suelo mayores serán las amplificaciones de las fuerzas sísmicasy con esto los daños y colapsos. Como no se puede modificar el períododel suelo, debe tratarse que el período de la estructura Te, el cual sipodemos manipular, difiera del correspondiente al suelo Ts (Ref. 4).

Ya sabemos que las diferentes placas sólidas flotan y se desplazan en diferentes direcciones, empujándose con fuerzasenormes entre sí, las cuales se van acumulando con el paso del tiempo y en determinado momento producen una rupturasúbita y violenta de la roca, liberando una gran cantidad de energía (Figura 5), la cual se dispersa en ondas produciendo elmovimiento del terreno, que es lo que conocemos con el nombre de terremoto, sismo o temblor.

Este movimiento del suelo tiene una característica importante y es que es muy irregular (Figura 6), por lo cual lasconstrucciones pueden verse afectadas por fuerzas sísmicas actuando en cualquier dirección.

Figura 5. Las enormes presiones quese producen en el choque de lasplacas, producen en algún sitio a lolargo de la falla llamado hipocentro ofoco, la ruptura de la roca liberandoenergía. (Tomada de un artículo de larevista Mecánica Popular).

Figura 6. El registro de un terremoto indica la complejidadde los movimientos que produce un terremoto en la cortezaterrestre y en las construcciones. (Ref. 4).

¿Cómo se originan los terremotos?

8

Es claro que existe un factor que incide de manera importanteen las fuerzas que debe soportar una construcción y es supeso (W en la expresión) : Para un mismo sismo, mientrasmás liviana sea la construcción menores serán las fuerzassísmicas que actuarán sobre ella y por ser éste un factor quedepende del proyectista, podemos, por lo tanto, enunciarla quinta regla básica para construcciones sismo resistentes:

Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Debe disminuirse al máximo el peso de la construcción.

Es importante anotar que además de los factores indicados,existe otro que tiene gran influencia en la respuesta de unacasa ante un sismo y es su forma: casas con plantas oelevaciones irregulares (Figura 14) son más susceptibles asufrir daños y de ahí sale la sexta regla básica:

Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Debe buscarse uniformidad y simplicidad en el planteamientode las casas.

Otro factor de enorme importancia es “ S ” pues considerael efecto de amplificación local del suelo. Pero, ¿que significaesto? Los sismos ocurren por fractura de la roca y las ondasviajan por esta hasta llegar a los suelos localizados debajode las estructuras. Al pasar por ellos sufren una amplificacióndependiendo del tipo de suelo que puede aumentardrásticamente las fuerzas que actúan sobre la estructura(Figura 15.1). En general suelos de relleno o de lagunas sonespecialmente desfavorables. Para comprender el poderdestructor de la amplificación examinemos la gráfica de la(Figura 15.2) llamada“espectro de respuesta” por losespecialistas y corresponde a las medidas de 2 estacionessismológicas de Ciudad de Méjico durante el sismo de 1985.

Figura 14. Las casas con formas regulares y simples presentan mejorcomportamiento y menos posibilidad de daños que las casas irregulares. Sise quiere trabajar con plantas irregulares es conveniente separar las partescon juntas sísmicas.

Figura 15.1. Las ondas sísmicas viajan por la roca (x1) y sonamplificadas por las capas de suelo localizadas debajo de las casas(x2). Ya amplificadas interactúan con la estructura (x3) produciendolas fuerzas inerciales de diseño (x4) (Ref. 6).

Figura 15.2. Cada construcción tiene un período de vibración. Como sedesprende de la figura, para cualquier período, el registro de la estación SCTen suelo malo fue muchas veces superior al de la estación CU en suelo firmey por lo tanto las fuerzas ocasionadas por el sismo en los edificios en suelosmalos fue muchas veces mayor que en los suelos buenos (Ref. 7).

13

Las construcciones por tener masa, se ven afectadas porestas mismas fuerzas inerciales (sísmicas) cuando se mueveel terreno donde están cimentadas (Figura 8).

Dada la compleja naturaleza de los movimientos sísmicos(Figura 6), las construcciones tienen que resistir fuerzas queactúan en todas las direcciones (Figura 8a), asumiéndoseen el diseño enforma simplificada,que estas accionesocurren en dosd i r e c c i o n e so r t o g o n a l e sproduciendo en cadauna los efectosindicados en lasfiguras 8b y 8c.

El concepto de fuerza es intuitivo para todos y por esto sonusuales frases como: “el viento empuja con mucha fuerza”o “se necesita mucha fuerza para levantar esa caja”, etc. Sinembargo existe un tipo de fuerza que actúa sobre un cuerpocuando se trata de cambiar el estado en que él se encuentra.Estas fuerzas llamadas inerciales fueron un verdadero enigmapara filósofos, matemáticos y físicos y fue sólo en 1687cuando un físico brillante llamado Newton, quien en unlibro que hizo historia llamado Principia, definió lo que es lainercia y en el primero de sus axiomas estableció “Todocuerpo continúa en su estado de reposo o de movimientouniforme en línea recta a menos que sea forzado a cambiarese estado por fuerzas que actúan sobre él”. La figura 7aclara este concepto, que es cotidiano y lo experimentamoscuando al arrancar o frenar un vehículo nuestro cuerpo sienteestas fuerzas que no se ven, pero que existen y son debidasa la inercia.

Figura 7. Si imaginamos una caja de cereal colocada sobre un tapete,la cual se encuentra en reposo (a) y en determinado momentomovemos el tapete, es claro que la caja trata de voltearse sin que laestemos empujando directamente. Este mismo resultado lo podríamoslograr aplicando las fuerzas horizontales indicadas en (b), las cualesson justamente las denominadas fuerzas inerciales (Ref. 3).

Figura 8. Al moverse el terreno sobre el cual están cimentada lasconstrucciones, aparecen fuerzas inerciales que actúan sobre éstas,dañándolas severamente o aún produciendo su colapso si no estándiseñadas para resistirlas. (Fig. 8b y 8c Ref. 5).

Naturaleza de las Fuerzas Sísmicas

9

Figura 13. El amarre de las fundacionesgarantizan un mejor comportamientosísmico de la construcción. (Adaptado sinreferencia).

Como se indicó (Figura 9), las cargas “viajan” por la estructurahasta las fundaciones y allí deben encontrar un terreno yuna cimentación suficientemente resistentes para que puedaexistir un equilibrio (Figura 12) y por lo tanto podemosconcluir que casas mal cimentadas son muy propicias a dañosy colapsos.

De ahí tendríamos unacuarta regla :

Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Una buena cimentaciónes fundamental paralograr un buenc o m p o r t a m i e n t osísmico.

Una buena cimentaciónse garantiza con unapoyo en suelos firmes(Figura 12) ya sea enforma directa o pormedio de pilotes o pilas,con un refuerzoadecuado (Ref. 14) yamarres suficientes(Figura 13.)

Figura 12. A nivel de cimentacióndebe existir equilibrio entre las cargasque “viajan” por la estructura y llegana la cimentación y la reacción ejercidapor el suelo. Casas mal cimentadaspor ejemplo en suelos de rellenos,aumentan la posibilidad de daños yde colapsos. (Tomada de notasdel curso de estructuras paraarquitectos de la U. de Karlsruhe,Alemania). La fuerza total V debida a un sismo que actua

sobre una edificación según el código SEAOCde 1.974 dependia de los siguientes factores:

ZZZZZ : Localización geográfica, pues hayregiones que tienen mayor amenaza sísmicaque otras.En las zonas muy sísmicas Z = 1,0

IIIII : Depende de la importancia del edificiopor ejemplo 1,5 para hospitales y 1,0 paracasas.

KKKKK : Depende del tipo de estructura 0,67para pórticos y 1,33 para casas con muros.

SSSSS : Considera la amplificación del suelo y sería1,0 para roca y 1,5 para arenas o arcillas.

CCCCC : Depende del número de pisos de laconstrucción.

De multiplicar estos factores finalmente sepodría obtener, por ejemplo para un casoespecífico que V= 0,2 W, es decir que alproducirse un sismo, aparecerían unas fuerzasinerciales (ver Figura 7.) iguales al 20% delpeso de la construcción y que ésta deberíaestar en capacidad de transmitir esta fuerzao de lo contrario se produciría su daño ocolapso.

Cuando se empezaron a aplicar los primeros requisitos dediseño sísmico para edificaciones hace unas décadas y noexistían las facilidades computacionales de hoy en día, lasfuerzas que un sismo producía sobre una estructura sedeterminaban con una expresión, que por su simplicidadutilizamos para aclarar los factores que intervienen en elcálculo de esta fuerza. Hoy en día su determinación esdiferente y debe efectuarse de acuerdo con la norma vigente.

¿Cómo se “calculan” lasfuerzas sísmicas?

12

En algunas ocasiones, especialmente para casas en estratosaltos se utilizan los pórticos como estructura pues permitenutilizar espacios más grandes, pero en general, la mayorparte de las casas utilizan los muros como estructura.

Como se explicará más adelante los muros en zonas sísmicastienen que ser reforzados, existiendo varias formas dehacerlo, una de ellas consiste en colocar refuerzo en las celdas(que posteriormente se inyectan) y en las pegas, sistemaque constituye la llamada mampostería estructural, la cualtiene unos procedimientos de cálculo definidos en la normay por esto hace parte del campo de diseño del Ingeniero.Otra forma consiste en “confinar” los muros por medio decolumnas y vigas de amarre, método ampliamente utilizadoen el País y que corresponde al procedimiento utilizado enel título E “Casas de 1 y 2 pisos” de la Norma Sismo Resistente- 98, especialmente adecuado para el enfoque práctico deldiseño y construcción de casas, y por este motivo estapublicación hará énfasis sobre dicho sistema estructural, elcual ha sido investigado en muchas partes del mundo y enel País, por el equipo de la Universidad de los Andes.

Figura 9.1. La fuerza P “viaja” por la estructura hasta llegar a losapoyos A y B. Como se ve, para trasladar esta fuerza existenmuchas alternativas. (Tomada de notas del curso de estructuraspara arquitectos de la U. de Karlsruhe, Alemania).

Figura 9.2. Sistemas estructurales convencionales normalmenteutilizados en la construcción de vivienda.

¿Qué es una estructura?

Una estructura es un elemento o conjunto de elementoscuya función es transmitir cargas. Y es que, aunque no loparezca, las estructuras están llenas de vida: un flujopermanente de fuerzas circula por ellas (Figura 9.1).

El ingeniero trata de determinar con la mejor aproximacióncuál es la magnitud de las fuerzas que pueden actuar sobredeterminada estructura y así dimensionar sus elementos paraque puedan transmitirlas en forma segura. Usualmente lasNormas de cada país dan recomendaciones obligatorias, quepermiten calcular los diferentes tipos de fuerzas y garantizarcon esto un mínimo de seguridad para las condicionesespecíficas de cada lugar. En general las estructuras de lascasas o edificios para vivienda están conformadas porpórticos o por muros estructurales (Figura 9.2).

10

Para que la estructura pueda efectuar bien su trabajo, ademásde estar bien diseñada, debe estar bien construida y conmateriales de primera calidad. De estos requerimientospodríamos concluir una primera regla básica de laconstrucción sismo resistente:

Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Una casa se comportará más como se construyó que comose diseñó y de ahí la importancia de unos buenos materialesy de una excelente construcción.

Como ya se mencionó (ver Figura 6) un sismo producefuerzas que actúan sobre una estructura en todas lasdirecciones. Como una aproximación a este fenómeno tancomplejo, se acepta que una construcción con estructurasuficiente en al menos dos direcciones perpendiculares(Figura 10c) se comportará satisfactoriamente aún en eventosseveros. La segunda regla para casas sismo resistentes sería:

Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2En toda casa, deben disponerse suficientes muros en dosdirecciones perpendiculares entre sí.

Los muros deben cumplir algunos requisitos para que seaneficientes: Deben reforzarse, estar bien construidos, peroademás debe existir una trayectoria clara en la transmisiónde fuerzas (Figura 11), lo que significa que debe existircontinuidad entre los muros estructurales del primer ysegundo nivel. De aquí la tercera regla:

Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Los muros estructurales deben ser continuos (colineales) enprimer y segundo piso.

Figura 10. Las casas (a) y (b) son inestables para las solicitacionesperpendiculares a los muros. La casa debe tener por lo tanto muros o pórticosen ambas direcciones como se indica en la casa (c). (Tomada de notas delcurso de estructuras para arquitectos de la U. de Karlsruhe, Alemania).

Figura 11. Es intuitivo en la figura a), que la parte de la losa al lado delvacío de escaleras, no tiene apoyo y por lo tanto no hay una trayectoriaclara en la transmisión de cargas. Con la colocación de un murode apoyo adicional (figura b), queda resuelta esta situación. Debenevitarse casas sin continuidad en los muros estructurales (figura c).(Tomada de notas del curso de estructuras para arquitectos dela U. De Karlsruhe, Alemania).

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En algunas ocasiones, especialmente para casas en estratosaltos se utilizan los pórticos como estructura pues permitenutilizar espacios más grandes, pero en general, la mayorparte de las casas utilizan los muros como estructura.

Como se explicará más adelante los muros en zonas sísmicastienen que ser reforzados, existiendo varias formas dehacerlo, una de ellas consiste en colocar refuerzo en las celdas(que posteriormente se inyectan) y en las pegas, sistemaque constituye la llamada mampostería estructural, la cualtiene unos procedimientos de cálculo definidos en la normay por esto hace parte del campo de diseño del Ingeniero.Otra forma consiste en “confinar” los muros por medio decolumnas y vigas de amarre, método ampliamente utilizadoen el País y que corresponde al procedimiento utilizado enel título E “Casas de 1 y 2 pisos” de la Norma Sismo Resistente- 98, especialmente adecuado para el enfoque práctico deldiseño y construcción de casas, y por este motivo estapublicación hará énfasis sobre dicho sistema estructural, elcual ha sido investigado en muchas partes del mundo y enel País, por el equipo de la Universidad de los Andes.

Figura 9.1. La fuerza P “viaja” por la estructura hasta llegar a losapoyos A y B. Como se ve, para trasladar esta fuerza existenmuchas alternativas. (Tomada de notas del curso de estructuraspara arquitectos de la U. de Karlsruhe, Alemania).

Figura 9.2. Sistemas estructurales convencionales normalmenteutilizados en la construcción de vivienda.

¿Qué es una estructura?

Una estructura es un elemento o conjunto de elementoscuya función es transmitir cargas. Y es que, aunque no loparezca, las estructuras están llenas de vida: un flujopermanente de fuerzas circula por ellas (Figura 9.1).

El ingeniero trata de determinar con la mejor aproximacióncuál es la magnitud de las fuerzas que pueden actuar sobredeterminada estructura y así dimensionar sus elementos paraque puedan transmitirlas en forma segura. Usualmente lasNormas de cada país dan recomendaciones obligatorias, quepermiten calcular los diferentes tipos de fuerzas y garantizarcon esto un mínimo de seguridad para las condicionesespecíficas de cada lugar. En general las estructuras de lascasas o edificios para vivienda están conformadas porpórticos o por muros estructurales (Figura 9.2).

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Para que la estructura pueda efectuar bien su trabajo, ademásde estar bien diseñada, debe estar bien construida y conmateriales de primera calidad. De estos requerimientospodríamos concluir una primera regla básica de laconstrucción sismo resistente:

Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Una casa se comportará más como se construyó que comose diseñó y de ahí la importancia de unos buenos materialesy de una excelente construcción.

Como ya se mencionó (ver Figura 6) un sismo producefuerzas que actúan sobre una estructura en todas lasdirecciones. Como una aproximación a este fenómeno tancomplejo, se acepta que una construcción con estructurasuficiente en al menos dos direcciones perpendiculares(Figura 10c) se comportará satisfactoriamente aún en eventosseveros. La segunda regla para casas sismo resistentes sería:

Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2En toda casa, deben disponerse suficientes muros en dosdirecciones perpendiculares entre sí.

Los muros deben cumplir algunos requisitos para que seaneficientes: Deben reforzarse, estar bien construidos, peroademás debe existir una trayectoria clara en la transmisiónde fuerzas (Figura 11), lo que significa que debe existircontinuidad entre los muros estructurales del primer ysegundo nivel. De aquí la tercera regla:

Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Los muros estructurales deben ser continuos (colineales) enprimer y segundo piso.

Figura 10. Las casas (a) y (b) son inestables para las solicitacionesperpendiculares a los muros. La casa debe tener por lo tanto muros o pórticosen ambas direcciones como se indica en la casa (c). (Tomada de notas delcurso de estructuras para arquitectos de la U. de Karlsruhe, Alemania).

Figura 11. Es intuitivo en la figura a), que la parte de la losa al lado delvacío de escaleras, no tiene apoyo y por lo tanto no hay una trayectoriaclara en la transmisión de cargas. Con la colocación de un murode apoyo adicional (figura b), queda resuelta esta situación. Debenevitarse casas sin continuidad en los muros estructurales (figura c).(Tomada de notas del curso de estructuras para arquitectos dela U. De Karlsruhe, Alemania).

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Las construcciones por tener masa, se ven afectadas porestas mismas fuerzas inerciales (sísmicas) cuando se mueveel terreno donde están cimentadas (Figura 8).

Dada la compleja naturaleza de los movimientos sísmicos(Figura 6), las construcciones tienen que resistir fuerzas queactúan en todas las direcciones (Figura 8a), asumiéndoseen el diseño enforma simplificada,que estas accionesocurren en dosd i r e c c i o n e so r t o g o n a l e sproduciendo en cadauna los efectosindicados en lasfiguras 8b y 8c.

El concepto de fuerza es intuitivo para todos y por esto sonusuales frases como: “el viento empuja con mucha fuerza”o “se necesita mucha fuerza para levantar esa caja”, etc. Sinembargo existe un tipo de fuerza que actúa sobre un cuerpocuando se trata de cambiar el estado en que él se encuentra.Estas fuerzas llamadas inerciales fueron un verdadero enigmapara filósofos, matemáticos y físicos y fue sólo en 1687cuando un físico brillante llamado Newton, quien en unlibro que hizo historia llamado Principia, definió lo que es lainercia y en el primero de sus axiomas estableció “Todocuerpo continúa en su estado de reposo o de movimientouniforme en línea recta a menos que sea forzado a cambiarese estado por fuerzas que actúan sobre él”. La figura 7aclara este concepto, que es cotidiano y lo experimentamoscuando al arrancar o frenar un vehículo nuestro cuerpo sienteestas fuerzas que no se ven, pero que existen y son debidasa la inercia.

Figura 7. Si imaginamos una caja de cereal colocada sobre un tapete,la cual se encuentra en reposo (a) y en determinado momentomovemos el tapete, es claro que la caja trata de voltearse sin que laestemos empujando directamente. Este mismo resultado lo podríamoslograr aplicando las fuerzas horizontales indicadas en (b), las cualesson justamente las denominadas fuerzas inerciales (Ref. 3).

Figura 8. Al moverse el terreno sobre el cual están cimentada lasconstrucciones, aparecen fuerzas inerciales que actúan sobre éstas,dañándolas severamente o aún produciendo su colapso si no estándiseñadas para resistirlas. (Fig. 8b y 8c Ref. 5).

Naturaleza de las Fuerzas Sísmicas

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Figura 13. El amarre de las fundacionesgarantizan un mejor comportamientosísmico de la construcción. (Adaptado sinreferencia).

Como se indicó (Figura 9), las cargas “viajan” por la estructurahasta las fundaciones y allí deben encontrar un terreno yuna cimentación suficientemente resistentes para que puedaexistir un equilibrio (Figura 12) y por lo tanto podemosconcluir que casas mal cimentadas son muy propicias a dañosy colapsos.

De ahí tendríamos unacuarta regla :

Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Una buena cimentaciónes fundamental paralograr un buenc o m p o r t a m i e n t osísmico.

Una buena cimentaciónse garantiza con unapoyo en suelos firmes(Figura 12) ya sea enforma directa o pormedio de pilotes o pilas,con un refuerzoadecuado (Ref. 14) yamarres suficientes(Figura 13.)

Figura 12. A nivel de cimentacióndebe existir equilibrio entre las cargasque “viajan” por la estructura y llegana la cimentación y la reacción ejercidapor el suelo. Casas mal cimentadaspor ejemplo en suelos de rellenos,aumentan la posibilidad de daños yde colapsos. (Tomada de notasdel curso de estructuras paraarquitectos de la U. de Karlsruhe,Alemania). La fuerza total V debida a un sismo que actua

sobre una edificación según el código SEAOCde 1.974 dependia de los siguientes factores:

ZZZZZ : Localización geográfica, pues hayregiones que tienen mayor amenaza sísmicaque otras.En las zonas muy sísmicas Z = 1,0

IIIII : Depende de la importancia del edificiopor ejemplo 1,5 para hospitales y 1,0 paracasas.

KKKKK : Depende del tipo de estructura 0,67para pórticos y 1,33 para casas con muros.

SSSSS : Considera la amplificación del suelo y sería1,0 para roca y 1,5 para arenas o arcillas.

CCCCC : Depende del número de pisos de laconstrucción.

De multiplicar estos factores finalmente sepodría obtener, por ejemplo para un casoespecífico que V= 0,2 W, es decir que alproducirse un sismo, aparecerían unas fuerzasinerciales (ver Figura 7.) iguales al 20% delpeso de la construcción y que ésta deberíaestar en capacidad de transmitir esta fuerzao de lo contrario se produciría su daño ocolapso.

Cuando se empezaron a aplicar los primeros requisitos dediseño sísmico para edificaciones hace unas décadas y noexistían las facilidades computacionales de hoy en día, lasfuerzas que un sismo producía sobre una estructura sedeterminaban con una expresión, que por su simplicidadutilizamos para aclarar los factores que intervienen en elcálculo de esta fuerza. Hoy en día su determinación esdiferente y debe efectuarse de acuerdo con la norma vigente.

¿Cómo se “calculan” lasfuerzas sísmicas?

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Ya sabemos que las diferentes placas sólidas flotan y se desplazan en diferentes direcciones, empujándose con fuerzasenormes entre sí, las cuales se van acumulando con el paso del tiempo y en determinado momento producen una rupturasúbita y violenta de la roca, liberando una gran cantidad de energía (Figura 5), la cual se dispersa en ondas produciendo elmovimiento del terreno, que es lo que conocemos con el nombre de terremoto, sismo o temblor.

Este movimiento del suelo tiene una característica importante y es que es muy irregular (Figura 6), por lo cual lasconstrucciones pueden verse afectadas por fuerzas sísmicas actuando en cualquier dirección.

Figura 5. Las enormes presiones quese producen en el choque de lasplacas, producen en algún sitio a lolargo de la falla llamado hipocentro ofoco, la ruptura de la roca liberandoenergía. (Tomada de un artículo de larevista Mecánica Popular).

Figura 6. El registro de un terremoto indica la complejidadde los movimientos que produce un terremoto en la cortezaterrestre y en las construcciones. (Ref. 4).

¿Cómo se originan los terremotos?

8

Es claro que existe un factor que incide de manera importanteen las fuerzas que debe soportar una construcción y es supeso (W en la expresión) : Para un mismo sismo, mientrasmás liviana sea la construcción menores serán las fuerzassísmicas que actuarán sobre ella y por ser éste un factor quedepende del proyectista, podemos, por lo tanto, enunciarla quinta regla básica para construcciones sismo resistentes:

Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Debe disminuirse al máximo el peso de la construcción.

Es importante anotar que además de los factores indicados,existe otro que tiene gran influencia en la respuesta de unacasa ante un sismo y es su forma: casas con plantas oelevaciones irregulares (Figura 14) son más susceptibles asufrir daños y de ahí sale la sexta regla básica:

Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Debe buscarse uniformidad y simplicidad en el planteamientode las casas.

Otro factor de enorme importancia es “ S ” pues considerael efecto de amplificación local del suelo. Pero, ¿que significaesto? Los sismos ocurren por fractura de la roca y las ondasviajan por esta hasta llegar a los suelos localizados debajode las estructuras. Al pasar por ellos sufren una amplificacióndependiendo del tipo de suelo que puede aumentardrásticamente las fuerzas que actúan sobre la estructura(Figura 15.1). En general suelos de relleno o de lagunas sonespecialmente desfavorables. Para comprender el poderdestructor de la amplificación examinemos la gráfica de la(Figura 15.2) llamada“espectro de respuesta” por losespecialistas y corresponde a las medidas de 2 estacionessismológicas de Ciudad de Méjico durante el sismo de 1985.

Figura 14. Las casas con formas regulares y simples presentan mejorcomportamiento y menos posibilidad de daños que las casas irregulares. Sise quiere trabajar con plantas irregulares es conveniente separar las partescon juntas sísmicas.

Figura 15.1. Las ondas sísmicas viajan por la roca (x1) y sonamplificadas por las capas de suelo localizadas debajo de las casas(x2). Ya amplificadas interactúan con la estructura (x3) produciendolas fuerzas inerciales de diseño (x4) (Ref. 6).

Figura 15.2. Cada construcción tiene un período de vibración. Como sedesprende de la figura, para cualquier período, el registro de la estación SCTen suelo malo fue muchas veces superior al de la estación CU en suelo firmey por lo tanto las fuerzas ocasionadas por el sismo en los edificios en suelosmalos fue muchas veces mayor que en los suelos buenos (Ref. 7).

13

La tierra se compone de varias capas, de las cuales sólo laexterior, que a su vez es la mas delgada, es sólida. Elconocimiento del interior de la tierra se ha hecho por mediode estudios de ondas. Las capas interiores se componen dematerial fundido por las altas temperaturas y presiones.(Figura 1).

Hasta hace unos 200 millones de años, la corteza terrestreconformaba un bloque único llamado en 1912 Pangea porel científico alemán Alfred Wegener (Figura 2). A partir deese momento empezó un proceso de ruptura de la cortezasólida en varios bloques llamados placas (Figura 3), los cualesempezaron a desplazarse y a interactuar entre sí en formacompleja a lo largo de las superficies de contacto llamadasfallas.

Figura 1. La tierra esta formada por capas. La exterior sólida“flota” sobre las interiores plásticas. (Ref. 1).

Figura 2. El gran continente llamado Pangea. (Ref. 2).

Figura 3. Hace 200 millones de años la corteza sólida se partió engrandes placas, las cuales comenzaron a desplazarse en diferentesdirecciones interactuando entre sí. (Ref. 1).

Figura 4. Las corrientes de convección mueven la corteza terrestre endiferentes direcciones produciendo en algunos casos separación de lasplacas y en otros choques. En este caso, una placa puede meterse pordebajo de la otra como ocurre en Colombia. (Fenómeno llamado subducciónpor los especialistas). (Ref. 3).

Hoy en día se sabe que la existencia de las llamadas corrientesde convección, que ocurren en el material fundido en elinterior de la tierra, han ocasionado los fenómenos descritos(Figura 4).

Nociones Básicas

714

No es necesario entrar en detalles, pero se ve fácilmentequeel registro de la estación SCT es muchísimas veces mayorque el de la estación CU. Como se dijo, las dos estacionesestaban localizadas en la misma ciudad, pero la SCT en lazona de la antigua laguna donde está todo el centro de laciudad y la CU en las montañas rocosas que bordean elvalle. Obviamente los edificios y casas del centro se vieronafectados por fuerzas muy superiores a las localizadas en lascolinas y como era de esperarse, el daño se concentróprácticamente en el centro donde se derrumbaron 5000estructuras. ¿Cual fue la razón para que esto sucediera? Larespuesta es que hay suelos que amplifican enormementelos sismos y con ello someten las estructuras a fuerzasmuchas veces mayores que las de diseño. Parece entonceslógica la siguiente regla :

Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Deben evitarse las construcciones en suelos de rellenos oque por estudios se conozca que amplifiquen irregularmentelos sismos.

Si llamamos Ts el período del suelo y Te el de la estructura,de la gráfica 15.3 se puede ver en qué forma se amplificanlas fuerzas. Cuando Ts/Te = 1,0 esta amplificación es de 5 yse tendría el fenómeno llamado resonancia, el cual causaríaenormes daños o la falla a la construcción.El ejemplo de la figura 15.4 nos ayuda a entender el conceptode período y para el efecto supongamos que empezamos ahalar el poste el cual se deforma, al soltarlo, se deformaráen un movimiento de vaivén. Si tomara 1 segundo en ir yvolver al punto inicial, diríamos que el período es de 1segundo. De esta forma, si quisiéramos tumbarlo,rápidamente aprenderíamos cual es su forma “ natural” devibrar y con pequeñas fuerzas iríamos produciendo grandesdeformaciones, hasta que finalmente fallaría.

¿Que es un diafragma?

Con frecuencia se oye mencionar en la terminología sísmicaque una losa, una cubierta o las cimentaciones deben com-portarse como un diafragma rígido en su plano. Lo que aquíse pide es que todas las piezas que conforman el elemento,por ejemplo, los prefabri-cados de una losa, esténdebidamente unidos en-tre sí, para que al verseactuados por una fu-erza sísmica se compor-ten como una unidad ypuedan permitir sin con-tratiempos el “viaje” delas cargas (Figura 16).

La octava regla sismoresistente sería :

Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Las fundaciones, la losa yla cubierta deben unirse(amarrarse) debidamentede tal forma que actúencomo una unidad (efectode diafragma).

Figura 15.4. El tiempo que el poste tarda en recorrer elcamino a - b - a es llamado su período “natural” de vibración. Lapalabra “natural” se usa para indicar que es una propiedad natural de laestructura que depende de su rigidez y masa (Ref. 4).

Figura 16. Si las tablas que conforman la mesa estuvieran sueltas entre sí,al empujarlas cada una se desplazaría en forma diferente. Si las unimos detal forma que estén obligadas a desplazarse en conjunto, decimos que hemoslogrado que la tapa de la mesa se comporte como un diafragma.

Figura 15.3. Mientras más se acerque el período de la construcciónal del suelo mayores serán las amplificaciones de las fuerzas sísmicasy con esto los daños y colapsos. Como no se puede modificar el períododel suelo, debe tratarse que el período de la estructura Te, el cual sipodemos manipular, difiera del correspondiente al suelo Ts (Ref. 4).

Esta publicación busca transmitir los conocimientosbásicos, la mayor parte de ellos intuitivos, que permitena una persona no especialista entender los factores

que pueden influir en el comportamiento de una casa cuandose ve sometida a la acción de las enormes fuerzas que generaun terremoto y de esta forma adquirir conciencia de la razóne importancia de las recomendaciones contenidas en lasNormas Sismo Resistentes, para que así puedan participaren la construcción de nuevas viviendas especialmente deInterés Social, resistentes a sismos, pues de nada sirve unacasa con bonitos colores si pende de un hilo. Hay 3 formasde enfocar el proyecto y construcción de una casa :

LLLLLa Empíricaa Empíricaa Empíricaa Empíricaa Empírica

En la cual se desconoce por completo lo que sucede y sesigue construyendo “como toda la vida”, como lo hicieronlos abuelos.

LLLLLa Ingenierila Ingenierila Ingenierila Ingenierila Ingenieril

Utiliza los conocimientos actuales y con herramientas deldiseño y análisis estructural proyecta con seguridad yeconomía las viviendas y es el procedimiento utilizado porlos ingenieros.

LLLLLa Pa Pa Pa Pa Prácticarácticarácticarácticaráctica

Combina una alta dosis de conocimientos sobre losfenómenos que inciden en el comportamiento de lasconstrucciones, de sentido común y de conocimientos acercade las ayudas contenidas en las normas para este tipo deconstrucciones.

A la luz de los conocimientos actuales, el trabajo empíricoconducirá sin duda alguna al colapso de las casas ante unevento sísmico y debería prohibirse definitivamente.

El enfoque ingenieril requiere de especialistas en cálculo yse usa normalmente para grandes proyectos. El enfoquepráctico constituye una valiosa herramienta para laconstrucción de viviendas sismo resistentes seguras porpersonal no especializado.

Las Normas Colombianas de Diseño y Construcción SismoResistente incluyen un título, el E “ Casas de 1 y 2 pisos”,dedicado a quienes utilizan este enfoque y estas notas, comoya se dijo, buscan que quienes las utilicen tengan mejoresherramientas para su correcta aplicación.

Sólo el entendimiento de los fundamentos básicos del comportamientosísmico de las casas, permitirá proyectarlas y construirlas conseguridad. De lo contrario continuarán colgando de un hilo, arriesgandola vida y patrimonio de las familias que las habitan.

Objetivo

6 15

Como se mencionó, una casa debe tener muros ( o en casosexcepcionales pórticos) resistentes por lo menos en dosdirecciones perpendiculares. En general, en las casas, losmuros longitudinales son largos y suficientes y no planteanningún problema. No sucede lo mismo con los murostransversales generalmente pocos y muy cortos. Pero, ¿queimportancia tiene la longitud de los muros? La respuestaes: ¡mucha!. El ejemplo de la figura 17 aclarará esteimportante aspecto. Para el caso específico de los muros deuna casa la figura 18 cuantifica, cuánto más eficiente es unapared por ejemplo de 2,0 m de longitud con relación a unade 1,0 m.

Parece increíble, pero con sólo aumentar en 1,0 metro elmuro, es decir, duplicando su longitud, hemos aumentadoen 8 veces su resistencia, es decir su capacidad de resistirlas fuerzas horizontales inducidas por los sismos.

Visto de otra forma, si en un proyecto determinado elcalculista contó con un muro de 2,0 metros de longitudpara resistir los sismos y por el sistema constructivo se haceuna cancha en el muro que lo divide en dos de 1,0 metro,(Figura 19c). su eficiencia se reduce a la cuarta parte, y lacasa, durante el sismo de diseño quedará severamentedañada o fallará.

Quedamos algo perplejos pero si entendemos estapropiedad podremos hacer más eficientes nuestros proyectosy es lógica entonces la novena regla sismo resistente:

Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Debe procurarse que los muros estructurales sean lo máslargos posibles ojalá 1,5 metros o más, pero nunca menosde 1,0 metro.

Esta regla indirectamente nos estárecomendando limitar al máximo lasdimensiones de puertas y ventanas conel fin de lograr que las paredes quedenlo menos perforadas posibles y por lotanto sean más eficientes.

Figura 17. Si observamos con detenimiento las vigas de las figuras a y b,de igual luz L, igual sección 1 x 2, del mismo material y que deben soportarla misma carga P, es intuitivo que la viga a) resiste mejor las cargas que lab), a pesar de que son iguales y lo único que hemos variado es suposición. ¿ Cual es la razón de esto? El ingeniero sabe que la resistenciadepende de una propiedad geométrica llamada “momento de inercia I”quien es la responsable de este aumento en la resistencia. Para elementosrectangulares I es igual a:

Figura 18. Eficiencia de murosRelación I muro A = 0,15 = 8 I muro B 0,01875El muro A, con sólo un metro más de longitud que el B, resiste unafuerza 8 veces mayor.

Figura 19. Colocación de lostubos de la instalación eléctri-ca, siguiendo recorridos exclu-sivamente verticales, en perfo-raciones de las unidades demampostería. Los recorridoshorizontales pueden ser empo-trados en las losas de entrepi-sos y techo. (Ref. 15)

Algunas nociones sobreresistencia de materiales

Introducción

Hace 250 años, un matemático llamado Lagrange estudiaba los fenómenos que se presentanen una cuerda que se pone a vibrar y entre otros encontró la ecuación indicada, que describeel movimiento de la cuerda en cualquier momento. Eran tiempos en los que se vivía una graneuforia matemática y en los cuales, a su vez, se construían las bases de la moderna teoría delas estructuras.

Aunque las matemáticas son una valiosa herramienta en la solución de muchos problemas,su aparente complejidad ha llevado a que muchas personas identifiquen cualquier tareaestructural con este enfoque matemático de competencia únicamente del Ingeniero.

Afortunadamente existe un enfoque conceptual adoptado en este manual, que sin necesidadde utilizar las matemáticas, permite a las personas no especializadas, a quien va dirigida estapublicación, comprender los conceptos básicos del comportamiento de las estructuras cuandose ven sometidas a cargas horizontales como las que ocasionan los terremotos y sirve comocomplemento a la publicación “Manual de Especificaciones para Construcciones de 1 y 2Pisos” (Ref. 14).

En la elaboración del manual se buscó utilizar en lo posible un lenguaje gráfico con figurasque aclararán los conceptos. De esta forma se busca que la imagen, transmita la idea que sequiere aclarar.

Los conceptos aquí explicados son igualmente válidos para construcciones de más pisos y sucomprensión será de gran utilidad para quienes las proyectan y construyen.

Nota:Nota:Nota:Nota:Nota: Las palabras sismo, temblor o terremoto, se utilizarán indistintamente, pues desde elpunto de vista técnico son equivalentes.

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Fuera de las cargas horizontales ocasionadas por lostemblores (o vientos) las casas se ven actuadas por cargasverticales ya sean el peso propio, acabado, particiones o lascargas de uso o vivas (Figura 20). Igual que para las cargassísmicas una buena cantidad y disposición de muros mejorael comportamiento para cargas verticales, evitando porejemplo con vanos pequeños la presencia de grandespresiones en las esquinas (Figura 21.) que pueden induciragrietamientos y con esto debilidades en los murosrebajando su eficiencia para resistir las fuerzas sísmicas.

Acerca del comportamiento delos materiales :Ductilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energíaDuctilidad - Capacidad de disipación de energía

La forma como responden los materiales cuando se les aplicauna carga no es uniforme. Algunos materiales llamadosfrágiles como el vidrio, el concreto y la mampostería noreforzada fallan sin “avisar” por medio de deformaciones,que lo van a hacer. Otros por el contrario, llamados dúctilesse deforman “avisando” la falla y tienen además la propiedadde disipar energía, una característica de enorme importanciaen construcciones sismo resistentes. Estos últimos se llamanelásticos si recuperan su forma después de retirar la carga oplásticos si no lo hacen (Figura 22).

CARGAS VIVASFigura 20. Además de las fuerzas horizontales, las casas deben resistirfuerzas verticales. (Fig. 20b , Ref. 8)

Figura 22. Los materiales pueden ser frágiles (a) o dúctiles (b)y (c). La utilización de estructuras frágiles en zonas sísmicas espeligroso, pues fallan sin aviso.

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Figura 21. Las cargaspuntuales pueden produciruna fisuración temprana ydebilitamiento de losmuros,por concentración defuerzas.

Sismicidad mundial. Están representados los epicentros de los terremotos demagnitud o igual a 4,5 ocurridos entre 1963 y 1973. (Cortesía del Centro Nacionalde Datos Geofísicos, NOAA:). (Referencia. 17).

¿Como se agrieta una casadurante un sismo?

Los sismos normalmente producen en las casas agrietamien-tos típicos como se indica en la figura 24.

Analicemos un poco más el comportamiento en la casa deun piso, considerando inicialmente que no tiene cubierta,ya sea porque falló por estar mal anclada a los muros, oporque no existen vigas de amarre debidamente traslapadassobre los muros. En este caso (Figura 25a) al actuar la fuerzasísmica sobre la pared A, rápidamente se forman grietas deflexión haciendo completamente ineficientes estas paredes,las cuales fallan fácilmente, debiendo ser resistidas las fuerzasúnicamente por la paredes B, las cuales a su vez tienden afisurarse como se indica en la (figura 25b). La casa asíagrietada tiene una alta probabilidad de colapso. La falta deamarre superior conduce además a fallas en dirección de lafuerza como se muestra en la figura 26.

Dos de los materiales más ampliamente utilizados enconstrucción, el ladrillo y el concreto son materialesfrágiles, sin embargo cuando se refuerzan debidamentecambian su comportamiento frágil a dúctil :

El refuerzo, además de resistir las fuerzas de tracción que essu función principal, dota a las construcciones de esaductilidad permitiéndoles que disipen energía. Pero,¿porqué es importante que una estructura disipe energía?La respuesta se obtuvo después de analizar muchasconstrucciones debidamente reforzadas que resistieronsismos mucho mayores que los de diseño, aspecto queintrigó a los investigadores durante mucho tiempo. Hoyen día se conoce, que esta mayor resistencia se debea que por mecanismos internos, la estructura disipa partede la energía que le transmiten los sismos. Esta propiedadjuega un papel fundamental en el diseño sismo resistentemoderno.

Como conclusión lógica tendríamos la siguiente décima regla:

Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10En zonas sísmicas todos los muros de las casas deben irdebidamente reforzados.

La madera presenta buenas condiciones de disipación deenergía y es un material adecuado para construcción enzonas sísmicas, siendo de fundamental importancia unacorrecta ejecución de las uniones, con detalles quegaranticen una acción en conjunto de toda la estructura ypermitan que esta exhiba su capacidad de disipación deenergía.

Aunque los detalles de unión puedan variar en cadaregión y según el tipo de madera, hay algunas quese han estandarizado, siendo prácticamente obligatoriosu uso, por ejemplo los conectores de anillo (Figura 23).

Figura 24. Los agrietamientosproducidos por los sismos sontípicos. Su análisis nos permiteconcluir qué refuerzos sonnecesarios para evitar que sepropaguen y causen el colapsode la vivienda. (Ref. 10).

Figura 25. Formación de grietasen una casa no reforzadadurante un sismo. (Ref. 10).

Figura 23. Las estructuras de madera parasu correcto funcionamiento requierende detalles especiales, tales como losllamados conectores de anillo quegarantizan un trabajo adecuado, sindesgarramiento de las uniones. (Ref. 9).

Figura 26. Un muro sin viga de amarre superior, aún sin vanos, falla de laforma indicada. (Ref. 11)

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Contenido

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Nociones Básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

¿Cómo se Originan los terremotos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Naturaleza de las Fuerzas Sísmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

¿Qué es una Estructura? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

¿Cómo se «Calculan» las Fuerzas Sísmicas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

¿Qué es un Diafragma? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Algunas Nociones sobre resistencia de Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Acerca del Comportamiento de los Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

¿Cómo se Agrieta una Casa Durante un Sismo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

¿Qué Otros Refuerzos Necesita una Casa? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Resumen de Las 10 reglas basicas de laconstrucción sismoresistente para casas de 1 y 2 pisos . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Figura 31. La irregularidad en la planta y con esto en los elementos resistentesproduce torsiones, además de las traslaciones normales en las casas,las cuales pueden acelerar el proceso de agrietamientos y fallas. (Ref. 10).

En la formación de grietas y su incremento, influyen muchosfactores adicionales a la ausencia de un amarre superior,entre otras la presencia de grandes vacíos para puertas yventanas, una mala calidad de los materiales y una malaconstrucción, lo cual ha sido corroborado en ensayos delaboratorios (Figura 27).Observaciones postsismos, ensayos de laboratorio y estudiosteóricos (Figura 28) indican con claridad que la resistenciade las casas se aumenta significativamente, cuando todoslos muros se coronan con vigas de amarre debidamentetraslapadas en sus uniones de tal forma que con la cubiertaformen un diafragma que obligue a todos los muros atrabajar conjuntamente (efecto de cajón Ver regla 8.)

Además de las vigas de amarre es fundamental que lacubierta quede unida a ellos (Figura 29) por un lado paragarantizar la acción de diafragma y por el otro para evitar lafalla prematura de las cubiertas (Figura 30). Es importantemencionar que en casas con planta irregular, se producenademás torsiones que empeoran sensiblemente los procesosde agrietamiento y falla aquí descritos y por esto, como yase mencionó, deben evitarse en zonas de amenaza sísmicamedia y alta (Figura 31).

Figura 29. La cubierta debe unirse a los muros y vigas de amarre parapoder garantizar un trabajo en conjunto de toda la casa y lograr el “efectocajón” uno de los principales aspectos requeridos para la supervivenciade una casa en un sismo severo. (Ref. 10).

Figura 30. La caída de la cubierta o losa por mal amarre o anclaje,obliga a los muros a trabajar en forma independiente, perdiéndose con estoenormes reservas de resistencia. (Ref. 10).

Figura 27. Con el fin de complementar los estudios teóricos, en loslaboratorios de todo el mundo se ensayan paredes, tratando de considerarel mayor número de variables y poder de esta forma proponer metodologíasde diseño (Ref. 12).

Figura 28. Estudios teóricos confirman los resultados experimentales(Ref. 13).

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La construcción de viviendas seguras y económicas en zonas sísmicas, representa un reto,no sólo para quienes participan en su diseño y construcción, sino para aquellas entidades opersonas que tienen que tomar alguna decisión en las etapas previas de un proyecto.

Hoy en día no hay pretexto para alegar ignorancia en este campo, pues existe suficienteinformación sobre el tema, y por lo tanto y por las consecuencias que un evento sísmicopuede ocasionar, no sería sostenible desde el punto de vista ético y profesional, pasar poralto las recomendaciones actuales que permiten construir viviendas seguras para quieneshabitan en esta “Terra Non Firma”.

Estas notas buscan contribuir al conocimiento y entendimiento de los fenómenos que sepresentan cuando ocurre un sismo y cuales son las medidas que se pueden tomar paramitigar sus efectos.

Por último quiero agradecerle a mi hijo Carlos Federico por la paciencia en el desarrollo delas imagenes y diagramación de este folleto.

Luis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasLuis Gonzalo Mejía CañasMedellín, Enero de 2002Medellín, Enero de 2002Medellín, Enero de 2002Medellín, Enero de 2002Medellín, Enero de 2002

Introducción

¿ Que otros refuerzos necesitauna casa ?

Figura 33. Casas agrietadas por procesos normales de envejecimiento opor defectos de construcción son mas susceptibles de ser dañadasseveramente o colapsadas durante un sismo (Sin referencia).

Figura 32. Disposición típica de columnas y vigas de amarre en casas de1 y 2 pisos.

La observación de los agrietamientos de las figuras 24 y 25fácilmente nos permiten concluir en qué sitios debenreforzarse las casas. La figura 32 da indicaciones al respecto.Es importante mencionar que la presencia de las columnasde amarre es fundamental para el trabajo de los muroscomo mampostería confinada (Ref. 14).

Es pertinente mencionar en este punto, que lasconstrucciones existentes que muestran algún grado dedeterioro (Figura 33) deben reforzarse con el fin de evitarque un próximo sismo las destruya.

Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Regla 1Una casa se comportará más como se construyó que comose diseñó y de ahí la importancia de unos buenos materialesy de una excelente construcción.

Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2Regla 2En toda casa, deben disponerse suficientes muros en dosdirecciones perpendiculares entre sí.

Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Regla 3Los muros estructurales deben ser continuos (colineales) enprimer y segundo piso.

Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Regla 4Una buena cimentación es fundamental para lograr un buencomportamiento sísmico.

Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Regla 5Debe disminuirse al máximo el peso de la construcción.

Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Regla 6Debe buscarse uniformidad y simplicidad en el planteamientode las casas.

Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Regla 7Deben evitarse las construcciones en suelos de rellenos oque por estudios se conozca que amplifiquen irregularmentelos sismos.

Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Regla 8Las fundaciones, la losa y la cubierta deben unirse (amarrarse)debidamente de tal forma que actúen como una unidad (efectode diafragma).

Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Regla 9Debe procurarse que los muros estructurales sean lo máslargos posibles ojalá 1,5 metros o más, pero nunca menosde 1,0 metro.

Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10Regla 10En zonas sísmicas todos los muros de las casas deben irdebidamente reforzados.

Resumen de las 10 reglasbasicas de la construccionsismoresistente para casas de 1y 2 pisos.

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Es propiedad del autor.Este Folleto o cualquiera desus partes no puede serreproducido sin autorización.

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REFERENCIAS

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