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CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL”

Lima, 26 de abril del 2018.

INFORME TÉCNICO N° 038-2018-SIC/CS Señor

:

Lic. Marlon Garay Rodríguez

Asunto

:

Construcciones antisísmicas

Referencia

:

OFICIO N° 25-2018-GG/HF

Tengo el agrado de dirigirme a Ud. para informarle lo siguiente: 1. INTRODUCCIÓN: 1.1.

IMPORTANCIA DEL TEMA La principal importancia es el conocer sobre las estructuras antisísmicas y comprender el rol que estas cumplen durante un evento sísmico y la forma en que esta debe estar edificada interior y exteriormente

1.2.

JUSTIFICACIÓN En el presente informe se pretende brindar la información necesaria sobre el asunto a desarrollar ya que es necesario su comprensión como tema de seguridad ciudadana y prevención de desastres.

1.3.

OBJETIVO El principal objetivo del informe presente es ayudar a mejorar la infraestructura de las construcciones, teniendo como base la estabilidad de estas todo con el fin de garantizar seguridad y confianza.

2. ANTECEDENTES El Lic. Marlon Garay Rodríguez, gerente general de la empresa H&F, invertirá próximamente en un proyecto que brinde uno de los servicios más importantes: La construcción de un colegio particular de gran calidad educativa. Este proyecto debe mantener los estándares de calidad que hoy en día se requieren para que esta institución brinde los servicios de seguridad de manera satisfactoria. Para ello, el señor

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL mencionado ha solicitado al Servicio de Ingeniería Civil de la empresa Constructora Salan información de calidad estructural que cumpla con el objetivo mencionado anteriormente. Ante esta demanda, tomamos en cuenta el contexto geográfico en el que se encuentra el país: Perú es uno de los varios países que se encuentra ubicado en el cinturón de fuego del Océano Pacífico, lo cual hace de este un territorio altamente sísmico, sobretodo en la parte centro y sur en una de las cuales se planea ejecutar este proyecto. 3. ANÁLISIS 3.1.

A partir del problema mencionado anteriormente, detallaremos algunos puntos importantes: 3.1.1. ¿Qué es un sismo o terremoto? Un terremoto es la vibración de la Tierra producida por una rápida liberación de energía a causa del deslizamiento de la corteza terrestre a lo largo de una falla. La energía liberada se propaga en todas las direcciones desde su origen (foco o hipocentro) en forma de ondas. En el territorio peruano los sismos tienen su origen en el proceso de convergencia de la placa de Nazca bajo la Sudamericana, el mismo que se produce con una velocidad promedio del orden de 7-8 cm/año. Este proceso es responsable de la ocurrencia de los sismos que con diversas magnitudes se producen frente a la línea de. Estos sismos son muy frecuentes en el tiempo y en un año es posible registrar la ocurrencia de hasta 60 sismos con magnitudes M≥4.5 y en general, todos sentidos en las localidades cercanas al epicentro. En el siguiente gráfico tenemos una muestra de la actividad sísmica en nuestro territorio en el cual podemos notar que es mayor en la zona costera:

3.1.2. ¿Cómo afecta un sismo a una edificación?

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL Un sismo, a diferencia del daño producido por un impacto, daña básicamente a una estructura por la fuerza de inercia que se genera a partir de la vibración de la masa de esta. Al momento de que esto sucede, las fuerzas laterales tienden a doblar o quebrar las columnas y los muros y luego por acción de la fuerza de gravedad se puede producir un colapso. 3.2.

Construcción Antisísmica o Sismoresistente. La construcción y estructuras antisísmicas son aquellas que nos va a admitir soportar movimientos telúricos con mucha mayor superioridad de resistencia, para lo cual, los ingenieros encomendados a la construcción de la vivienda han tomado en cuenta algunos primordiales detalles para hacerlas más invulnerables a estas circunstancias. La construcción antisísmica comprende todas las edificaciones e infraestructuras construidas para soportar movimientos sísmicos sin desplomarse.

3.3.

¿Cómo se realiza una construcción anti sísmica? Para realizar una construcción antisísmica debemos tener en cuenta algunos puntos generales y otros específicos: 3.3.1. Ubicación Las ubicaciones adecuadas para una construcción anti sísmica son aquellos que estén alejados de zonas donde hay peligros naturales. De preferencia se escogen un terreno plano con apropiado espacio libre alrededor de él. Las ubicaciones inadecuadas serían principalmente: zonas de laderas pronunciadas, zonas de derrumbes, zonas inundables, zonas con la napa de agua alta, etc. 3.3.2. Suelo La elección de un terreno con un suelo adecuado es la parte más importante porque aquí se sientan las bases de toda la edificación. El suelo adecuado dependerá del tamaño y forma de la edificación. Terreno vegetal: Es un tipo de terreno absolutamente prohibido para cimentar una estructura, por pequeña que sea. Suelos Arcillosos: Los terrenos arcillosos son en principio, los más peligrosos para cimentar debido a que amplifican el movimiento lo que produce la perdida de la capacidad de transmisión de esfuerzos.

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL Suelos arenosos: De la misma forma que los suelos arcillosos, no son recomendables para el levantamiento de una estructura Suelos rocosos: Es el más recomendable para cimentar debido a que contribuye de manera eficaz al soporte de columnas y techos. 3.3.3. Construcción de bases subterráneas Esta técnica es comúnmente usada en construcciones de mediano y gran tamaño. Consiste en cavar un hueco cuya profundidad dependerá del tamaño de la estructura. Aquí se construirá una base que soporte a toda la estructura de manera que en esta se disipe toda la energía transmitida por las ondas sísmicas dañando en menos proporción a la estructura. Estas bases o llamadas también almohadas están hechas mayormente de hormigón o materiales polimétricos que permiten al edificio en cuestión oscilar sin desplomarse durante los terremotos. Así se presentan los siguientes casos: Superficiales o directas: Éste tipo de cimentación se construye cuando el suelo tiene la capacidad de soportar las cargas de la estructura superficialmente. La profundidad de la cimentación puede variar entre los 0,5 metros hasta los 4 metros. Profundas: Se utilizan principalmente cuando el sustrato de suelo con la capacidad portante requerida se encuentra a mucha profundidad, o cuando es necesario que una porción de la carga se transmita al suelo mediante fricción. Estos elementos son de una gran longitud con respecto a su sección transversal. Semiprofundas: Este sistema de cimentaciones se usa cuando las condiciones del suelo y el punto óptimo para su estabilización se encuentran en niveles intermedios de los casos anteriores.

3.3.4. Parte superficial

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL La parte superficial de una estructura antisísmica comprende varios puntos: Simetría: La estructura debe ser la más simétrica posible tanto exterior como interiormente para que la distribución de carga y energía al momento de un movimiento sea lo más uniforme posible. Parte superior: En cualquier caso de forma de techo que tenga la estructura este debe ser lo más liviano posible. Vigas y columnas de confinamiento: Son elementos de concreto armado construidos alrededor de los muros. En la construcción antisísmica deben emplearse los materiales mencionados posteriormente. Muros: Están hechos de ladrillo macizo y están confinados a las vigas y columnas. Transmiten toda la carga vertical de la parte superior. Solo los muros confinados resisten bien la carga durante un sismo. Cimiento: Transmite toda la carga al suelo sobre el que está la estructura. Es recomendable el uso de las bases mencionadas anteriormente. Las estructuras se clasifican de acuerdo a 4 categorías mostradas en la siguiente tabla:

CATEGORÍA DESCRIPCIÓN A A1: Establecimientos de salud públicos y privados, Edificaciones A2: Puertos, aeropuertos, municipalidades, esenciales centrales de comunicaciones. B Cines, teatros, estadios, coliseos, centros Edificaciones comerciales, terminales de pasajeros. importantes C Viviendas, oficinas hoteles, restaurantes, colegios, Edificaciones instalaciones industriales comunes D Construcciones provisionales para depósitos, Edificaciones casetas. temporales

3.3.5. Configuración de la estructura. En primer lugar, es importante un buen diseño de la estructura que respete las condiciones de la parte superficial de una construcción antisísmica.

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL Cuando hablamos de simetría especificaremos primero las dimensiones exteriores, las cuales deben mantener una cierta proporción límite entre su largo ancho y altura. Así, para construcciones pequeñas y medianas, el ancho y largo debe estar en proporción de 1 a un máximo de 3. De manera similar, para una construcción de gran tamaño hay que realizar los estudios respectivos. Por ejemplo, para edificios con esbeltez mayor a 4 por 1, es recomendable llevar a cabo un análisis sísmico dinámico que determinaría las secciones adecuadas de los elementos estructurales.

Luego, en la simetría interna de la estructura se debe considerar que los muros estén ubicados uno encima del muro inferior inmediato, manteniendo simetría.

Es necesario que las losas estén proporcionadas y tengan la misma forma en todos los pisos.

Los vanos de las ventanas y las puertas se deben construir hasta la viga soltera y deben estar ubicados en el mismo nivel vertical en todos los pisos.

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3.3.6. Materiales Es necesario el empleo de materiales que garanticen la firmeza y estabilidad de la estructura. Los materiales de construcción más utilizados son el hormigón (concreto armado), el acero (en vigas, columnas, etc.), ladrillo de calidad (muros, o paredes), madera, entre otros. Las edificaciones deben tener una estructura de hormigón armado con columnas en las esquinas y en los bordes de los vanos, conectadas con el encadenado superior, así como con el cimiento. Una variante para construir un muro rígido sin deformaciones durante el sismo, es conectar las esquinas de los muros con tensores formando un cruce. Todo esto se especifica de acuerdo a la estructura o sistema estructural a construir: Estructuras de concreto armado Pórticos: Por lo menos el 80% de la fuerza cortante de las bases actúan sobre estos. Muros estructurales Dual: Combinación de pórticos y muros. Edificaciones de muros de ductilidad Limitada: Tienen un sistema de resistencia sísmica y de cargas de gravedad. Con este se puede construir un máximo de 8 pisos. Estructuras de acero: Pórticos resistentes a momentos: Proveen una significativa capacidad de deformación inelástica. Pórticos especiales concéntricamente arriostrados: Proveen capacidad de deformación inelástica en sus elementos y conexiones Pórticos excéntricamente arriostrados: Proveen capacidad de resistencia en zonas de corte o arriostradas.

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL Estructuras de albañilería: Estas edificaciones sismo resistentes son muros a base de unidades de arcilla o concreto. No se hace mucha diferencia entre estructura confinada o armada. Estructuras de madera En este tipo de edificaciones los elementos resistentes son la madera. Se incluyen sistemas entramados y estructuras arriostradas tipo poste o viga. Estructuras a tierra Son edificaciones cuyos muros son hechos con unidades de albañilería de tierra o tierra apisonada in situ Es importante también que los materiales usados sean lo más livianos posible y a su vez que mantengan la resistencia necesaria, sobre todo en la parte superior, ya que cuanto más cuanto más alto es un edificio, mayor período de oscilación tendrá durante un terremoto. La distribución de masas debe ser uniforme en cada planta. Así mismo debe ser flexible y esto significa la capacidad del edificio de deformarse frente a un sismo. También, para estas construcciones de más de 5 pisos no se deben usar ladrillos como muros en el interior debido a que esto almacenaría más peso en la parte de arriba. A continuación, mostraremos el uso del material por zona de edificación de una estructura anti sísmica: CATEGORÍA

A1

A2

B C

ZONA 3y4 1y2 4, 3, 2 1 4,3,2 1 4,3,2,1

SISTEMA ESTRUCTURAL Cualquier sistema estructural. Estructura de acero tipo SCBF, OCBF y EBF. Sistema dual, muros de concreto armado, albañilería armada o confinada. Acero de tipo SCBF, OCBF. Cualquier sistema Estructuras de acero de tipo SMF, IMF, EFB. Dual, muros de concreto armado. Cualquier sistema Cualquier sistema

3.3.7. Instalaciones Las instalaciones tanto eléctricas como sanitarias deben de instalarse de manera que se eviten fallas o fugas que puedan ocasionar daños a la

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL estructura o posibles accidentes y que no intervengan en el equilibrio de esta, diseñando adecuadamente todos los canales y/o conductos que cumplan con dichos propósitos. 3.4.

Base legal de las construcciones antisísmicas Las edificaciones deben contar con condiciones mínimas en su diseño y un comportamiento sísmico que evite la pérdida de vidas humanas, asegure la continuidad de los servicios básicos y minimice los daños de la propiedad. Las construcciones antisísmicas están reglamentadas bajo el Decreto Supremo N° 003-2016 del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento desde el 02 de enero del 2016. El Servicio Nacional de Capacitación para la Industria de la Construcción (Sencico) precisa que las edificaciones sismoresistentes son el mejor refugio ante los movimientos telúricos. "Esta norma es obligatoria para todos los que diseñen y construyan", precisa. Todo esto debido a las condiciones naturales mencionada anteriormente.

4. CONCLUSIONES 1) Es completamente necesaria que las construcciones civiles tengan base sismoresistente debido a que nos encontramos en una zona vulnerable a eventos sísmicos que pueden dañar severamente la estructuras que no cuenta con este sistema de precaución y por ende que puede llevar a la pérdida no solo material si no de la vida o salud de las personas. 2) La zona costera es la parte más vulnerable a sufrir daños como consecuencia de un sismo de gran magnitud. Así, es la zona en la cual hay que estar más prevenidos ante este suceso porque aquí se encuentran la mayor parte de la población nacional y por ende se concentra la mayor parte de la economía. 3) Específicamente, la construcción de centros de gran importancia como hospitales, viviendas, universidades o colegios deben llevar consigo la aplicación del Decreto N° 003-2016 del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento ya que en estos lugares se albergan gran cantidad de personas. 5. RECOMENDACIONES 1) En primer lugar es necesaria la consulta del tema con personas especializas que puedan guiar al momento de tomar decisiones respecto a un asunto determinado. Para el caso de las construcciones antisísmicas recurrir a un ingeniero civil y arquitecto. 2) En base a lo anterior respetar las normas y leyes que gobiernen este asunto con el fin de obtener una estructura que tenga todas las características necesarias para cumplir con el rol que se desea evitando así futuros problemas y consecuencias negativas.

CONSTRUCTORA SALAN SERVICIOS DE INGENIERÍA CIVIL 3) La inversión, según el proyecto que se quiere realizar, debe ser la necesaria para hacerse con el personal y la mano de obra calificada y diseños y materiales adecuados. 4) Tener bien en cuenta las condiciones ambientales-geográficas ya que son factores de los cuales puede depender lo que se quiere realizar.

Es todo en cuanto tenga que informar a Ud. para las acciones que estime conveniente hacer.

Atentamente

Ing. Alvaro Gabriel Culqui Montoya Jefe de Servicios de Ingeniería CIP N°39041