Como construir Edificaciones Resitentes a Terremotos

Publicado: mayo 20, 2011 en Arquitectura, Diseños

terremoto derrumbe

Se dice que una edificación es sismo resistente cuando se diseña y construye con una adecuada configuración estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y materiales con una proporción y resistencia suficientes para soportar la acción de fuerzas causadas por terremotos frecuentes. 

Aún cuando se diseñe y construya una edificación cumpliendo con todos los requisitos que indican las normas de diseño y construcción sismo resistente, siempre existe la posibilidad de que se presente un terremoto aún más fuerte que los que han sido previstos y que deben ser resistidos por la edificación sin que ocurran colapsos totales o parciales en la edificación.

Entre las consideracion que debemos tomar a la hora que construir  edificaciones a prueba de terremotos tenemos:

LOCALIZACION

derrumbe terremotoDeben buscarse lugares en los cuales el suelo sea estable, donde no exista posibilidad de deslizamiento o caida de rocas en caso de sismo.  Evite ubicarse en el cauce de los rios.

La vivienda debe construirse alejada de laderas de los cuales se tenga duda de su estabilidad o realice la estabilización y protección del talud. No construya sobre suelos sueltos en ladera, ya que durante un sismo se pueden soltar fácilmente y arrastrar la vivienda. Si la pendiente de la ladera es mayor a 30% se debe buscar la asesoria de un ingeniero de suelos y un ingeniero estructural.

terremoto

CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL

  • Geometría:  Se deben construir muros en dos direcciones perpendiculares entre sí, la geometría de la vivienda debe ser regular y simétrica.  Una vivienda simétrica, bien construida, resiste mejor la acción de los terremotos.  Se debe evitar construir viviendas con formas alargadas y angostas donde el largo de la vivienda es mayor a 3 veces su ancho.
  • Resistencia: Es necesario garantizar uniformidad en el uso de los materiales en los muros, estructuras, cubiertas y demás. Esto permite una respuesta integral de la edificación en caso de sismo.   La vivienda debe ser firme y conservar el equilibrio cuando es sometida a la vibración de une terremoto. Viviendas poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar.
  • Rigidez: Es deseable que los elementos que conforman la estructura de la vivienda se empalmen monolíticamente como una unidad y que se forme poco cuando la vivienda se mueve ante la acción de un sismo.
  • Continuidad: Para que una edificación soporte un terremoto su estructura debe ser sólida, simétrica, uniforme, contínua o bien conectad. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos falicitan la concentración de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que pueden causar graves daños o el colapso de la edificación.

MATERIALES

Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada resistencia y capacidad para absorber y disipar la energía que el sismo le otorga cuando la edificacion se sacude.

  • Cemento: El cemento debe estar en su empaque original, fresco y al utilizarse se debe asegurar que conserve sus características de polvo fino sin grumos.
  • Agregados: La grava y la arena no deben estar sucias o mezcladas con materia organica (tierra), pantano y arcilla. Esto produce que la resistencia del concreto disminuya notablemente o se produzca gran cantidad de fisuras en los morteros.

Dosificación del concreto

Debe realizarse en forma muy cuidadosa. Se recomienda tener en cuenta la dosificación según sea el elemento estructural que se va a construir.  En lo posible, la cantidad de agua debe ser la mitad de la cantidad de cemento.  Las partes se deben medir en el mismo recipiente como balde, tarro o cajón.  Para obtener un concreto de buena calidad hay que controlar la cantidad de agua que se le agrega.

Mezclado

Se recomienda medir las partes de arena y vaciarlas sobre un piso limpio y plano. Añadir las partes correspondientes de cemento y mezclar hasta obtener un color uniforme. Luego añadir las partes de grava y el agua debidamente medidas.

vibrado concretoVibrado

Una vez colocado el concreto en el sitio, se debe chuzar con una varilla lisa y recta que tenga una punta redondeada.

El vibrado de concreto  se debe hacer para eliminar las burbujas de aire en el concreto y evitar futuros hormigueros o huecos en los elementos estructurales que debilitan su resistencia, rigidez y continuidad.

Curado:

El concreto necesita tiempo de curado, porque no todas sus partículas reaccionan y se endurecen al mismo tiempo. El tiempo de curado, generalmente, es de una semana.  Durante este tiempo se debe proteger el concreto del viento y del sol y debe mantenerse tan húmedo como sea posible especialment6e los tres primeros dias.

Acero:

El acero debe usarse preferiblemente corrugado. Esto mejora la adherencia entre el concreto y el acero.  Antes de vaciar el concreto se debe revisar que el refuerzo este limpio de óxido y grasa.

Unidades de mampostería

Si se utilizan ladrillos para construir los muros ésos deben colocarse totalmente húmedos o saturados de agua, y por el contario se utilizan bloques de concreto, estos deben colocarse totalmente secos.

Morteros de pega

La dosificación por volumen no debe ser menor 1 unidad de cemento por cuatro de arena, es decir nunca inferior de 1:4 (cemento:arena).   La cal no reemplaza el cemento pero mejora la mezcla. La cal se debe mezclar con agua (4o kg de cal por 55 galones de agua).  Unas 48 horas después de utilizarlo, el mortero de buena calidad se deja rayar con un clavo mientras que el de mala calidad se desmorona.

Que es una edificacion sismo resistente.

edificacion sismo resistenteUna edificación es sismo resistente cuando se diseña y construye con una adecuada configuración estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y materiales con una proporción y resistencia suficientes para soportar la acción de fuerzas causadas por sismos frecuentes.  Para tener una casa sismo resistente se deben cumplir unas condiciones en cuanto a la colocación de los muros, el grueso de las paredes, si van a ser cargueros, o si son divisorios, la forma de colocar las vigas de amarre, las cintas de culata y cómo lograr la continuidad que estos elementos deben tener al momento de construir para que actúen adecuadamente durante un sismo.

Aun cuando se diseñe y construya una edificación cumpliendo  con todos los requisitos que indican las normas de diseño y construcción sismo resistente, siempre existe la posibilidad de que se presente un terremoto aun más fuerte que los que han sido previstos y que deben ser resistidos por la edificación sin que ocurran colapsos totales o parciales en la edificación.

Por esta razón, no existen edificios totalmente sismo resistentes.  Sin embargo, la sismo resistencia es una propiedad o capacidad que se le provee a la edificación con el fin de proteger la vida y los bienes de las personas que la ocupan. Aunque se presenten daños, en el caso de un sismo muy fuerte, una edificación sismo resistente no colapsará y contribuirá a que no haya pérdida de vidas ni pérdida total de la propiedad.  Una edificación no sismo resistente es vulnerable, es decir susceptible o predispuesta a dañarse en forma grave o a colapsar fácilmente en caso de terremoto.

Un elemento muy importante en la sismo resistencia son los materiales, es necesario que haya uniformidad en la estructura para que se desempeñen funciones similares en la edificación, dentro de la continuidad en la construcción se recomienda que los ejes de los muros sean colineales.

Como estabilizar un suelo Arcilloso a la hora de Construir

estabilizar suelo arcillosoAntes de construir una edificacion en un terreno, es necesario verificar mediante un estudio de suelos la característica del terreno donde vamos a construir. Muchas veces se adopta generalmente el tipo de fundación de una edificacion aledaña próxima. Esa decisión no es del todo segura debido a que el suelo suele cambiar su composición metro a metro.  La estabilización de un suelo consiste en modificar algunas de sus características indeseables para el propósito de uso que queremos darle a dicho suelo.

Entonces, si el suelo va a ser empleado para apoyar a una cimentación, ya sea para cimentación de una edificación o bien de un pavimento, las principales características indeseables de una arcilla plástica serán: Un Indice Plástico demasiado alto que significa un alto valor de expansión (o bien su opuesta contracción), así como una capacidad para soportar carga estructural que será demasiado baja.

El suelo arcilloso tiene la capacidad de modificar su volumen cuando absorbe o deja de absorber agua produciendo hinchazones sobre el asentamiento de la obra que deriva en ciertas rajaduras que muchas veces pueden visualizarse desde la fachada con grietas horizontales.

Que hacemos en caso de descubrir que estamos en presencia de arcillas potencialmente expansiva?
Existen diferentes formas de tratar de estabilizar un suelo con arcilla plástica. Una de ellas es la de retirar dependiendo la profundidad de captación de las arcillas hasta 2 metros de tierra y reponer el nivel con tierra mejorada (Tosca). Este proceso es costoso y muchas veces poco practico, en especial en obras de pequeña envergadura como es el caso de una vivienda.

La segunda opción que es motivo de explicación es la de “Desactivar las arcillas expansivas” mediante un proceso químico con apagado mediante agua de cal. En primer lugar se debe aclarar que el emplear la llamada “cal viva” con dicho propósito, no presenta ventajas y si presenta las concernientes desventajas de su manejo. La cal recomendada para tal fin es la cal hidratada, del tipo más comercial y de calidad más uniforme.

Pasos para estabilizar suelos arcillosos:

Se retiraran del lugar los 50 cm. superficiales (Desmalezamiento profundo)

estabilizar suelo arcilloso

A continuación se realizaran hoyos de 10 cm. de diámetro y 2.50 mts. de profundidad diagramados a tresbolillos y distantes entre si a 1.50 mts.Los hoyos serán llenados con agua de cal aérea, la que podrá ser obtenida disolviendo cal tipo milagro o similar en una hormigonera o recipiente adecuado hasta la saturación.

cal hidratada

El agua de cal que se valla infiltrando, debe reponerse diariamente durante por lo menos 5 días.

cal con suelo arcilla

Una vez terminado el proceso de infiltración, se completará el trabajo llenando los hoyos con una pasta densa de la misma cal y arena común al 50% hasta unos 20 cm. por debajo de sus bocas llenando el espacio restante con suelo natural seleccionado.

estabilizar suelos arcilla expansiva

Finalmente se rellenaran los 50 cm. retirados originalmente con suelo seleccionado compactado al 93% y luego otra capa de 30 cm. con el mismo suelo compactado al 93%, quedando el suelo tratado unos 30 cm. por encima de la cota actual del terreno.

Cuando un proyecto de estabilización de un suelo arcilloso con cal es adecuado, y se aplica correctamente, deber poder observarse claramente el efecto del factor tiempo, es decir que la capacidad de soporte del suelo.

Las Cimentaciones en las edificaciones.

Cimentacion 3D zapatasSe conoce como Cimentaciones a la parte de la infraestructura, que transmite directamente al terreno las acciones recogidas por la estructura, debiendo cumplir las misiones específicas para las cuales debe estar preparada las cuales son:
a)-Transmitir al terreno las cargas verticales, los momentos  y empujes que pudiese arrastrar la edificicacion.
b)-   Anclar al terreno ese edificio.
La solución propuesta deberá satisfacer estas misiones  de  forma:  económica, segura  y  sin  movimientos admisibles, durante y después de la ejecución del edificio.

Para el cálculo y dimensionado de las cimentaciones, se precisa conocer el peso total de la obra (enteramente acabada y con sobrecargas) y la aptitud portante del terreno elegido como firme. 
En todo caso deberá  cumplirse  que la  tensión  de  trabajo del terreno  sea menor o igual a dicha aptitud portante o tensión admisible del terreno.

Las cimentaciones según sea la profundidad de la superficie admitida como firme, se pueden clasificar en dos categorías:
1. Cimentaciones Superficiales
2. Cimentaciones Profundas.

CIMENTACIONES SUPERFICIALES:

cimentacionesSon aquellas cimentaciones que se apoyan en capas poco profundas del terreno que  se  suponen o consideran con suficiente capacidad de carga, para soportar las edificaciones y las acciones que sobre ellas se producen, con cedimientos admisibles. Consideramos capas poco profundas o  firmes superficiales, aquellos que se encuentran a profundidades medias, hasta los – 3.00 m.
Fig. 11.1  y Fig. 10.1
Cuando superen esas cotas, desde –4.00 a -6.00 m. deberán utilizarse, si es posible, pozos de cimentación.

Los tres tipos básicos de cimentaciones superficiales (poco profundas) aparecen clasificadas según sean soluciones de transmisión de
1. Cargas puntuales (aisladas) 
2. Cargas lineales (continuas)
Fig. 11.2  Fig. 10.2
3. Cargas puntuales y/o lineales asociadas (aisladas + continuas).

Las cimentaciones de puntos singulares de cargas originan   Zapatas Aisladas  (Fig.10.1 y 10.2 ) 
Las cimentaciones de líneas de cargas: MUROS pueden crear Zapatas Continuas o Corridas(Fig 11.1 y 11.2) 
Las  cimentaciones de  conjuntos  de puntos de cargas:  SOPORTES y/o cargas lineales: MUROS ASOCIADOS dan lugar a:    Placas o losas de cimentacion.   (Fig. 12)

CIMENTACIONES PROFUNDAS

Si el firme rocoso se  encontrara a  una profundidad  mayor, que hiciera inviable la
realización  de pozos  de cimentación, se utilizará una cimentación profunda:  PILOTES
(para cargas  puntuales) o  MUROS PANTALLAS (para cargas continuas o puntuales).
Su cálculo  se verificará al  rechazo, con independencia de la adherencia o roce lateral. 
En la actualidad son generalmente columnas rígidas de acero u hormigón armado,
perforados  o hincados verticalmente, con solicitaciones a compresión.

cimentaciones profundas

Muros subterráneos  con ambas caras  protegidas o  con una  de ellas expuesta  en  sótano, constituyen cimentaciones profundas convencionales en  la actualidad.

Uso de los micropilotes en las cimentaciones.

micropilotes

Los micropilotes son pilotes de pequeño diámetro inferiores a 35 cms, perforados “in situ”, vertical o inclinados, empleados para la cimentación y sirven para transmitir la carga de una estructura a estratos de suelos más profundos.   Son resistentes a la tracción y compresión, y están compuestos por un tubo de acero que se coloca en el interior de un orificio perforado en el terreno y que recibe una lechada de cemento inyectado. 

Tienen el mismo uso que los pilotes comunes, pero su función difiere de acuerdo a los materiales, la sección y los esfuerzos que puede soportar.

micropilotes cimentacion

Los procesos de cimentación con micropilotes incluyen, ejecución y controles de los pilotes, ubicación de la maquinaria en la zona de implante. Este procedimiento se utiliza cuando las capas del terreno no poseen la capacidad de absorber las cargas transmitidas por la estructura.

El micropilote tiene menor capacidad portante que un pilote convencional. Se emplean en terrenos donde no pueden utilizarse los pilotes comunes.

Aplicaciones de los micropilotes:

Los micropilotes se emplean principalmente en el recalce de edificios y pueden utilizarse como:

• Para reforzar cimentaciones en ampliaciones de edificios.
• Para recalzar edificios
• En cimentaciones profundas en terrenos de acceso dificultoso o dimensiones muy reducidas.
• Para reforzar y sostener los cimientos ya existentes al excavar sótanos.
• Como cimentaciones profundas en terrenos no aptos para los pilotes tradicionales.

   pantalla de micropilotes  micropilotes

•Cuando el asiento de las cimentaciones a fallado, se usan para cubrir las fallas del terreno, donde se apoyan los cimientos que puedan alterarse.

•En cimentaciones nuevas, cuando necesitamos cimentar una estructura con otras estructuras colindantes y no se permiten ciertas actividades como: golpeteo fuerte; vibraciones; excavaciones extensas sin entubar; acceso de maquinaria normal para cimentación.

•También pueden utilizarse en forma de pantalla de micropilotes para: recalzar las estructuras linderas; para permitir la excavación sin peligros, hasta determinada profundidad.

comentarios
  1. yonathan dice:

    exelente, sigan asi amigos, la construccion es muy importante.saludos a todos

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    deberíamos conocer un poco mas estos temas y evitaríamos muchos inconvenientes.

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