Universidad Nacional De Ingeniera Recinto Universitario Pedro Arauz Palacios Facultad De Tecnologa De La Construccin Investigacin Documental De Redaccin Tcnica

Prof.: Tania Rivas Morales

Integrantes: Mara Ins Del Socorro Lpez Medrano Jos Miguel Muoz Jarqun Conan Jos Gonzales Agilar Luis Enrique Duarte Catn Duvan Jos Guido Cruz

Grupo: IC-12D

Aula: 1023

Fecha: 30-07-2015

Introduccin.

En la presente investigacin documental llamada ingeniera sismo resistente aplicada en el edificio Rigoberto Lpez Prez, se abord sobre la temtica de la estructura de dicho edifico.

Para dicha investigacin se llev a cabo una entrevista al ingeniero lvaro Jirn; el cual es responsable de la administracin del edificio Rigoberto Lpez Prez esto permiti un anlisis en la investigacin documental siguiente: proporcionar la importancia de la aplicacin de la ingeniera sismo resistente en la creacin del edificio Rigoberto Lpez Prez.

Es importante saber que en nuestro pas el riesgo de sismos es muy notable ya que est lleno de un gran cantidad de volcanes, adems que hay 2 placas tectnicas bajo l, por ello hoy en da se ha tomado como parte esencial delas obras de ingeniera la prctica de la ingeniera ssmica o sismo resistente, por lo cual en el presente trabajo se har nfasis en este tipo de ingeniera, en que consiste, cuales son los mtodos para aplicarla en la elaboracin de algn proyecto de edificio entre muchos otros conceptos que nos ayudarn a comprender mucho ms profundo esta importante rama de la ingeniera civil.

Tambin se hablar de un ejemplo claro de la aplicacin de esta ingeniera, el edificio Rigoberto Lpez Prez localizado en la sede central de la Universidad Nacional de Ingeniera (UNI), este es una gran obra de ingeniera en la cual se aplic diferentes mtodos de la ingeniera ssmica los cuales se mencionan en el contenido de este trabajo.

Tema general

Ingeniera sismo resistente

Tema especifico Aplicacin de la ingeniera sismo resistente en el edificio Rigoberto Lpez Prez

Objetivo general

Proporcionar la importancia de la aplicacin de la ingeniera sismo resistente en la creacin del Rigoberto Lpez PrezObjetivo especifico

Determinar las estrategias sismo resistente en el edificio Rigoberto Lpez Prez

Detallar los materiales que fueron empleados en la construccin de dicho edificio

Marco Terico

1. Ingeniera ssmica1.1. DefinicinVillarreal Castro, (2014, p.3) afirma que la Ingeniera Sismo-Resistente, es parte de la dinmica estructural, que estudia el comportamiento de las edificaciones ante la accin ssmica e investiga los mtodos de clculo estructural, que garantizan su buen comportamiento y seguridad estructural ante los sismos.

1.2. Objetivo de la ingeniera sismo resistente

Blanco (2012, p. 1) asevera que el objetivo principal del diseo sismo resistente es salvar vidas y, adicionalmente, minimizar los daos materiales.

1.3. Sistemas de proteccin

1.3.1. Por resistencia: Segn el reglamento de construccin sismo resistente (2010, p. 7) la estructura de la edificacin y todas sus partes deben disearse y construirse para que los materiales utilizados en la construccin de los elementos y sus conexiones puedan soportar con seguridad todas las cargas contempladas sin exceder las resistencias de diseo cuando se mayoran las cargas por medio de coeficientes de carga, o los esfuerzos admisibles cuando se utilicen las cargas sin mayorar.

1.3.2. Por ductilidad: La ductilidad es una caracterstica esencial en el buen comportamiento sismo resistente de cualquier estructura. La necesidad de contar con ella parte de la metodologa de diseo usada en la actualidad que confa en la disipacin de energa por accin inelstica para resistir adecuadamente un terremoto severo. Un sistema se puede considerar dctil cuando es capaz de experimentar deformaciones substanciales bajo carga constante, sin sufrir daos excesivos o prdida de resistencia bajo ciclos repetidos de carga y descarga. Pozo (1995, p. 5)

1.3.3. Por disipacin: Maldonado,(2010, p.3) Nos dice los disipadores apuntan a absorber por distintos medios la energa vibratoria introducida la estructura por el movimiento ssmico. Hay distintas formas como la fluencia de metales, la friccin, la disipacin viscosa y visco elstica En las estructuras, los disipadores son colocados entre dos puntos que sufren una deformacin relativa, aprovechndola para realizar un trabajo mecnico. La disipacin de energa en estos sistemas reduce la acumulacin de la demanda sobre la estructura debido a efectos de resonancia, protegindola del dao ssmico.

1.3.4. Aislamiento ssmico: Centro Internacional De Ciencias Mecnicas, (1994, p1). Nos indica que estos dispositivos son colocados en la base o cimentacin de la estructura, La flexibilidad y capacidad de absorcin de estos dispositivos les permite absorber y reflejar parcialmente la energa del sismo antes de su transmisin a la estructura. Con ello se reduce la demanda de disipacin de la energa en la estructura aumentando su tiempo de vida til.

1.3.5. Elementos de disipacin pasiva: Los dispositivos de este tipo son usados tanto para solicitaciones ssmicas como para cargas de vientos. Introducen el concepto de disipacin de energa asociado al de amortiguacin suplementaria. Se incorporan a las estructuras con la finalidad de absorber o consumir una porcin de la energa de ingreso. Estos dispositivos reducen la demanda de disipacin de energa en los principales componentes de la estructura y minimizan los posibles daos estructurales. dem

1.3.6. Elementos de disipacin activa: Estos elementos se dispone de un rea de proteccin estructural y de un suministro externo de energa. El movimiento de la estructura es controlado o modificado. dem1.4. Efectos secundarios durante y despus de los sismos.

Medina (2005,p.7-8) plantea los siguientes tanto ambientales como no ambientales.

1.4.1. Maremotos o tsunamis: Son olas gigantes ocasionadas por un sismo que al entrar en contacto con las costas produce grandes daos en estructuras y prdidas humanas.

1.4.2. Incendios y conflagraciones: El incendio es un efecto secundario que se enfrenta despus de un terremoto ocasionado por volcamiento de cocinas de gas encendidas, calentadores y cortocircuitos a consecuencia de la cada del tendido elctrico. Que si no se trata a tiempo se puede dar lugar a una conflagracin (incendio que se extiende de una forma descontrolada).

1.4.3. Avalanchas y deslizamientos: Son desprendimientos de masas de tierra en montaas y elevaciones de tierra, provocado por sacudidas del terreno que como consecuencia puede arrasar campos, edificaciones y sepultar personas.

1.4.4. Asentamiento: Es la compactacin en el terreno de material granular como efecto de la vibracin de un sismo del terreno. Ocasionando a si el colapso en un edificio u obras de Ingeniera, tambin otro efecto de la compactacin por sismo.

1.4.5. Licuefaccin: Es un fenmeno que consiste en la compactacin de suelos granulares saturados poco densos causado por la vibracin, se manifiesta en forma de volcanes de lodo en la superficie generando condiciones similares a la arena movediza que como consecuencia ocasiona grandes daos a edificaciones y obras civiles durante un movimiento telrico.

1.5. Variables para el control de la repuesta estructural.

1.5.1. Fuerza de inercia: Es la generada por el movimiento ssmico del suelo que se transmite a los edificios apoyados sobre el terreno debido a que la base del edificio tiende a seguir el movimiento del suelo y la masa del edificio que por inercia se opone a ser desplazada dinmicamente y seguir el movimiento de su base. El clculo de dicha fuerza segn Newton est dada por la multiplicacin de masa (vivas y muertas) por la aceleracin (ondas ssmicas).

1.5.2. Periodo y resonancia: Es el tiempo en que tarda un objeto en cumplir un ciclo cuando vibra. Cuyo calculo est dado por T= 2 M/K donde T= Periodo, M= masa y K= rigidez del sistema.

1.5.3. Amortiguamiento: Es una caracterstica estructural que influye en la respuesta ssmica porque decrece el movimiento oscilatorio se hace con el objetivo de disipar la energa ssmica. La magnitud de la disminucin de estos efectos son difcil de cuantificar con precisin, por ello los reglamentos indican aproximadamente un amortiguamiento igual al 5% del crtico

1.5.4. Ductilidad: Se refiere a la capacidad de un sistema estructural de sufrir deformaciones considerables bajo una carga aproximadamente constante sin padecer daos excesivos. La ductilidad se define como el cociente entre el mximo desplazamiento (p) y el desplazamiento decadencia (y). = p/y.

1.5.5. Resistencia y rigidez: Son los dos aspectos ms importantes del diseo ssmico. La resistencia es el parmetro de diseo donde se busca que las dimensiones de los elementos garanticen la integridad de la estructura sometida a todas las combinaciones de carga posibles y la rigidez relaciona la deformacin de la estructura con las cargas aplicadas. La rigidez lateral se refiere a la deflexin horizontal de piso a piso y previene as que la estructura se salga del alineamiento vertical ms all de una cantidad dada.

As lo afirma op.cit(pp.9-11) en la ingeniera sismo resistente se encuentran varias variables para el control de una respuesta estructural.1.6. Propiedades de los sistemas estructurales

Los sistemas estructurales son de gran importancia ya que conforma o son requisitos bsicos para el desarrollo de una construccin, Medina(2005,pp.13-14) clasifica las propiedades de los sistemas estructurales.

1.6.1. Sistemas resistentes

La seleccin de un sistema estructural est determinada por muchos factores, estos son lo que determinan la rigidez del edificio y su distribucin en planta incide en la ubicacin del centro de rigidez. En los prrafos siguientes se ilustran las caractersticas de cada uno de los sistemas estructurales alternativos.

1.6.2. Prticos

Es un sistema estructural que puede resistir, por lo general, las fuerzas ssmicas; la ventaja principal que posee es su fcil diseo y construccin para resistir grandes demandas de ductilidad, as como la flexibilidad para la distribucin de los espacios internos. Sin embargo, su eficiencia, basada en la resistencia a flexin de vigas y columnas es baja a menos que las secciones transversales de los elementos sean extraordinariamente grandes.

1.6.3. Prtico con arriostramiento

El prtico rigidizado o arriostrado con elementos diagonales o muros de rigidez permite aumentar la capacidad lateral sin un costo excesivo. Mediante la acertada distribucin de elementos rigidizantes se puede mantener la ventaja de la estructura a base prticos (distribucin de espacios internos y ductilidad), a la vez que la resistencia lateral se ve aumentada. Consideraciones econmicas y arquitectnicas pueden impedir el uso de estos elementos en algunos casos y en otros pueden presentar desventajas tcnicas importantes, ya que en estos sistemas se requiere evitar concentraciones de rigidez en un pequeo nmero de elementos.

1.6.4. Muros resistentes al cortante

Tambin denominado muro de cortante, es un sistema que posee una gran rigidez y resistencia para los desplazamientos laterales, las proporciones de los muros son de tal forma que domina la falla por corte sobre la de flexin. Asimismo, posee poca flexibilidad para la distribucin de espacios internos debido a los requisitos del sistema.

1.6.5. Diafragma

Medina (2005,p.14).cita a (Arnold y Reitherman, 1991; Bazn y Meli, 2001; Park y Paulay, 1983; Rosenblueth, 1991) nos dice que el sistema se refiere a los elementos horizontales de la edificacin (pisos y techos) que trasladan las fuerzas laterales a los sistemas resistentes verticales (muros resistentes al cortante, prticos o prticos con arriostramiento). Los diafragmas deben ser infinitamente rgidos para cumplir con la funcin de trasladar las fuerzas laterales a los sistemas resistentes. Tambin pueden actuar con una rigidez muy baja (diafragmas flexibles), tal como los sistemas de pisos formados por vigas en una direccin y una losa de lmina delgada. Dicha alternativa no distribuye las fuerzas laterales de manera proporcional a la rigidez del sistema vertical, adems existe la posibilidad de ceder ante el empuje generado por el sistema vertical resistente, por lo que invalidan las hiptesis del anlisis ssmico y requieren de un estudio especial.

En los diseos de diafragmas pueden incluirse consideraciones para separaciones o juntas que permitan la ocurrencia de las deformaciones no estructurales computadas, sin la imposicin de fuerzas cortantes sobre el diafragma. Tambin es necesario, cuando se proporcionan juntas, incorporar en el diseo otras caractersticas aparte de aqullas que estn involucradas directamente en la resistencia ssmica. Este es el caso de la impermeabilidad al ambiente de las losas exteriores, la resistencia al fuego y el aislamiento acstico de los muros interiores.

1.7. Elementos no estructurales

Medina (2005,p.14) cita a Rosenblueth, 1991, nos dice que el diseo de los elementos no estructurales se debe basar en los siguientes criterios:

Seguridad de la vida: Las fallas no deben ocasionar prdidas en vidas humanas ni entorpecer la evacuacin del edificio.

Daos materiales: Busca disminuir los costos que acarrean las reparaciones de los elementos no estructurales que en algunos casos se aproxima al costo original del edificio.

Continuidad de operacin: Es conveniente que un edificio o una zona particular dentro de la estructura, contine operando durante y despus de un evento ssmico. Por ejemplo un hospital o centros de emergencias que debe seguir operando de manera normal especialmente despus de un sismo. Estos criterios son usados para tomar disear los siguientes aspectos: Conexiones, anclajes y detalles.

dem. Los elementos no estructurales deben conectarse a la estructura, pero este proceso debe ser cuidadoso, ya que las caractersticas de la conexin afectan directamente la magnitud de las fuerzas trasmitidas al elemento, y la interaccin que pudiera ocurrir debido a la deformacin ssmica de entrepiso.

Efectos de interaccin entre elementos no estructurales

La deformacin de entrepiso permitida para el sistema estructural, puede resultar en fuerzas que actan sobre muros y divisiones no estructurales que estn apretadamente colocados entre elementos estructurales. En este caso, los muros actuarn como elementos resistentes y funcionarn como un muro de cortante hasta su falla. Para evitar estas cargas sobre los muros no estructurales, estos deben estar separados en la parte superior o en la inferior y en los costados, para permitir que ocurra la deformacin de entrepiso calculada sin que el muro participe en el movimiento. Alternativamente, los muros pueden hacerse desalineados en relacin con las columnas, de manera que solamente sea necesario separar de la estructura la parte superior o interior de stos.

2. Caractersticas de los sismos

2.1. Sismicidad en el mundoBrazan y Meli, 2001 cita a (wakabayashi y Martnez 1998). Ellos nos indican que las zonas donde se originan los sismos se encuentran en las fallas y zonas de subduccin.Los estudios geolgicos y la historia de actividad ssmica permiten identificar las zonas donde existen fallas tectnicas.A nivel mundial las siguientes reas estn sujetas a sismos, dado que cerca de ellas se ubican fallas con gran actividad:La zona ssmica Circumpacfica, incluyendo el lado del Pacfico del Sur, Centro y Norteamrica, las Islas Aleutianas, la Pennsula de Kamchatka, Japn, Indonesia y NuevaZelanda.

La zona ssmica Euroasiana, la que se extiende del Sureste de Asia, cruzando el Medio Oriente, hasta el Mar Mediterrneo.

La cordillera Mezocanica ubicada en el fondo del Ocano Atlntico.Parte de China, El Medio Oriente.2.2. Sismicidad en centro amricaLavell (sd) reporta que, Centro amrica es altamente vulnerable al impacto de los temblores ya que se encuentra en medio de los lmites de placas tectnicas, la del caribe, norte amrica y Mesoamrica que bordean la regin y una zona de esfuerzos comprensivos.Un recuento de los terremotos de la regin des de 1900 hasta el presente indica que ha habido 52 del tipo destructivo con magnitudes entre 5.0 y 6.9 en escala de Richter, que han ocurrido principal mente en la faja volcnica y 51 ms con magnitudes superiores a 7.0

Principales sismos en centro Amrica.DesastreAoDamnificados o desaparecidos

Terremoto de Guatemala19762.5 millones

Terremoto de Nicaragua1972300000

Terremoto de el salvador1986520000

Terremoto de el salvador20011.6 millones

Terremoto de limn-Bocas de toro199114500

2.3. Escalas para medir las magnitudes de los sismosSon herramientas para medir el impacto de un sismo sobre determinado territorio y sus habitantes, las ms utilizadas son la Escala de Mercalli y la de Richter. En 1979 se introdujo un nuevo sistema para medir la intensidad de los terremotos: la escala sismolgica de magnitud del momento. Fue desarrollada por los cientficos Thomas C. Hanks y HirooKanamori los cuales clasifica los sismos en funcin de la cantidad de energa que liberan.Escala Richter.La escala de Magnitudes de Richter est diseada en funcin de calcular la energa liberada por el sismo en la fuente.Escala Mercalli (Escala de Intensidades)Esta escala tiene 12 grados, desde un temblor nicamente detectado por instrumentos hasta la destruccin total. 3. Ingeniera ssmica aplicada al edificio ``Rigoberto Lpez Prez

3.1. Historia del edificoLargaespada (2013). Asevera que la infraestructura est valorada en US$16 millones, de los que US$12.8 millones fueron financiados por el Banco de la Produccin, Banpro, este edificio tiene un rea de construccin de 15,000 metros cuadrados y ser de los ms modernos edificios en toda Nicaragua, segn el diseador arquitectnico de la obra, Luis Chvez, quien tambin es Decano de la Facultad de Arquitectura, de la UNI.El ingeniero encargado de la parte estructural del edificio, Maurilio Reyes, declar que por su originalidad y el uso de materiales de ltima tecnologa, se utiliz un sistema de marco estructural de acero, con un mtodo sismo lateral resistente, que supera a todas las edificaciones actuales en Nicaragua.El rector del recinto acadmico que este ao cumpli 30 aos de fundacin, detall que la ejecucin de la obra no fue tarea fcil, ya que no contaban con la capacidad econmica para realizar una infraestructura de tal magnitud.Coment que cada ao la UNI recibe un presupuesto estatal de US$2 millones para gastos de inversiones, con los cuales desde 2003 hasta 2009 lograron ahorrar tan solo una mnima parte del costo del nuevo edificio.

Diseo metodolgicoLa presente investigacin documental se llev a cabo la tcnica de entrevista la cual se entrevist al ingeniero lvaro Jirn; responsable del edificio Rigoberto Lpez Prez. Para conseguir resultados satisfactorios se realizaron preguntas abiertas que da ms juego a la entrevista.A continuacin las preguntas realizadas al ingeniero lvaro Jirn:Qu materiales fueron utilizados en la construccin del edifico?La falla de tiscapa pasa por el edifico?Cul es la mayor magnitud de sismos que puede resistir el edificio?

DesarrolloSe aplic el instrumento de la entrevista dicho con anterioridad la cual estaba compuestas por dos preguntas claves que se basaban en el diseo y la ingeniera sismo resistente que posee dicho edificio catalogado como uno de los edificios mas modernos del pas.A continuacin los resultados obtenidos:Qu materiales fueron utilizados en la construccin del edifico?El edificio Rigoberto Lpez Prez tiene un grado de compactacin de suelo de un 90% con 2 metros de espesor ms 1 metro de concreto, con respecto a las varillas de metal utilizadas fueron de una pulgada, luego de esto se atornillaron las vigas (H) que fueron hechas en Mxico y son la parte estructural ms grande que tiene el edificio y las ms importante. Las paredes son monolticas tienen alrededor de 40 centmetros de grosor y las varillas de hierro utilizadas fueron de pulgada, en la parte superior el cerramiento fue hecho de covintex con un grosor de 12 centmetros y forrada por lminas de alponic las cuales no son necesarias pintarlas.Aqu el ingeniero nos indic una parte de los materiales utilizados en el edificio y algunos mtodos sismo resistente que se aplicaron en el mismo.

La falla de tiscapa pasa por el edifico?dem. Edificio se encuentra a unos 350mts de la falla de tiscapa, esta falla est ubicada hacia al oeste del edificio.

Cul es la mayor magnitud de sismos que puede resistir el edificio?dem. Segn el ingeniero Maurilio Reyes el edificio Rigoberto Lpez Prez est capacitado para resistir un sismo de magnitud 11 en la escala de Richter, de hecho los sismos de 5.0 y 6.0 difcilmente son perceptibles.Al encontrarse en el 5to piso del edificio podemos observar que a pesar de la altura no se percibe inestabilidad en dicho edifico. Si se hace una comparacin de resistencia con otros edificios como el centro comercial se nota inmediatamente la diferencia de resistencias.

Conclusin

En conclusin la ingeniera ssmica es la encarga del estudio de las estructuras y edificios ante una carga ssmica. Sus objetivos principales son salvar vidas humanas y minimizar los daos en las estructuras.

Los sistemas de proteccin utilizados en la ingeniera ssmica tenemos: resistencia, Por ductilidad es el sistema que de experimentar deformaciones bajo carga constante, sin sufrir daos excesivos o prdida de resistencia bajo ciclos repetidos de carga y descarga., disipacin, Aislamiento ssmico, Elementos de disipacin pasiva, elementos de disipacin activa.

Cabe destacar que en Nicaragua por ser un pas con un alto ndice de movimientos telricos es indispensable para la seguridad de la poblacin utilizar esta rama de la ingeniera en todas las construcciones de grandes magnitudes ya que de lo contrario en presencia de un sismo estos edificios se destruiran provocando la muerte de muchas personas.

Anexos