FORMATO DE MATRIZ

LÍNEA DE INVESTIGACIÓ

NPROBLEMA

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

OBJETIVOS FORMULACIÓN

DISEÑO SISMICO Y

ESTRUCTURAL

¿El diseño antisísmico de a

bajo costo, permitirá reducir

los gastos en construcción y las pérdidas de vidas humanas?

En los últimos 44 años Chimbote ha

sufrido un conjunto de desastres naturales

desde 1970 se perdió 100 000 vidas

(80 000 vidas y 20 000 desaparecidos),

por lo que las edificaciones en ese entonces no contaban

con un diseño antisísmico.

Identificar el diseño

antisísmico a bajo costo que, permitirá reducir

los gastos en construcción y las pérdidas de vidas

humanas, Chimbote, 2014

¿La implementación

de un diseño antisísmico a bajo

costo, permitirá reducir los gastos en construcción y las pérdidas de vidas humanas

Chimbote, 2014?

Variable: (INDEPENDIENTE)

Diseño antisísmico.

Variable: (INDEPENDIENTE)

Reducción de costos de construcción. Reducción de pérdidas humanas

“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y COMPROMISO CLIMÁTICO”

FACULTAD DE INGENIERÌA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

¿LA IMPLEMENTACIÓN DE UN DISEÑO ANTISÍSMICO A BAJO COSTO, PERMITIRÁ REDUCIR LOS GASTOS EN CONSTRUCCIÓN Y LAS PÉRDIDAS DE VIDAS HUMANAS CHIMBOTE, 2014?

AUTORES(AS):

GARCÍA SIANCAS, Pablo Nick 1000279243

HERNÁNDEZ MACEDA, Manuel Eduardo 1000270500

LÓPEZ ROSALES, Cristian Luis 1000279393

ROJAS POÉMAPE, Nayaret Patricia 1000279678

TRUJILLO TAFUR, Elizabeth 1000279792

ASESOR:

BELLIDO VALDIVIEZO, Omar

LINEA DE INVESTIGACIÓN

Diseño sísmico y estructural

CHIMBOTE – PERÚ

2014

¿LA IMPLEMENTACIÓN DE UN DISEÑO ANTISÍSMICO A BAJO COSTO, PERMITIRÁ REDUCIR LOS

GASTOS EN CONSTRUCCIÓN Y LAS PÉRDIDAS DE VIDAS HUMANAS CHIMBOTE, 2014?

I. INTRODUCCIÓN

os movimientos telúricos ocurridos en el mundo durante estas últimas décadas han

alertado a la población con toda la devastación. Y en los últimos 44 años Chimbote ha

sufrido un conjunto de desastres naturales desde 1970 donde se perdió 100 000 vidas (80

000 muertos y 20 000 desaparecidos), en tanto que las edificaciones en aquel momento no

contaban con un diseño antisísmico.

LEn la actualidad, en Chimbote la gran parte de las viviendas no cuentan con una construcción

antisísmica, puesto que; el costo para su diseño es muy elevado y poco accesible a las familias, en

este sentido, a causa de ello cuando se presenta un sismo o movimiento telúrico no menor de 5 en

la escala de Richter, las construcciones colapsan y se pierden vidas humanas.

El ensayo expone una temática fundamentada el cual nos permite comprender de forma breve y

concisa las grandes ideas, en el primer capítulo denominado “DESCRIPCIÓN DE LOS ÚLTIMOS

MOVIMIENTOS TELÚRICOS “donde el propósito es argumentar con bases sólidas, los diferentes

casos que se han dado a nivel mundial, basándonos en la “NORMA TÉCNICA E.030 DISEÑO SISMO

RESISTENTE” y las repercusiones que se han visto reflejados en las pérdidas económicas y en vidas

humanas.

La importancia de este ensayo radica en identificar un modelo antisísmico donde asegure las vidas

humanas como especie y evitar pérdidas materiales, como también radica en encontrar un

modelo a bajo costo, accesible a los pobladores y arribar a conclusiones valiosas que pueden ser

tomadas en consideraciones futuras. Se justifica el ensayo por el interés de determinar cómo el

fenómeno antisísmico viene causando estragos en las viviendas de Chimbote y qué medida se

viene aplicando a fin de atenuar los desastres naturales.

El ensayo se inicia con la siguiente formulación: ¿En qué medida la implementación de un diseño

antisísmico a bajo costo, permitirá reducir los gastos en construcción y las pérdidas de vidas

humanas Chimbote, 2014? con el cual intentaremos discurrir y demostrar con argumentos

consistente la importancia de un diseño antisísmico.

Capítulo I

DESCRIPCIÓN DE LOS ÚLTIMOS MOVIMIENTOS TELÚRICOS

Estos son algunos de los movimientos telúricos más graves ocurridos en el mundo en los últimos 20 años:

- 16 julio 1990.- Manila y varias provincias de Luzón, Filipinas, son sacudidas por un sismo de 7,7 grados Richter, que deja 1.597 muertos.

- 13 diciembre 1992.- La Isla de Flores, Indonesia, es desolada por un temblor de 7,5 grados, que se cobra la vida de 2.500 personas.

- 30 setiembre 1993.- Unos 7.601 muertos y 15.846 heridos causa un terremoto de 6,4 grados en el estado indio de Maharastra.

- 28 mayo 1995.- 1.989 fallecidos tras un sismo de 7,5 grados en la ciudad de Neftegorsk, norte de la isla de Sajalín, extremo oriental de Rusia.

- 4 febrero 1998.- En el distrito de Rustaq, norte de Afganistán, al menos 4.400 personas fallecieron en un terremoto de 6,1 grados. Tres días después, otro movimiento telúrico de 6 grados Richter en la misma zona causó la muerte a otras 250 personas.

- 17 agosto 1999.- En el noroeste de Turquía, incluido Estambul, tiene lugar un terremoto de 7,4 grados, con más de 17.000 fallecidos y unos 30.000 heridos.

- 26 diciembre 2003.- Un terremoto de 6,3 grados causa 26.271 fallecimientos en la ciudad de Bam, sureste de Irán, que queda destruida en un 70%, dejando sin hogar a dos tercios de los más de 200.000 habitantes.

- 26 diciembre 2004.- La isla indonesia de Sumatra es devastada por un sismo de 8,9 grados, con epicentro en Aceh, que causa más de 280.000 víctimas mortales en doce países de Asia y África.

- 8 octubre 2005.- Cachemira, fronteriza entre Pakistán y la India, reporta 86.000 muertos y 40.000 heridos en un movimiento telúrico de 7,6 grados. En el lado indio quedan un millar de víctimas fatales.

- 15 agosto 2007.- Un movimiento telúrico de 8 grados en la escala Richter arrasa la costa de Perú y provoca 513 fallecimientos y 1.090 heridos.

- 30 setiembre 2009.- Tres mil personas fallecen y 450.000 pierden sus hogares en la isla indonesia de Sumatra, como consecuencia de un terremoto de 7,6 grados de

-27 febrero 2010: Un terremoto de más de 8 grados en la escala de Richter causó una gran destrucción en el centro y sur de Chile, uno de los países más sísmicos del planeta.

Zona del terremoto del Norte del Perú

La mayor parte de las construcciones que utilizaron métodos tradicionales de construcción sufrieron un alto nivel de daños. Esto puede explicarse tanto por la calidad de los materiales empleados, como por la utilización de técnicas constructivas que no consideraban la situación sísmica de Perú. Ello se manifiesta con bastante claridad en el uso del adobe, que en la mayor parte de los casos no contaba con algunos elementos que podrían haber contribuido a responder mejor frente al terremoto, como el uso de escalerillas o la apertura de vanos de pequeñas dimensiones. En el sentido opuesto, es necesario destacar el buen desempeño obtenido por técnicas mixtas de construcción en tierra, como es el caso de la quincha. En contraste, la utilización de técnicas “modernas” como los bloques de hormigón o la albañilería reforzada, no respondió de la manera más eficiente debido a que las técnicas empleadas no cumplían con estándares antisísmicos. Por ejemplo, en algunos casos se constató que los pilares y las cadenas no estaban bien amarrados o que el cemento se había secado muy rápido, lo que habría impedido que fraguara correctamente la mezcla.Cuadro siguiente se presenta el cruce de información proveniente de los métodos constructivos y los daños ocasionados por el terremoto.http://www.elobservador.com.uy/noticia/93561/los-peores-terremotos-de-los-ultimos-años/

PROPOCICÓN:

Método de prevención ante un sismo telúrico

Presentamos a continuación un pequeño sistema que podrá contrarrestar los movimientos telúricos hacia edificios, casas.

SISMOS Y DISEÑOS SISMICOS DE EDIFICACIONES

LA GENERACIÓN DE UN SISMO

Se produce en la corteza terrestre como consecuencia de la liberación repentina de energía en el

interior de la Tierra. Esta energía se transmite a la superficie en forma de ondas sísmicas que se

propagan en todas las direcciones.

En la actualidad se reconocen tres clases generales de terremotos: tectónicos, volcánicos y

artificiales. Los sismos de la primera de ellas son los más devastadores. A la zona del interior de la

corteza terrestre donde se produce el sismo se le llama hipocentro o foco; si este punto se

encuentra a menos de 70 km. de la superficie se dice que es un sismo superficial; si está entre los

70 y 300 km. es un sismo intermedio; si está en zonas más internas se trata de un sismo profundo.

A la zona de la superficie situada en la vertical del hipocentro se le llama epicentro; es el punto del

exterior donde el seísmo se manifiesta con mayor intensidad.

PLACAS TECTÓNICAS

Una placa tectónica es un fragmento de litósfera que se mueve como un bloque rígido sin

presentar deformación interna sobre la astenósfera de la Tierra.

La tectónica de placas es la teoría que explica la estructura y dinámica de la superficie de la Tierra.

Establece que la litósfera (la porción superior más fría y rígida de la Tierra) está fragmentada en

una serie de placas que se desplazan sobre la astenósfera. Esta teoría también describe el

movimiento de las placas, sus direcciones e interacciones.

Hay dos clases de corteza, la oceánica y la continental:

Placas oceánicas. Son placas cubiertas íntegramente por corteza oceánica, delgada y de

composición básica. Aparecerán sumergidas en toda su extensión, salvo por la presencia de

edificios volcánicos intraplaca, de los que más altos aparecen emergidos, o por arcos de islas

en alguno de sus bordes. Los ejemplos más notables se encuentran en el Pacífico: la placa

Pacífica, la placa de Nazca, la placa de Cocos y la placa Filipina.

Placas mixtas. Son placas cubiertas en parte por corteza continental y en parte por corteza

oceánica. Para que una placa fuera íntegramente continental tendría que carecer de bordes

de tipo divergente (dorsales) en su contorno. En teoría esto es posible en fases de

convergencia y colisión de fragmentos continentales. Valen como ejemplos de placas mixtas

la placa Sudamericana o la placa Euroasiática.

FALLAS GEOLÓGICAS

Una falla es la fractura de la corteza terrestre en dos o más bloques que origina el desplazamiento

horizontal o vertical de éstos. Las fallas se originan debido a las presiones que ejercen los

materiales incandescentes del interior de la Tierra.

Falla normal o directa.

Se forma cuando el plano de la falla está inclinado en forma descendente hacia el bloque hundido.

Falla de desgarre.

Se produce cuando predomina el movimiento horizontal de los bloques sin que implique su

hundimiento o elevación.

Falla inversa.

Se produce cuando la inclinación del plano de falla se orienta hacia el bloque levantado, es decir,

cuelga sobre los bloques hundidos.

INTENSIDAD

Representan únicamente una medida del poder destructivo de un temblor o de los efectos que

éste tuvo sobre seres humanos y edificaciones en un lugar determinado. Para un sismo es claro

que la intensidad puede variar notablemente de un sitio a otro, dependiendo de la distancia al

epicentro y de las condiciones geológicas locales.

MAGNITUD

Muy pronto se hizo evidente que la intensidad, si bien es útil para describir los efectos de un

terremoto, no es un parámetro apropiado para describir la cuantía o magnitud de un sismo al

ocurrir un fracturamiento en el interior de la tierra. Para dar una idea más clara del problema de

medir la cuantía a de un sismo, podemos tomar el siguiente ejemplo: el sismo de Managua en

1972 causó la muerte de 5 000 personas y ocasionó daños materiales por 1 300 millones de

dólares, mientras que el gran terremoto de Alaska en 1964, que fue casi treinta veces mayor en

energía liberada, ocasionó la muerte de 131 personas y daños por 1 020 millones de dólares.

¿Cómo, entonces, diferenciar entre temblores grandes y pequeños?

Fue hasta 1931 cuando el sismólogo japonés Wadati observó, al comparar los sismogramas de

diferentes temblores, que la amplitud máxima de las ondas sísmicas registradas parecía

proporcional a la dimensión del sismo. Este concepto fue posteriormente desarrollado en 1935

por Charles Richter quien, estableciendo analogías con la medida de brillantez de las estrellas en

astronomía, empleó por primera vez el término magnitud para catalogar los temblores.

Escalas sísmicas: Mercalli y Richter.

Las escalas de Mercalli y Richter se utilizan para evaluar y comparar la intensidad de los

terremotos. La escala de Richter mide la energía de un temblor en su centro, o foco, y la

intensidad crece de forma exponencial de un número al siguiente. La escala de Mercalli es más

subjetiva, puesto que la intensidad aparente de un terremoto depende de la distancia entre el

centro y el observador. Varía desde I hasta XII, y describe y evalúa los terremotos más en función

de las reacciones humanas y en observaciones que la escala de Richter, basada más en las

matemáticas.

DAÑOS COMUNES EN VIVIENDAS RURALES

Daños típicos provocados por movimientos sísmicos y errores de diseño en la construcción.

En los vanos de las ventanas a partir de las esquinas inferiores aparecen grietas diagonales hacia

abajo.

Si el área de muro entre los vanos de la ventana y la puerta es muy angosta, esta se debilita y

tiende a derrumbarse. Si los dinteles no penetran suficientemente en la mampostería, estos

colapsan.

Si no hay una traba entre los dinteles y la mampostería sobre los mismos, aparecen grietas

horizontales. Si no se ejecuta un encadenado y si este no tiene traba con la sección superior del

muro esta se quiebra.

ERRORES ESTRUCTURALES QUE PROVOCAN RIESGOS DE DERRUMBE DURANTE UN SISMO.

1. Ausencia de un refuerzo horizontal (viga cadena).

2. Los dinteles no penetran suficientemente en la mampostería.

3. El ancho de muro entre los vanos de la ventana y la puerta es demasiado angosto.

4. El ancho entre los vanos de la ventana y la puerta en relación a las esquinas es demasiado

angosto.

5. Ausencia de un sobrecimiento.

6. El vano de la ventana es demasiado ancho.

7. El muro es muy largo y delgado sin tener elementos de estabilización.

8. La calidad de la mezcla del mortero es pobre (con una baja capacidad aglutinante), las

uniones verticales no están completamente rellenas, las uniones horizontales son

demasiado gruesas (más de 1,5 cm).

9. La cubierta es demasiado pesada.

10. La cubierta tiene un arriostramiento débil con el muro.

(MINISTERIO DE VIVIENDA, 2006)

HISTORIA DEL DISEÑO SISMICO

Naturaleza y probabilidad

Aunque las agitaciones sísmicas como terremotos no se puedan prevenir en la práctica, la ciencia y

la ingeniería proporcionan las herramientas que se pueden utilizar para reducir sus efectos

absolutamente substancialmente. En primer lugar, la ciencia puede ahora identificar donde y

cuando los terremotos son probables ocurrir, en qué magnitud y determine

la probabilidad relativa de una gama de tierra que sacude niveles. Esta información es fácilmente

disponible a los arquitectos, ingenieros, planificadores y al público en general. En segundo lugar,

los investigadores sísmicos y los ingenieros estructurales con experiencia en diseño sísmico tienen

suficiente comprensión de los efectos del terremoto que sacuden sobre edificios para crear los

diseños que serán seguros para las varias intensidades de la sacudida. Los códigos técnicos de la

edificación modernos incorporan toda esta información y requieren edificios con unos diseños

de ingeniería estructurales apropiados para cada región.

Criterios de Diseño Sísmico

Estado límite de servicio: no se exceden deformaciones que ocasionen pánico a los ocupantes ni

daños en elementos no estructurales.

Estado límite de integridad estructural: Se puede presentar daño no estructural y daño estructural

menor, sin alcanzar la capacidad de carga de los elementos estructurales.

Estado límite de superviviencia: Puede haber daño estructural sinificativo, pero se mantiene la

estabilidad general de la estructura y se evita el colapso.Objetivos del Diseño Sísmico

Evitar que se exceda el Estado límite de servicio para sismos de intensidad moderada que pueden

presentarse varias veces en la vida de la estructura.

Que no se exceda el Estado límite de integridad estructural para sismos severos que tienen una

posibilidad significativa de presentarse en la vida de la estructura.

No debe excederse el Estado límite de superviviencia ni para sismos extraordinarios que tenan una

muy pqequeña probabilidad de ocurrencia.Aspectos principales del diseño sísmico.

Selección de un sistema estructural adecuado: que debe ser capaz de absorver y disipar energía

introducida por el sismo.

El Análisis Sísmico: Los reglamentos definen las acciones sísmicas para calcular la respuesta de la

estructura, y proporcionan métodos de análisis.

El dimensionamiento de las secciones: métodos innovativos del diseño por capacidad.

II. DESARROLLO

III. CONCLUSIONES

IV. ANEXOS