FALLAS ESTRUCTURALES DEBIDO A SISMOS

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAMFacultad de Ingeniera CivilLicenciatura en Ingeniera Martima Portuaria

Dpto. de Mecnica Estructural y Construccin

HORMIGN I

Prof. David Wong

Fallas en los Elementos EstructuralesPresentado por:

Adames, Amarilis 8-875-2307

Poveda, Mirna 8-870-221

Grupo:1IL-132

de Septiembre2014

Generalidades de las Fallas EstructuralesFalla es una condicin no deseada que hace que el elemento estructural no desempee una funcin para la cual existe. Una falla no necesariamente produce colapso o catstrofe.ConceptosModos de Fallas frecuentesLa falla de un objeto estructural puede significar la falla del sistema al que pertenece.

Escalas en su Estudio

Clasificacin - Segn su causa de origenLa vulnerabilidad de las estructuras suele reflejase a travs de patologas que aparecen en las edificaciones, ocasionando mltiples efectos, desde pequeos daos y molestias para sus ocupantes, hasta grandes fallas que pueden causar el colapso de la edificacin o parte de ella.

1. Fallas causadas por Defectos en las EstructurasConsideracionesLas patologas que aparecen por Defectos, son aquellas relacionadas con las caractersticas intrnsecas de la estructura, son los efectos que surgen en la edificacin producto de un mal diseo, una errada configuracin estructural, una construccin mal elaborada, o un empleo de materiales deficientes o inapropiados para la obra.

2. Fallas causadas por Daos a las EstructurasEl Entendimiento del comportamiento ssmico de las estructuras ha requerido de la identificacin de las caractersticas que han conducido a las fallas, o bien, a un buen comportamiento estructural y tambin del anlisis de los tipos de daos y de sus causas.2.1 Fallas Estructurales debido a Sismos

Por lo general suelen deberse a:

Una inadecuada resistencia al cortante de los entrepisos debido a la escasez de elementos estructurales como columnas o muros.Grandes esfuerzos de cortante y tensin diagonal en columnas o en vigas.Falla por adherencia del bloque de unin en las conexiones viga-columna debida al deslizamiento de las varillas ancladas, o a falla de cortante.Grandes esfuerzos en muros de cortante, sin o con aberturas, solos o acoplados.Vibracin torsional debida a la falta de coincidencia en planta del centro de masas con el centro de rigidez.Punzonamiento de la losa de edificios construidos a base de losas planasVariacin brusca de la rigidez a lo alto del edificioGolpeteo entre edificiosAmplificacin de los desplazamientos en la cspide de los edificios.Grandes esfuerzos de cortante en columnas acortadas por el efecto restrictivo al desplazamiento causado por elementos no estructurales.

Falla por inadecuada resistencia al cortante de los entrepisos debido a la escasez de elementos estructurales como columnas o muros.

Esta falla es el colapso de los edificios, y se debe a la poca resistencia a carga lateral de los elementos verticales de soporte como son columnas y muros.

Las fuerzas de inercia, donde la variacin de la base hasta la cspide del edificio es progresivamente creciente, generan fuerzas cortantes decrecientes desde la base hasta la cspide.

Falla por grandes esfuerzos de cortante y tensin diagonal en columnas o en vigas.

En caso de un sismo es muy importante que las construcciones tengan la capacidad de deformacin suficiente para soportar de manera adecuada la solicitacin ssmica sin desmeritar su resistencia.

Cuando la respuesta ssmica del edificio es dctil, se presentan elevadas deformaciones en compresin, debidas a efectos combinados de fuerza axial y momento flector.

Con solo colocar refuerzo transversal estrechamente separado y bien detallado en la regin de la rtula plstica potencial puede evitar que el concreto se astille, seguido del pandeo por la compresin

Colapso de las columnas de planta baja debido a deficiente confinamiento del ncleo de concreto en su base

Est caracterizado por la formacin de grietas inclinadas

Falla por adherencia del bloque de unin en las conexiones viga-columna debida al deslizamiento de las varillas ancladas o a falla de cortante.

Muchas veces ocurre que en las conexiones entre los distintos elementos estructurales, se presenten concentraciones elevadas, as como complejas condiciones de esfuerzos.

Estos conducen a distintos casos de falla especialmente entre uniones de muros y losas de estructuras a base de paneles, entre vigas y columnas en estructuras de marcos, entre columnas y losas planas, tambin en las uniones de columnas con cimentaciones.

Grandes esfuerzos en muros de cortante, sin o con aberturas, solos o acoplados

Los muros de cortante son para resistir principalmente esfuerzos producto de fuerzas horizontales de sismos.

Ante un sismo, y por esta razn las fallas que suelen presentarse son en su unin con los sistemas de piso, por cortante horizontal o vertical, y por vuelco.

Vibracin torsional debida a la falta de coincidencia en planta del centro de masas con el centro de rigidez.

Cuando en la distribucin de los elementos estructurales resistentes de un edificio hay asimetra, causa una vibracin torsional ante la accin ssmica y genera fuerzas elevadas en elementos de la periferia del edificio.

Esta vibracin se da cuando el centro de masa del edificio no coincide con su centro de rigidez. Por esta accin el edificio tiende a girar respecto a su rigidez, lo que causa grandes incrementos en las fuerzas laterales, que actan sobre los elementos perimetrales de soporte de manera proporcional a sus distancias al centro de proporcin.

Falla por Punzonamiento de la losa de edificios construidos a base de losas planas

Esta es una falla de conexin que se presenta en edificios de losas planas y se debe a una falla de punzonamiento producida por esfuerzos elevados cortantes.

En esta falla los sistemas de piso quedan sin apoyo dando lugar a un colapso total de los mismos, mantenindose de pie solo las columnas.

Falla por variacin brusca de la rigidez a lo alto del edificio

Gracias a esta situacin se conduce a una concentracin de daos en la planta dbil (planta baja), la cual tiene una rigidez mucho menor en comparacin con la de los pisos superiores.

Generalmente las plantas bajas en los edificios se construyen dejando el mayor espacio posible, y los niveles superiores se construyen mediante marco-muro, este en la mayora de los casos queda confinado por el marco proporcionndole a los pisos superiores mayor rigidez que la de la planta baja.

Falla por golpeteo entre edificios

En caso de sismo, la cercana entre edificios y el movimiento diferente entre cada uno de ellos puede causar severos daos. Esto se agrava cuando los edificios cercanos no estn a la misma altura.

Falla por amplificacin de los desplazamientos en la cspide de los edificios

Al propagarse las vibraciones inducidas por un sismo, desde la base hasta la cspide de los edificios, se presentan amplificaciones de la vibracin a lo largo de su altura, que se acentan en sus niveles superiores, principalmente en edificios altos, lo que conduce a una elevada concentracin de acciones internas que provocan el colapso de una parte del edificio de determinada alturaAlgunos autores a este tipo de colapso debido a la unin de concreto nuevo con viejo tras la interrupcin del colado durante su proceso constructivoFalla por grandes esfuerzos de cortante en columnas acortadas por el efecto restrictivo al desplazamiento causado por elementos no estructurales

La interaccin entre elementos no estructurales, tales como muros divisorios de mampostera, y las columnas de marcos de concreto provoca concentraciones de fuerza cortante en los extremos libres de las columnas, estas que tienden a fallar por cortante.

2.2 Fallas Estructurales debido a los Vientos

Causales

Vulnerabilidad Estructural

Tendencias por efectos de los vientos

2.3 Fallas Estructurales debido a Inundaciones

Principales FuentesMedidas EstructuralesLas medidas estructurales para la reduccin del riesgo de inundacin comprenden todas aquellas medidas consistentes en la construccin de obras civiles con el fin de proteger reas frente a inundaciones. Existen diferentes estrategias en funcin de cada caso. En general, estas medidas pueden dividirse en tres grupos:

3. Fallas causadas por Deterioro de las Estructuras