INTRODUCCIN
En el siguiente documento se presentan los resultados del
trabajo de investigacin realizado como requisito indispensable para
la obtencin de la validez del ttulo de Ingeniero Civil, y cuyo
propsito consisti en establecer documentalmente cules son las
discrepancias y similitudes entre las normas tcnicas venezolanas y
las normas tcnicas Chilenas vigentes, en cuanto a los aspectos de
la Ingeniera ssmica partiendo de que son dos escenarios totalmente
diferentes. Cabe sealar que esta investigacin se considera
pertinente a los fines acadmicos e investigativos antes
mencionados, puesto que entre los propsitos que se persiguieron
pudieron ser precisados los aspectos tcnicos requeridos en la
ingeniera ssmica, as como tambin la determinacin de cules de dichos
aspectos son mencionados y regulados dentro de las normativas
tcnicas objeto de estudio. Seguidamente, y a los fines de cumplir
con las intenciones antes mencionadas, el presente documento
-contentivo de la investigacin llevada a efectoest estructurado de
la siguiente manera: El captulo I, comprende la contextualizacin
del problema, objetivo general y objetivos especficos de la
investigacin, as como tambin la justificacin; el captulo II, en el
que se presentan los antecedentes, as como tambin los referentes
tericos que permitieron la caracterizacin del evento de estudio; el
captulo III, contentivo del tipo y diseo de investigacin, la
definicin de los eventos o variables de estudio, la definicin y
caracterizacin de las unidades de estudio, las tcnicas e
instrumentos de recoleccin de datos, as como tambin de los
procedimientos que se implementaron para la consecucin de los datos
aportados por la revisin documental realizada, de los tipos de
anlisis que se efectuaron y las fases que se siguieron con el
propsito de dar cumplimiento a los objetivos del estudio; el
captulo IV, donde se consignan los datos recopilados y los anlisis
de dichos datos, y el captulo V, en el que se precisan las
conclusiones de esta investigacin. Finalmente, se cierra el
documento con la insercin de un glosario, las referencias
bibliogrficas y los anexos.
CAPTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Contextualizacin del Problema
La naturaleza, en mltiples oportunidades, ha dado muestra de su
capacidad de destruccin: son diversos los fenmenos en donde ha
demostrado dicho podero, siendo que tales eventos pueden
visualizarse como tifones, huracanes, erupciones volcnicas,
lluvias, sequias y sismos, slo por mencionar algunos de ellos. En
tal sentido, y particularmente en fechas cercanas a la redaccin del
presente documento, los pueblos del mundo se han sensibilizado,
sobre todo en cuanto a sismos se refiere: de hecho, los eventos
ssmicos ocurridos en Hait y Chile durante el ao 2010, as como el
acaecido en Japn en el ao 2011, son campanadas que obligan a los
cientficos y dems especialistas del mundo a tomar medidas y
continuar con las investigaciones relacionadas con esta temtica en
procura de que, con la ocurrencia de dichos eventos, sus
consecuencias no sean dantescas como hasta ahora lo han sido. En
este orden de ideas, se ha podido notar que naciones tales como los
Estados Unidos, Mxico, y Chile as como tambin en algunas naciones
europeas, y en pases del continente asitico, los gobiernos
nacionales se han visto en la necesidad de adoptar medidas en lo
referente a la construccin de viviendas y edificaciones
sismoresistentes, de modo tal que tales previsiones puedan ofrecer
cierto grado de garantas para que les permitan a sus habitantes
preservar sus vidas y bienes, todo ello en virtud de la alta
vulnerabilidad de esas regiones en cuanto a la ocurrencia de
movimientos de la corteza terrestre. En este sentido, algunas
publicaciones sealan que la ley no demanda un tipo especfico de
construccin, sino una resistencia ante estos eventos, siendo que
las exigencias se refieren aspectos tales como los materiales y al
clculo de la resistencia de las construcciones (Biblioteca del
Congreso Nacional de Chile, 2010; p.1).
2
Por otro lado, al referirse a las tcnicas de construccin
sismo-resistentes, puede afirmarse que:la filosofa de diseo
aceptada por prcticamente todos los pases ssmicos del mundo
establece, por una parte, que los edificios deben disearse de modo
que no sufran daos de ninguna especie durante los eventos ssmicos
que ocurren frecuentemente, esto es, varias veces durante el perodo
de vida til (50 a 70 aos) del edificio. Pero por otra parte,
establece que las estructuras pueden sufrir daos, e incluso tener
que demolerse con posterioridad al sismo, ante la eventualidad del
sismo ms severo que se puede esperar en un determinado lugar,
siempre y cuando se garantice que la estructura no colapsar durante
la ocurrencia de este sismo severo. La justificacin de esta
filosofa radica en el elevado costo que significara disear las
estructuras para impedir la ocurrencia de daos durante el sismo de
gran severidad, unido al hecho de la muy baja probabilidad de
ocurrencia de tal evento ssmico. Esta filosofa, de aplicarse
adecuadamente en un determinado pas, garantiza la preservacin de
las vidas humanas frente a cualquiera circunstancia, junto con
optimizar el uso de los recursos econmicos de la sociedad
(Departamento de Ingeniera Estructural y Ssmica, UCV, 2010;
p.1).
Como se puede observar, los pases ms proclives a eventos ssmicos
han sido especialmente cuidadosos con la supervisin y el
establecimiento de normativas para la construccin de edificaciones,
particularmente referidas al hecho de realizar los estudios de
suelos y resistencia de materiales que fueren necesarios a fin de
permitir a cualesquiera estructuras -llmense unidades
habitacionales, laborales o comercialespuedan resistir lo mejor
posible un movimiento telrico de intensidad moderada a alta sin
desplomarse, previsin que les ha permitido en dichos pases
minimizar, dentro de lo posible, el nmero de vctimas cuando han
ocurrido sismos de mediana o de gran intensidad. Sin embargo, y
pese a las previsiones que pudieren establecerse a nivel normativo
para la construccin de estructuras sismo-resistentes, en el curso
de la historia se logra apreciar impacto socioeconmico en las
naciones, estimado a partir de los daos humanos y materiales, que
han sido consecuencia de movimientos ssmicos de alta intensidad. En
todos los casos sealados, una de las grandes debilidades es que,
tanto las edificaciones como los servicios, colapsan en y durante
el movimiento ssmico, aspecto ste que le impide a la poblacin
encontrar vas seguras de escape que les
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permitan salvaguardar su vida. Pero, de igual manera, existen
factores que no se relacionan con la caducidad de las
edificaciones, sino que se vinculan al hecho de que las mismas se
planificaron y construyeron en zonas en donde existen suelos
arenosos o con un alto nivel de manto acufero, lo que genera como
consecuencia que, con los movimientos verticales u horizontales
producto de movimientos telricos, se reduzcan las posibilidades de
que el suelo soporte el peso de la edificacin: esto sucede porque
la presin que ejercen las placas en movimiento sobre los sistemas
acuferos, que es la presin transmitida del agua, separa los granos
y. de este modo, el edificio -que carece de un soporte o cimiento
rgido-, se derrumba porque ha superado su momento de
volcamiento.
El fenmeno arriba descrito es similar al que ocurri en la ciudad
de Mxico, metrpoli construida sobre el lecho de un antiguo lago:
cuando fue afectada por un terremoto con una distancia focal a ms
de 300 km de la ciudad, las ondas se atenuaron en el tiempo;
llegando a la zona con aceleraciones pequeas que se magnificaron
sorprendentemente con estos estratos, muchos edificios con
cimentacin insuficiente colapsaron. Un sismo de idntica magnitud
causa menos dao cuando afecta edificios fundados sobre roca que
otro sobre suelo blando. Por tal razn, y de acuerdo a lo sealado
anteriormente, se puede observar que existen otros factores
externos imputables a los proyectistas, dado que por minimizar
costo de construccin, por ejemplo, minimizan el uso de materiales
en cuestiones tan importantes como la cimentacin, u obvian ciertas
normativas y regulaciones en cuanto al diseo de la estructura,
lugar de cimentacin, atenuacin de ondas, contenido frecuencial
entre otras. En este sentido, y en virtud de las afirmaciones de
algunos autores, se puede concluir que las construcciones
sismo-resistentes:[] deben disponer de una ductilidad mayor. Esto
significa que deben ser capaces de asumir parte de la energa con
las deformaciones plsticas. Las siguientes caractersticas son las
ms relevantes para el comportamiento de una estructura durante un
sismo: - Resistencia contra fuerzas horizontales - Ductilidad
(capacidad de deformacin). Entre ambas caractersticas existe una
interdependencia intima. Esta es de
4
gran importancia para toda la ingeniera. De acuerdo con esta
relacin, una estructura debe tener por ejemplo una gran resistencia
y una baja ductilidad o una resistencia baja y una ductilidad alta
o puede tener valores medianos tanto de la resistencia como de la
ductilidad. Todas estas soluciones posibles tienen probabilidades
similares de resistir un sismo de gran intensidad sin colapsar: -
Cuanto menor la resistencia, mayor es la ductilidad necesaria -
Cuanto menor la ductilidad, mayor es la resistencia necesaria
(Grohmann, 1998; c.p. Minke, 2005, p.7).
Estos principios han sido considerados como fundamentales en una
gran cantidad de normativas tcnicas que se han aplicado a nivel
mundial, todo ello con el fin de hacer ms seguras las viviendas. Es
por esto que las normas relacionadas con las construcciones
sismoresistentes -normas que en muchos pases se expresan mediante
cdigos en los cuales se especifica caractersticas de los elementos
estructurales y constructivos, tales como secciones de elementos de
hormign y acero, y manejo de mampostera, entre otros-, las cuales
son necesarias para asegurar que los impactos sociales y econmicas
que se producen tras movimientos ssmicos y sus terribles
consecuencias no se conviertan en un problema para el pas. Entre
las disposiciones normativas a las que se hizo referencia en el
prrafo anterior, se destacan las siguientes: 1. Ley para el
Establecimiento de un Cdigo Antissmico en en Costa Rica, conocida
como LEY N6119. 2. ACI-318 y normas de carga como el ASCE-7, en
Honduras. 3. Cdigo Colombiano de Construcciones Sismo-Resistentes.
4. Norma Venezolana para las Edificaciones Sismo-Resistentes,
COVENIN 1756-2001. 5. Cdigo Tcnico de la Edificacin (CTE), que es
el marco normativo espaol en esta rea. Obras Civiles
Sin embargo, se observa que a pesar de la experiencias de
algunos pases en cuanto a la legislacin tocante a construcciones
sismo-resistentes, y de la tan publicitada globalizacin, existen
diferencias entre unas y otras normas, algunas de
5
las cuales van en detrimento de la integridad de la construccin
y de la seguridad de los seres humanos que las utilizan, hecho que
se demuestra a travs de los resultados de estadsticas macabras
posteriores a los eventos ssmicos, tal y como se ha reseado en
pginas precedentes.
Preguntas de Investigacin
La anterior disertacin permite formular como interrogantes
investigativas las siguientes cuestiones: 1. Qu aspectos tcnicos de
la Ingeniera Sismorresistente son
considerados en la normativa venezolana vigente en la materia?
2. Cules son los elementos tcnicos de la Ingeniera
Sismorresistente considerados en la normativa Chilena vigente,
relativa a las edificaciones sismo-resistentes? 3. Qu resultados se
desprendern de un estudio comparativo
entre la normativa Venezolana y la normativa Chilena referente a
las normas para edificaciones sismo-resistentes?
A la luz de las preguntas anteriores, surgi la necesidad de
realizar un estudio comparativo que permitiese establecer los
aspectos positivos, interesantes, novedosos, coincidentes y no
coincidentes de las normativas en estudio, y a partir del cual
visualizar posibles escenarios desde los cuales fuese factible
proponer ideas y suministrar aportes que apunten a la adecuacin, a
nivel normativo, de los aspectos relacionados con las edificaciones
sismo-resistentes.
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Objetivos de la Investigacin Objetivo General
Establecer, en cuanto a los aspectos tcnicos de la Ingeniera
Ssmica, cules son las discrepancias y similitudes entre la
normativa Venezolana y la normativa Chilena vigente, concerniente a
las edificaciones sismo-resistentes, para proponer mejoras e
identificar debilidades.
Objetivos Especficos
1.
Identificar los tipos de fallas tectnicas imperantes de cada
pas
y demostrar como afectan estas al comportamiento ssmico. 2.
Precisar los aspectos tcnicos de la Ingeniera Ssmica que son
considerados en la norma Venezolana y Chilena vigente en la
materia. 3. Contrastar los aspectos tcnicos de la Ingeniera
Ssmica
considerados tanto en la normativa Venezolana como en la Chilena
vigente en la materia. 4. Utilizar una herramienta grfica que
agrupe las consideraciones
tomadas en las normas estudiadas para visualizar la participacin
de stas al comportamiento ssmico esperado del sitio.
Justificacin de la Investigacin
Son diversos los aspectos a partir de los cuales es posible
justificar el porqu de este estudio. En primer trmino, esta
investigacin se justifica por el hecho que su temtica es actual,
dados los ltimos grandes eventos ssmicos ocurridos a nivel mundial
durante el ao 2010 y 2011. Asimismo, porque Venezuela, al igual que
muchos
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pases de Suramrica, es una zona de alta incidencia de eventos
ssmicos, tal como puede apreciarse en las estadsticas aportadas por
la Fundacin Venezolana de Investigaciones Sismolgicas (Funvisis),
as como en los movimientos ssmicos ocurridos en el territorio
nacional que se reportan en la pgina web de dicha institucin.
Siguiendo el anterior orden de ideas, la realizacin de esta
investigacin se justifica desde el punto de vista del evento de
estudio, que en este caso son los aspectos tcnicos
sismo-resistentes considerados en las normas COVENIN 17562001 y NCh
433 Mod 2009, respectivamente, dado el hecho que ambos pases son
altamente ssmicos no obstante con distintos tipos de fallas. En
cuanto a los aportes metodolgicos del estudio, el mismo se
justifica porque, a los fines de dar cumplimiento a los objetivos
propuestos, fue necesaria la utilizacin de tcnicas y procedimientos
que permitieran realizar la revisin documental de los aspectos
sismo-resistentes considerados tanto en las norma legal Venezolana
como en la Chilena, as como tambin la realizacin de cuadros de
registro de los datos y de anlisis de los mismos, todo ello con el
fin de dar respuesta a las preguntas de investigacin. Adems, esta
investigacin se justifica desde perspectivas, sociales y tcnicas
debido a que, en la medida que han sido determinadas las
similitudes y diferencias entre las dos normas objeto del estudio,
ser factible realizar los ajustes necesarios inherentes al tema,
con lo que se estara dando un aporte significativo para el
entendimiento conceptual de lo que aqu se aborda.
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CAPTULO II
MARCO REFERENCIAL
Preliminares
El desarrollo conceptual del rea temtica objeto de estudio
constituye un aspecto de gran importancia relacionado con cualquier
investigacin. Dicho desarrollo conceptual, que se inicia con la
revisin documental, es lo que, en la mayora de los casos, se conoce
como el Marco Terico o Marco Referencial de la investigacin. De
acuerdo con Sabino (1976), el cometido que cumple este aparte en el
informe de investigacin es el de situar a la problemtica en estudio
dentro de un conjunto de los ms slidos conocimientos posibles
acerca del tema a investigar, de modo tal que stos permitan la
conceptualizacin adecuada de los trminos que sern utilizados para
definir tanto la temtica como el o los eventos de estudio, razn por
la cual el punto de partida para construir un marco de referencia
est constituido por los saberes previos acerca de los fenmenos a
ser abordados (p.64-65). En tal sentido, para desarrollar cualquier
investigacin deben tomarse en cuenta dos aspectos que, sin lugar a
dudas, aportarn la validez cientfica y la rigurosidad terica
necesarias para que pueda estar sustentada sobre bases firmes: El
primero de ellos, son los antecedentes, pues le permiten al
investigador tener conocimiento fundamentado de las indagaciones
realizadas por otros investigadores, as como tambin el grado o
nivel de profundidad alcanzado por las mismas, a partir de los
cuales se pueden generar otras aseveraciones o propuestas, adems de
repetir estudios ya realizados. El segundo, lo constituyen las
bases tericas, que aportan la rigurosidad a la cual se hizo
anteriormente referencia: ellas proporcionan el sustento terico y
aportan la veracidad tcnica de los aspectos que estn relacionados
con las conclusiones, con
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las posibles soluciones y con las recomendaciones a las que se
lleguen al finalizar el proceso investigativo. De igual manera,
estos dos elementos arriba sealados, y que se corresponden a los
aspectos que la sociedad cientfica internacional ha comprobado y
aceptado como las tcnicas, normas y procedimientos que en materia
de Ingeniera Civil coadyuvan a la construccin de edificaciones
sismo-resistentes, son los que permitieron al autor de este trabajo
la contrastacin de los aspectos tcnicos contenidos tanto en la
norma Venezolana como en la norma Chilena vigentes en la materia.
Seguidamente, se insertan los tems correspondientes tanto a los
antecedentes como a las bases tericas que fundamentaron esta
investigacin.
Antecedentes de la Investigacin
El estudio de los aspectos relacionados con la investigacin sus
alcances y conclusiones debe previamente pasar por un proceso de
revisin y anlisis documental de las investigaciones que se han
realizado previamente, esto con el fin de evitar cometer
desviaciones tericas, tcnicas y metodolgicas. De acuerdo a lo
anterior, para toda investigacin resulta importante desarrollar los
aspectos relacionados sus antecedentes, ya que permitirn en primer
trmino ahondar en los resultados que otros han alcanzado, as como
tambin garantizar que los resultados que se obtengan a partir del
nuevo estudio que se aborda estn actualizados, sean efectivos y por
sobre todo, no sean repeticiones de otras investigaciones ya
realizadas, as como tambin para evitar redundar sobre aspectos ya
logrados u objetivos alcanzados. Asimismo, este arqueo documental
permite extraer los estudios preliminarmente realizadas los
aspectos que permitirn fortalecer la investigacin en curso. En tal
sentido Frontado (2011), seala que los antecedentes: [...] son los
trabajos realizados con anterioridad por otros
10
autores, los cuales le permiten a los investigadores detectar en
ellos lo que se ya ha estudiado, los alcances de esos estudios y
las conclusiones o hallazgos realizados, todo ello con el fin de
fortalecer la investigacin en curso, as como tambin para evitar
cometer errores tcnicos o metodolgicos ya
subsanados en estudios anteriores (p.43).
En consonancia con lo arriba expresado, se localiz como primer
antecedente de este trabajo la investigacin realizada por
Maximiliano Astroza I., Marcelo Sandoval H. y Edgar Kausel V.
(2005), presentada en el Congreso Chileno de Sismologa e Ingeniera
Antissmica. IX Jornadas, 16-19 de Noviembre de 2005, Concepcin
Chile Departamento de Ingeniera Civil, titulado estudio comparativo
de los efectos de los sismos chilenos de subduccin del tipo
intraplaca de profundidad intermedia En dicho trabajo, los autores
comparan los efectos que producen los terremotos chilenos de
subduccin del tipo interplaca con los efectos de los terremotos
Chilenos de subduccin de tipo intraplaca de profundidad intermedia.
Con este propsito se determinan las curvas de atenuacin de
intensidad de cuatro eventos del tipo intraplaca, como son: los
terremotos de Chilln de 1939 (Ms=7.8), de La Ligua de 1965 (Ms=7.1)
y de Punitaqui de 1997 (Ms=6.7) y del sismo de Santiago de
1945(Ms=7.1), las cuales se comparan con las curvas de atenuacin de
intensidad que resultan al aplicar la frmula propuesta por
Barrientos, frmula que representa la atenuacin de intensidad de los
eventos del tipo interplaca. De la comparacin se concluye que los
daos producidos por estos cuatro terremotos chilenos del tipo
intraplaca de profundidad intermedia en las zonas cercanas al
epicentro son mayores que los daos producidos por los sismos del
tipo interplaca de igual magnitud. Adems se observan diferencias en
las curvas de atenuacin de intensidad de los eventos del tipo
intraplaca de profundidad intermedia ubicados en la zona
comprendida entre los paralelos 28 y 33 de latitud sur (Terremoto
de La Ligua y Punitaqui) y los ubicados al sur del paralelo 33 sur
(Sismo de Santiago y terremoto de Chilln), (op. cit.; p. 1)..
11
De acuerdo lo anteriormente citado, este antecedente resulta
importante para la presente investigacin, ya que a travs del mismo
se puede conocer las acciones resultantes del tipo de falla, adems
de los efectos esperados. A partir de la afirmacin anterior puede
sealarse que, las caractersticas del tipo de falla inciden
directamente en las curvas de atenuacin por lo cual es sumamente
importante conocer las condiciones geolgicas de la zona para evitar
subestimar o sobrestimar las manifestaciones ssmicas. Asimismo, se
localiz el trabajo de Carlos Giraldo. y otros. PDVSA EPM, FUNVISIS,
USB realizaron una investigacin titulada Un transecto La
Blanquillacratn guayans, Venezuela oriental: modelos corticales.
Partiendo de algunos modelos corticales ya publicados, se proponen,
sobre una seccin regional orientada norte-sur, varias posibles
interpretaciones geodinmicas coherentes del margen septentrional de
Venezuela en el Oriente del pas, desde el ro Orinoco hasta la placa
del Caribe, pasando por Barcelona. En la parte terrestre, la seccin
est basada en datos de ssmica de refraccin profunda adquiridos en
un trabajo conjunto (Proyecto ECCO) entre PDVSA, FUNVISIS y USB.
Los autores proponen 3 modelos corticales para el sitio de estudio,
la zona de subduccin al norte se extiende por debajo de la corteza
continental con un ngulo de unos 20 grados. a) El sistema de fallas
dextrales de El Pilar, seria subvertical con buzamiento elevado al
norte, como una falla transcurrente. b) La zona de subduccin,
alcanza los 100 km debajo de Barcelona, segn las estimaciones de
Van der Hilst (1990). La falla de El Pilar quedara limitada al
orgeno en flotacin, tal como el caso anterior. c) La zona de
subduccin tendra un ngulo muy bajo y la falla de El Pilar afectara
la corteza continental, hasta el slab de subduccin. De esta manera
delimitara al norte un bloque cortical que se desplaza al este con
respecto a la placa Sudamericana. Que se mueve actualmente al
oeste.
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Esta investigacin se reviste de importancia puesto que lo que se
busca con el mismo es poder evaluar este escenario ssmico para
poder compararlo con su contraparte Chilena con el fin de llegar a
conclusiones sobre las consideraciones normativas establecidas en
Venezuela; adems deja de manifiesto que las fallas imperantes en el
territorio nacional eluden a fallas transcurrentes a excepcin de
zona del pas nororiental.
Freddy J Lanza S., Scarlet H.Puentes M., Fernando Villalobos,
(2003) Departamento de estructuras Escuela de Ingeniera Civil.
Universidad de Carabobo. Valencia, Venezuela realizaron un trabajo
publicado Rev. INGENIERIA UC. VOL 10 N 3, titulado Estudio
comparativo de la norma sismorresistente Venezolana actual con
cdigos ssmicos de otros pases. Este trabajo presenta el anlisis de
los parmetros ms relevantes de diseo ssmico de la norma Venezolana,
en comparacin con los cdigos ssmicos de los Estados Unidos, Mxico,
Japn y Chile. En la estimacin de las acciones ssmicas se obtuvo que
el cortante basal calculado a travs del cdigo japons resulto mayor
en un 72% respecto al calculado segn la norma Venezolana, el
obtenido por el cdigo Estadounidense UBC un 40% menor, por el cdigo
de Mxico un 20% menor y por el cdigo de Chile un %0% menor, lo cual
indica que luego de Japn los clculos segn la norma Venezolana
resultan, mayores en la magnitud del corte basal. Lo que implica
mayores costos a nivel constructivo. Sin embargo, el diseo es ms
confiable, lo cual hace que las estructuras sean menos vulnerables
ante las acciones ssmicas. Los autores hacen una evaluacin del
nivel de exigencia de la norma sismorresistente COVENIN MINDUR
1756-88(REV.-2001), comparando las normas de los pases antes
mencionados debido a que los mismos se encuentran dentro de la zona
del cinturn de fuego del pacifico, conocido como Geosinclinal
Circumpacfica, lo resaltante del trabajo es que los autores
estandarizan la amenaza ssmica de cada pas y evalan la respuesta
estructural bajo las consideraciones de cada norma, tabulando estos
resultados, lo cual muestra que pas es mas exigente.
13
Por todo lo anterior, se considera esta investigacin aporte
fundamental al estudio que se reporta en este documento, debido al
hecho de resaltar como punto de partida la observacin de las normas
Sismorresistentes, as como las consideraciones necesarias para su
comparacin. Estos resultados arrojan una incgnita siendo diferentes
escenarios ssmicos, partiendo de los resultados obtenidos que puede
mejorarse a nivel normativo? En cuanto al uso de las normas y su
aplicacin en el desarrollo de construcciones sismos resistentes, se
localiz la investigacin realizada por Surez (2009), quien present
un trabajo de grado para optar al ttulo de Ingeniero Civil ante la
Universidad de Oriente, titulado Las Normativas Antissmicas y su
Utilidad en el Proceso de Construccin de Edificaciones Mega
Estructurales. En el estudio realizado, el autor analiza el trabajo
realizado por Ing. Julio Hernndez, titulado Aplicacin y
Actualizacin de la Norma Edificaciones Antissmicas COVENIN 1756-82,
quien a su vez echa un vistazo a la evolucin normativa venezolana,
y resea cmo ha ido evolucionando favorablemente hacia la
importancia de la previsin a partir de un comienzo caracterizado ms
bien por la respuesta a las desgracias. En tal sentido, esta
investigacin reviste gran importancia para el estudio que aqu se
aborda, ya que permite vislumbrar algunos elementos que podran
considerarse como categoras de anlisis al momento de determinar
temes, rangos, escalas, clasificaciones y dems, que debern ser
tomados en cuenta para el diseo de los instrumentos de revisin
documental (matrices de anlisis y matrices de comparaciones) que
darn respuesta al objetivo general de esta investigacin.
Bases Tericas
En virtud de la revisin, organizacin y categorizacin de la
informacin contenida en las unidades informativas (fichas)
elaboradas durante la revisin
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documental realizada para sustentar tericamente la investigacin
que se reporta en el presente documento, se insertan seguidamente
los elementos tericos que se constituyeron en las bases de este
trabajo.
Aspectos Determinantes, Considerados por la Ingeniera Civil,
para la Construccin de Edificaciones Sismo-Resistentes
Antecedentes
De acuerdo con Grases (2011), durante tiempos histricos se tiene
conocimiento de terremotos que han ocasionado destruccin en
ciudades y poblados de todos los continentes de la tierra: como
consecuencia de lo anterior, un elevado porcentaje de los
centenares de miles de vctimas cobradas por los sismos se debe al
derrumbe de construcciones hechas por el hombre, razn por la cual
el fenmeno sismo se ha ido transformando as en una amenaza de
importancia creciente en la medida en que las reas urbanas han
crecido y se han hecho ms densas (op. cit.; p. s/n). Hasta hace
poco, las soluciones adoptadas para resistir las acciones ssmicas
se desarrollaron esencialmente analizando los efectos de los
terremotos en las construcciones sin el apoyo terico de causas y
caractersticas de los sismos, ni de informacin cuantitativa sobre
la naturaleza de los movimientos del terreno. Un ejemplo de la
afirmacin anterior, y que no es ms que los efectos de una adaptacin
progresiva de los mtodos de construccin de edificaciones de cara a
las sacudidas telricas de la zona, lo constituye las edificaciones
de la segunda capital de Guatemala, hoy mejor conocida como
Antigua, en la que sus ms modernas edificaciones y monumentos han
resistido con daos moderados las acciones de los sismos en una de
las zonas ms activas de Centroamrica: durante varios siglos; las
soluciones constructivas all evidenciadas, con muros de cuatro y
cinco metros de
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grosor, con bvedas de 60 cm de espesor, contrafuertes, columnas
de esbeltez reducida, entre otros, representan el resultado de un
proceso de ensayo y error de los constructores guatemaltecos
realizado durante los siglos XVI, XVII y parte del XVIII. Sin
embargo, y como aporte de extraordinaria importancia en la
construccin de edificaciones seguras, la incorporacin y desarrollo
de los aspectos propios del rea de resistencia de materiales, como
herramienta auxiliar de la Ingeniera Civil, est facilitando la
prediccin cuantitativa del estado de tensiones en el proyecto de
las edificaciones. De igual modo, la aplicacin de procedimientos de
anlisis y la incorporacin del acero en la construccin, ha
incrementado sensiblemente la seguridad en las edificaciones desde
mediados del siglo, y en lo que va del presente. En todo caso, y
para el momento de redaccin del presente documento, los problemas
especficos de las construcciones sismo-resistentes se han dejado de
resolver basndose solamente en las observaciones empricas:
actualmente se desarrolla con gran vigor una disciplina llamada
Ingeniera Ssmica, la cual se fundamenta sobre bases cientficas, y
cuenta con un cuerpo organizado de conocimientos, programas de
investigacin para entender ciertos problemas de la Ingeniera Civil
no resueltos, as como tambin con una frtil interaccin entre
diversas reas de las Ciencias Bsicas de un lado -tales como la
Geofsica y la Sismologa- en conjuncin con la experiencia de
ingenieros proyectistas y constructores por el otro.
Principios de Ingeniera Estructural en Zonas Ssmicas
Capacidad de Prediccin de Eventos Ssmicos
De acuerdo con Grases (op. cit.), la idea prevalente sobre el
vocablo prediccin es el de un pronunciamiento determinstico sobre
un evento futuro de naturaleza no
16
determinstica, tal como la magnitud, sitio, da y hora de un
futuro sismo: en tal sentido, una revisin sobre este aspecto, y sus
implicaciones de prevencin, permite afirmar que no se poseen an
teoras generales en base a las cuales se puedan hacer predicciones
confiables sobre futuros sismos (op. cit.; p. s/n). De una manera
general, la prediccin debe verse como una probabilidad condicional
a ser revisada a medida que se produce nueva informacin. Para ello
se requiere como mnimo:(a) identificar las reas en las cuales se
considere ms probable la ocurrencia de un sismo importante en un
plazo corto de tiempo; (b) seleccionar los parmetros o indicadores
que resulten ms confiables; y (c) contar con los medios adecuados
para medirlos u observarlos sistemticamente durante lapsos de
tiempo que suelen ser de varios aos (op. cit.; p. s/n). Por otra
parte, la capacidad de hacer una prediccin confiable, en el sentido
de poder efectuar un anuncio pblico de un prximo sismo, slo permite
la intervencin con el fin de reducir sustancialmente las prdidas
humanas directas en zonas densamente pobladas ya que, salvo en
casos aislados como por ejemplo, el apuntalamiento de edificaciones
afectadas por un sismo, con la finalidad de salvar su contenido
ante la amenaza de un futuro movimiento, rplica del anterior-, la
estrategia ms eficiente para limitar las prdidas materiales es la
de proyectar y construir edificaciones utilizando racionalmente los
conocimientos propios de la Ingeniera Sismo-Resistente (op. cit.;
p. s/n). Adems, la experiencia demuestra que -una vez admitida una
prediccin- es posible tomar medidas de defensa civil que reduzcan
sustancialmente el riesgo de prdidas de vidas as como de cierto
tipo de prdidas materiales indirectas.
Evaluacin de la Vulnerabilidad de la Edificacin
A los fines de la Ingeniera Estructural relacionada con la
construccin de edificaciones sismo-resistentes, lo que interesa es
centrar la atencin en la capacidad
17
de pronosticar la respuesta y el desempeo de edificaciones
existentes bajo la accin de sismos; es decir, dada una edificacin
ubicada en cierto escenario ssmico, evaluar las consecuencias de
esa exposicin En tal sentido, la mayora de los cdigos de diseo de
edificaciones sismoresistentes, as como tambin los mapas de
zonificacin ssmica -que en su momento representaron la mejor
prediccin sobre las acciones de diseo antissmico- se han ido
ajustando en el transcurso del tiempo, y es previsible que cada
poco tiempo sufran modificaciones, siendo que, con frecuencia,
estos cambios estn motivados, justificados y aceptados como
consecuencia de los efectos constatados de un determinado terremoto
en una zona o rea especfica. De acuerdo con Grases (op. cit.), el
esquema operativo de los algoritmos diseados para tal evaluacin es
el que se inserta seguidamente en el cuadro 1:
Cuadro 1. Algoritmo Utilizado para la Evaluacin de una
Edificacin Afectada por un Evento Ssmico
Caracterizacin del Escenario Ssmico
Caracterizacin de la Edificacin Expuesta Respuesta
Vulnerabilidad a Sismos Consecuencias de la Exposicin
Tomado de: Principios de Ingeniera Estructural en Zonas Ssmicas
(Grases, 2011; p. s/n)
La secuencia anterior es vlida, tanto para e edificaciones como
para conjuntos dispuestos en una o ms localidades. No obstante, las
incertidumbres en los fenmenos asociados a los movimientos ssmicos
requieren extrema cautela: por ejemplo, algunas edificaciones
pueden sufrir daos irreparables como consecuencia del movimiento de
sus bases debido a inestabilidad del suelo de fundacin bajo la
accin de movimientos ssmicos intensos.
18
Evaluacin de Desempeo de la Estructura ante Eventos Ssmicos
En el proyecto de edificaciones que puedan quedar sometidas a
acciones ssmicas, es fundamental entender su comportamiento
probable; vale decir, (a) cmo se va a deformar; (b) cules son sus
regiones crticas; y, sobre todo, (c) cmo evitar fallas prematuras
que limiten la reserva resistente de la estructura. Entre los
aspectos a ser considerados, se mencionan los siguientes: 1. En
aquellos casos donde sea previsible que la estructura entre en el
rango
inelstico, debe garantizarse una conducta dctil (Graces, op.
cit.; p. s/n). 2. Las construcciones de adobe o tierra, debidamente
reforzadas, pueden
resistir sacudidas de cierta intensidad con daos menores. Cuando
estos refuerzos han sido ignorados, o la madera est podrida y
carcomida, el desempeo es inadecuado (Graces, op. cit.; p. s/n). 3.
Cuando el golpeteo entre edificaciones adyacentes ha sido la causa
de
daos importantes y fallas prematuras de edificaciones de varias
plantas, en especial cuando estas se encuentran a diferente nivel.
Algunas normas toleran el adosamiento, siempre y cuando se
compruebe que los daos son limitados; en estas situaciones son de
esperar daos localizados y reparables (Graces, op. cit.; p. s/n).
4. Los grandes paos de pared de mampostera no reforzada deben
evitarse,
pues se ha demostrado en mltiples ocasiones que resultan
inestables durante sacudidas ssmicas intensas. Por ejemplo, los
muros de mampostera de fachada de la unidad de reuniones del Centro
Mdico de Mxico, sin refuerzos y uniones, perdieron estabilidad con
el terremoto del 19sep1985 (Graces, op. cit.; p. s/n).
19
Elementos de la Ingeniera Civil Considerados en las
Construcciones SismoResistentes
Conceptos Preliminares
Se dice que una edificacin es sismo-resistente aquella que
cuando se disea y construye con una adecuada configuracin
estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y con
materiales de proporcin y resistencia suficientes para soportar la
accin de las fuerzas causadas por sismos frecuentes (Manual para la
Construccin, Evaluacin y Rehabilitacin Sismo-Resistente de
Viviendas de Mampostera, 2011; p. s/n). Sin embargo, se hace
necesario acotar que, aun cuando se disee y construya una
edificacin cumpliendo con todos los requisitos que indican las
normas de diseo y construccin sismo- resistente, siempre existe la
posibilidad de que se presente un terremoto an ms fuerte que los
que han sido previstos y que deben ser resistidos por la edificacin
sin que ocurran daos: por esta razn no existen edificios totalmente
sismo-resistentes (Manual para la Construccin, Evaluacin y
Rehabilitacin SismoResistente de Viviendas de Mampostera, op. cit.;
p. s/n). En tal sentido, la Sismo-resistencia es:[...] una
propiedad o capacidad que se dota a la edificacin con el fin de
proteger la vida y las personas de quienes la ocupan. Aunque se
presenten daos, en el caso de un sismo muy fuerte, una edificacin
sismorresistente (sic) no colapsar y contribuir a que no haya
prdidas de vidas y prdida total de la propiedad (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n).
A nivel mundial, y con el propsito de cumplir con los elementos
contenidos en las definiciones anteriores, diversos pases
-fundamentalmente aquellos que, con alguna frecuencia, se ven
afectados por movimientos ssmicos- se han visto en la necesidad de
crear prescripciones que deben cumplirse para garantizar que, en
efecto, una edificacin pueda ser capaz de resistir los efectos de
movimientos telricos de baja, mediana y alta intensidad. 20
Principios Bsicos para la Construccin de Edificaciones
Sismo-Resistentes
Seguidamente, se presenta la figura 1, que ilustra
significativamente -a partir de los principios bsicos arriba
reseados- la diferencia entre una edificacin sismoresistente de
otra que no lo es:
Figura 1. Semejanzas y Diferencias entre Tipos de Construcciones
Sismo-Resistentes y No Sismo-Resistentes. Tomado de: Manual para la
Construccin, Evaluacin y Rehabilitacin Sismo-Resistente de
Viviendas de Mampostera (2011; p. s/n)
Aspectos Tericos para el Anlisis de Estructuras que son
Considerados como Significativos dentro de las Normas
Sismo-Resistentes
Las
normas
de
construcciones
sismo-resistentes
contemplan
algunas
consideraciones para la realizacin de los anlisis ssmicos de las
estructura, algunas de las cuales se desglosan seguidamente:
21
1. Espectros de Diseo. Para el anlisis ssmico de estructuras se
utilizan modelos dinmicos: dichos modelos son proporcionados por lo
que se denominan espectros de diseo, que no son ms que las
representaciones grficas de las respuestas obtenidas para varios
sismos en una cierta regin, las cuales se deben calcular analizando
la informacin disponible con herramientas estadsticas, de manera
tal que los resultados obtenidos tiendan a garantizar una
probabilidad reducida de excedencia (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, 2011, p. s/n). En tal sentido, los espectros de
diseo vienen a ser, a su vez, una especie de compendio de los
llamados espectros de respuesta, que no son ms que grficos
representativos de la mxima respuesta de sistemas de un grado de
libertad con diferentes perodos, sujetos a la accin de un sismo
determinado. Se suelen usar espectros de seudoaceleracin, que
grafican perodos vs. Aceleracin en funcin de la aceleracin de la
gravedad, considerando un factor de amortiguamiento de 5% del valor
crtico para sismos con probabilidad de excedencia de 10 %. En
general, los espectros de diseo se definen mediante una rama
ascendente (que en algunos casos se omite), una zona plana, cuya
ordenada suele ser igual al coeficiente ssmico, y una rama
descendente. Asimismo, y para fines de clculo, se suelen
proporcionar espectros para cuando menos dos tipos de suelo: (a)
compresible; y (b) firme, tal y como puede verse en el ejemplo
colocado como se muestra en la figura 2, que se inserta a
continuacin:
22
Figura 2. Espectros de Diseo para los Tres Tipos de Suelo en el
Distrito Federal, Ciudad de Mxico, 1976. Tomado de: Normas de Diseo
Sismo-Resistente (2011; p. s/n)
Es importante mencionar que algunas de las normas
latinoamericanas para construcciones sismo-resistentes
proporcionan, en algunos casos, coeficientes ssmicos y espectros de
diseo reducidos por consideracin del comportamiento inelstico de
las estructuras; mientras que en otros, dichas normas proporcionan
los valores correspondientes al comportamiento elstico, razn por la
cual es imperativo realizar la reduccin asociada al comportamiento
inelstico en funcin de las caractersticas de la estructura en
estudio. En todo caso, el responsable del proyecto tiene como
necesidad imperativa el ajustar y modificar los antedichos valores
de acuerdo al uso y tipo de estructura. 2. Coeficiente Ssmico. El
coeficiente ssmico define el porcentaje del peso total de la
estructura que se debe considerar como cortante actuante en su base
con fines de diseo (Normas de Diseo Sismo-Resistente, op. cit.; p.
s/n). Para una regin ssmica especfica, la mayora de las normas para
la construccin de edificaciones sismo-resistentes proporcionan
valores del coeficiente ssmico en funcin de: (a) las caractersticas
estructurales; (b) del uso del inmueble; y (c) del tipo de suelo,
que suelen ser al menos dos tipos, a saber, suelos compresibles
y
23
suelos firmes (Normas de Diseo Sismo-Resistente, 2011, p. s/n).
Con relacin a este ltimo aspecto, los valores del coeficiente
ssmico para suelos compresibles suelen ser mayores que para los
firmes, ya que consideran la amplificacin que sufren las ondas
ssmicas en este tipo de suelos. En varios casos el coeficiente
ssmico es tambin funcin del periodo fundamental de la estructura,
por lo cual estos reglamentos proporcionan expresiones para su
clculo aproximado. 3. Anlisis Esttico. Para el clculo de las
fuerzas ssmicas, el anlisis esttico considera el uso de
coeficientes que corresponden a una aceleracin que vara en forma
lineal, desde cero, en la base de los edificios, hasta un mximo, en
la parte superior, de tal manera que el cociente de la fuerza
cortante en la base V entre el peso total del edificio W sea igual
al valor del coeficiente ssmico. Esta simplificacin conduce a
resultados suficientemente precisos en edificios donde la
influencia de los modos superiores y las deformaciones axiales de
las columnas no sean importantes. 4. Anlisis Dinmico. El anlisis
esttico es obligatorio en la mayora de las normas; sin embargo,
para estructuras elevadas o irregulares se recomienda recurrir
tambin al anlisis dinmico modal utilizando espectros de diseo. Con
este fin, se suele admitir el modelar las estructuras mediante un
sistema de masas concentradas en los pisos, tal y como se ilustra
en la figura 3:
Figura 3. Modelo de Masas Concentradas para el Anlisis Dinmico.
Tomado de: Normas de Diseo Sismo-Resistente, 2011 (p. s/n)
24
En general, se dan recomendaciones para determinar el nmero de
modos necesarios. La combinacin modal se efecta en la mayora de los
casos recurriendo a la raz cuadrada de la suma de los cuadrados de
la respuesta de cada modo. En este punto, cabe destacar que, en la
mayora de las normas latinoamericanas, la fuerza cortante basal
obtenida del anlisis dinmico no puede ser menor que un porcentaje
de la obtenida del anlisis esttico, siendo que este porcentaje
oscila entre el 60% y el 80% (Normas de Diseo Sismo-Resistente, op.
cit.; p. s/n).
5. Anlisis Simplificado. La mayor parte de los cdigos de diseo
sismoresistente proponen un mtodo simplificado para el anlisis de
inmuebles de poca altura, estructurados a base de muros de carga:
tal simplificacin consiste en que no se requiere calcular los
desplazamientos, ni distribuir las fuerzas cortantes entre los
diferentes elementos estructurales, siempre que se cumplan ciertos
requisitos de regularidad y que la disposicin de los muros sea tal
que no sean importantes los efectos de torsin. En general se
limitan a considerar los siguientes aspectos: (a) la relacin de
esbeltez de la construccin; (b) su relacin ancho a largo en planta;
y (c) su altura. Adems, se requiere que en cada nivel existan al
menos dos muros perimetrales paralelos, con una longitud
significativa respecto a la dimensin del edificio, que garanticen
un buen comportamiento ante problemas de torsin (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). Cuando se aplica este
procedimiento, se hace caso omiso del clculo de los
desplazamientos, siendo entonces que slo basta verificar que, en
cada piso, la suma de las resistencias al corte de los muros de
carga sea cuando menos igual a la fuerza cortante total en dicho
piso, calculada mediante el anlisis esttico (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). 6. Distribucin de las Fuerzas
Cortantes. Las normas de diseo sismoresistente proporcionan
recomendaciones para la distribucin de las fuerzas cortantes, sobre
la hiptesis de un comportamiento rgido del sistema de piso: de
cumplirse esta condicin, la distribucin entre los elementos
resistentes en cada piso se efecta
25
considerando un incremento del 50% en la excentricidad real y
una excentricidad accidental de entre 5% y 10% de la dimensin en
planta de la estructura perpendicular a la direccin analizada,
siendo que la excentricidad accidental se supone actuando en el
sentido ms desfavorable (Normas de Diseo SismoResistente, op. cit.;
p. s/n). 7. Momento de Volteo. En general, las normas proporcionan
criterios para la evaluacin de los momentos de volteo, considerando
un factor de reduccin que en varios casos es de 0.80 en la base y
aumenta linealmente hasta 1.00 en el piso superior (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). 8. Acciones. Las normas de
diseo sismo-resistente exigen la revisin de la seguridad de las
estructuras ante la combinacin de las cargas permanentes con las
variables y con los efectos de sismo: en tal sentido, las cargas
vivas consideradas suelen ser un porcentaje de los valores mximos
probables, para tomar en cuenta el efecto accidental del sismo
(Normas de Diseo Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). Por otro
lado, el factor de carga utilizado es tambin un valor menor que el
recomendado para combinaciones de cargas que no incluyan acciones
accidentales (Normas de Diseo Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n).
Asimismo, en aquellas normas en que el diseo se basa en el uso de
esfuerzos permisibles, la naturaleza accidental del sismo permite
incrementar los valores propuestos de dichos esfuerzos (Normas de
Diseo Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). 9. Estado Limite de
Falla. En las normas en que se disea con base en la revisin de
estados lmite, debe verificarse que la resistencia de diseo sea
mayor o igual que la accin de diseo (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). Vale la pena destacar, sin
embargo, que en aquellos casos en que el diseo se basa en el empleo
de esfuerzos permisibles, debe verificarse que no se excedan los
valores especificados de los mismos (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). 10. Estado Lmite de Servicio.
Las normas de diseo sismo-resistente exigen la verificacin de los
desplazamientos para que los mismos no generen efectos de segundo
orden, ni creen una sensacin de inseguridad, ni propicien el dao de
los
26
elementos no estructurales (Normas de Diseo Sismo-Resistente,
op. cit.; p. s/n). En general, se proporcionan valores lmite al
desplazamiento de los entrepisos que, para aquellos cdigos que
manejan coeficientes ssmicos reducidos por inelasticidad, son del
orden de 0.002 veces la altura del entrepiso cuando los elementos
no estructurales estn ligados a la estructura y de 0.004 cuando
dichos elementos se encuentran desligados de sta (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). En las normas que manejan
coeficientes ssmicos elsticos, los valores son del orden de 0.008 y
0.016 respectivamente. Asimismo, se dan recomendaciones para que la
separacin entre edificios vecinos sea tal que no exista riesgo de
golpeteo con los desplazamientos previstos (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). 11. Recomendaciones de Diseo.
Una buena parte de las normas latinoamericanas proporcionan
recomendaciones especiales para el detallado estructural en zonas
ssmicas, particularmente para las estructuras de concreto, aunque
sin excluir a las de acero y mampostera (Normas de Diseo
SismoResistente, op. cit.; p. s/n). Bsicamente, en dichas normas se
trata de aportar algunas sugerencias para la colocacin del acero de
refuerzo que permiten incrementar el confinamiento del concreto,
proporcionando as mayor ductilidad al comportamiento de los
elementos estructurales. A continuacin, en la figura 4 se
ejemplifica una de estas recomendaciones:
27
Figura 4. Detalles del Refuerzo Transversal de Columnas, Segn el
Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, Ciudad de
Mxico. Tomado de: Normas de Diseo SismoResistente, 2011 (p.
s/n)
12. Cimentaciones. El diseo ssmico de las cimentaciones es, en
general, una de las deficiencias ms evidentes en la normativa
sismo-resistente: usualmente, los cdigos incluyen informacin muy
general tendiente a evitar la aparicin de tensiones en las
cimentaciones y a garantizar un comportamiento de conjunto entre
los elementos que las forman, sin otra regulacin o indicacin ms
contundente o significativa (Normas de Diseo Sismo-Resistente, op.
cit.; p. s/n). 13. Construccin. Otra debilidad dentro de las normas
de diseo antissmico es la referente a las especificaciones de
construccin, pues las mismas suelen limitarse a llamar la atencin
sobre la necesidad de garantizar la seguridad en las diversas
etapas del proceso constructivo, y a recomendar que se realice una
supervisin detallada durante el mismo (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). 14. Acciones Dinmicas de la
Estructura. A diferencia de otras sobrecargas, los sismos generan
acciones dinmicas de signo alternante; es decir, las oscilaciones
de la edificacin durante su respuesta, superponen a las
solicitaciones debidas a la gravedad terrestre otras de signo
alternante, que pueden ser: (a) momentos flectores; (b) fuerzas
axiales; o (c) fuerzas cortantes (Normas de Diseo Sismo-Resistente,
op. cit.; p. s/n).
28
Es importante tener presente la filosofa adoptada en el diseo
sismo-resistente de la gran mayora de las edificaciones y obras de
ingeniera existentes en reas urbanas: sta, puede resumirse en la
forma que se anota a continuacin, la cual es una transcripcin
literal de los comentarios al Captulo 1 inserto dentro de la norma
venezolana vigente:[...] se espera que las edificaciones diseadas
de acuerdo a. las presentes Normas cumplan las siguientes pautas:
a) no sufran daos bajo la accin de sismos menores; b) resistan
sismos moderados, con algunos daos econmicamente reparables en
elementos no estructurales; c) resistan sismos intensos sin
colapsar, aunque con daos estructurales importantes (Normas
COVENIN-MINDUR 1753, 2011; p. s/n).
Esta declaracin, explcita en la norma Venezolana, es comn en
buena parte de las normas elaboradas y vigentes en otros pases;
pero tambin es necesario sealar que en otros cuerpos normativos, o
en normas anteriores a las vigentes, la antes mencionada declaracin
queda implcita en el enunciado y prescripciones insertos dentro de
los criterios de diseo establecidos. Asimismo, es importante
observar que, bajo la accin de sismos fuertes de la intensidad
prevista en las normas, se admiten daos estructurales importantes,
siendo que stos pueden, incluso, llegar a ser tan importantes que
-sin alcanzar el estado de ruina o inestabilidad- requieran la
demolicin de la edificacin. En la figura 5 se compara la respuesta
de un sistema que responde en el rango elstico, con la de un
sistema que durante su respuesta incursiona en el dominio de las
deformaciones inelsticas (post-elsticas): esta incursin es tanto ms
importante mientras ms ductilidad se pueda garantizar. Asimismo, es
importante sealar que en esta figura 5 se encuentran sealados
valores tpicos de desplazamiento:
29
Figura 5. Respuesta de Sistemas Elsticos E Inelsticos. Tomado
de: Normas de Diseo SismoResistente, 2011 (p. s/n)
15. Seleccin del Sitio de Construccin: los bordes de mesetas
-excepcionales por su vista panormica- presentan mayor azarosidad
cuando se encuentran en reas amenazadas por sismos, siendo
especialmente evidentes los fenmenos de inestabilidad de sus
taludes por otras acciones naturales. Algo similar puede decirse de
las zonas al pie del talud: por las razones antes expuestas, en
algunas normas se exige la evaluacin de la estabilidad del talud
cuando la edificacin se encuentra en sus cercanas (Normas de Diseo
Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). Esto es as debido a que, por
ejemplo, los fenmenos de licuefaccin en suelos sueltos saturados
son frecuentes en las riberas de ros; las pilas de los puentes
pueden rotar bajo la accin de un sismo, y un tablero simplemente
apoyado de cualquier lado del ro, puede hundirse con facilidad
(Normas de Diseo Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). En virtud de
lo anterior, en reas de topografa abrupta se han constatado y
medido fenmenos de amplificacin del movimiento del terreno: a tal
fin, se definen en las normas algunas condiciones para la evaluacin
de taludes, tal y como se ilustra en la figura 6, inserta a
continuacin:
30
Figura 6. Condiciones que Requieren la Evaluacin de Taludes.
Tomado de: Normas de Diseo Sismo-Resistente, 2011 (p. s/n)
Un ejemplo que puede ilustrar la importancia de este punto es el
caso que se present en el rea del Canal Beagle, en Via del Mar,
donde un conjunto de edificaciones nominalmente iguales ubicadas en
el tope de un cerro sufrieron daos importantes como consecuencia
del terremoto ocurrido durante el mes marzo de 1985, a diferencia
de lo ocurrido con otras edificaciones iguales ubicadas al pie del
cerro, que no se daaron durante el evento antes mencionado (Normas
de Diseo Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n).
16. Aceleracin Mxima del Terreno: las acciones ssmicas
establecidas generalmente en las normas se caracterizan por la
aceleracin mxima de la componente horizontal, las cuales son
seleccionadas a partir de un estudio generalizado de la amenaza
ssmica. En trmino medio y segn el pas, se encuentran asociadas a
probabilidades de excedencia que oscilan entre 10% y 40% en 50 aos,
lo cual representa perodos de
31
retorno de 475 a 100 aos (Normas de Diseo Sismo-Resistente, op.
cit.; p. s/n). De una manera general, en obras civiles muy
importantes -y en todas aquellas donde el mal funcionamiento puede
tener consecuencias catastrficas- es necesario alcanzar un nivel
consistente de proteccin contra las acciones ssmicas tanto en las
edificaciones como en las instalaciones, sistemas y componentes,
debido a que las edificaciones, adems de soportar las acciones
gravitacionales previstas, deben quedar diseadas de modo tal que
puedan resistir los efectos de aquellas combinaciones de acciones
cuya probabilidad de ocurrencia simultnea no se considere remota
(Normas de Diseo Sismo-Resistente, op. cit.; p. s/n). 17. Accin
Simultnea de Varias Componentes: de una manera general, el
movimiento del terreno debido a sismos puede descomponerse en seis
componentes: tres traslaciones y tres rotaciones. Dado que la
mayora de las edificaciones responden esencialmente a las
componentes traslacionales horizontales (x y y), es comn que las
componentes rotacionales sean ignoradas totalmente y que el efecto
de la componente vertical (Z) sea despreciada, siendo que slo
cuando esta componente -o su efecto- sea importante, es preciso
incorporarla y considerar el efecto combinado S segn la siguiente
expresin:
donde S representa el efecto debido a la componente traslacional
del movimiento del terreno indicada en el subndice (Normas de Diseo
SismoResistente, op. cit.; p. s/n). Como aproximacin, se puede
adoptar como criterio que, para la determinacin del efecto
combinado S, se aada al 100% del efecto debido a sismos en una
direccin y el 30% de los efectos debidos a sismos en las otras dos
direcciones: para usar este criterio correctamente, se debe tomar
el 100 % de los efectos correspondientes a cada una de las
direcciones de la accin ssmica, combinados con
32
el 30% de los efectos debidos a sismo en las otras dos
direcciones, siendo que las sumas deben ser hechas para los valores
absolutos de las respuestas (Normas de Diseo Sismo-Resistente, op.
cit.; p. s/n).
Aspectos Considerados como Significativos para la Caracterizacin
de las Acciones de Diseo en las Construcciones
Sismo-Resistentes
1. Espectros de Respuesta Elstica: los espectros describen la
mxima respuesta de estructuras idealizadas como un grado de
libertad, sometidas a la accin de un movimiento ssmico
(acelerograma) conocido, siendo que dichos espectros se determinan
a partir de estudios estadsticos de familias de movimientos
ssmicos, para osciladores con el mismo porcentaje de
amortiguamiento referido al crtico (Ingeniera Ssmica y Construccin
Civil, 2011; p. s/n).
Figura 7. Representacin de espectros. Tomado de: Normas de diseo
sismo-resistente, 2011 (p.s/n)
33
Los procedimientos a seguir para la determinacin rigurosa de los
espectros se ilustran en la figura 7, representados en la secuencia
(a), (b) y (c), respectivamente, segn se indica
Figura 7a. Procedimiento para Determinar los Espectros de
Respuesta Elstica: Edificio de un Piso Idealizado como un Sistema
de un Grado de Libertad de Periodo t 1 y Amortiguamiento Relativo.
Tomado de: Normas de Diseo Sismo-Resistente, 2011 (p. s/n)
m = masa k = rigidez c = amortiguamiento
Frecuencia natural
Periodo natural
Figura 7b. Procedimiento para Determinar los Espectros de
Respuesta Elstica: Fuerza Lateral de Diseo. Tomado de: Ingeniera
Ssmica y Construccin Civil, 2011 (p. s/n)
34
Figura 7c. Procedimiento para determinar los Espectros de
Respuesta Elstica: Espectro Medio para el Diseo. Tomado de:
Ingeniera Ssmica y Construccin Civil, 2011 (p. s/n)
En el cuadro 2, que se inserta seguidamente, se resean los
valores porcentuales de amortiguamiento crtico valores para
diferentes tipos de materiales y niveles de tensiones:
35
Cuadro 2 Valores de Amortiguamiento
Nivel de tensiones
Tipo y Condicin de la Estructura a) tuberas vitales;
Porcentaje de Amortiguamiento Crtico (%) 1a2 2a3
b) miembros de acero, soldados: Tensiones de servicio concreto
pretensado; concreto muy que no excedan un reforzado, con pequeos
50% de las cedentes agrietamientos; c) concreto armado con
fisuracin pronunciada d) miembros de acero apernados; estructuras
de madera. a) tuberas vitales Tensiones a nivel cedente o cercanos
a la cedencia b) miembros de acero, soldados; concreto pretensado
sin prdida completa de la pretensin; c) concreto pretensado con
prdida la pretensin d) concreto armado; e) miembros de acero
apernados: estructuras de maderaTomado de: Ingeniera Ssmica y
Construccin Civil, 2011 (p. s/n)
3a5 5a7 2a3 5a7 a 10 7 a 10 10 a 15
El valor de la aceleracin mxima del terreno, representado por Ao
en la figuras 7c inserta en pginas anteriores, se obtiene en los
trminos explicados en la seccin anterior. Como conclusin general,
vale decir que, las condiciones del subsuelo influyen en los
contenidos frecuenciales del movimiento y, por tanto, en la forma
de los espectros (Ingeniera Ssmica y Construccin Civil, 2011; p.
s/n). En la Figura 8 se describe en forma cualitativa cambios
esperados en la aceleracin mxima del terreno y en las formas
espectrales, para tres registros: un
36
sitio cercano ubicado en suelo firme o roca (1); superficie de
depsito aluvional (2); y un sitio alejado en el suelo firme
(3).
Figura 8. Cambios en los Movimientos del Terreno como
Consecuencia de un Evento Ssmico de Foco Superficial. Tomado de:
Ingeniera Ssmica y Construccin Civil, 2011 (p. s/n).
La amplificacin promedio de los valores espectrales es funcin
del amortiguamiento j (Ingeniera Ssmica y Construccin Civil, 2011;
p. s/n). Figuras similares a la 7b, obtenidas para determinadas
condiciones de subsuelo y valores de amortiguamiento, normalizados
por Ao, se indican en la figura 9, donde puede denotarse la
regresin obtenida para diferentes valores de D, as como formas
tpicas de los espectros de respuesta elstica figura 10,
37
Figura 9. Espectros Normalizados Tpicos Para Diferentes
Condiciones Del Subsuelo y Amortiguamiento. Tomado de: Normas de
Diseo Sismo-Resistente, 2011 (p. s/n)
Figura 10. Espectro de Respuesta Normalizado Venezolano. Tomado
de: Norma Sismorresistente Covenin 1756 Rev. 2001.
38
2. Espectros de Diseo: tal como se indic en la seccin denominada
Aspectos Tericos para el Anlisis de Estructuras que son
Considerados como Significativos dentro de las Normas de
Construcciones Sismo-Resistentes, es comn admitir que la edificacin
pueda hacer incursiones importantes en el rango inelstico
(post-elstico): por esta razn, en el diseo se utilizan espectros de
respuesta elstica a partir de un factor de reduccin que depende del
factor de respuesta R, garantizado por el sistema resistente a
sismos. En el cuadro 3 se indican los rangos tpicos del valor R
para algunos materiales:
Cuadro 3. Factor de reduccin de respuesta (R) Esperado para
Algunos Materiales Utilizados en Construcciones
Sismo-Resistentes
Sistema Resistente a Sismos
Rango de Valores de R Concreto armado Acero bien Bien Detallado
detallado detallado insuficiente 57 34 46 35 2,5 - 3,5 34 2,5 - 3,5
23 1,5 2 1,5 2
Prticos; elementos sometidos a la flexin Prticos y muros; dual
Prticos diagonalizados Muros estructurales
Nota. Tomado de: Ingeniera Ssmica y Construccin Civil, 2011 (p.
s/n)
3. Respuesta a Sismos: la cualificacin de la respuesta de una
edificacin a movimientos ssmicos requiere definir tanto las
acciones ms probables en el sitio, como las propiedades dinmicas de
la edificacin, siendo que la secuencia en la resolucin de este
problema se puede representar de acuerdo al esquema de la figura
11, en la que la respuesta, constituida por un conjunto de datos de
salida, puede ser medida de formas muy diferentes:
39
Figura 11. Secuencia de Resolucin para la Cualificacin de la
Respuesta a Sismos de una Edificacin. Tomado de: Ingeniera Ssmica y
Construccin Civil, 2001 ( p. s/n)
Es importante mencionar que, en los ltimos aos, se ha logrado un
alto nivel de confianza en la prediccin de la respuesta: este
hecho, gracias al empleo de procedimientos de clculo automatizado
por computadora, ha podido ser validado tanto en el laboratorio
(mesas vibrantes), como en mediciones de campo durante terremotos
reales, siempre que la respuesta se mantenga dentro del rango
elstico (Ingeniera Ssmica y Construccin Civil, 2011; p. s/n). No
obstante, debe tenerse presente que, en caso de que ocurran las
acciones ms severas prescritas, la estrategia de diseo explcita en
la mayor parte de las normativas sismo-resistentes toleran grandes
deformaciones y agrietamientos en la estructura portante. Como
consecuencia de lo anterior, posibles aunque poco probables durante
la vida til de la edificacin, sta sufrir daos tanto en los
elementos portantes de la estructura como en los elementos no
portantes: de este modo, las propiedades dinmicas de la edificacin
sufren modificaciones en una forma que slo es susceptible de ser
predicha de manera aproximada, razn por la cual -bajo acciones
ssmicas de gran intensidad- los algoritmos de anlisis de respuesta
comnmente empleados conducen a resultados aproximados (Ingeniera
Ssmica y Construccin Civil, 2011; p. s/n).
40
Aspectos de Configuracin y Estructuracin del Diseo Considerados
como Significativos en las Construcciones Sismo-Resistentes
Planeamiento estructural:
1. Aspectos de configuracin en planta y elevacin 2. Rigidez y
resistencia. Redundancia y otras consideraciones
Evitar masas innecesarias:
3. Promover edificaciones simples, simtricas y regulares. 4.
Garantizar una distribucin uniforme y continua de masa, rigidez,
resistencia y ductilidad. 5. Dotar al sistema del mayor nmero
posible de lneas resistentes...alta redundancia. 6. Dimensionar y
detallar los miembros, las conexiones y los soportes proporcionando
un balance de rigidez, resistencia y capacidad de deformacin
inelstica. 7. Desincorporar o incorporar apropiadamente los
componentes no estructurales 8. Compatibilizar las condiciones de
rigidez y resistencia de superestructura e infraestructura.
Acerca de la Inspeccin de Obras
Etimolgicamente, inspeccin proviene del latn inspectio, y de
acuerdo con el Diccionario de la Real Academia de la Lengua Espaola
(DRAE, 2011), corresponde
41
a la accin y efecto de examinar, reconocer atentamente una cosa.
De igual manera, se puede entender como el cargo y cuidado de velar
por una cosa (p. s/n). Sin embargo, en una ampliacin del concepto
puede conceptualizarse como el examen, verificacin o vigilancia que
se realiza por un personal especializado sobre una cuenta de
contabilidad, un proceso industrial, un producto, etc. para
determinar si se est llevando a cabo correctamente, para comprobar
si se cumplen todas las condiciones exigidas, para determinar su
calidad (op. cit.; p. s/n). En el caso de la Ingeniera Civil,
bsicamente el concepto de inspeccin de obras est referido a
verificar y constatar que los diseadores y constructores se estn
ciendo a lo planeado y planificado en los proyectos definitivos y
aprobados, as como tambin que se cumplan las normas de construccin
y seguridad establecidas y de uso comn en el pas, municipio o regin
donde se practique dicha supervisin. En palabras de Linares (2009),
la inspeccin de obras, aplicado a la construccin, se define de la
siguiente manera:[...] Inspeccin de obras es el ejercicio o
servicio profesional orientado a garantizar la mejor realizacin de
la obra como objetivo fundamental y atendiendo a los objetivos
generales derivados del inters colectivo y objetivos especficos
derivados de los variados intereses que intervienen en el proceso
total de la obra. [Por lo tanto, consiste en] El examen, la
verificacin y vigilancia que se realiza por un personal
especializado (el ingeniero inspector y su grupo) sobre el PROCESO
DE CONSTRUCCIN DE UNA OBRA (sic), para determinar si se est
llevando a cabo correctamente de acuerdo con los planos, normas y
especificaciones aprobadas o establecidas, para comprobar que se
cumplen con todas las condiciones exigidas en el contrato
respectivo y para garantizar, en fin, su buena ejecucin y calidad
(p.s/n).
Ahora bien, en cuanto a la inspeccin de edificaciones
sismo-resistentes, los parmetros a ser considerados para tal
actividad son los terminados por las normativas legales propias de
cada pas, las cuales a su vez tienen concordancia con las normas
internacionales destinadas a regular y caracterizar la construccin
de edificaciones sismo-resistentes.
42
Bases Legales
Preliminares
De acuerdo con los principios desglosados en temes anteriores,
as como tambin de conformidad con los elementos necesarios a ser
considerados en la Ingeniera Civil, a nivel mundial las diferentes
naciones elaboran las comnmente denominadas normas de diseo y
construccin de edificaciones sismo-resistentes, las cuales
representan los requisitos mnimos que debe guardarse al construir
cualquier edificacin a los fines que, en alguna medida, dichas
edificaciones garantice que se cumpla el fin primordial de
salvaguardar las vidas humanas ante la ocurrencia de un sismo
fuerte (Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismo-Resistente,
1998; p.1). Para lograr tal propsito, es decir, la normalizacin de
los requisitos mnimos que deben cumplir las construcciones
sismo-resistentes, y de esta manera brindar la seguridad esperado
para los proyectos a realizarse esperando un buen
comportamiento ante eventos ssmicos y post-ssmicos, se resean
las normativas de construccin sismo-resistente vigentes tanto en
Chile como en Venezuela, material que ser contrastado a efectos de
dar cumplimiento al objetivo general del estudio de la presente
investigacin, abordando la temtica como como se planteo se da
inicio a la consulta textual de los documentos en consideracin:
Normas que Regulan la Construccin de Edificaciones
Sismo-Resistentes en Venezuela
Norma COVENIN 1756-01
En el ao 2001 se establece en Venezuela la actual normativa que
regula la 43
construccin de edificaciones sismo-resistente: tal es la Norma
COVENIN 1756-01 (op. cit.; p. s/n). En su contenido, se especifica
que esta Norma privar en todos los aspectos concernientes a las
acciones ssmicas y al diseo sismorresistente (sic) a considerar en
el proyecto, construccin, inspeccin y mantenimiento de las
edificaciones (Norma COVENIN 1756, op. cit.; p. s/n). En su aspecto
formal, la norma venezolana est constituida por dos partes: una
primera parte, denominada requisitos; y una segunda parte, llamada
comentarios. La primera parte est organizada en captulos, artculos,
secciones y subsecciones, identificados desde uno hasta cuatro
dgitos; siendo que cuando uno de estos aspectos contiene un
comentario, el nmero correspondiente al artculo es subrayado (Norma
COVENIN 1756, op. cit.; p. s/n). La segunda parte, que como ya se
manifest, se denomina comentarios, est identificada por la inicial
C: all se encuentran algunas explicaciones que complementan el
articulado, realizadas con el propsito de ayudar a su mejor
interpretacin. Vale la pena sealar que, en general, los comentarios
estn respaldados por referencias especializadas (Norma COVENIN
1756, op. cit.; p. s/n). Los requerimientos para el diseo
sismo-resistente de edificaciones establecidos en esta norma, se
complementan con otras normativas y especificaciones para la
evaluacin ssmica de equipos, instalaciones y otras obras,
promulgadas en el pas desde la primera versin de la Norma COVENIN
1756: una compilacin sobre las mismas se encuentra en el libro
titulado Diseo Sismorresistente:
Especificaciones y Criterios Aplicados en Venezuela, editado
como Vol. XXXIII por la Academia de Ciencias Fsicas Matemticas y
Naturales en el mes de julio del ao 1997.
Objetivos de la Norma COVENIN 1756
En la Norma COVENIN 1756 se establecen criterios de anlisis y
diseo de edificaciones ubicadas en zonas ssmicas, con el propsito
de proteger vidas,
44
aminorar en lo posible los daos esperados, as como mantener
operativas las edificaciones esenciales despus de sufrir los
efectos de vibraciones intensas del terreno (Norma COVENIN 1756,
op. cit.; p. s/n). Desde el desarrollo de la versin 1982 de esta
Norma, el objetivo de la misma ha sido poner a la disposicin de la
comunidad de ingenieros de Venezuela pautas que estn, en la medida
de lo posible, alineadas con las ms novedosas tcnicas y
especificaciones de vanguardia en la materia, a pesar de las
inevitables limitaciones: por tal motivo, la misma tiene prevista
la incorporacin paulatina de principios y criterios en progreso que
sirvan de gua a la elaboracin de proyectos de ingeniera: en virtud
de lo anterior, la Norma COVENIN 1756 se inscribe dentro del
conjunto de modernas normas internacionales que atienden el
problema del anlisis y diseo sismo-resistentes de las edificaciones
tpicas (Norma COVENIN 1756, op. cit.; p. s/n). En concordancia con
lo anterior, cabe afirmar que esta Norma (sic) tiene como uno de
sus objetivos el de adaptar nuestra metodologa de anlisis y diseo a
los criterios que progresivamente gozan de consenso internacional
(Norma COVENIN 1756, op. cit.; p. s/n).
Elementos Significativos Contenidos en la Norma COVENIN 1756
C-1.3 RESPONSABILIDADES Y LIMITACIONES Conforme a la Ley Orgnica
de Ordenacin Urbanstica, en la aplicacin de esta Norma est implcito
el cumplimiento de las siguientes responsabilidades. C-1.3.1 DE LOS
URBANIZADORES a) Adecuar el terreno contra deslizamientos u otras
inestabilidades globales. b) Informar sobre las peculiaridades de
tratamiento del terreno (rellenos, cortes, excavaciones, veladuras,
etc.) y de su condicin previa (cauces, capas vegetales, etc.). c)
Construir las redes de distribucin con la debida seguridad contra
acciones ssmicas, e informar de los detalles de diseo y
construccin. C-1.3.2 DE LOS ARQUITECTOS Y COORDINADORES DE
PROYECTOS
45
a) Definir claramente la geometra de la edificacin, los usos
previstos, las edificaciones adyacentes, etc. b) Informar sobre
todos los elementos noestructurales y equipos y adoptar las
conexiones o separaciones de la estructura, indicadas en la Norma.
c) Coordinar los proyectos de instalaciones con el proyecto de la
estructura atendiendo a la posicin de ductos, aberturas, tipos de
conexiones, etc. C-1.3.3 DE LOS INGENIEROS GEOTECNICOS, DE SUELOS Y
DE FUNDACIONES a) Investigar la geologa local atendiendo a riesgos
geolgicos posibles, cercana de fallas, etc. b) Efectuar las pruebas
de suelos necesarias para determinar su condicin. c) Clasificar el
suelo segn la tipologa del Captulo 5. d) Acordar con los
proyectistas de la estructura el tipo de fundacin y establecer los
parmetros de diseo y construccin de acuerdo con el Captulo 1 l. e)
Tratar las situaciones especiales (topogrficas, alto potencial de
licuacin, terrenos expansivos, etc.) y recomendar las medidas
adecuadas. f) Definir los parmetros de anlisis y el tratamiento de
los sistemas adyacentes: taludes, muros de contencin, etc. C-1.3.4
DE LOS INGENIEROS ESTRUCTURALES a) Utilizar la presente Norma de
acuerdo con principios universalmente aceptados de la Mecnica
Racional, la Resistencia de Materiales y la Teora de Estructuras.
b) Interpretar coherentemente la Norma, para lo cual deber
documentarse, asesorarse o, realizar pruebas experimentales, segn
el caso. Particular cuidado tendrn en la definicin de situaciones
que requieran estudios especiales. c) Establecer la correspondencia
entre la edificacin en proyecto y las especificaciones de esta
Norma, seleccionando parmetros adecuados. d) Realizar o supervisar
los clculos necesarios para las verificaciones de resistencia,
rigidez, estabilidad, ductilidad y condiciones de servicio. e)
Cuando se utilicen clculos por computador: evaluar el modelo
estructural
46
empleado, revisar las hiptesis de anlisis y los mtodos de
procesamiento de la informacin, verificar las entradas de datos e
interpretar los resultados obtenidos. f) Revisar la adecuacin entre
los diseos realizados, las especificaciones y los planos. g)
Preparar las especificaciones constructivas, un plan de inspeccin y
de mantenimiento de la obra. C-1.3.5 DE LOS INGENIEROS DE
INSTALACIONES a) Coordinar con los arquitectos e ingenieros
estructurales el trazado de las distintas redes de distribucin
internas conexiones y sus condiciones de operacin. b) Incorporar en
el diseo dispositivos de seguridad cuando sean necesarios. C-1.3.6
DE LOS FABRICANTES Y EXPENDEDORES a) Garantizar que los materiales
de construccin a usar en la obra hayan sido elaborados cumpliendo
con las especificaciones del proyecto y las normas de calidad
correspondientes, para satisfacer los requisitos de:
comportamiento, resistencia, ductilidad, durabilidad, etc. b)
Proteger adecuadamente los materiales durante el almacenamiento y
transporte para evitar su deterioro o prdida de calidad. c) En el
caso de productos no convencionales, aportar los estudios
experimentales que demuestren la idoneidad para su utilizacin en
construcciones sismorresistentes. C-l.3.7 DE LOS CONSTRUCTORES a)
Efectuar la construccin segn las especificaciones y los planos del
proyecto consultando cualquier modificacin eventual al inspector de
la obra. b) Realizar los adecuados controles de calidad en
cumplimiento de las Normas vigentes. C-1.3.8 DE LOS INSPECTORES Y
RESIDENTES a) Adems de lo estipulado en la ley de ejercicio
profesional, vigilar el cumplimiento del plan de inspeccin. b)
Tomar debida cuenta de las notificaciones del ingeniero estructural
sobre la calidad, sismorresistente de la obra
47
c) Consultar con los proyectistas de la estructura, las
modificaciones o alteraciones de las condiciones del proyecto
estructural. No permitir modificaciones sin su consentimiento. d)
Elaborar planos que indiquen las modificaciones del proyecto, y
muestren la obra realmente construida. Se tendr especial cuidado en
las fundaciones de la edificacin. CAPITULO 3. CRITERIOS GENERALES
3.1 REQUISITOS BSICOS Toda edificacin y cada una de sus partes
debern tener la resistencia, la rigidez y la estabilidad necesarias
para comportarse satisfactoriamente y con seguridad para los
estados lmites que puedan presentarse durante su vida til. En
consecuencia, el proyecto arquitectnico deber permitir una
estructuracin eficiente para resistir las acciones que puedan
afectar a la edificacin, con particular atencin a las acciones
ssmicas. Adicionalmente, se tendr especial cuidado en el
arriostramiento de las edificaciones livianas. 3.2 MTODOS DE
ANLISIS Y DISEO Las tensiones, solicitaciones y deformaciones
producidas por las acciones, se determinarn mediante mtodos
reconocidos de anlisis estructural que tomen en cuenta las
propiedades de los materiales y los estados lmites considerados en
el proyecto. Los mtodos de diseo sern los establecidos en las
normas COVENINMINDUR vigentes. A juicio de la Autoridad Competente,
los clculos podrn complementarse con los resultados de ensayos
experimentales sobre modelos fsicos de la estructura, de una porcin
de ella, o de sus miembros y uniones. 3.3 ESTADOS LMITES Se define
como "estado lmite" la situacin ms all de la cual una estructura,
miembro o componente estructural queda intil para su uso previsto,
sea por su falla resistente, deformaciones y vibraciones excesivas,
inestabilidad, deterioro, colapso o cualquier otra causa. En estas
Normas se consideran los siguientes: Estado lmite de agotamiento:
Se alcanza este estado cuando se agota la
48
resistencia de la estructura o de alguno de sus miembros. Estado
lmite de servicio: Se alcanza este estado cuando las deformaciones,
vibraciones, agrietamiento, o deterioros afectan el funcionamiento
previsto de la estructura pero no su capacidad resistente. Estado
lmite de tenacidad: Se alcanza este estado cuando la disipacin de
energa es incapaz de mantener un comportamiento histertico estable.
Estado lmite de estabilidad: Estado lmite de estabilidad: Se
alcanza este estado cuando el comportamiento de la estructura o una
parte importante de ella se afecta significativamente ante nuevos
incrementos de las acciones y que podran conducirla al colapso o
desplome. 3.13 FUNDACIONES 3.13.1 Fundaciones de las edificaciones
Toda edificacin ser soportada por fundaciones apropiadas sobre
terreno natural competente o rellenos artificiales que no incluyan
materiales degradables y que hayan sido adecuadamente compactados.
El terreno de fundacin deber protegerse contra deterioro por
intemperie, sustancias qumicas, arrastre de aguas superficiales o
subterrneas. En ningn caso se permitir fundar sobre capa vegetal,
suelos o rellenos sueltos o de desechos. Salvo casos excepcionales
debidamente justificados, se prohbe realizar construcciones que
requieran bombeo permanente del agua fretica. 3.13.2 Estudios
Geotcnicos y de Suelos El terreno de fundacin de la edificacin
deber investigarse mediante exploracin de campo y ensayos de
laboratorio suficientes para definir los parmetros de diseo de las
fundaciones y muros, la variacin de estos parmetros en la planta de
ubicacin de la construccin, y las recomendaciones sobre los
procedimientos constructivos de las fundaciones y muros. 3.17
PRUEBAS DE CARGA Cuando haya dudas respecto a la seguridad
estructural de edificaciones existentes, la Autoridad Competente
podr exigir pruebas de cargas de la estructura o sus partes.
49
En los sistemas constructivos no tradicionales contemplados en
el Artculo 3.11 o en el caso de obras provisionales cuyo uso
implique aglomeraciones pblicas, la Autoridad Competente podr
exigir pruebas de cargas de la estructura o sus partes. 4.4 PESOS
DE LA TABIQUERA Cuando el peso de los tabiques que acta sobre las
losas o placas no excede 900 kgf/m, puede estimarse su influencia
como una carga equivalente, uniformemente distribuida, igual al
peso total de los tabiques dividido entre el rea del panel de losa
o placa sobre la cual acta. Si el peso de los tabiques es mayor de
900 kgf/m, su efecto deber determinarse de una manera ms precisa.
Los tabiques apoyados directamente sobre las vigas se considerarn
como cargas lineales sobre las mismas. Para los pesos de los
tabiques ms comunes se podrn usar los valores de la Tabla 4.3.
Cuando en los edificios la posicin y el tipo de los tabiques no
estn definidos, se deber tener en cuenta un valor estimado para la
carga de la tabiquera, calculado en base a una supuesta distribucin
y peso unitario de los tabiques. La carga distribuida equivalente
as estimada no ser menor de 150 kgf/m sobre la losa o placa. Cuando
los tabiques a usar son del tipo liviano, con un peso unitario
menor de 150 kgf/m, la carga distribuida equivalente podr reducirse
a 100 kgf/m. 4.5 OTRAS ACCIONES PERMANENTES 4.5.1 Cargas de equipos
fijos Se considerarn como cargas permanentes los equipos fijos que
son parte de instalaciones sanitarias, elctricas, de ventilacin,
aire acondicionado u otras. 4.5.2 Deformaciones permanentes Se
considerarn los asentamientos permanentes de partes de la
estructura debidos a deformaciones del suelo de fundacin, cuando
puedan producir solicitaciones significativas, como por ejemplo las
debidas a asentamientos diferenciales entre partes de una
estructura con distintos tipos de fundaciones o suelos.
50
1. Norma Chilena
1.1.Acercamiento Histrico a la Norma Chilena en Materia de
Construccin de Edificaciones Sismo-Resistentes 1.2.Leyes, Normas y
Reglamentos que Regulan la Construccin de Edificaciones
Sismo-Resistentes en Chile
Normas de Diseo Sismo-Resistentes Norma Chilena NCh 433.of 96
modificada
Aspectos Contenidos en la Norma NCh 433.of96
De acuerdo a lo planteado por el Instituto Nacional de
Normalizacin de Chile (INN), la Norma NCH 433.of96 Mod 2009 (INN,
1990), es la reglamentacin prescriptiva del estado chileno para
regular la construccin de las edificaciones sismo-resistentes. En
ella, se establecen adems de las definiciones de los trminos que se
deben utilizar en el proceso de diseo de los proyectos, establece
de igual manera clasificaciones de las edificaciones y los aspectos
tcnicos que deben regular la construccin de los edificios desde los
cimientos, configuracin estructural, tipos de suelos entre otros
aspectos. En sntesis, y de acuerdo a lo sealado por el citado INN,
la actual versin de la Norma NCH 433.of96 corresponde a una revisin
del documento oficializado en 1993 y actualizado por ltima vez en
2009. La misma est orientada a lograr estructuras que resistan sin
daos movimientos ssmicos de intensidad moderada, a que se limiten
los daos en elementos no estructurales durante sismos de mediana
intensidad y, en caso que las edificaciones presenten daos, pueda
evitarse el colapso las mismas
51
durante sismos de intensidad severa. Asimismo, establece
requisitos mnimos para el diseo ssmico de edificios de acuerdo al
rea en que sern construidos, as como tambin define y delimita el
uso que se dar a la estructura.
52
CAPTULO III
METODOLOGA
Preliminares
De acuerdo a Hurtado de Barrera (2010), en el campo de la
investigacin, la metodologa se refiere la manera con la que un
investigador aborda el objeto de su estudio, e incluye las tcnicas,
estrategias, tcticas y procedimientos que se utilizarn para lograr
dar cumplimiento a los objetivos planteados (p.95). En el mismo
orden de ideas, y segn lo expresa Arias, (2006), el marco
metodolgico [] incluye el tipo de investigacin, las tcnicas y los
instrumentos que sern utilizados para llegar a cabo la indagacin.
Es el cmo se realizar el estudio para responder al problema
planteado (p.110).
Tipo de Investigacin
El tipo de investigacin se refiere a la profundidad con la que
un investigador ha decidido abordar el objeto de su estudio. De
acuerdo a lo arriba expresado, y segn Hurtado de Barrera (2010) el
tipo de investigacin se encuentra ligado a los objetivos que se
plantean en el trabajo, puesto que stos determinan las finalidades
o logros a los que se desean alcanzar, y que a su vez se expresan
en los resultados que se obtienen al finalizar el proceso
investigativo (p.89-91). En concordancia con lo anterior, se
desprende que el estudio que se reporta en este documento, y que
fuera titulado Estudio comparativo entre las normas tcnicas
Venezolanas y las normas tcnicas Chilenas vigentes, COVENIN
1756-2001, NCh
53
433 Mod. 2009, respectivamente. Edificaciones Sismo-Resistentes,
est enmarcado dentro de la modalidad de investigacin denominada
investigacin comparativa. Lo que se pretendi con la investigacin
que se reporta en el presente documento fue descubrir los elementos
que caracterizan el evento de estudio que, en este caso, son las
discrepancias y similitudes entre las normas tcnicas Venezolanas y
las normas tcnicas Chilenas vigentes en cuanto a los aspectos
tcnicos de la Ingeniera Civil considerados a nivel ssmico.
Siguiendo, el tipo de investigacin que se pretende abordar est
enmarcada en la modalidad denominada investigacin comparativa, la
cual es definida por Hurtado de Barrera (2010) como aquella que:[]
se realiza con dos o ms grupos, y su objetivo es comparar el
comportamiento de uno o ms eventos en los grupos observados,
Requiere como logro anterior la descripcin del fenmeno y la
clasificacin de los resultados. Est orientada a destacar la forma
diferencial en la cual un fenmeno se manifiesta en contextos o
grupos diferentes, sin establecer relaciones de causalidad.
(p.106).
Diseo de la Investigacin
El diseo de la investigacin contiene el conjunto de decisiones,
pasos, esquemas y actividades a realizar en el curso de una
investigacin especifica, as como tambin incluye los criterios que
el investigador decide tomar en consideracin para el abordaje del
objeto de estudio, todo lo cual implica el arreglo de las
condiciones para recopilar y analizar la informacin, de modo tal
que se puedan alcanzar los objetivos planteados (Hurtado de
Barrera, 2000; p.149). Por tal motivo, el diseo de investigacin:[]
hace explcitos los aspectos operativos de la misma [investigacin].
Si el tipo de investigacin se define con base a los objetivos, el
diseo se define con base al procedimiento []. El diseo alude a las
decisiones que se toman en cuanto al proceso de recoleccin de datos
[] que permitan al investigador lograr la validez interna de la
investigacin, es decir, tener un alto grado de confianza de que sus
conclusiones no son erradas (Hurtado de Barrera, 2005; p.147).
Existen diferentes criterios de abordaje de acuerdo a los
paradigmas de 54
investigacin propios de cada tipo y nivel de profundidad con el
que se puede encarar el estudio, siendo que estos criterios se
corresponden a los definidos por diferentes autores como
estrategias para recoger la informacin necesaria para realizar la
investigacin. En este sentido, y de acuerdo a las necesidades de
esta investigacin, los criterios que se consideraron pertinentes
para dar cumplimiento a los objetivos planteados se plasman
seguidamente: 1. Tipo de investigacin: este criterio tiene que ver
con la profundidad con la que se quiere abordar el objeto de
estudio. En este caso, se decidi abordar la presente investigacin
con los criterios correspondientes al de una investigacin
comparativa, puesto que lo que se desea, tal y como se han
expresado tanto en los objetivos especficos como en prrafos
anteriores, es descubrir los elementos que caracterizan el evento
de estudio, es decir, las semejanzas y diferencias entre los
aspectos tcnicos de la Ingeniera Civil considerados para la
construccin de edificaciones sismoresistentes que son considerados
tanto en las normativas venezolanas como en las normativas chilenas
vigentes. 2. Nmero de eventos o variables de estudio: este criterio
se refiere al nmero de eventos de estudio o variables se
consideraron en el estudio de acuerdo a la amplitud y organizacin
de los datos. En este trabajo, el criterio se corresponde al de un
solo evento o variable, que se denomin aspectos tcnicos de la
Ingeniera Civil considerados en las normas Sismorresistentes,
haciendo la salvedad que el evento en cuestin se abord tanto para
las normativas Venezolanas como para las normativas Chilenas; es
decir, dos grupos de estudio, un solo evento: por lo anteriormente
declarado, y para los efectos de la investigacin aqu reportada, el
criterio de nmero se correspondi al de un diseo unieventual o
univariado. 3. Manipulacin de variables: este criterio se basa en
el grado de intervencin del investigador y de la rigurosidad del
control de variables extraas al evento de estudio. Dado que para
este trabajo no hubo manipulacin de variables, puesto que la
situacin del evento de estudio ya se ha dado en la realidad y el
investigador autor del
55
mismo no ha intervenido en l, este criterio corresponde al de
una investigacin no experimental. 4. Temporalidad: este criterio
alude a dos perspectivas; en la primera, se refiere a la duracin
del estudio que, la cual, es el de una inv