ESPECIALIZACIÓ
ESPECIALIZACIÓN EN
N EN ESTRUCTURAS
ESTRUCTURAS
DISEÑO SISMORESISTENTE
DISEÑO SISMORESISTENTE
PRESENTADO A:
PRESENTADO A:
ING. DIEGO FERNANDO PÁEZ
ING. DIEGO FERNANDO PÁEZ
GERMÁN ANDRÉS PIRANEQUE MOTIVAR
GERMÁN ANDRÉS PIRANEQUE MOTIVAR
COD: 201113359
COD: 201113359
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
COLOMBIA
TUNJA AGOSTO DE 2011
TUNJA AGOSTO DE 2011
NORMAS SISMO RESISTENTES COLOMBIANAS
El diseño, construcción y supervisión técnica de edificaciones en el territorio de la República de Colombia debe someterse a los criterios y requisitos mínimos que se establecen en la Normas Sismo Resistentes Colombianas, las cuales comprenden:
(a) La Ley 400 de 1997, (b) La Ley 1229 de 2008,
(c) El NSR-10 Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes, NSR-10, y
(d) Las resoluciones expedidas por la “Comisión Asesora Permanente del Régimen de Construcciones Sismo
Resistentes” del Gobierno Nacional, adscrita al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, y creada
por el Artículo 39 de la Ley 400 de 1997.
ORGANIZACIÓN DEL NSR-10
TÍTULO A—Requisitos generales de diseño y construcción sismo resistente
TÍTULO B—Cargas
TÍTULO C—Concreto estructural TÍTULO D—Mampostería estructural
TÍTULO E—Casas de uno y dos pisos TÍTULO F—Estructuras metálicas
TÍTULO G—Estructuras de madera y Estructuras de guadua
TÍTULO H—Estudios geotécnicos
TÍTULO I—Supervisión técnica
TÍTULO J—Requisitos de protección contra el fuego en edificaciones
TÍTULO K—Otros requisitos complementarios
OBJETO
Reducir a un mínimo el riesgo de la pérdida de vidas humanas, y defender en lo posible el patrimonio del Estado y de los ciudadanos.
Una edificación diseñada bajo la NSR10, debe ser capaz de resistir, cargas de uso, temblores de poca intensidad sin daño, temblores moderados sin daño estructural, pero posiblemente con algún daño a los elementos no estructurales y un temblor fuerte con daños a elementos estructurales y no estructurales pero sin colapso.
Defensa de la vida.
Ante la ocurrencia, de un sismo fuerte que induzca movimientos de características similares a los movimientos sísmicos de diseño deben esperarse daños estructurales y no estructurales reparables, aunque en algunos casos pueda que no sea económicamente factible su reparación.
Para las edificaciones indispensables y de atención a la comunidad se espera que el daño producido por movimientos sísmicos sea reparable y no sea tan severo que inhiba la operación y ocupación inmediata y continuada de la edificación.
ALCANCE
NSR-10, contiene: Los requisitos mínimos para el diseño y construcción de edificaciones nuevas, con el fin de que sean capaces de resistir las fuerzas que les impone la naturaleza o su uso y para incrementar su resistencia a los efectos producidos por los movimientos sísmicos.
Para edificaciones construidas antes de la vigencia de la NSR-10, se establecen los requisitos a emplear en la evaluación, adición, modificación y remodelación del sistema estructural; el análisis de vulnerabilidad, el diseño de
las intervenciones de reforzamiento y rehabilitación sísmica, y la reparación de edificaciones con posterioridad a la ocurrencia de un sismo.
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE EDIFICACIONES, DE ACUERDO CON EL
REGLAMENTO
ESTUDIOS GEOTÉCNICOS — Debe realizarse una exploración del subsuelo en el lugar en que se va a construir la
edificación. El ingeniero geotecnista debe elaborar un informe en el cual relacione la exploración y los resultados obtenidos en el laboratorio, se den las recomendaciones que debe seguir el ingeniero estructural en el diseño de la cimentación y obras de contención, la definición de los efectos sísmicos locales, los procedimientos constructivos que debe emplear el constructor, y los aspectos especiales a ser tenidos en cuenta por el supervisor técnico. En el reporte se deben indicar los asentamientos esperados, su variabilidad en el tiempo y las medidas que deben tomarse para no afectar adversamente las construcciones vecinas.
DISEÑO ARQUITECTÓNICO — La edificación debe cumplir la reglamentación urbana vigente, los requisitos
especificados en el Título J y en el Título K y además debe indicar los usos de cada una de las partes de la edificación y su clasificación dentro de los grupos de uso definidos en el Capítulo A.2, el tipo de cada uno de los elementos no estructurales y el grado de desempeño mínimo que deben tener de acuerdo con los requisitos del Capítulo A.9.
A.1.3.4 — DISEÑO ESTRUCTURAL —El diseño estructural debe ser realizado por un ingeniero civil facultado para este fin. La estructura de la edificación debe diseñarse para que tenga resistencia y rigidez adecuadas ante las cargas mínimas de diseño prescritas por el Reglamento y debe, además, verificarse que dispone de rigidez adecuada para limitar la deformabilidad ante las cargas de servicio, de tal manera que no se vea afectado el funcionamiento de la edificación.
Procedimiento de diseño estructural para edificaciones nuevas y existentes Diseño de edificaciones nuevas.
Paso 1—Predimensionamiento y coordinación con los otros profesionales
Definición del sistema estructural, dimensiones tentativas para evaluar preliminarmente las diferentes solicitaciones tales como: la masa de la estructura, las cargas muertas, las cargas vivas, los efectos sísmicos, y las fuerzas de viento. Estas dimensiones preliminares se coordinan con los otros profesionales que participan en el diseño.
Paso 2—Evaluación de las solicitaciones definitivas
Se evalúan el efecto gravitacional de la masa de los elementos estructurales, o peso propio, las cargas de acabados y elementos no estructurales, las cargas muertas, las fuerzas de viento, las deformaciones impuestas por efectos reológicos de los materiales estructurales y asentamientos del suelo que da apoyo a la fundación. Así mismo se debe determinar la masa de la edificación Paso 3—Obtención del nivel de amenaza sísmica y los valores deAa y Av
Este paso consiste en localizar el lugar donde se construirá la edificación dentro de los mapas de zonificación sísmica dados en el Capítulo A.2 del Reglamento y en determinar el nivel de amenaza sísmica del lugar, de acuerdo con los valores de los parámetrosAa yAv obtenidos en los mapas de zonificación sísmica del Capítulo A.2. El nivel de amenaza sísmica se clasificará como alta, intermedia o baja
Paso 4—Movimientos sísmicos de diseño
Deben definirse unos movimientos sísmicos de diseño en el lugar de la edificación, de acuerdo con los requisitos del Capítulo A.2 del Reglamento y, en el caso de Edificaciones cubiertas por A.1.2.3.3, con los requisitos del Capítulo A.12 del Reglamento, tomando en cuenta:
(a) La amenaza sísmica para el lugar determinada en el paso 3, expresada a través de los parámetrosAa yAv , oAd , según sea el caso, los cuales representan la aceleración horizontal pico efectiva y la velocidad horizontal pico efectiva
(c) La importancia de la edificación para la recuperación de la comunidad con posterioridad a la ocurrencia de un sismo a través de un coeficiente de importancia I.
Paso 5—Características de la estructuración y del material estructural empleado
El sistema estructural de resistencia sísmica de la edificación debe clasificarse dentro de uno de los sistemas estructurales prescritos en el Capítulo A.3: sistema de muros de carga, sistema combinado, sistema de pórtico, o sistema dual.
Paso 6—Grado de irregularidad de la estructura y procedimiento de análisis
Definición del procedimiento de análisis sísmico de la estructura de acuerdo con la regularidad o irregularidad de la configuración de la edificación, tanto en planta como en alzado, su grado de redundancia o de ausencia de ella en el sistema estructural de resistencia sísmica, su altura, las características del suelo en el lugar, y el nivel de amenaza sísmica,
Paso 7 —Determinación de las fuerzas sísmicas
Obtención de las fuerzas sísmicas,Fs , que deben aplicarse a la estructura para lo cual deben usarse los movimientos sísmicos de diseño definidos en el paso 4.
Paso 8 — Análisis sísmico de la estructura
El análisis sísmico de la estructura se lleva a cabo aplicando los movimientos sísmicos de diseño prescritos, a un modelo matemático apropiado de la estructura, tal como se define en el Capítulo A.3. Este análisis se realiza para los movimientos sísmicos de diseño sin ser divididos por el coeficiente de capacidad de disipación de energía,R, y debe hacerse por el método que se haya definido en el paso 6. Deben determinarse los desplazamientos máximos que imponen los movimientos sísmicos de diseño a la estructura y las fuerzas internas que se derivan de ellos.
Paso 9—Desplazamientos horizontales
Evaluación de los desplazamientos horizontales, incluyendo los efectos torsionales de toda la estructura, y las derivas (desplazamiento relativo entre niveles contiguos), utilizando los procedimientos dados en el Capítulo A.6
Paso 10 —Verificación de derivas
Comprobación de que las derivas de diseño obtenidas no excedan los límites dados en el Capítulo A.6. Si la estructura excede los límites de deriva, calculada incluyendo los efectos torsionales de toda la estructura, es obligatorio rigidizarla, llevando a cabo nuevamente los pasos 8, 9 y 10, hasta cuando cumpla la comprobación de derivas.
Paso 11—Combinación de las diferentes solicitaciones
Las diferentes solicitaciones que deben ser tenidas en cuenta, se combinan para obtener las fuerzas internas de diseño de la estructura, de acuerdo con los requisitos del Capítulo B.2 del Reglamento, por el método de diseño propio de cada material estructural. En cada una de las combinaciones de carga requeridas, las solicitaciones se multiplican por el coeficiente de carga prescrito para esa combinación en el Capítulo B.2 del Reglamento. En los efectos causados por el sismo de diseño se tiene en cuenta la capacidad de disipación de energía del sistema estructural, lo cual se logra empleando unos efectos sísmicos reducidos de diseño, E , obtenidos dividiendo las fuerzas sísmicasFs , determinadas en el paso 7, por el coeficiente de capacidad de disipación de energíaR
(
E = FsR)
. El coeficiente de capacidad de disipación de energía,R , es función de: (a) El sistema de resistencia sísmica de acuerdo con la clasificación dada en el Capítulo A.3, (b) Del grado de irregularidad de la edificación, (c) Del grado de redundancia o de ausencia de ella en el sistema estructural de resistencia sísmica, y (d) De los requisitos de diseño y detallado de cada material, para el grado de capacidad de disipación de energía correspondiente (DMI,DMO, oDES), tal como se especifica en el Capítulo A.3.Paso 12—Diseño de los elementos estructurales
Se lleva a cabo de acuerdo con los requisitos propios del sistema de resistencia sísmica y del material estructural utilizado. Los elementos estructurales deben diseñarse y detallarse de acuerdo con los requisitos propios del grado de capacidad de disipación de energía mínimo (DMI) moderado (DMO), o especial (DES) prescrito en el Capítulo A.3, según les corresponda, lo cual le permitirá a la estructura responder, ante la ocurrencia de un sismo, en el rango inelástico de respuesta y cumplir con los objetivos de las normas sismo resistentes. El diseño de los elementos estructurales debe realizarse para los valores más desfavorables obtenidos de las combinaciones obtenidas en el paso 11, tal como prescribe el Título B de este Reglamento.
DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
de las combinaciones, empleando las cargas apropiadas y las fuerzas sísmicas reducidas de diseño.
Para efectos de obtener los esfuerzos sobre el suelo de cimentación, a partir de las reacciones de la estructura y su cimentación sobre el suelo, se emplean las combinaciones de carga para el método de esfuerzos de trabajo de la sección B.2.3, empleando las cargas apropiadas y las fuerzas sísmicas reducidas de diseño
DISEÑO SÍSMICO DE LOS ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
Se debe cumplir el grado de desempeño superior, bueno o bajo que define el Capítulo A.9
El diseño de los elementos no estructurales debe ser llevado a cabo y siguiendo los requisitos del Capítulo A.9, considerando para el efecto los parámetros de diseño sísmico aportados por el diseñador estructural.
El constructor quien suscribe la licencia de construcción debe:
(a) Recopilar los diseños de los diferentes elementos no estructurales y las características y documentación de aquellos que se acojan a lo permitido en A.1.5.1.2,
(b) Los diferentes diseños de los elementos no estructurales deben ser firmados por el Constructor que suscribe la licencia.
REVISIÓN DE LOS DISEÑOS — Los planos, memorias y estudios realizados deben ser revisados para efectos de la obtención de la licencia de construcción tal como lo indica la Ley 400 de 1997, la Ley 388 de 1997.
CONSTRUCCIÓN—La construcción de la estructura, y de los elementos no estructurales, de la edificación se realiza
de acuerdo con los requisitos propios del material, para el grado de capacidad de disipación de energía para el cual fue diseñada, y bajo una supervisión técnica, cuando así lo exija la Ley 400 de 1997,
SUPERVISIÓN TÉCNICA — De acuerdo con el Título V de la Ley 400 de 1997, la construcción de estructuras de
edificaciones, o unidades constructivas, que tengan más de 3000 m² de área construida, independientemente de su uso, debe someterse a una supervisión técnica realizada de acuerdo con lo establecido en esta sección y en el Título I de este Reglamento.
ASPECTOS FUNDAMENTALES DE DISEÑO —En toda edificación del grupo de uso I, que tenga más de 3000 m² de
área en conjunto, que forme parte de un programa de quince o más unidades de vivienda, deben considerarse los siguientes aspectos especiales en su diseño, construcción y supervisión técnica:
(a) Influencia del tipo de suelo en la amplificación de los movimientos sísmicos y la respuesta sísmica de las edificaciones que igualmente pueden verse afectadas por la similitud entre los períodos de la estructura y alguno de los períodos del depósito,
(b) Potencial de licuación del suelo en el lugar,
(c) Posibilidad de falla de taludes o remoción en masa debida al sismo,
(d) Comportamiento en grupo del conjunto ante solicitaciones sísmicas, eólicas y térmicas de acuerdo con las juntas que tenga el proyecto,
(e) Especificaciones complementarias acerca de la calidad de los materiales a utilizar y del alcance de los ensayos de comprobación técnica de la calidad real de estos materiales, y
(f) Verificación de la concepción estructural de la edificación desde el punto de vista de cargas verticales y fuerzas horizontales.
(g) Obligatoriedad de una supervisión técnica, profesionalmente calificada, de la construcción, según lo requerido en A.1.3.9.
CONSTRUCCIÓN RESPONSABLE AMBIENTALMENTE — Las construcciones que se adelanten en el territorio
nacional deben cumplir con la legislación y reglamentación nacional, departamental y municipal o distrital respecto al uso responsable ambientalmente de materiales y procedimientos constructivos.
CONSIDERACIONES ESPECIALES
POR TAMAÑO Y GRUPO DE USO —En toda edificación del grupo de uso I, que tenga más de 3000 m² de área en
conjunto, o que forme parte de un programa de quince o más unidades de vivienda, y en todas las edificaciones de los grupos de usos II, III y IV, debe tenerse en cuenta la obligatoriedad de la supervisión técnica, profesionalmente calificada, de la construcción.
SISTEMAS PREFABRICADOS—Se permite el uso de sistemas de resistencia sísmica que estén compuestos, parcial o
totalmente, por elementos prefabricados, que no estén cubiertos por este Reglamento, siempre y cuando cumpla uno de los dos procedimientos siguientes:
(a) Se utilicen los criterios de diseño sísmico presentados en A.3.1.7, o
(b) Se obtenga una autorización previa de la Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Sismo Resistentes, de acuerdo con los requisitos y responsabilidades establecidas en el Artículo 14 de la Ley 400 de 1997.
DISEÑOS, PLANOS, MEMORIAS Y ESTUDIOS
DISEÑADOR RESPONSABLE — La responsabilidad de los diseños de los diferentes elementos que componen la
edificación recae en los profesionales bajo cuya dirección se elaboran los diferentes diseños particulares.
En aquellos casos en los cuales en los diseños se especifican elementos cuyo suministro e instalación se realiza por parte de su fabricante o siguiendo sus instrucciones, el diseñador puede limitarse a especificar en sus planos, memorias o especificaciones, las características que deben cumplir los elementos, y la responsabilidad de que se cumplan estas características recae en el constructor que suscribe la licencia de construcción y este cumplimiento debe ser verificado por el supervisor técnico
PLANOS —Los planos arquitectónicos, estructurales y de elementos no estructurales, que se presenten para la
obtención de la licencia de construcción deben ser iguales a los utilizados en la construcción de la obra, y por lo menos una copia debe permanecer en archivo de la Curaduría, departamento administrativo o dependencia distrital o municipal encargada de expedir las licencias de construcción
A.1.5.2.1 — Planos estructurales — Los planos estructurales deben ir firmados o rotulados con un sello seco
por un ingeniero civil facultado para ese fin y quien obra como diseñador estructural responsable. Los planos estructurales deben contener como mínimo:
(a) Especificaciones de los materiales de construcción que se van a utilizar en la estructura, tales como resistencia del concreto, resistencia del acero, calidad de las unidades de mampostería, tipo de mortero, calidad de la madera estructural, y toda información adicional que sea relevante para la construcción y supervisión técnica de la estructura.
(b) Tamaño y localización de todos los elementos estructurales así como sus dimensiones y refuerzo,
(c) Precauciones que se deben tener en cuenta, tales como contraflechas, para contrarrestar cambios volumétricos de los ateriales estructurales tales como: cambios por variaciones en la humedad ambiente, retracción de
fraguado, flujo plástico o variaciones de temperatura.
(d) Localización y magnitud de todas las fuerzas de preesfuerzo, cuando se utilice concreto preesforzado.
(e) Tipo y localización de las conexiones entre elementos estructurales y los empalmes entre los elementos de refuerzo, así como detalles de conexiones y sistema de limpieza y protección anticorrosiva en el caso de estructuras de acero.
(f) El grado de capacidad de disipación de energía bajo el cual se diseñó el material estructural del sistema de resistencia sísmica.
(g) Las cargas vivas y de acabados supuestas en los cálculos. (h) El grupo de uso al cual pertenece la edificación.
Planos arquitectónicos y de elementos no estructurales arquitectónicos — Los planos arquitectónicos deben ir
firmados o rotulados con un sello seco por un arquitecto facultado para ese fin y quien obra como diseñador arquitectónico responsable. Para efectos del presente Reglamento deben contener el grado de desempeño sísmico de los elementos no estructurales arquitectónicos.
Planos hidráulicos y sanitarios, eléctricos, mecánicos y de instalaciones especiales—Los planos de instalaciones hidráulicas y sanitarias, eléctricas, mecánicas y de instalaciones especiales, deben ir firmados o rotulados con un sello seco por profesionales facultados para ese fin.
Memorias estructurales — Los planos estructurales que se presenten para obtener la licencia de construcción
deben ir acompañados de la memoria justificativa de cálculos, firmada por el Ingeniero que realizó el diseño estructural. En esta memoria debe incluirse una descripción del sistema estructural usado, y además deben anotarse claramente las cargas verticales, el grado de capacidad de disipación de energía del sistema de resistencia sísmica, el cálculo de la fuerza sísmica, el tipo de análisis estructural utilizado y la verificación de que las derivas máximas no fueron excedidas. Cuando se use un equipo de procesamiento automático de información, además de lo anterior, debe entregarse una descripción de los principios bajo los cuales se realiza el modelo digital y su análisis estructural y los datos de entrada al procesador automático debidamente identificados. Los datos de salida pueden utilizarse para ilustrar los resultados y pueden incluirse en su totalidad en un anexo a las memorias de cálculo, pero no pueden constituirse en sí mismos como memorias de cálculo, requiriéndose de una memoria explicativa de su utilización en el diseño.
ESTUDIO GEOTÉCNICO — Para efectos de obtener una licencia de construcción debe presentarse un estudio
geotécnico realizado de acuerdo con los requisitos del Título H del presente Reglamento. El estudio geotécnico debe ir firmado por un ingeniero civil facultado para ese fin.
ZONAS DE AMENAZA SÍSMICA Y MOVIMIENTOS SÍSMICOS DE DISEÑO
ASPECTOS GENERALES
Para efectos de los movimientos sísmicos en las estructuras se debe tener en cuenta que las estructuras
se encuentren en zonas de amenaza sísmica baja, media o alta.
Si dentro de los estudios a desarrollar se cuenta con mejor capacidad para elaborar la clasificación de la
zona, estas se clasifican en:
Estudios de microzonificación sísmica. E
n esta Cuando las autoridades municipales o distritales han
aprobado un estudio de microzonificación sísmica, en se dan recomendaciones para el lugar donde se
adelantará la edificación, ya sea por medio de unos efectos de sitio o formas espectrales especiales.
Estudios sísmicos particulares de sitio.
Cuando el ingeniero geotecnista responsable del estudio
geotécnico de la edificación defina unos efectos locales particulares para el lugar donde se encuentra
localizada la edificación, utilizando estudios de amplificación de las ondas sísmicas o estudios especiales
referentes a efectos topográficos, o ambos, éstos deben realizarse de acuerdo con lo prescrito en los
estudios sísmicos particulares donde se definen el perfil del suelo y tipos de estructura.
MOVIMIENTOS SÍSMICOS DE DISEÑO
Los movimientos sísmicos de diseño se definen en función de la aceleración pico efectiva, representada por el parámetro Aa (aceleración horizontal pico efectiva) , y de la velocidad pico efectiva, representada por el parámetro Av. (Velocidad horizontal pico efectiva), para una probabilidad del (diez por ciento de ser excedidos en un lapso de cincuenta años.
Además se debe determina el número de la región en donde está localizada la edificación usando para Aa el mapa de la norma y el número de la región donde está localizada la edificación para Av.
Zonas de amenaza sísmica: se definen las siguientes zonas de amenaza para la construcción de las e structuras.
Zona de amenaza sísmica baja. Es el conjunto de lugares en donde tanto Aacomo Avson menores o iguales a 0.10. Zona de amenaza sísmica intermedia . Es el conjunto de lugares en donde Aao Av., o ambos, son mayores de 0.10 y ninguno de los dos excede 0.20.
Zona de amenaza sísmica alta. Es el conjunto de lugares en donde Aao Av., o ambos, son mayores que 0.20. Para el caso de Tunja se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia con un valor de Aa de 0.2 y deAv. de 0.2.
EFECTOS LOCALES
Par a los efectos locales se deben determinar los tipos de perfil de suelo y los valores de los coeficientes de sitio. El perfil de suelo debe ser determinado por el ingeniero geotecnista a partir de unos datos geotécnicos debidamente sustentados.
Se prescriben dos factores de amplificación del espectro por efectos de sitio, Fay Fv (coeficientes de aceleración q afectan la zona en periodos cortos e intermedios respectivamente), los cuales afectan la zona del espectro de períodos cortos y períodos intermedios, además definir el tipo de estructura y se debe tener en cuenta si la estructura se va a tener sótano y los tipos de cimentaciones empleados a las profundidades de diseño para verificar los estratos del suelo.
Estabilidad del depósito de suelo: para identificar la estabilidad de los suelos existentes se debe realizar los respectivos estudios geotécnicos, para verificar los distintos estratos y si existen fallos e inestabilidades se deben realizar las medidas correctivas para el suelo.
Tipos de suelo. Se definen seis tipos de perfil de suelo los cuales se presentan en la tabla1. Los parámetros utilizados en la clasificación son los correspondientes a los 30 m superiores del perfil para los perfiles tipo A a E. Tabla 1 tipos de perfil de suelo
Procedimiento de clasificación
Debe primero verificarse si el suelo cae dentro de la clasificación de alguna de las categorías de perfil de
suelo tipo F , en cuyo caso debe realizarse un estudio sísmico particular de clasificación en el sitio, por
parte de un ingeniero geotecnista siguiendo los lineamientos.
Debe establecerse la existencia de estratos de arcilla blanda. La arcilla blanda se define como aquella que
tiene una resistencia al corte no drenado menor de 50 kPa (0.50 kgf/cm²), un contenido de agua, w ,
mayor del 40%, y un índice de plasticidad, IP , mayor de 20. Si hay un espesor total, H , de 3 m o más de
estratos de arcilla que cumplan estas condiciones el perfil se clasifica como tipo E .
El perfil se clasifica utilizando uno de los tres criterios: vs , N , o la consideración conjunta de Nch y su ,
seleccionando el aplicable como se indica a continuación. En caso que se cuente vs prevalecerá la
clasificación basada en este criterio. En caso que no se cuente con vs se podrá utilizar el criterio basado
en N que involucra todos los estratos del perfil. Alternativamente se podrá utilizar el criterio basado
conjuntamente en su , para la fracción de suelos cohesivos y el criterio Nch, que toma en cuenta la
fracción de los suelos no cohesivos del perfil. Para esta tercera consideración, en caso que las dos
valuaciones respectivas indiquen perfiles diferentes, se debe utilizar el perfil de suelos más blandos de
los dos casos, por ejemplo asignando un perfil tipo E en vez de tipo D.
Criterios para clasificar suelos dentro de los perfiles de suelo tipos C, D o E
COEFICIENTES DE IMPORTANCIA.
Las edificaciones deben clasificarse dentro de los siguientes grupos de uso:
Grupo 4 edificaciones indispensables: Son aquellas edificaciones de atención a la comunidad que deben
funcionar durante y después de un sismo, y cuya operación no puede ser trasladada rápidamente a un
lugar alterno, entre estas se encuentran hospitales , clínicas, centros de salud, aeropuertos, estaciones
ferroviarias, sistemas masivos de transporte, centrales de navegación, centrales de operación de vías
eléctricas, centrales de líneas de agua, centrales de líneas de combustible, edificaciones que contengan
agentes explosivos o tóxicos.
Grupo 3 Edificaciones de atención a la comunidad: Este grupo comprende aquellas edificaciones, y sus
accesos, que son indispensables después de un temblor para atender la emergencia y preservar la salud
y la seguridad de las personas, exceptuando las incluidas en el grupo 4 como estaciones de bomberos,
defensa civil estaciones de policía, garaje de vehículos de emergencia, guardería, colegios y
universidades y aquellas que la administración municipal, regional o departamental designen como tal.
Grupo 2 estructuras de ocupación especial: entre estas se encuentran edificaciones donde se puedan
reunir más de 200 personas, gradería al aire libre que alberguen más de 2000 personas a la vez,
almacenes y centros comerciales con más de 500m2 por piso, edificaciones donde residan más de 3000
personas.
Grupo 1 estructuras de ocupación normal: Todas las edificaciones cubiertas por el alcance de este
Reglamento, pero que no se han incluido en los Grupos 2, 3 y 4.
Los coeficientes de importancia se muestran en la tabla 3.
Tabla 3 coeficientes de importancia por grupos.
Espectro de aceleraciones:
La forma del espectro elástico de aceleraciones, Saexpresada como fracción de la gravedad, para un coeficiente de cinco por ciento (5%) del amortiguamiento crítico.Donde Sa se expresa como:
Espectro de velocidades:
La forma del espectro elástico de velocidades en m/s, para un coeficiente de cinco por ciento (5%) del amortiguamiento crítico, que se debe utilizar en el diseño donde Sv.Para períodos de vibración menores de TC, calculado de acuerdo con la ecuación A.2.6-2, el valor de Sv, en m/s, puede limitarse al obtenido de la ecuación siguiente:
Espectro de desplazamientos : La forma del espectro elástico de desplazamientos en m, para un coeficiente de cinco por ciento (5%) del amortiguamiento crítico, que se debe utilizar en el diseño, se define por medio de la ecuación siguiente:
FAMILIAS DE ACELEROGRAMAS.
Debe utilizarse, para efectos de diseño, la respuesta ante la componente horizontal de un mínimo de tres (3) acelerogramas diferentes, todos ellos representativos de los movimientos esperados del terreno teniendo en cuenta que deben provenir de registros tomados en eventos con magnitudes, distancias hipocentrales o a la falla causante, y mecanismos de ruptura similares a los de los movimientos sísmicos de diseño prescritos para el lugar, pero que cumplan la mayor gama de frecuencias y amplificaciones posible.
Componentes verticales de los movimientos sísmicos: Cuando se utilice la componente vertical de los movimientos sísmicos de diseño, como mínimo debe tomarse como las dos terceras partes de los valores correspondientes a los efectos horizontales, ya sea en el espectro de diseño, o en las familias de acelerogramas.
ESTUDIOS DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA
El alcance del estudio de microzonificación sísmica debe cubrir, como mínimo, los siguientes temas, los cuales deben consignarse en un informe detallado en el cual se describan las labores realizadas, los resultados de estas labores y las fuentes de información provenientes de terceros consideradas como las siguientes:
Geología y neotectónica: El estudio neotectónico debe registrar todos los indicadores morfotectónicos y
estratigráficos conducentes a identificar claramente la geometría y cinemática de las fallas sismogénicas que hayan tenido actividad sismogénica recurrente durante el Cuaternario.
Opcionalmente, cuando una falla geológica, que el estudio de neotectónica haya definido como activa, esté localizada a menos de veinte kilómetros alrededor del área que se está microzonificando, ésta puede investigarse por medio de estudios particulares de neotectónica y paleosismología, que entre otras técnicas pueden utilizar trincheras de exploración sismológica.
Los estudios de microzonificación sísmica cubiertos por el alcance del presente Reglamento, tienen como fin último dar parámetros de diseño para edificaciones respecto a la amplificación de las ondas sísmicas por efecto de los suelos subyacentes bajo la ciudad objeto de la microzonificación sísmica y por lo tanto se deben restringir a este fin.
Las capitales de departamento y las ciudades de más de 100 000 habitantes, localizadas en las zonas de amenaza sísmica intermedia y alta, con el fin de tener en cuenta el efecto que sobre las construcciones tenga la propagación de la onda sísmica a través de los estratos de suelo subyacentes, deberán armonizar los instrumentos de planificación para el ordenamiento territorial.
Sismología regional:Debe recopilarse la información histórica e instrumental sobre la sismicidad regional. Esta información debe incluir:
Documentación detallada de la historia sísmica de la región.
El estimativo de la frecuencia de ocurrencia de sismos dañinos se puede estimar de estas estadísticas.
Estudio de los registros acelerográficos disponibles, de los reportes de daños y toda la información de intensidades
locales existente sobre la región.
Se debe recopilar toda la información sismológica instrumental de la región.
Definición de fuentes sismogénicas: Con base en la geología, neotectónica y sismicidad regionales determinadas debe determinarse lo siguiente:
Deben identificarse las fallas y zonas sismogénicas activas conocidas para la región.
Deben determinarse estadísticamente las tasas esperadas de recurrencia para diferentes magnitudes.
Estudios geotécnicos:En estos estudios debe determinarse la identificación de la zona de estudio, propiedades del suelo, determinación de las velocidades de onda P y S, sondeos y determinació n de la zonificación geotécnica.
Para los estudios de microzonificación estos deben tener una aprobación para las respectivas licencias de construcción.
Estudios sísmicos particulares en sitio: de acuerdo a las características de los distintos suelos y a los diferentes estratos donde se va a localizará la estructura o edificación, para realizar una serie de estudios particulares se requiere que cumpla uno de los siguientes casos como se muestra en la tabla 4.
