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«AÑO DE LA INVERSIÓN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA»

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA

“ESTABILIDAD EN LAS EDIFICACIONES”

CURSO : FISICA I

PROFESOR : JANAMPA QUISPE, Kleber

INTEGRANTES : BAUTISTA PAQUIYAURI, Erik Yelthsin

CCOLLANA MEDINA, Miguel Angel

SERIE : 100

CICLO ACADEMICO : 2012-II

AYACUCHO-PERU

2013

2INDICE

ESTABILIDAD EN EDIFICACIONES

I. OBJETIVOS GENERALES

II. FUNDAMENTO TEORICO

III. APLICACIONES A LA INGENIERIA

1) ESTABILIDAD EN TALUDES

EJEMPLOS APLICATIVOS

COSTRUCCIONES EN TALUDES

CONDICIONES DE EQUILIBRIO DE UNA EDIFICACION EN UNA LADERA

2) ESTABILIDAD DE LAS ESTRUCTURASFUNDAMENTO TEORICOELEMENTOS CARACTERISTICOS EN UNA EDIFICACION

2.2.1 APLICACIÓN A LA INGENIERIA

2.2.1 ESTABILIDAD EN ESTRUCTURAS SOMETIDAS A CARGAS VERTICALES

2.2.2ESTABILIDAD EN ESTRUCTURAS SOMETIDAS A CARGAS HORIZLS.

SISTEMAS DE PROTECCIÓN FRENTE A LAS CARGAS SISMICAS

 2.2.3 FORMA DEL EDIFICIO EN PLANTA

IV. IMPACTO AMBIENTALTIPOS DE IMPACTO AMBIENTALSISTEMA DE EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTALEDUCACION AMBIENTAL

V. OPINION CRITICAOPINION CRÍTICA DEL 1° ALUMNOOPINION CRÍTICA DEL 2° ALUMNO

VI. CONCLUCIONES

VII. BIBLIOGRAFIA

3ESTABILIDAD EN EDIFICACIONES

I. OBJETIVOS GENERALES El estudiante de ingeniería civil debe conocer las diferencias entre las condiciones de

equilibrio y de estabilidad en las estructuras y edificaciones. Conocimiento en la teoría de la estructura para la construcción de obras en la que

tengan como condición indispensable la estabilidad y el equilibrio de estas. Afianzar el conocimiento acerca de la estabilidad y equilibrio de las estructuras desde

una perspectiva física y mecánica. Teniendo así de alguna manera ciertas referencias sobre las estructuras que de alguna manera contribuyen a la formación profesional de la ingeniería civil.

Analizar las condiciones de equilibrio y estabilidad en edificaciones (taludes y construcciones) concernientes al campo de estudio de la ingeniería civil.

Conocer temas introductorios en el área de estructuras a tratarse más adelante. Conocer cuando una estructura es fiable al ser puesta en interacción con las fuerzas de

la naturaleza. Identificar el comportamiento de una estructura ante las cargas de la naturaleza. Conocer los factores que intervienen en la estabilidad de los taludes. Identificas las fallas más comunes de estabilidad y deslizamiento. Conocer los métodos correctivos mecánicos para lograr una estabilidad en taludes. Entender la interacción entre los edificios y la infraestructura pública con el subsuelo. Prever, Diseñar, construir y mantener estructuras que resistan a la exposición de

fuerzas naturales; las potenciales consecuencias y efectos delas mismas. Una estructura apropiadamente diseñada no necesita ser extraordinariamente fuerte

o cara ni contener las más poderosas y costosas herramientas para la ingeniería sísmica; se puede construir un edificio igual de seguro con materiales necesarios y con un adecuado control de vibración y aislamiento de la base o cimentación.

II. FUNDAMENTO TEORICOo CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

Equilibrio de traslación. - Está en equilibrio de traslación, cuando la suma de todas

las fuerzas es igual a cero; por ende la aceleración de esta es igual a cero. ∑i=1

n

F i = 0

Equilibrio de rotacion. - Esta en equilibrio de rotacion, cuando los momentos de

fuuerza actuantes sobre suman cero. ∑i=1

n

M i = 0

Equilibrio estable: El equilibrio es estable si el cuerpo, siendo apartado de su posición de equilibrio, vuelve a la posición que antes tenía, por efecto de la gravedad. En este caso el centro de gravedad está debajo del punto de suspensión.

Equilibrio indiferente: Si el cuerpo siendo movido, queda en equilibrio en cualquier posición. En este caso el centro de gravedad coincide con el punto de suspensión.

Equilibrio inestable: Si el cuerpo, siendo apartado de su posición de equilibrio, se aleja por efecto de la gravedad. En este caso el centro de gravedad está más arriba del punto o eje de suspensión.

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2.1.1 CONDICIONES PARA MATENER LA ESTABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA:

En una estructura se debe conjugar factores tales como la estética, la forma, la función, volúmenes, luz, economía, etc. y lo más importante la estabilidad que debe interpretarse como un todo funcional y no una sumatoria de partes.

Decimos que una estructura es estable cuando al actuar sobre ella cargas o solicitaciones externas permanece en equilibrio sin que se produzca riesgo evidente caída o vuelco, el edificio es inestable desde el punto de vista rotatorio, éste peligro existe también cuando un edificio no está bien equilibrado y apoya sobre un suelo de resistencia no uniforme.

Para diseñar una estructura o edificación esta debe cumplir las siguientes propiedades principales: ser resistente para que soporte sin romperse al efecto de las fuerzas a las que se encuentra sometida esta resistencia dependerá del material con el que está construida, ser rígida para que lo haga sin deformarse y ser estable para que se mantenga en equilibrio sin volcarse o caerse.

En el equilibrio de una estructura desde el punto de vista de las fuerzas actuantes se cumple que las ecuaciones de equilibrio de la estática son nulas ósea que el sistema de fuerzas tiene resultante nula, pero desde el punto de vista físico no interesa solo el equilibrio de la estructura sino que este se manifiesta de forma que su configuración (estabilidad y centro de gravedad sea permanente en el tiempo aun frente a acciones exteriores perturbadoras.

Para que lo mencionado se cumpla es necesario que se verifiquen las siguientes condiciones:

Condición necesaria: debe existir equilibrio de todas las fuerzas que actúen sobre la estructura, o sea se debe cumplir la condición física del equilibrio total y relativo de todas las fuerzas activas y reactivas.

Condición suficiente: El equilibrio de las fuerzas debe ser estable, mientras más simétrico sea el edificio mayor será resistencia tendrá frente a las fuerzas externas, es decir debe haber simetría estructural (regularidad en planta y en altura) si esto no ocurre, no se puede predecir el comportamiento del edificio diseñado y los cálculos que se realicen posiblemente no tenga que ver con la realidad.

Por lo enunciado procedentemente se hace necesario plantear algunos principios básicos para la selección de sistemas estructurales para los edificios ubicados en zonas sísmicas. La estructura debe cumplir las siguientes condiciones:

Ser simple. Ser simétrica. No ser demasiado alargada en planta o elevación Tener los planos resistentes distribuidos en forma uniforme Tener elementos estructurales horizontales en los cuales se formen articulaciones

antes que en los elementos verticales.

5 Haber sido proyectada de modo tal que los elementos estructurales se relacionen de manera de permitir el buen detallado de las uniones.

III. APLICACIÓN A LA INGENIERIA.

1) ESTABILIDAD DE TALUDES“Un talud es toda superficie de tierra inclinada respecto a la horizontal.” Los taludes pueden ser naturales (laderas) y artificiales (cortes y terraplenes).

TIPOS DE FALLA EN TALUDES-Falla por deslizamiento superficial -Caídas-Flujos -Fallas por erosión -Falla por licuación -Vuelco -Escurrimiento…

CAUSAS Y FACTORES DE LA INESTABILIDAD

FACTORES:a) Factores geomorfológicos: Topografía, geometría, discontinuidades y estratificaciones del talud.b) Factores internos: Propiedades mecánicas del suelo y Estados de esfuerzos actuantes.c) Factores climáticos: En especial el agua superficial y subterránea.

CAUSAS:1.- Causas que producen el aumento de esfuerzosCargas externas: construcciones (remoción por socavación de túneles, derrumbes, erosión) y agua (Aumento del peso de la tierra por aumento de humedad, filtración)2.- Causas que producen disminución de la resistenciaExpansión de las arcillas por absorción de agua, Deformación y falla progresiva en suelos sensibles, Deshielo de suelos helados o de lentes de hielo.

METODOS CORRECTIVOS PARA FALLAS EN LADERAS Y TALUDES. Evitar la zona de falla Reducir Las fuerzas motoras Aumentar las fuerzas resistentes

Haciendo:o Descargar la crestao Empleo de bermas laterales o frontales.o Empleo de materiales ligeros o Compactación de suelos compresibles o Empleo de materiales estabilizantes o Empleo de vegetación.o Empleo de muros de retención: Pantallas, muros de Tierra Armada, Geotextiles,

Gaviones, Geomuros, de concreto armado (cantiliver), de gravedad

6USO DE GEOSINTETICOS (Geomalla, Geocompuestos, Geomembranas, Geotextiles)Su uso es muy diverso como: separador de materiales, para refuerzo de suelos y otros materiales, utilizado como filtro, para drenaje.

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COSTRUCCIONES EN TALUDES: Son muy comunes en una ladera la construcción de edificaciones y vías de transito; para lo cual se hace un corte y un respectivo rellenado, para formar un terreno plano que será la cimentación para una futura construcción.Se hace un corte en un talud siguiendo de guía un patrón variable de acuerdo a las condiciones medioambientales; el siguiente patrón se ha determinado bajo condiciones medioambientales extremas (humedad, movimientos telúricos, vientos,..)

TIPO DE ROCA

INTENSIDAD DE METEORIZACION

COHESION (ESFUERZO TOTAL)

ANGULO DE RESISTENCIA

ESFUERZO RESIDUAL

CRITERIO PARA LA OBTENSION

R

METAMOR

ganeis

Sano 12.5 60° Pruebas de corte directo con contacto roca-concreto

Medmte. descto. 8 35Muy descompto. 4 29Muy desto. (falla) 1.5 27

esquistos Descompuesto 18.5 Pruebas consolidadasParcialmente M 0.7 35 Análisis a partir de

deslizamientos normalesMeteorizado 24.5filitas Meteorizado 26-30 Pruebas de corte directo

Suelo residual 0 18-24 Análisis de deslizamiento

RIGNEA

granito Relativ. Sano 6.13 62-63 Pruebas de corte directo en el lugar y laboratorioParcial. M 5 57

Meteorizado 3 49-52Muy descompues

2 45

Suelo residual 1 41diorita Descompuesta 0.1 30 Pruebas de

consolidaciónParcial. M 0.3 22riolita descompuesta 30 Pruebas lentas y rápidas

de consolidaciónR

SEDIMENTARI

marga Sana 40-50 23-32Med. M 32-42 22-29Altam. M 25-32 18-24

arcilla Meteorizada 19-22 14No meteorizada 23-30 15

Arcilla negra fisurada 10.5 Pruebas rápidas de consolidaciónarcilla negra no fisurada 14.5

Arena cuarzosa 30.35caolinita 12ilita 6.5montmorilinita 4-11muscovita 17-24Mica 16-26

El ángulo de corte del cuadro garantiza la estabilidad del terreno colindante ante las cargas de la naturaleza; la misma, es para un corte que será dejado a cielo abierto sin el uso de ningún método de protección, su estabilidad dependerá de la resistencia del material que compone dicho suelo.

8Ya que si se busca una mayor estabilidad en el corte ante los posibles derrumbes se podría usar muros de contención o geotextiles que garantizarían una mayor confianza.

CONDICIONES DE EQUILIBRIO DE UNA EDIFICACION EN UNA LADERA

Si un edificio construido en una ladera cumple con condición primordial: “su centro de gravedad proyectado perpendicularmente a la su cimentación, se encuentra sobre la superficie de corte de la ladera original.”: se dice que el edificio se encuentra en equilibrio estable (no va a caer)

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CONDICION DE EQUILIBRIO EN UNA VIA DE ASFALTO.- una vía de tránsito vehicular es un ejemplo de una construcción en una ladera; ésta aparte de contar con las condiciones anteriores, también deberá garantizar que en la superficie de corte no se produzca desprendimiento o derrumbes de ningún tipo. Para lo cual se sigue ciertos parámetros que dependen mucho de los factores ambientales y principalmente del tipo de material que compone dicha ladera para luego establecer un ángulo definido de corte (θ).

Se dice que un edificio construido en una ladera se encuentra en un equilibrio indiferente cuando su estabilidad es una incógnita (puede desplomarse o erguirse); si su centro de gravedad proyectado perpendicularmente a la su cimentación, se encuentra exactamente en el punto que separa la superficie rellenada de la superficie original.

Si un edificio construido en una ladera cumple con condición: “su centro de gravedad proyectado perpendicularmente a la su cimentación, se encuentra sobre la superficie de relleno.”: se dice que el edificio se encuentra en equilibrio inestable (se va a desplomar)

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2) ESTABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS.

2.1 FUNTAMENTO TEORICO:

2.1.2 CENTRO DE GRAVEDAD (CG)

Es el punto de aplicación donde se concentra la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo (peso de un cuerpo), de modo que si el cuerpo se apoyara en ese punto, permanecería en equilibrio. Es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo.

2.1.3 CENTRO DE RIGIDEZ.

Punto central de los elementos verticales de un sistema que resiste a las fuerzas laterales. También llamado centro de resistencia.

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2.1.4 RIGIDEZ DE UNA ESTRUCTURA

Las estructuras deben soportar diferentes tipos de fuerzas que actúan sobre los elementos que la componen. Estas fuerzas tienen distintos orígenes:

Debidas a su propio peso, ya que, en principio, toda estructura debe soportarse a sí misma.

Debidas al peso, movimiento o vibraciones de los elementos que componen el conjunto del sistema técnico. Por ejemplo, el cuadro de una bicicleta no debe deformarse cuando una persona suba a ella o cuando coja baches mientras circula.

Debidas a agentes externos al propio sistema técnico. Por ejemplo, el tejado de una casa no debería venirse abajo cuando se acumule nieve sobre él, o un puente no debe caerse por el efecto del viento, etc.

Cuando las estructuras resisten a la deformación se dice que tienen rigidez. Las fuerzas que actúan sobre los diferentes elementos de las mismas se denominan cargas. La fuerza que hace un elemento de la estructura para no ser deformado por las cargas se denomina esfuerzo. Dichos esfuerzos pueden ser:

Tracción o tensión: cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a estirarla. Compresión: cuando las cargas que soporta la pieza tienden a aplastarla, como es el caso, por ejemplo, de las columnas.

Flexión: cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a doblarla, como sucede con las vigas.

Corte o cizalladura: cuando las cargas que soporta la pieza tienden a cortarla. Éste es el tipo de esfuerzo al que están sometidos los puntos de apoyo de las vigas.

12Torsión: cuando las cargas que soporta la pieza tienden a retorcerla. Este es el caso de los ejes, cigüeñales y manivelas.

TIPOS DE RIGIDEZ:

Rigidez de cada una de las partes y del conjunto de una estructura

Acabamos de ver como los diferentes elementos estructurales pueden estar sometidos a distintos tipos de esfuerzo, luego parece lógico penas que, igualmente, han de existir formas geométricas que sean capaces de soportarlo mejor que otras. Por ejemplo, a la hora de seleccionar un perfil se ha de tener en cuenta lo siguiente: la capacidad de resistencia que posea el perfil en función del tipo de esfuerzo que de él se solicita, el peso por metro lineal, que además influye directamente en su peso y precio final.

Rigidez de un perfil según su esfuerzo y sección

Existen diferentes tipos de perfiles según soporten mejor o peor un determinado esfuerzo. Para los esfuerzos de tracción se pueden utilizar todo tipo de secciones, no obstante, los perfiles cilíndricos en forma de alambres, cables y barras o los perfiles con forma de pletinas o angular son los más utilizados. Para los esfuerzos de compresión, las secciones idóneas suelen ser aquellas que presentan un perfil cerrado o constituidos a base de angulares que impiden su deformación laterales o el pandeo

2.1.5 ELEMENTOS CARACTERISTICOS EN UNA EDIFICACION.

CIMENTACIÓNEs el elemento encargado de soportar y repartir en la tierra todo el paso de la estructura, impidiendo que ésta sufra movimientos importantes. Normalmente soporta esfuerzos de compresión. Los materiales de los que se compone son hormigón armado, hierro, acero, etc.

VIGAS Y VIGUETAS:Es una pieza o barra horizontal lineal de longitud predominante sobre las otras dimensiones, con una determinada forma en función del esfuerzo que soporta. Forma parte de los forjados de las construcciones. Están sometidas a esfuerzos de flexión. El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente.

PILARES Y COLUMNAS.Pilares y columnas: es una barra alargada apoyada verticalmente, cuya función es la de soportar cargas verticales o el peso de otras partes de la estructura para transmitirlas a la cimentación. Los principales esfuerzos que soporta son de compresión y pandeo. Pilar o pilastra.- Sección geométrica poligonal regular (cuadrada, rectangular u octogonal) Columna.- Su sección es circular.

TIRANTES Y TENSORES Es un elemento constructivo que está sometido principalmente a esfuerzos  de tracción que tratan de estirar el perfil. Son perfiles dúctiles y flexibles (cables de acero, cuerdas, cadenas)

13entre los diferentes elementos, que mediante unos tensores o triquetes se pueden tensar; con el objeto de dar rigidez y aumentar la resistencia en las estructuras.

Esfuerzos de tracción TiranteEsfuerzos de compresión PilaresEsfuerzos de flexión vigas

2.1.4 TRIANGULACIÓN

Cuando se construyen estructuras entramadas puedes observar que la forma más común que se observa en ellas es la del triángulo. Esto es debido a que el triángulo es el único polígono que no se deforma cuando se le aplica una fuerza.

2.2 APLICACIÓN

2.2.1 ESTABILIDAD EN ESTRUCTURAS SOMETIDAS A CARGAS VERTICALES

“Cualquier otra forma geométrica que tengan los elementos de una estructura no será rígida hasta que no se triangule”

14Respecto a las cargas verticales se refieren a la misma composición de masas de la estructura. Vale decir que la posición del centro de gravedad también depende de la distribución de masas. Para conseguir mayor estabilidad tendremos que acumular la mayor cantidad de masa cerca de la base. Cuando tengamos estructuras muy altas habrá que ponerle una base grande y pesada para darle estabilidad.

En los edificios, estas bases se llaman cimientos.

2.2.2 ESTABILIDAD EN ESTRUCTURAS SOMETIDAS A FUERZAS HORIZONTALES

Las estructuras deben tener un diseño cuyo objetivo principal es soportar las cargas, esfuerzos horizontales y momentos producidos por las acciones externas debidas al empuje del terreno y los vientos.

A) cargas de vientoEl viento produce una presión sobre las superficies expuestas, la fuerza depende de:

densidad y velocidad del viento ángulo de incidencia forma y rigidez de la estructura rugosidad de la superficie altura de la edificación. A mayor altura

mayor velocidad del viento.

Para una estructura en general se deben calcular las cargas de viento que actúan, en cualquier dirección, sobre:

La estructura en conjunto Los elementos estructurales individuales, por ejemplo una pared de fachada en

especial, el techo. Las unidades individuales de revestimiento y sus conexiones, vidriería y cubierta con

sus aditamentos.

15Flujo de viento alrededor de los edificios.Cuando el viento incide sobre un edificio se crea una zona de alta presión (positiva) en la fachada del terreno frontal al viento (BARLOVENTO) y en la cubierta; al rodear al edificio incrementa su velocidad, creando zonas de relativa baja presión (negativa) en las caras laterales y en la cara posterior del edificio (SOTAVENTO).

La acción del viento sobre el edificio que produce diferencias de presión en sus fachadas se llama efecto aerodinámico.El viento tiene además un efecto mecánico, al producir cargas adicionales sobre la estructura, y un efecto térmico al enfriar las superficies del edificio.

Cómo disipar los efectos del vientoPara convertir el efecto del viento en presión se cuenta con dos procedimientos aceptados por las normas: el simplificado estático y el dinámico.En el estático se toma una velocidad promedio sin tener en cuenta efectos como rugosidad del terreno y topografía y se convierte en presión por métodos energéticos (energía cinética pasa a ser energía potencial). Si después de realizar el análisis estático se encuentra que el viento es determinante en el diseño, se debe realizar un estudio más profundo de la carga utilizando el método de análisis dinámico.

Las cargas de viento, hacia el edificio actúan como fuerzas distribuidas en una misma intensidad al lado de este. Ahora si este viento huracanado actúa sobre un edificio alto y éste no se halla adecuadamente arraigado en la tierra o equilibrado por su propio peso, puede volcarse sin desintegrarse.

B) Cargas de sismo:

Este movimiento ondulatorio se traduce en una aceleración inducida a la base de la estructura cuya respuesta depende a la vez de su rigidez, teniendo en cuenta la masa de la estructura y conociendo la 2da ley de Newton se convierte en una fuerza inercial sobre la estructura. Es inercial porque depende directamente de la masa de la estructura sometida al sismo. F = m.a Comportamiento del edificio frente a las cargas de sismo transversal

16En la figura el edificio registra las fuerzas del sismo empezando por su superficie debido a que la cima mantiene su posicion inicial por efecto de la inercia de reposo, comprometiendo la estabilidad de este.

SISTEMAS DE PROTECCIÓN FRENTE A LAS CARGAS SISMICAS

La energía que recibe una estructura durante un terremoto puede ser soportada de tres maneras diferentes: por resistencia, ductilidad y disipación las dos primeras consisten en dimensionar los elementos estructurales en el cual tenemos el uso de juntas de control y la última consiste en disipar la energía recibida durante un sismo, en este se tiene el método de aislamiento sísmico.

Uso de juntas de control:

El método general de diseño para cargas laterales consiste en ligar toda la estructura para garantizar su movimiento como una unidad. Sin embargo, a veces, debido a la forma irregular o al gran tamaño del edificio, puede ser deseable controlar el comportamiento bajo cargas laterales mediante uso de juntas se separación estructural, permitiendo el movimiento complementario independiente de las partes separadas del edificio.

Tipos de Juntas en el Concreto

Uno de los métodos de diseño que se utiliza está basado en efectos estáticos equivalentes. Esto significa que se consideran fuerzas horizontales aplicadas al edificio de manera que produzcan efectos similares a los que sufriría en el momento del sismo. En definitiva, se quiere con ello predecir el comportamiento del edificio

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Método de aislamiento sísmico (disipación sísmica)

El sistema del aislamiento sísmico en la base está basado en la idea de aislar una estructura del suelo mediante elementos estructurales que reduzcan el efecto de los sismos sobre la estructura. Estos elementos estructurales se denominan aisladores sísmicos y son dispositivos que absorben, mediante deformaciones elevadas, la energía que un terremoto transmite a una estructura.

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Al disminuir el movimiento desde la unión basal a la estructura, se reduce el daño a solo elementos no estructurales, liberando a la estructura de daños importantes que puedan

perjudicar su estabilidad.

Comportamiento de un edificio con aislación sísmica

Los aisladores disipan la energía entregada por el movimiento, de modo que reducen el esfuerzo a la deformación en la estructura.

19Observación:

Como criterio general para lograr la estabilidad de un edificio frente a la acción de cargas gravitatorias y cargas laterales (viento, sismo), es necesario contar con un mínimo de planos resistentes, éstos son: tres planos verticales, no todos ellos paralelos ni concurrentes, y un plano superior perfectamente anclado a los planos verticales anteriormente mencionados

Solamente la solución A es correcta. Los planos en B no pueden resistir una fuerza de viento o sismo en la dirección perpendicular a sus planos. Los planos en C no pueden resistir una rotación alrededor del punto H.

 2.2.3 FORMA DEL EDIFICIO EN PLANTAUn factor que ayuda al desempeño de las estructuras ante un sismo es la simetría respecto a sus dos ejes en planta, ya que la falta de regularidad por simetría, masa, rigidez o resistencia en ambas direcciones en planta produce torsión, la cual no es fácil de evaluar con precisión y demanda mayores solicitaciones a algunos elementos resistentes.

20Alta excentricidad en planta. EL edificio colapsó en el terremoto de Viña del Mar, Chile, 1985.

Cuando las plantas tienen formas asimétricas la respuesta sísmica es poco conveniente, porque se generan vibraciones torsionales. Por tanto se deben evitar formas en planta como las que se visualizan en la figura

                            Plantas Complejas.                                         Plantas Sencillas.

A continuación mencionaremos algunas causas que comprometen las estabilidad de los edificios y sus posibles soluciones

Las fuerzas sísmicas actúan en el centro de masa y la resistencia actúa en el centro de rigidez, por lo que se podría causar una vibración torsional si no se realiza una buena distribución de las rigideces, de las masas o una forma geométrica regular de la planta.

Torsión causada por irregularidad en planta.

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Las plantas no sólo son irregulares por su geometría, también pueden tener formas regulares pero la mala distribución de los elementos rígidos hace que existan grandes excentricidades, por tanto ante la ocurrencia de un sismo, la edificación es propensa a efectos torsionales.

Falsa Regularidad en Planta

No es recomendable la ubicación del núcleo de escaleras y de ascensores en las partes externas de la estructura, ya que además de actuar aisladamente ante los sismos, terminan produciendo problemas de torsión sísmica en la edificación.

Comportamiento de edificación con el núcleo de circulación en un extremo

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Los edificios ubicados en esquinas, para dar mayor visibilidad y por razones de estética,  generalmente poseen las dos caras que dan hacia la calle con fachadas de vidrio y las dos caras interiores son muros de concreto armado. Esta distribución es inadecuada, ya que genera una gran excentricidad entre el centro de masas y el centro de rigidez de la estructura, lo que podría generar un posible colapso. 

Se debe evitar que en los sistemas estructurales conformados por vigas y columnas existan elementos desvinculados de las losas de entrepiso. Esto generalmente sucede cuando el edificio posee una forma irregular y se desea conectar algunas esquinas salientes, con el objetivo de darle una forma más compacta a la edificación. Estos vibran de manera aislada por no estar conectados a ella mediante el diafragma rígido

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IV. IMPACTO AMBIENTAL

El impacto ambiental es la modificación positiva o negativa del ambiente ocasionada por la acción del hombre o de la naturaleza (un huracán o un sismo pueden provocar impactos ambientales).

El intenso crecimiento demográfico e industrial, la falta de estrategias de planeación y manejo estatal, así como el desconocimiento del valor ecológico y socioeconómico de los ecosistemas, han inducido graves problemas de contaminación e impacto ambiental y la pérdida de valiosos recursos naturales y económicos. Por lo cual los proyectos o actividades susceptibles de causar impacto ambiental, en cualquiera de sus fases, que deberán someterse al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental.

Los efectos negativos que hoy se aprecian no se pueden adscribir a cierto grupo de personas o industrias, no se trata de culpar a alguien de los resultados, sino analizar y estar más conscientes de que ahora la principal especie en peligro es la nuestra. Para   reducir o eliminar los impactos negativos, la sociedad en su afán regulatorio ha creado reglamentos, normas y leyes que moderan el comportamiento de los ciudadanos ante la naturaleza. La herramienta que actualmente se emplea para   que se logre incidir en las causa de la contaminación ambiental es la EIA (Evaluación de Impacto Ambiental). La actividad que se debe realizar para identificar y pronosticar el impacto en el medio ambiente causado por algún plan o proyecto de desarrollo, se le conoce como Evaluación   de Impacto Ambiental.El impacto ambiental no solo nos afecta a los seres humanos sino también a la flora y fauna de todo el mundo.

TIPOS DE IMPACTO AMBIENTAL

De acuerdo a su origen:

IA. Provocado por el aprovechamiento de recursos naturales; ya sean renovables (flora, la pesca); o no renovables (extracción del petróleo o del carbón).

IA. Provocado por la contaminación. Por los proyectos que eliminan residuos sólidos, líquidos o gaseosos (peligroso o no) al ambiente.

24 IA. Provocado por la ocupación del territorio. Los proyectos que al ocupar un territorio modifican las condiciones naturales por acciones tales como tala, compactación del suelo y otras.

De acuerdo a sus atributos:

IA. Positivo o Negativo: El impacto ambiental se mide en términos del efecto resultante en el ambiente. IA. Directo o Indirecto: Si el impacto ambiental es causado por alguna acción del proyecto o es

resultado del efecto producido por la acción. IA. Acumulativo: Si el impacto ambiental es el efecto que resulta de la suma de impactos ocurridos en el

pasado o que están ocurriendo en el presente. IA. Sinérgico: Si el impacto ambiental se produce cuando el efecto conjunto de impactos supone una

incidencia mayor que la suma de los impactos individuales. IA. Residual: Si el impacto ambiental persiste después de la aplicación de medidas de mitigación.

Por su efecto en el tiempo

o Irreversible (es imposible revertirlo a su línea de base original: Minerales a tajo abierto) o Reversible (el medio puede recuperarse a través del tiempo, no necesariamente restaurándose a la línea de base original).

o Temporal (no genera mayores consecuencias y permite al medio recuperarse en el corto plazo hacia su línea de base original), o Persistente (son de influencia a largo plazo, y extensibles a través del tiempo).

o Continuo o Periódico: Impacto ambiental que depende del período en que se manifieste

SISTEMA DE EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL

Institución surgida a finales de los 60 en Estados Unidos. El SEIA introduce las primeras formas de control de las interacciones de las intervenciones humanas con el ambiente (ya sea en forma directa o indirecta), mediante instrumentos y procedimientos dirigidos a prever y evaluar las consecuencias de determinadas intervenciones. Todo esto con la intención de reducir, mitigar, corregir y compensar los impactos.

EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL (EIA)

Constituye una de las herramientas del SEIA para la protección ambiental que fortalece la toma de decisiones a nivel de políticas, planes, programas y proyectos, ya que incorpora variables que tradicionalmente no han sido consideradas durante su planificación, diseño o implementación.

Es un procedimiento jurídico-técnico-administrativo que tiene por objeto la identificación, predicción e interpretación de los impactos ambientales que un proyecto o actividad produciría en caso de ser ejecutado; así como la prevención, corrección y valoración de los mismos. Todo ello con el fin de ser aceptado, modificado o rechazado por parte de las distintas Administraciones Públicas competentes.

Otra definición la considera como el conjunto de estudios y sistemas técnicos que permiten estimar los efectos que la ejecución de un determinado proyecto, obra o actividad, causa sobre el medio ambiente. Antes de empezar determinadas obras públicas o proyectos o actividades que pueden producir impactos importantes en el ambiente, la legislación obliga a hacer una Evaluación del Impacto Ambiental que producirán si se llevan a cabo. La finalidad de la EIA es identificar, predecir e interpretar los impactos que esa actividad producirá si es ejecutada.

ETAPAS PARA HACER UNA EIA:

25Estudio de Impacto Ambiental (EsIA).- documento de estudio técnico, de carácter interdisciplinario, está destinado a predecir, identificar, valorar y corregir, las consecuencias o efectos ambientales que determinadas acciones pueden causar sobre la calidad de vida del hombre y su entorno. Es un documento técnico que debe presentar el titular del proyecto y sobre la base del cual se produce la Declaración o Estimación de Impacto Ambiental.

Se trata de presentar la realidad objetiva, para conocer en qué medida repercutirá sobre el entorno la puesta en marcha de un proyecto, obra o actividad y con ello, la magnitud de la presión que dicho entorno deberá soportar.

Las metodologías que utilizamos son aprobadas por las autoridades nacionales y respaldadas por la IAIA (Internacional Association for Impact Assesment).

Declaración de Impacto Ambiental (DIA).- Lo hacen los organismos o autoridades medioambientales a las que corresponde el tema después de analizar el Estudio de Impacto Ambiental y las alegaciones, objeciones o comentarios que el público en general o las instituciones consultadas hayan hecho. La base para la DIA es el Estudio técnico, pero ese estudio debe estar disponible durante un tiempo de consulta pública para que toda persona o institución interesada lo conozca y presente al organismo correspondiente sus objeciones o comentarios, si lo desea. Después, con todo este material decide la conveniencia o no de hacer la actividad estudiada y determina las condiciones y medidas que se deben tomar para proteger adecuadamente el ambiente y los recursos naturales.

Valoración del Impacto Ambiental (VIA)

Forma parte de la última fase del EIA y consiste en transformar los impactos, medidos en unidades heterogéneas, a unidades homogéneas de impacto ambiental, de forma que permita comparar varias alternativas diferentes de un mismo proyecto y también de proyectos distintos.

Indicador de Impacto Ambiental

Factor ambiental cuyo cambio proporciona la medida de la magnitud del impacto, al menos en su aspecto cualitativo y también, si es posible en el cuantitativo.

PARA HACER LA EIA SE DEBE TENER EN CUENTA:

signo: si es positivo y sirve para mejorar el medio ambiente o si es negativo y degrada la zona intensidad: según la destrucción del ambiente sea total, alta, media o baja; extensión: según afecte a un lugar muy concreto (puntual), o a una zona algo mayor (parcial),

o a una gran parte del medio (impacto extremo), o a todo (total) duración: impactos inmediatos o a corto plazo Se dice que es fugaz si dura menos de 1 año; si dura de 1 a 3 años es temporal y pertinaz si

dura de 4 a diez años. Si es para siempre sería permanente; recuperación. Según sea más o menos fácil de reparar distinguimos irrecuperables,

reversibles, mitigables, recuperables, etc.  suma de efectos: A veces la alteración final causada por un conjunto de impactos es mayor que

la suma de todos los individuales y se habla de efecto sinérgico. Así, por ejemplo dos carreteras de montaña, pueden tener cada una su impacto, pero si luego se hace un tercer tramo que, aunque sea corto, une las dos y sirve para enlazar dos zonas antes alejadas, el efecto conjunto puede ser que aumente mucho el tráfico por el conjunto de las tres. Eso sería un efecto sinérgico;

26 periodicidad. Distinguimos si el impacto es continuo como una cantera, por ejemplo; o discontinuo como una industria que, de vez en cuando, desprende sustancias contaminantes o periódico o irregular como los incendios forestales.

EDUCACIÓN AMBIENTAL

Es un proceso dinámico y participativo, que busca despertar en la población una conciencia que le permita identificarse con la problemática Ambiental tanto a nivel mundial, como a nivel específico; se busca identificar las relaciones de interacción e independencia que se dan entre el entorno y el hombre, así como también se preocupa por promover una relación Armónica entre el medio natural y las actividades antropogénicas a través del desarrollo sostenible todo esto con el fin de garantizar el sostenimiento y calidad de las generaciones actuales y futuras.

V. OPINION CRÍTICA.

OPINION CRÍTICA DEL 1° ALUMNO:

La ingeniería actual exige de edificaciones acordes a las necesidades de la sociedad. Uno que sea muy estable ante las fuerzas de la naturaleza (sismos, vientos, huracanes,…), muy aparte de otorgar seguridad, que sea de agrado estético; pero sobre todo que la construcción se edifique armoniosamente con el medio ambiente; “construcción medioambientalmente sostenible”, ya sea mediante reutilización o reciclado- de los residuos de demolición.

“No hay políticas ni directrices generales que guíen un proceso de sostenibilidad medioambiental en este campo de la ingeniería. Las iniciativas son esporádicas y voluntaristas, tanto desde lo público como desde lo privado.”

Posibles alternativas de reutilización de los residuos de construcción, principalmente de los que tienen origen pétreo, que son los mayoritarios en la edificación. Como ejemplo: materiales a base de cemento, de la cocción de arcillas, yesos, etc. También se incluye el reciclaje de otros materiales de origen diferente: madera, metales y plásticos. Anulando el uso de materiales potencialmente peligrosos para la salud: el asbesto, las fibras minerales, el plomo, y los plásticos y otros componentes químicos.

Lo fundamental de una estructura es que esta aguante cargas (sea resistente) y no se caiga (sea estable), y esta será resistente cuando conserva su forma al aplicarle cargas.

“La estabilidad de una estructura estará influenciado por la forma geométrica que adopte y la ubicación de su centro de gravedad ,ya que gracias a esto podemos determinar :el vuelco de un edificio ,su deslizamiento y su hundimiento , por ello muchos diseñadores concluyen que un edificio no más de 10 pisos y crujías no menores de 7 m son más seguros , ya que para un rascacielos se tiende que excavar

27una mayor profundidad para evitar su vuelco por el viento , pero el problema surge para garantizar su no hundimiento.”

Toda estructura siempre estará sujeta a la acción de fuerzas externas como internas, un ejemplo de esta es la fuerza de acción y reacción entre la estructura y el suelo; la estructura ejerce una acción sobre el suelo y esta ejerce una reacción sobre la estructura, motivo por la cual la estructura no se hunde.

Observamos que las estructuras está conformada por varias piesas esto se da porque cada una de estas contribuye a su manera a evitar que la estructura soporte pesos o cargas, evitando así que la estructura se rompa y este en equilibrio.

La ubicación del centro de gravedad de los edificios influye en su estabilidad, ya que si esta coincide con su centro de rigidez ya mencionado anteriormente evitara la aparición de momentos torzores , además se debe tratar que esta pase siempre por la base de la estructura (un ejemplo es la torre de Pizza , otro ejemplo lo podemos encontrar en las pirámides, construcciones de enorme estabilidad ya que su centro de gravedad está situado a poca altura de su base.) para poder así evitar su vuelco, sin embargo en muchos casos no es posible variar la forma de una estructura para cumplir lo mencionado anteriormente ,es por esta razón que se da el uso de diferentes métodos para evitar que la estructura caiga al suelo como por ejemplo hacer que parte de la estructura quede bien empotrada en el suelo, la utilización de anclajes para evitar su vuelco (antenas de comunicación) entre otras..

OPINION CRÍTICA DEL 2° ALUMNO:

Este tema es quizá el más relevante en cuanto a nuestra carrera de formación profesional se trata, ya que nos da a conocer la importancia que debemos tomar en cuanto al diseño construcción y las condiciones que se deben cumplir en una edificación

En la actualidad prácticamente el boom de la construcción, cada vez se hacen más exigente las competencias respecto a un buen diseño en el ámbito de la construcción y esto implica que se debe conjugar factores tal como la estética, forma, función, volúmenes, luz, economía y sobre todo lo más importante la estabilidad que se interpreta como “un todo funcional y no una sumatoria de partes”

En sí se sabe que la estabilidad de una edificación es capacidad que posee para tratar de mantener su posición de equilibrio ante efectos externos que lo van a tratar de modificar, en este caso sismo, viento, temperatura estas fuerzas van a implicar que se genere momentos en las columnas y vigas de la estructura, entonces cómo podríamos predecir el comportamiento del edificio, uno de los métodos está basado en efectos estáticos equivalentes que en si es la aplicación de una fuerza equivalente a la resultante de las fuerzas que se dan en el edificio, de tal manera que produzca efectos similares.

Uno de los métodos de diseño que se utiliza está basado en efectos estáticos equivalentes. Esto significa que se consideran fuerzas horizontales aplicadas al edificio

28de manera que produzcan efectos similares a los que sufriría en el momento del sismo. En definitiva, se quiere con ello predecir el comportamiento del edificio

“Si se aumentara las dimensiones de la base de una estructura entonces esta tendría una mayor estabilidad, por ello se da el uso de tirantes y tensores para estructuras delgadas ya que este conjunto se comporta como una estructura de mayor superficie; también podemos ver porque estas se empotran en el suelo, pues debido a esta acción se disminuye la posibilidad de vuelcos”.

Al observar en la vida cotidiana vemos muchas estructuras que son inestables pero se encuentran en estado e equilibrio, esto sucede debido a que tienen un contrapeso que impide su volcadura.

2.1.1 CONDICIONES PARA MATENER LA ESTABILIDAD DE UNA ESTRUCTURA:

En una estructura se debe conjugar factores tales como la estética, la forma, la función, volúmenes, luz, economía, etc. y lo más importante la estabilidad que debe interpretarse como un todo funcional y no una sumatoria de partes.

Decimos que una estructura es estable cuando al actuar sobre ella cargas o solicitaciones externas permanece en equilibrio sin que se produzca riesgo evidente caída o vuelco, el edificio es inestable desde el punto de vista rotatorio, éste peligro existe también cuando un edificio no está bien equilibrado y apoya sobre un suelo de resistencia no uniforme.

Para diseñar una estructura o edificación esta debe cumplir las siguientes propiedades principales: ser resistente para que soporte sin romperse al efecto de las fuerzas a las que se encuentra sometida esta resistencia dependerá del material con el que está construida, ser rígida para que lo haga sin deformarse y ser estable para que se mantenga en equilibrio sin volcarse o caerse.

En el equilibrio de una estructura desde el punto de vista de las fuerzas actuantes se cumple que las ecuaciones de equilibrio de la estática son nulas ósea que el sistema de fuerzas tiene resultante nula, pero desde el punto de vista físico no interesa solo el equilibrio de la estructura sino que este se manifiesta de forma que su configuración (estabilidad y centro de gravedad sea permanente en el tiempo aun frente a acciones exteriores perturbadoras.

Para que lo mencionado se cumpla es necesario que se verifiquen las siguientes condiciones:

Condición necesaria: debe existir equilibrio de todas las fuerzas que actúen sobre la estructura, o sea se debe cumplir la condición física del equilibrio total y relativo de todas las fuerzas activas y reactivas.

29Condición suficiente: El equilibrio de las fuerzas debe ser estable, mientras más simétrico sea el edificio mayor será resistencia tendrá frente a las fuerzas externas, es decir debe haber simetría estructural (regularidad en planta y en altura) si esto no ocurre, no se puede predecir el comportamiento del edificio diseñado y los cálculos que se realicen posiblemente no tenga que ver con la realidad.

Por lo enunciado procedentemente se hace necesario plantear algunos principios básicos para la selección de sistemas estructurales para los edificios ubicados en zonas sísmicas. La estructura debe cumplir las siguientes condiciones:

Ser simple. Ser simétrica. No ser demasiado alargada en planta o elevación Tener los planos resistentes distribuidos en forma uniforme Tener elementos estructurales horizontales en los cuales se formen articulaciones

antes que en los elementos verticales. Haber sido proyectada de modo tal que los elementos estructurales se relacionen de

manera de permitir el buen detallado de las uniones.

VI. CONCLUCIONES

La humedad puede reducir la resistencia de la roca por alteración química o física de sus propiedades. Si el agua está bajo presión la resistencia de la roca se reduce aún más. Es importante advertir que, cualquier ensayo encaminado a estudiar la influencia de la humedad, la velocidad de carga de la muestra es un factor fundamental.

La estabilidad de una excavación en roca depende de la resistencia de la roca frente a las tensiones que se imponen en las proximidades de la excavación. Si la excavación va a ser sostenida desde el interior, por ejemplo mediante el revestimiento de un túnel, necesitamos conocer las fuerzas que debe resistir el revestimiento si se quiere seguir un método racional del proyecto.

El ingeniero que se enfrente con el problema de proyectar estructuras sobre un talud ha de congeniar tres factores: seguridad, funcionalidad y economía Debe dirigir sus esfuerzos y conocimientos a estos fines y encontrar los principios generales que le permiten resolver otros problemas estructurales.

Las condiciones geológicas son muy diversas a lo largo de nuestro país, es por eso que es muy importante analizaras con cuidado los suelos sobre el cual se trabaja para poder hacer una buen planeamiento a la hora de hacer proyectos ya que los riesgos son muy altos.

Una vez estudiado el talud, definidos los niveles de amenaza y riesgo, el mecanismo de falla y analizados los factores de equilibrio, se puede pasar al objetivo final que es el diseño del sistema de prevención control o estabilización.

30La prevención incluye el manejo de la vulnerabilidad, evitando la posibilidad de que se presenten riesgos o amenazas durante y después de la construcción que permita disminuir los riesgos a deslizamiento en un área determinada.

Debe tenerse en cuenta que en taludes, nunca existen diseños absolutos inmodificables y que las observaciones que se hacen durante el proceso de construcción tienden generalmente, a introducir modificaciones al diseño inicial y esto debe preverse en las cláusulas contractuales de construcción.Criterios de construcción medioambientalmente sostenibles se agrupan en tres conceptos básicos para definir la bondad medioambiental de una edificación: el ahorro de energías no renovables, el incremento de la durabilidad de la edificación y la minimización de los residuos.

VII. BIBLIOGRAFIA

http://www.redes-cepalcala.org/spip/manuelosada/IMG/pdf_T.4_Estructuras_resistentes.pdf

http://estructuras.eia.edu.co/estructurasI/cargas/fuerzas%20y%20metodos.htm

http://www.fau.ucv.ve/idec/normas_construccion/Norma2002_8_CRITERIOS.pdf

http://www.disaster-info.net/viento/spanish/guiones_htm/estructural.pdf

http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/estabilidad-de-taludes.pdf

cortes

http://www.slideshare.net/pablosergio56/edificaciones-ecolgicas-ensayo

http://www.monografias.com/trabajos89/impacto-ambiental-naturaleza/impacto-ambiental-naturaleza.shtml

cargas laterales

http://lorenzoasuservicio.50megs.com/facu/modulo2/modulo2.htm