UNIVERSIDAD PERUANA UNIONFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.P. DE INGENIERIA CIVIL RESISTENCIA DE MATERIALES I Monografía Torsión PRESENTADO POR: Yurema Lizbeth Geraldine Hancco Chambi Ivon Sanca Graviel DOCENTE: Ing. Chahuares Paucar Leonel CICLO: V GRUPO: A JULIACA – 17 de mayo de 2016 1. INTRODUCCION Muchas veces se ha tenido problemas ocasionados por altas concentraciones de la masa en algún nivel determinado del edificio que se puede deber a la disposición en él de elementos pesados, tales como equipos, tanques, bodegas, archivos, etc. El problema es mayor en la medida en que dicho nivel pesado se ubica a mayor altura, debido a que las aceleraciones sísmicas de respuesta aumentan también hacia arriba, con lo cual se tiene una mayor fuerza sísmica de respuesta allí y por ende una mayor posibilidad del derrumbamiento de la estructura. El efecto de torsión se presenta en una sección transversal de un elemento estructural cuando la recta de acción de la carga contenida en el plano de dicha sección no pasa por el centro de gravedad . La torsión como esfuerzo, en el caso más general, se presenta en las estructuras combinado con alguno, e inclusive en determinadas circunstancias, con todos los restantes esfuerzos característicos (momento flector (Mf), corte (Q), y axil (N); y por otra parte, no se presenta con tanta frecuencia como estos últimos, pero cuando existe debe ser tenido en cuenta en el diseño. Los efectos de torcion en una estructura se dan por sobre carga que se ejerce y por los movimientos sísmicos que se dan , estos pueden ser en forma paralela o perpendicular a la estructura es por eso que se dan normas para que se pueda regir en ellas y asi evitar perdidas Por ese motivo se hace los análisis estructurales en edificio para que asi debieran cumplir los tres principios fundamentales de la mecánica de materiales, que son: resistencia, rigidez y estabilidad, Por tal motivo invito a anlizar este trabajo par asi obtener mas conocimiento ..................................... 4 1.......... 4 2......................................................................................................................... OBJETIVOS ............................................ ..........................................................................................1 Objetivo general ...... 5 2.................................2 TORSION .....4 Torsión en tubos ................................................ BIBLIOGRAFIA ................................................................... MARCO TEORICO .......................................................................................... 4 2........................................................3 DEDUCCION DE FORMULAS ...........................................1 HIPOTESIS FUNDAMENTALES.............................................................2 Objetivos específicos ............. 6 2................ IV..................... 4 II..................... INDICE I........ 4 1........... ¡Error! Marcador no definido............. 10 III.................... CONCLUSIONES ................................................................................ ¡Error! Marcador no definido........ pero no de longitud. Conocer de que trata el momento polar de inercia. sea el ángulo de torsión. . II. las hipótesis utilizadas se mencionan a continuación: Las secciones circulares permanecen circulares después de la torsión. depende del momento torsor aplicado. MARCO TEORICO 2. Cuando existe torsión sobre un elemento. se aplica una serie de suposiciones que permite simplificar el problema en gran medida. 1. provoca un cambio de forma.1 HIPOTESIS FUNDAMENTALES En el desarrollo de la teoría de Torsión. Las secciones planas permanecen planas y no se alabean. Conocer los elementos de la torsión. Este cambio de forma se cuantifica mediante el ángulo gama. el esfuerzo no se distribuye de forma uniforme en una sección. El ángulo de distorsión.1 Objetivo general . o ángulo de distorsión. .2 Objetivos específicos . la geometría del eje circular (la longitud de la barra y el momento polar de inercia de la sección transversal de la misma) y del material del cual sea elaborado (módulo de rigidez cortante) . OBJETIVOS 1. Los esfuerzos no sobrepasan el límite de proporcionalidad. El eje macizo se encuentra sometido a pares de torsión perpendiculares al eje.I. Conocer el efecto de la torsión dentro de los elementos estructurales. En árboles circulares. y su aplicación mediante un ejemplo básico. Las hipótesis fundamentales que se plantean mediante la torsión. logrando obtener soluciones analíticas simples. se determinan unas relaciones entre los esfuerzos en distintos puntos de la sección de manera que sean compatibles con la deformación y que se denominan ecuaciones de compatibilidad. . es un tipo de esfuerzo que no se distribuye uniformemente dentro de la sección y que hace que el objeto tienda a retorcerse o a producir un giro en su eje longitudinal (Pytel. Aplicando las ecuaciones de equilibrio en el diagrama de sólido aislado se determinan otras relaciones que se deducen de la consideración del equilibrio entre fuerzas exteriores aplicada y las fuerzas interiores resistentes en la sección de exploración. 60). Estas ecuaciones de denominan ecuaciones de equilibrio. El procedimiento general que siguen todos los casos en los que el esfuerzo no de distribuye uniformemente se resumen en los siguientes pasos: 1. Para la deducción de fórmulas en el estudio de la torsión. nos basamos en las siguientes hipótesis: Las secciones circulares permanecen circulares después de la torsión. El eje macizo se encuentra sometido a pares de torsión perpendiculares al eje. Fig.2. p.Singer. Se debe verificar que la solución de las ecuaciones es satisfactoria a las condiciones de carga en la superficie del cuerpo. Resistencia de materiales.2 TORSION La torsión. Del examen de las deformaciones elásticas que se producen en un determinado tipo de carga y las aplicaciones de la ley Hooke. Las secciones planas permanecen planas y no se alabean. 3. 1: Torsión de un objeto. 2. 3: Cambio de forma en un objeto. provoca un cambio de forma. pero no de longitud. . p. Este cambio de forma se cuantifica mediante el ángulo teta. Los esfuerzos no sobrepasan el límite de proporcionalidad. El ángulo de distorsión. 2. es una cantidad utilizada para predecir en el objeto habilidad para resistir la torsión. 2: Momentos polares de inercia 𝜋𝑟 4 𝜋𝑑4 Eje macizo: 𝐽= = 2 32 𝜋 𝜋 Eje hueco: 𝐽= (𝑅 4 − 𝑟 4 ) = (𝐷 4 − 𝑑 4 ) 2 32 Cuando existe torsión sobre un elemento. depende del momento torsor aplicado.3 DEDUCCION DE FORMULAS El momento polar de inercia. Fig. en los objetos (o segmentos de los objetos) con un invariante circular de sección transversal y sin deformaciones importantes o fuera del plano de deformaciones su simbología es 𝐽. la geometría del eje circular (la longitud de la barra y el momento polar de inercia de la sección trasversal de la misma) y del material del cual sea elaborado (módulo de rigidez cortante). 1). o ángulo de distorsión (Apuntes de resistencia de materiales aplicada. Fig. empotrada en un extremo. 𝛿𝑠 = 𝐷𝐸 = 𝜌𝜃 Haciendo las mismas consideraciones se obtiene la distorsión: . El momento del par de fuerzas aplicado se conoce como momento torsor. llamada torsión. la fibra girará un ángulo θ. Si se considera una fibra a una distancia ρ del eje del árbol. 5: Deformación de un elemento circular Consideremos una barra recta. Tan pronto se aplica el momento torsionante. de sección circular. y que en el otro se le aplique un par de fuerzas que tienda a hacerla girar alrededor de su eje longitudinal. Fig. y el ángulo total de torsión de uno a otro extremo aumenta si el momento de torsión aumenta. que se evidencia en el hecho de que una línea cualquiera que siga la dirección de una generatriz de la barra gira un pequeño ángulo con respecto al extremo empotrado. considerando las suposiciones fundamentales expuestas anteriormente. Como consecuencia de este giro la barra experimenta una deformación. se produce una deformación tangencial DE. ya que los esfuerzos expresados son compatibles con las deformaciones elásticas. Un elemento diferencial de área de la sección MN. se llega a la siguiente relación: 𝑇 = 𝑇𝑟 = ∫ 𝜌 𝑑𝑃 = ∫ 𝜌 (𝜏 𝑑𝐴) Sustituyendo por su valor en la ecuación de compatibilidad: 𝐺𝜃 𝑇= ∫ 𝜌2 𝑑𝐴 𝐿 Como el momento de inercia polar es ∫ 𝜌2 𝑑𝐴 = J. La expresión anterior se suele conocer como la ecuación de compatibilidad. para esfuerzos cortantes: 𝐺𝜃 𝜏 = 𝐺𝛾 = ( )𝜌 𝐿 A esta ecuación se la denomina ecuación de compatibilidad. presenta una fuerza resistente dada por: 𝑑𝑃 = 𝜏𝑑𝐴 Para que se cumplan las condiciones de equilibrio estático. tenemos que: 𝐺𝜃 𝑇= 𝐽 𝐿 . ya que los esfuerzos expresados por ella son compatibles con las deformaciones elásticas. 𝛿𝑠 𝜌𝜃 𝛾= = 𝐿 𝐿 A continuación se aplica la ley de Hooke. m 𝑇𝐿 L= m 𝜃= 𝐽𝐺 J= m4 G= N/m2 El esfuerzo cortante se logra obtener remplazando G/ L por su equivalente T/J. m .También se puede escribir esto de forma: = radianes T= N. m/s) f= rev / s T= N. 𝑇𝜌 𝜏= 𝐽 Al sustituir 𝜌 por el radio del árbol tenemos: 𝑇𝑟 𝜏𝑚á𝑥 = 𝐽 Estas ecuaciones son válidas para secciones macizas y huecas en las que tenemos: 2𝑇 16𝑇 Eje macizo: 𝜏𝑚á𝑥 = 𝜋 𝑟 3 = 𝜋 𝑑3 2𝑇𝑅 16𝑇𝐷 Eje hueco: 𝜏𝑚á𝑥 = 𝜋( 𝑅4−𝑟 4) = 𝜋( 𝐷4 −𝑑4 ) Como la aplicación de los arboles es transmitir potencia está dada por la ecuación: ℘ = 𝑇𝜔 Donde 𝜔 = 2𝜋𝑓 es una constante angular. ℘ = 𝑇2𝜋𝑓 El momento torsionante transmitido está dado por: ℘ 𝑻= 2𝜋𝑓 ℘= Watts (1W= 1N. 4 Torsión en tubos Además de los árboles de transmisión que están sujetos a torsión al transmitir potencia. la teoría da unos resultados que pueden considerarse coincidentes con los obtenidos experimentalmente. La fuerza tangencial 𝑞 𝑑𝐿 que actúa en una longitud 𝑑𝐿. La distribución de las tensiones de cortadura por torsión sobre una extensión de pared relativamente reducida. que puedan dar lugar a concentración de tensiones. 𝑞1 ∗ ∆𝐿 = 𝑞2 ∗ ∆𝐿 𝑞1 = 𝑞2 La igualdad de los valores del flujo cortante en dos lugares arbitrariamente escogidos prueba que debe ser constate en todo el perímetro del tubo. 2. La sección de un cilindro de pared delgada está sometida a un momento de torsión Mt. Si el espesor de la pared es pequeño en comparación con las demás dimensiones del cilindro y no hay esquinas pronunciadas u otros cambios bruscos en su contorno. La pared puede ser de espesor uniforme o variable. está mucho más próxima a la uniformidad que lo está en el caso del árbol macizo. existen elementos estructurales frecuentemente sometidos a torsión. contribuye al par resistente con un momento diferencial 𝑟(𝑞 𝑑𝐿) con respecto a un determinado . Las resultantes de estos esfuerzos cortantes longitudinales son: 𝐹1 = 𝑞1 ∗ ∆𝐿 Y 𝐹2 = 𝑞2 ∗ ∆𝐿 En donde q se suele llamar flujo de cortante. centro. en alguna medida. Norma peruana de diseño sismorresistente NTE E.030 se hace esta nueva norma por el sismo en nazca.5 veces mayores que los obtenidos con la antigua norma. El momento torsionante es independiente del centro de momentos que se considere. como un subproducto de la defensa de la vida. en cualquier punto de espesor t. pero obteniéndose desplazamientos 2. Norma NTE. 𝑇 = ∫ 𝑟𝑞 𝑑𝐿 Donde 𝑟 𝑑𝐿 es el doble del área del triángulo rayado cuya base es 𝑑𝐿y cuya altura es el radio r. manteniendo el nivel de fuerzas. garantizan que se cumpla el fin primordial de salvaguardar las vidas humanas ante la ocurrencia de un sismo fuerte. no obstante. NORMAS SISMORRESISTENTES NORMA NSR-10 las normas sismo resistentes presentan requisitos mínimos que. se obtiene una protección de la propiedad. Puesto que q es constante. igualando T a la suma de los momentos diferenciales. viene dado por: 𝑞 𝑇 𝜏= = 𝑡 2𝐴𝑡 III. la defensa de la propiedad es un resultado indirecto de la aplicación de los normas. pues al defender las vidas humanas.060 : . el valor de la integral es q veces el área encerrada por la línea media de la pared del tubo: 𝑇 = 2𝐴𝑞 Es esfuerzo cortante medio. Principios del diseño sismorresistente (2003) (ISO 3010) la estructura no debería colapsar.12g. Generalidades . de adobe o de tapial.6. norma e. que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio. ni causar graves daños a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el sitio. (estado último). estos deberán diseñarse para resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su rigidez. En caso de sea de aplicación esta norma no se utilizara estructuras de manoposterias en seco.Esta norma nos dice si la aceleración sísmica es igual o mayor que 0.08g e inferior a0.070 albañilería: sismo moderado es aquel con fuerzas iguales a la mitad del sismo severo NCSE. en caso se tengan muros estructurales. experimentando posibles daños dentro de límites aceptables (estado de servicio).04g deberán tenerse en cuenta los posibles efectos del sismo en terrenos potencialmente inestables . 3. la estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados. es por un tanto menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos para el concreto armado. las edificaciones de la fábrica de ladrillos de bloques de mortero. Si la aceleración sísmica es igual o mayor a 0.02( NORMA ESAPÑOLA) Esta norma nos dice . electricidad. . Son de carácter general y donde sus términos no lo precisen. El consumo de los servicios básicos durante el desarrollo de la obra serán también asumidas por el Ejecutor. Estas Especificaciones corresponden a la vivienda supuestamente ubica en nueva calle Mz D Lte 6 que con los planos anexados.Normas españolas . desagüe. hasta la recepción de la obra. calidad de los materiales y método de trabajo. Los costos para el suministro e instalación de los servicios básicos de agua. estando sujetos a la aprobación y plena satisfacción del propietario. el Supervisor tiene autoridad en la obra respecto a los procedimientos. Estas tienen carácter general y donde sus términos no lo precisen ni los planos lo determinen.Plan de gestión de riesgo con el Ministerio de viviendas Todos los trabajos sin excepción se desenvolverán dentro de las mejores prácticas constructivas a fin de asegurar su correcta ejecución.Manual de Normas de ASTM. detallando los parámetros generales a seguir durante el proceso constructivo del proyecto. serán asumidos por el Ejecutor.Norma técnica Peruana . . establecen las condiciones y forma en que se llevará a cabo Las presentes Especificaciones Técnicas tienen por finalidad complementar los lineamientos establecidos en los planos. el Parte complementaria de estas Especificaciones son los Planos que son compatibilizados con las Normas y Reglamentos vigentes establecidas por: . Los materiales a usarse deben ser nuevos. previamente avalados por el Ministerio de Educación. siguiendo las indicaciones dadas por el fabricante o manuales de las instalaciones. sugiere técnicas variadas en cuanto al tratamiento. para las construcciones que descansarán sobre ellas. Asimismo. El clima y las variaciones atmosféricas que inciden notablemente en el comportamiento de los materiales. con el fin de obtener un grado de empotramiento y fijación adecuados.00 m según la norma e. de acuerdo a una focalización geográfica determinada. en el transcurso de la obra debidamente implementada complementará el presente documento. de acuerdo a lo indicado en los planos. En las zapatas se harán la excavación hasta 1.Todos los trabajos sin excepción se desenvolverán dentro de las mejores prácticas constructivas a fin de asegurar su correcta ejecución y estarán sujetos a la aprobación y plena satisfacción del Supervisor. encausados a un tratamiento especial en cuanto al proceso constructivo y dosificaciones. . Los materiales deben ser guardados en la obra en forma adecuada. Su sección será la . Este documento se hace según los siguientes criterios: El nivel estratigráfico y las distintas variaciones del mismo. Para vaciado Se preparará una mezcla de concreto ciclópeo que constituirá la base de sustentación de los muros y que servirá para transmitir al terreno el peso propio del mismo. las observaciones y experiencias obtenidas “insitu”. de reconocida calidad. . de primer uso y de utilización actual en el mercado nacional o internacional. 030 que se refiere a las excavaciones practicadas para alojar las cimentaciones. Y utilizando el cemento Pórtland Tipo I(por ser de uso general y apto para cualquier construcción) según la norma ASTM C-150 y los agregados tamizados según Norma E-060 . Se recomienda que las alturas de las estructuras dependen de a que serán destinadas para así no poder tener un presupuesto. De acuerdo a la proporción de los materiales indicada la mezcla equivale a un concreto de f’c = 175 Kg/cm2. RECOMENDACIONES Se recomienda seguir las normas para evitar perdida alguna Se recomienda no tener sobre cargas en las azoteas par así evitar los torsores Las zapatas deben de ser estables para así cuando venga un sismo esta no pueda balancear en exceso. indicada en los planos. las del Reglamento Nacional de Construcciones son las encargadas para el concreto de columnas vigas zapatas IV. Normas Peruanas E-060. Obtener materiales de perfecta condición de buena fuente para evitar perdida alguna No subestimar los climas y suelos en donde a de construirse . lo que nos dará más seguridad. y a consecuencia de esto se sufre pérdidas de vidas humanas como pérdidas materiales. En el trabajo realizado y según la teoría y norma española la vivienda tiene una estructura simétrica no dificultosa pero si resistente y buenos distancias entre paredes para el buen desplazamiento y así no sea un obstáculo ante cualquier situación de desastre. VI. Sin más que mencionar que todo lo que se hace en la construcción se base normas para así evitar pérdidas y lamentos como se ve en el CD anexado y tener obras de larga duración. CONCLUSIONES Se concluye son una satisfacción porque se aprendió mas sobre al carrera en la que nos formamos y como estudiantes que somos hemos dado un paso más sobre nuestra carrera. A 617 de concreto 175kg7cm2 y de acero 4200kg/m2 concuerdan y a partir de esta zapata que será trenzada y profundidades de 0. Se mostró que muchas veces se ve construir caprichosamente estructuras sin medir las consecuencias o de percatarse de si podrá soportar las cargas.90 casi igualando a las de un colegio que son normadas desde ministerio quienes ya nos dan estructuras según las normas ya mencionadas. al igual que los vientos chocan con la estructuran con gran fuerza. en la norma E-030 que los diseños de las estructuras deben de ser ante sismos y de simetría exacta para así evitar algunos percances como se muestra en nuestro plano y sin esquinas adentradas como lo explica la norma mencionada. V. Según La comisión y gestión y riesgo formada ante la prevención del fenómeno del niño con junto al Ministerio de vivienda construcción y saneamiento. A 616. Las zapatas según la Normas ASTM-A 615. ya que se sabe que en caso de sismos los movimiento telúricos vienen paralelas o perpendiculares a las estructuras. REFERENCIAS metodología de proyectos sismoresistentes de edificios basada en el balance eneretico . Al estar las zapatas bien echas cuando ocurra un movimiento estas serán soportes ya que tienen una buena altura de soporte la cual sujetar de manera estática y los movimientos serán leves. com.ciptrujillo.pdf cambio de la norma E.google.https://books.epivial.org/img_eventos/pdf/SEMANA%20CAPITULO%20CIVILE S/2014%20CIPTrujillo-NormaE030.pdf Antecedentes de las normas sismorresistentes en el Perú http://www. 030 http://www.pe/books?id=g0nUazZ4Y5IC&pg=PA5&lpg=PA5&dq=es tructuras+sismorresistentes+scielo&source=bl&ots=9OcpR6F5Ar&sig=8EGtlD68o m- tkimBoiSeSD00Gyc&hl=es&sa=X&ved=0CEEQ6AEwBWoVChMImq33jN36yAI VRjomCh3urg2o#v=onepage&q=estructuras%20sismorresistentes%20scielo&f=fal se seminario de promoción de la normatividad para el diseño y construcción de edificaciones seguras comisión de gention de riesgo ante el fenómeno del niño Las normas aplicables en el desarrollo de vivienda de interés social file:///C:/Users/HOME/Downloads/GUIA_3_VIS.pdf .PDF Riesgo sismico de edificios file:///C:/Users/HOME/Downloads/2013-08-2-2001-3-Jornadas-Ibero-AM-MT-DQ- riesgo-sismico.com/descargas/asocem/Normatividad%20Sismo%20resistente% 20en%20el%20Peru. Por ejemplo.1. la cantidad de vueltas que dé un extremo con respecto al otro es una medida de torsión. otras fuerzas y cargas exteriores que actúan sobre ellos. se fija un objeto cilíndrico de longitud determinada por un extremo. esfuerzos que estudiamos a continuación: . y se aplica un par de fuerzas al otro extremo. sobre sismoresistencia Objetivos Específicos Conocer las normas sismoresistntes Realizar la maqueta con función a las normas 3. además de su propio peso. MARCO TEORICO: La Torsión se refiere a la deformación que sufre un cuerpo cuando se le aplica un par a mas fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario). Esto ocasiona la aparición de diferentes tipos de esfuerzos en los elementos estructurales. como los cigüeñales y árboles motores. deben resistir las tensiones de torsión que les aplican las cargas que mueven. La torsión se puede medir observando la deformación que produce en un objeto un par determinado. Esfuerzo en estructuras Los elementos de una estructura deben de aguantar. VII. 3. Los materiales empleados en ingeniería para elaborar elementos de máquinas rotatorias. ANEXOS 2. OBJETIVOS Objetivos generales Realizar un plano Conocer el tema de torsión. Figura 02 compresión del material Flexión :Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre el cargas que tiendan a doblarlo. se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo. . Tracción :Decimos que un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Figura 01 tracción Compresión :Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden a aplastarlo o comprimirlo. Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección. Ha este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura Figura0 3 flexión en viga. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos. . Torsión :Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos. en general. LA TORSIÓN Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico. El ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras. como pueden ser ejes o. aunque es posible encontrarla en situaciones diversas. Figura 04 torsion Cortadura :Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla.2. Figura 05 resistencia a la cortadura 3. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura. La torsión se presenta generalmente en aquellas estructuras donde se empotran tales como: Losas en voladizo Estructuras continuas Vigas curvas Ante la presencia de una flexión biaxial donde actúan cargas fuera del eje longitudinal de simetría. Se caracteriza por dos fenómenos: Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. etc. CARGA FUERA DEL EJE DE VIGA EN . aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas. La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él. Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente. cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular. cortantes y carga axial. Figura 06 torcion en vigas empotradas Es común que ante la presencia de acciones horrisonantes se combinen fuerzas flexionantes. consideramos una viga empotrada en un extremo como la siguiente figura: . Para su estudio. que producen torsiones primarias y secundarias. 3. Figura 07 momentos torsionales aplicados En la figura se observa que ante la aplicación del momento torsional.3. su configuración. sus características. esta última se refiere al tipo. Una geometría irregular favorece que la estructura sufra torsión . es el deterioro de aquellos elementos o componentes que forman parte del sistema resistente o estructural de la edificación. resultan ser estructuras difíciles de modelar en la etapa de diseño y muchas veces presentan dificultades de construcción. Daño sísmico estructural El daño sísmico estructural es el que sufren las vigas. Es decir. El nivel de daño estructural que sufrirá una edificación depende tanto del comportamiento global como del comportamiento local de la estructura. resistencia y geometría de la edificación. irregulares o asimétricas causan un mal comportamiento cuando la edificación es sacudida por un sismo. disposición.1 Forma regular La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación. Está relacionado con los tipos y la calidad de los materiales que se utilizan. las columnas. si el edificio se aleja de formas y esquemas estructurales simples hace que estas tengan un comportamiento inestable ante sismos. 3.Principios de la sismo resistencia 3. fragmentación. el esquema resistente y con las cargas que actúan. la sección gira sobre su centro de gravedad donde su valor es nulo en los vértices y máximo en el centro de sus lados mayores. Las formas complejas. Además. Es decir. las losas o las cimentaciones durante un sismo. Algunos problemas en el diseño de edificios tienen que ver con la configuración geométrica y estructural. La falta de uniformidad facilita que en algunas esquinas se presenten intensas concentraciones de fuerza. 3. Mayor rigidez Es deseable que la estructura se deforme poco cuando se mueve ante la acción de un sismo. acabados arquitectónicos e instalaciones que usualmente son elementos frágiles que no soportan mayores distorsiones 3. . Bajo peso Cuanto más liviana sea la edificación menor será la fuerza que tendrá que soportar cuando ocurre un terremoto. Cuando la cubierta de una edificación es muy pesada.3.3.2. Estructuras poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar en caso de una cimentación deficiente.4. que pueden ser difíciles de resistir. ésta se moverá como un péndulo invertido causando esfuerzos tensiones muy severas en los elementos sobre los cuales está soportada. La falta de estabilidad y rigidez favorece que edificaciones vecinas se golpeen en forma perjudicial si no existe una suficiente separación entre ellas. Buena estabilidad Las edificaciones deben ser firmes y conservar el equilibrio cuando son sometidas a las vibraciones de un terremoto. por lo tanto. 3. Grandes masas o pesos se mueven con mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y. Una estructura flexible o poco sólida al deformarse exageradamente favorece que se presenten daños en paredes o divisiones no estructurales. la exigencia de la fuerza actuante será mayor sobre los componentes de la edificación.3. por ejemplo.3.o que intente girar en forma desordenada. Suelo firme y buena cimentación La cimentación debe ser competente para trasmitir con seguridad el peso de la edificación al suelo. 3. uniforme. 3. Cambios bruscos de sus dimensiones. son muy peligrosos. Materiales frágiles. sin vigas y columnas. Muros o paredes de tapia de tierra o adobe. 3. falta de continuidad. Los suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y facilitan asentamientos nocivos en la cimentación que pueden afectar la estructura y facilitar el daño en caso de sismo. continua o bien conectada. También. Materiales competentes Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la energía que el sismo le otorga a la edificación cuando se sacude. de su rigidez. poco resistentes. Capacidad de disipar energía Una estructura debe ser capaz de soportar deformaciones en sus componentes sin que se dañen gravemente o se degrade su resistencia. es deseable que el material del suelo sea duro y resistente. .3. 3. simétrica. Al degradarse su rigidez y resistencia pierde su estabilidad y puede colapsar súbitamente.6.3.3. una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentración de fuerzas nocivas.8.3. con discontinuidades se rompen fácilmente ante la acción de un terremoto.7. de ladrillo o bloque sin refuerzo. Cuando una estructura no es dúctil y tenaz se rompe fácilmente al iniciarse su deformación por la acción sísmica.5. Estructura apropiada Para que una edificación soporte un terremoto su estructura debe ser sólida. torsiones y deformaciones que pueden causar graves daños o el colapso de la edificación. Fijación de acabados e instalaciones Los componentes no estructurales como tabiques divisorios.4. 3. Entonces. dado que el nivel donde se interrumpen los elementos verticales es más flexible que los demás. Columnas débiles Las fuerzas sísmicas se distribuyen proporcionalmente a la rigidez y resistencia de los elementos estructurales verticales. bodegas o archivos. Figura 09 columnas debiles . e instalaciones deben estar bien adheridos o conectados y no deben interaccionar con la estructura.3.9. Figura 08 masa superadas en lo superior 5. acabados arquitectónicos. ventanas. entonces si en un piso superior se concentran elementos como tanques de almacenamiento de agua. se concentrarán los esfuerzos y se acumulará energía en el piso más débil. lo que permite que se produzca un problema de estabilidad. equipos. . fachadas. si la rigidez de las columnas o paredes que soportan la estructura sufre un cambio brusco ya sea por confinamiento de las paredes hasta cierta altura de los marcos. las fuerzas sísmicas aumentan en ese nivel. Altas concentraciones de masa en niveles superiores Las fuerzas sísmicas son proporcionales a la masa.Efectos de torsión 4. por desniveles del terreno. por nivel intermedio entre dos pisos. Si no están bien conectados se desprenderán fácilmente en caso de un sismo 3. Lo recomendable es colocar estos elementos pesados en el sótano o en sitios aledaños a la estructura principal. por lo que el núcleo de los elementos sometidos a flexocompresión falla en forma explosiva. Pisos blandos o suaves Son pisos donde los elementos estructurales verticales son interrumpidos. Menor resistencia de columnas que vigas Si las columnas tienen menor resistencia que las vigas. para ofrecer más espacio en ese piso o por razones arquitectónicas. generalmente en los niveles de acceso. Figura 11 Piso blando por interrupción de elemntos Falta de confinamiento del concreto en columnas Se produce cuando se utilizan pocos o ningún aro de confinamiento del concreto. La falla puede ser reparada si se da en las vigas. Figura 12 esquema de fallas por falta de confinamiento del concreto Falta de redundancia . Esto produce un debilitamiento de la rigidez de los elementos verticales en ese piso. Efecto de una menor resistencia en columnas que en las vigas. Figura 10 menor resistencia de columnas Figura 6. las primeras fallarán primero lo que provoca que la estructura se vuelva un mecanismo y esta colapse. La simetría puede existir respecto a un eje solamente. También existe simetría en elevación. ventilación. Son debidas a una relación muy grande largo/ancho (mayor que 5). Este edificio será perfectamente simétrico. que son perjudiciales para los elementos no estructurales adosados al diafragma. que impiden que este funcione como un cuerpo rígido.Se debe buscar que la resistencia a fuerzas sísmicas dependa de varios elementos. Figura 14 flexibilidad excesiva Simetría Con el término simetría describimos una propiedad geométrica de la configuración del edificio. puesto que si se cuenta con pocos elementos resistentes (falta de redundancia). La simetría en altura no es perfecta por que todo edificio tiene un extremo fijo al terreno y libre el otro. Figura 13 falta de redundancia Flexibilidad excesiva en el diafragma que forma el entrepiso La flexibilidad excesiva en el diafragma que forma el entrepiso produce deformaciones laterales no uniformes. Figura 15simetria con dos ejes . Un edificio es simétrico respecto a dos ejes en planta si su geometría es idéntica en cualquiera de los lados de los ejes. la falla de uno de ellos provocará el colapso total o parcial de la estructura. y a aberturas creadas en el diafragma para efectos de iluminación. aunque es más significativa desde el punto de vista dinámico la simetría en planta. el momento torsor en planta y el comportamiento de la estructura es más predecible. La falta de simetría tiende a producir excentricidad entre el centro de masa y el centro de rigidez. Existe simetría estructural si el centro de masa y el centro de rigidez coinciden en la planta. . y por lo tanto provocará torsión en planta. Aunque un edificio simétrico puede tener esquinas interiores como es el caso de las plantas en cruz. La asimetría tiende a concentrar esfuerzos. En este caso la planta del edificio es simétrica pero no es una planta regular. Figura 16 Galería de la Escuela Normal de Caucete. La experiencia de edificios con daños severos en terremotos mostró casos en que la asimetría estructural fue la causa del daño severo o el colapso de la estructura. A medida que más simétrico es el edificio. Los núcleos de las circulaciones verticales. La simetría es conveniente también a la forma del edificio sino también a la distribución de la estructura. el ejemplo más común es el caso de las esquinas interiores. pueden producir también asimetrías si su ubicación o solución constructiva genera elementos estructurales rígidos en la distribución estructural. disminuyen el riesgo de concentración de esfuerzos.