30. Diseño antisísmico
El diseño antisísmico en geotecnia [1] es fundamental para garantizar la seguridad de las estructuras y la vida humana en regiones sísmicas. La geotecnia, como rama de la ingeniería civil, se encarga de estudiar el suelo y el subsuelo para evaluar su comportamiento ante cargas y, en particular, ante los eventos sísmicos.
¿Por qué es tan importante?
- Interacción suelo-estructura: Las estructuras no actúan de forma aislada, sino que interactúan con el suelo. Durante un sismo, esta interacción puede amplificar o reducir los efectos de las vibraciones, dependiendo de las características del suelo y de la fundación.
- Licuefacción: Algunos suelos, especialmente los saturados, pueden perder su resistencia durante un sismo y comportarse como un líquido. Este fenómeno, conocido como licuefacción, puede provocar asentamientos diferenciales, pérdidas de capacidad portante y daños estructurales severos.
- Amplificación de las ondas sísmicas: La topografía, la estratigrafía del suelo y las condiciones de la roca de base pueden amplificar las ondas sísmicas, aumentando la intensidad de los movimientos del suelo en determinadas zonas.
- Deslizamientos y fallas: Los sismos pueden desencadenar deslizamientos y fallas en taludes, con consecuencias devastadoras para las infraestructuras y las poblaciones cercanas.
Elementos clave del diseño antisísmico en geotecnia:
- Investigación geotécnica: Se realizan estudios detallados del suelo para determinar sus propiedades mecánicas, su permeabilidad, su potencial de licuefacción y su respuesta sísmica esperada.
- Análisis sísmico: Se evalúan los posibles escenarios sísmicos, considerando la historia sísmica de la región, la actividad tectónica y las características del suelo.
- Diseño de cimentaciones: Se diseñan cimentaciones capaces de resistir las fuerzas sísmicas y de limitar los asentamientos diferenciales.
- Estabilización del suelo: En caso de suelos problemáticos, se pueden aplicar técnicas de estabilización para mejorar sus propiedades mecánicas y reducir el riesgo de licuefacción.
- Diseño de muros de contención: Se diseñan muros de contención capaces de resistir los empujes sísmicos y de evitar deslizamientos.
Modelo de diseño antisísmico, fuente de la imagen: https://ingenieriasismicaylaconstruccioncivil.blogspot.com/
En resumen, el diseño antisísmico en geotecnia es esencial para minimizar los riesgos asociados a los sismos y para garantizar la seguridad de las construcciones. Al comprender la interacción suelo-estructura y al considerar las características particulares de cada sitio, los ingenieros geotécnicos pueden diseñar estructuras más resilientes y seguras.
31. Aplicación de la norma de construcción sismoresistente
La información básica necesaria para el diseño antisísmico, que debe proporcionar el estudio geotécnico, es la siguiente:
– Estimación del riesgo sísmico local, generalmente mediante la asignación de la peligrosidad y la intensidad sísmica típica del emplazamiento, que es conveniente sea corregida por la influencia del factor suelo. Esta información puede obtenerse de los estudios regionales de riesgos geológicos.
– Aceleración sísmica básica de cálculo (NCSR)
– Coeficiente de contribución (NCSR)
– Coeficiente de contribución del suelo.
Peligrosidad sísmica de la provincia de Huesca (Plan Especial de Protección Civil ante sismos en la Comunidad Autónoma de Aragón)
Bien para cada sondeo (si la aceleración sísmica es igual o superior a 0.08 g) o bien para cada unidad geotécnica, se indicarán los valores de los coeficientes del suelo (C), ponderando por debajo de la cota de apoyo de la cimentación el valor del mismo hasta los 30 m de profundidad. De no haberse alcanzado esta profundidad en los reconocimientos, se justificará el valor del coeficiente del suelo adoptado (generalmente en base al conocimiento geológico local).
El valor del coeficiente del suelo se establece en función de la competencia de la unidad geotécnica en cuestión, de la cual depende la velocidad de transmisión de las ondas S (que es lo que determina el valor del coeficiente); dicho parámetro puede ser medido a partir de ensayos “cross hole” o “down hole” (método que será preceptivo para edificios C-2 y C-3, cuando la aceleración sísmica básica sea superior a 0.08g), o estimado indirectamente a partir de parámetros de uso más corriente (compresión simple, valor del ensayo SPT).
| terreno tipo | caracterización | N típico |
qu típico Kg/cm2 |
Vs típica (m/s) |
coeficiente del suelo C |
| I | roca compacta, suelo cementado o granular denso |
>50 | – | > 750 | 1.0 |
| II | roca fracturada, suelo granular denso o suelo cohesivo duro | 30-50 | > 2 | 750–400 | 1.3 |
| III | suelo granular de compacidad media, suelo cohesivo de consistencia firme a muy firme | 10-30 | 0.5 – 2 | 200-400 | 1.6 |
| IV | suelo granular flojo o suelo cohesivo blando |
< 10 | < 0.5 | < 200 | 2.0 |
Si los resultados de los distintos sondeos son diferentes, se concluirá, justificadamente, el valor C con el que debe obtenerse tanto la acción sísmica del emplazamiento, como el cálculo de dicho efecto en el edificio y sus cimientos. La justificación será tanto más matizada cuanto más se aparte el valor de C de 1,15. [2]
[1] Fuente: Gemini
[2] Entendemos que en este caso compete al proyectista un pronunciamiento al respecto, dado que un redactor independiente del estudio geotécnico carece de la información necesaria para establecer la valoración del efecto del valor de C en el edificio y sus cimientos, pues las más de las veces el estudio se redacta con anterioridad al proyecto de la estructura.
