1. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997)REGLAMENTO COLOMBIANO DECONSTRUCCIN SISMO RESISTENTE NSR-10 Bogot D.C., ColombiaMarzo de 2010Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827

2. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997)REGLAMENTO COLOMBIANO DECONSTRUCCIN SISMO RESISTENTENSR-10TOMO 1 Prefacio Modificaciones tcnicas y cientficasen el Reglamento NSR-10 Participantes Ley 400 de 1997 (Modificada Ley 1229 de 2008) Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 Ttulo A Requisitos generales dediseo y construccin sismo resistente Ttulo B Cargas Bogot D.C., ColombiaMarzo de 2010Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 3. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997) Notas:Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 4. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997)REGLAMENTO COLOMBIANO DECONSTRUCCIN SISMO RESISTENTE NSR-10 Bogot D.C., ColombiaMarzo de 2010Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 5. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997) NOTAS:Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 6. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo TerritorialViceministerio de Vivienda y Desarrollo TerritorialDireccin del Sistema HabitacionalRepblica de ColombiaCOMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMENDE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES (Creada por la Ley 400 de 1997) CONTENIDOPrefacio ..................................................................................................................................... iApndice I Procedimiento de diseo ...........................................................................xxiiiModificaciones tcnicas y cientficas en el Reglamento NSR-10 ..................................... xliParticipantes ..................................................................................................................... lxxxiLey 400 de 1997 (Modificada Ley 1229 de 2008) .................................................... Ley 400-1Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 .....................................................................Dec-926-1TTULO A REQUISITOS GENERALES DE DISEO Y CONSTRUCCIN SISMO RESISTENTE .................................................................................A-1TTULO B CARGAS .........................................................................................................B-1TTULO C CONCRETO ESTRUCTURAL ........................................................................C-1TTULO D MAMPOSTERA ESTRUCTURAL ..................................................................D-1TTULO E CASAS DE UNO Y DOS PISOS ..................................................................... E-1TITULO F ESTRUCTURAS METLICAS ........................................................................ F-1TTULO G ESTRUCTURAS DE MADERA Y ESTRUCTURAS DE GUADUA .................G-1TTULO H ESTUDIOS GEOTCNICOS ...........................................................................H-1TTULO I SUPERVISIN TCNICA .................................................................................. I-1TITULO J REQUISITOS DE PROTECCIN CONTRA INCENDIOS EN EDIFICACIONES ........................................................................................ J-1TITULO K REQUISITOS COMPLEMENTARIOS .............................................................K-1Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 7. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997) NOTAS:Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 8. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997) PrefacioSecretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 9. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997) NOTAS:Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 10. Prefacio PREFACIOINTRODUCCINLa presente versin del Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-10corresponde a su segunda actualizacin. La primera reglamentacin sismo resistente nacional fueexpedida por el Gobierno nacional por medio del Decreto 1400 del 7 de junio de 1984, la primeraactualizacin, correspondiente al Reglamento NSR-98, fue expedida por medio del Decreto 33 del 9de enero de 1998 y la segunda actualizacin, correspondiente al Reglamento NSR-10, se expidipor medio del Decreto 926 del 19 de marzo de 2010.Las normas sismo resistentes presentan requisitos mnimos que, en alguna medida, garantizanque se cumpla el fin primordial de salvaguardar las vidas humanas ante la ocurrencia de unsismo fuerte. No obstante, la defensa de la propiedad es un resultado indirecto de la aplicacinde los normas, pues al defender las vidas humanas, se obtiene una proteccin de la propiedad,como un subproducto de la defensa de la vida. Ningn Reglamento de sismo resistencia, en elcontexto mundial, explcitamente exige la verificacin de la proteccin de la propiedad, aunquedesde hace algunos aos existen tendencias en esa direccin en algunos pases.No sobra recordar que tan solo con dos excepciones, las vctimas humanas que se presentandurante los sismos, en su gran mayora estn asociadas con problemas en las construcciones.Las excepciones corresponden a vctimas producidas ya sea por la ola marina producida por unsismo que ocurre costa afuera, lo que se denomina Tsunami, o bien por avalanchas disparadaspor el evento ssmico. El hecho de que las construcciones producen las vctimas debe tenerse enmente con el fin de justificar la imperiosa necesidad de disponer de un Reglamento deconstruccin sismo resistente de carcter obligatorio.Teniendo en cuenta que el 87% por ciento de la poblacin colombiana habita en zonas de amenazassmica alta e intermedia, con el auspicio del Ministerio de Ambiente, Vivienda y DesarrolloTerritorial, la Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica AIS, desde comienzos del ao 2008, ycon la participacin de un muy amplio nmero de profesionales de la ingeniera y la arquitectura,asociaciones gremiales y profesionales de la ingeniera, la arquitectura y la construccin yfuncionarios de las entidades del Estado relacionadas con el tema; logr concluir las labores deactualizacin de la reglamentacin de diseo y construccin sismo resistente con la expedicin porparte del Gobierno Nacional del Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 - Reglamento Colombiano deConstruccin Sismo Resistente NSR-10. Esta reglamentacin actualiza y reemplaza el ReglamentoNSR-98.Dado que la reglamentacin sismo resistente corresponde a un documento tecnolgico, stadebe actualizarse con alguna periodicidad para plasmar los avances en las tcnicas de diseo ylas experiencias que se haya tenido con sismos recientes. Para dar una idea al respecto, elInternational Building Code, el cual rige en los Estados Unidos, es actualizado cada tres aos.En la presente introduccin se describe la problemtica ssmica colombiana, el desarrollo delReglamento colombiano de diseo y construccin sismo resistente, incluyendo las variacionescontenidas en la presente actualizacin, y se discuten algunas de las estrategias que puedenadoptarse por parte de la industria de la construccin, para minimizar la vulnerabilidad denuestras construcciones ante la ocurrencia de eventos ssmicos.i 11. PrefacioTECTNICA Y SISMICIDAD COLOMBIANASCausas de los terremotosLa corteza terrestre es relativamente delgada. Se extiende hasta profundidades del orden de 70km en los ocanos y de ms 150 km bajo los continentes y adems est en un estado permanentede cambio. Es muy vlida la analoga de que al comparar la tierra con un huevo duro, la cortezatendra un espesor semejante a la cscara y sta estara fracturada en una serie de fragmentos queen la tierra se conocen con el nombre de placas tectnicas.Hay fuerzas bajo la corteza terrestre que hacen que estas placas tectnicas se muevan avelocidades pequeas del orden de centmetros por ao. La causa de estas fuerzas no est muyentendida, pero la explicacin prevaleciente en la actualidad es que son causadas por flujos lentosde lava derretida. Estos flujos son producidos por conveccin trmica y por los efectos dinmicosde la rotacin de la tierra. En algunas regiones las placas se estn separando en la medida que salea la superficie nuevo material de corteza desde el interior de la tierra, estos lugares en generalestn localizados en el fondo de los ocanos y tienen el nombre de crestas marinas. Sitios dondeocurre esto estn localizados en el centro del Ocano Pacifico y del Ocano Atlntico. En otroslugares las placas se deslizan una al lado de la otra, como ocurre en la Falla de San Andrs enCalifornia. En otros sitios, llamados zonas de subduccin, las placas se empujan una contra otrahaciendo que una de las dos se introduzca por debajo. Esto ltimo ocurre a todo lo largo de lacosta sobre el Ocano Pacfico de Centro y Sur Amrica.El movimiento relativo entre placas tectnicas colindantes, independientemente de su direccin,acumula energa hasta un momento en el cual causa una fractura en la roca, liberandoabruptamente esta energa acumulada, la cual se manifiesta con la generacin de ondas ssmicas.La gran mayora de los sismos en el mundo ocurre en las fronteras entre placas. Estos sismos seconocen con el nombre de sismos tectnicos. Un porcentaje pequeo de los sismos que ocurren enel mundo se localizan en el interior de las placas tectnicas y reciben el nombre de sismosintraplaca. Adems en algunas regiones del mundo donde hay volcanes, las erupcionesgeneralmente son acompaadas por sismos que se conocen con el nombre de sismos volcnicos.Adems de los anteriores algunas actividades humanas generan sismos, como es el caso de losasociados con el llenado de grandes embalses, o causados por explosiones importantes.Emplazamiento sismo tectnico de ColombiaColombia est localizada dentro de una de las zonas ssmicamente ms activas de la tierra, la cualse denomina Anillo Circumpacfico y corresponde a los bordes del Ocano Pacfico. Elemplazamiento tectnico de Colombia es complejo pues en su territorio convergen la placa deNazca, la placa Suramericana y la placa Caribe. El lmite entre las placas Suramericana y Caribeest an relativamente indefinido. La geologa estructural del pas ha sido estudiada condiferentes grados de detalle. En general los sistemas principales de fallamiento han sidoidentificados gracias a estudios mineros y de exploracin petrolera. Adems se han realizadoexploraciones geolgicas detalladas para los grandes proyectos hidroelctricos y existennumerosos trabajos sobre tectnica colombiana realizados por el INGEOMINAS y otrasinstituciones.El fallamiento predominante en el pas tiene direccin norte sur, coincidiendo con la direccin delas tres cordilleras. El principal accidente sismotectnico es la zona de subduccin en el OcanoPacfico. Es causada por el doblamiento de la placa de Nazca cuando subduce bajo la placaSuramericana. Adems de la zona de subduccin existen en el territorio nacional un gran nmerode fallas geolgicas ssmicamente activas. En la Figura 1 se muestran los principales macrosistemas de fallamiento en el pas. Esta figura fue tomada del estudio de amenaza ssmica de ii 12. PrefacioColombia por medio del cual se produjeron los mapas de amenaza ssmica para la actualizacindel Reglamento colombiano de construccin sismo resistente NSR-10.Figura 1 - Principales sistemas de fallamiento en ColombiaHistoria ssmica de ColombiaEl primer evento ssmico en el pas, del cual se tiene registro escrito, ocurri en 1541. Existenregistros de numerosos sismos histricos desde la colonia y hasta 1922, en que se instal elprimer sismgrafo en el pas, trado por la Compaa de Jess. Dentro de los sismos histricos,pero registrados por instrumentos en el exterior es importante destacar el terremoto del 31 deenero de 1906 frente a la costa Pacfica colombiana, cuya magnitud se estima de 8.9 en la escalade Richter y que es considerado uno de los sismos ms fuertes de la humanidad en tiemposmodernos. A partir de 1922 se dispuso de informacin instrumental, sobre lo que se denominansismos instrumentales. Desde 1957 hasta 1992 estuvieron en funcionamiento siete estacionessismolgicas permanentes en el pas, las cuales fueron operadas por el Instituto Geofsico de laUniversidad Javeriana de Bogot.A partir de 1993 se puso en marcha, adicionalmente, la Red Sismolgica Nacional, operada por laSubdireccin de Geofsica del INGEOMINAS, existiendo adems el Observatorio Sismolgico del iii 13. PrefacioSur Occidente - OSSO, operado por la Universidad del Valle en Cali. La Red Sismolgica Nacionalconsta en la actualidad de 26 estaciones sismolgicas remotas con lo cual se cubre gran parte delterritorio nacional; su procesamiento es en tiempo real y se realiza en Bogot por enlace satelital.Adems se tienen instalados aproximadamente 250 acelergrafos autnomos digitales demovimiento fuerte pertenecientes a la Red Acelerogrfica adscrita al INGEOMINAS y a otrasinstituciones, los cuales cada da se ven incrementados para llegar cubrir la mayora delterritorio nacional. En la realizacin del estudio de amenaza ssmica que produjo los mapas deamenaza ssmica del Reglamento NSR-10 se dispuso de un catlogo de aproximadamente 28000 eventos ssmicos, tanto histricos como instrumentales, de los cuales aproximadamente9 000 tienen una magnitud de Richter igual o mayor de 3. En la Figura 2 se muestra ladistribucin en el territorio nacional de los eventos contenidos en este catlogo. -82 -81 -80 -79 -78 -77 -76 -75 -74 -73-72 -71-70-69 -68-67-66-6515 14 13 SAN ANDRES ISLA 12 RIOHACHASANTA MARTA BARRANQUILLA11CARTAGENA VALLEDUPAR 10 SINCELEJO 9 MONTERIA 8CUCUTA BUCARAMANGAARAUCA 7 MEDELLINPUERTO CARRENO 6 QUIBDOTUNJA YOPAL MANIZALES 5 PEREIRA ARMENIABOGOTA IBAGUE VILLAVICENCIO 4PUERTO INIRIDACALINEIVA3 SAN JOSE DEL GUAVIARE POPAYAN 2 FLORENCIA PASTO MOCOAMITU 1 4>Ms 0 4>Ms>5 -1 5>Ms>6 -2 6>Ms>7 -3 7>Ms>8 -4LETICIAMs>8 -5Figura 2 - Localizacin epicentral de los sismos con Ms 3 (1541-2009)Mapas de amenaza ssmica del nuevo Reglamento NSR-10En la Figura 3 se muestra el mapa de zonificacin ssmica de Colombia contenido en elReglamento NSR-10, en la Figura 4 el mapa de valores de Aa, y en la Figura 5 el mapa de valores deAv. Los dos ltimos mapas corresponden a las aceleraciones horizontales del sismo de diseo delReglamento en roca y expresadas como porcentaje de la aceleracin de la gravedad, para perodosde vibracin cortos y para perodos de vibracin intermedios, respectivamente. En la obtencin deestos mapas se emple la metodologa de evaluacin de amenaza ssmica del programa Crisisdesarrollado por el Profesor Mario Ordaz de la Universidad Nacional Autnoma de Mxico. El iv 14. Prefaciotrabajo fue realizado independientemente por el Ingeominas y por el Comit AIS 300 de laAsociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica. Los resultados de los dos trabajos fueroncompaginados por la Comisin Asesora Permanente del Rgimen de Construcciones SismoResistentes. Estas aceleraciones tienen una probabilidad de ser excedidas del 10% en un lapso de50 aos, correspondiente a la vida media til de una edificacin, y sirven para definir losmovimientos ssmicos de diseo que exige el Reglamento Colombiano de Construcciones SismoResistentes NSR-10.De acuerdo con los estudios realizados para la determinacin del grado de amenaza ssmica delas diferentes regiones del pas se encontr que 16.45 millones de colombianos de 553 de los1126 municipios del pas se encuentran en zonas de amenaza ssmica alta, es decir el 39.7% de lapoblacin nacional; 19.62 millones de habitantes de 431 municipios localizados en zonas deamenaza ssmica intermedia, equivalentes al 47.3% de la poblacin del pas; y 5.39 millones dehabitantes en 139 municipios localizados en zonas de amenaza ssmica baja, es decir el 13% deltotal de la poblacin nacional segn la ltima informacin suministrada por el DANE provenientedel censo de 2005. En otras palabras, el 87% de los colombianos se encuentran bajo un nivel deriesgo ssmico apreciable, que no solamente depende del grado de amenaza ssmica sino tambindel grado de vulnerabilidad que en general tienen las edificaciones en cada sitio. Figura 3 - Mapa de zonificacin ssmica de Colombia v 15. Prefacio Figura 4 - Mapa de Aa (aceleracin pico efectiva horizontal de diseo paraFigura 5 - Mapa de Av (aceleracin pico efectiva horizontal de diseo paraperodos de vibracin cortos expresada como fraccin de la aceleracin deperodos de vibracin intermedios expresada como fraccin de lala gravedad, g = 9.8 m/s) aceleracin de la gravedad, g = 9.8 m/s)vi 16. PrefacioActividad ssmica recienteCon posterioridad a la expedicin del Reglamento de 1998 se presentaron en el territorio nacionallos siguientes eventos ssmicos de importancia:Sismo del Quindo Un poco ms de un ao despus de la expedicin del Reglamento NSR-98 de1998, la zona cafetera de Colombia fue afectada por un terremoto de magnitud moderada (ML =6.2) el da 25 de enero de 1999, que caus graves daos a las ciudades de Armenia y Pereira y unamplio nmero de poblaciones menores en sus alrededores. La severidad de los daos en Armeniase present a causa, en parte, a la superficialidad del evento y su cercana a la ciudad, y debido ala amplificacin ssmica causada por la presencia de suelos blandos y formas topogrficasfavorables para el efecto. No obstante, los mltiples daos en edificaciones construidas antes de1984 ratificaron las enseanzas de otros sismos en relacin con el mal comportamiento deedificaciones frgiles de mampostera no reforzada y de prticos de concreto reforzado que nocumplan con los requisitos mnimos de sismo resistencia. Se pudo constatar la influencia adversade elementos no estructurales sobre las estructuras y de las irregularidades de masa y rigidez;aspectos principales por los cuales se haba actualizado la reglamentacin sismo resistente delpas en 1998. En general, muchas edificaciones del centro de la ciudad de Armenia y un nmeroimportante de la ciudad de Pereira tuvieron daos estructurales severos debido a la mala calidadde los materiales y debido al mal diseo y a la mala construccin; tpica antes de la vigencia de laReglamentacin sismo resistente. Las dimensiones insuficientes de los elementos estructurales yla falta de confinamiento mediante acero transversal tanto en columnas y vigas facilitaron laocurrencia de fallas por esfuerzo cortante y en algunos casos fue la causa del colapso total oparcial de las edificaciones. El dao de ms de 100 000 edificaciones, de las cuales cerca del 80%eran viviendas y el dao de ms del 80% de la edificaciones educativas y de la mayora deinstalaciones de salud, entre otras edificaciones esenciales, tuvo como resultado que 1 186personas perdieran la vida, cerca de 8 500 quedaran lesionadas y ms de 160 000 personas sequedaran si techo. Las prdidas se estima que superaron los 1 590 millones de dlares,equivalentes al 1.81% del PIB.0.600.400.20 Vertical Acceleration NS (g)< 0.12g0.00 0.12g - 0.24g 0.24g - 0.36g> 0.36g-0.20-0.40-0.60-0.60 -0.40 -0.200.00 0.20 0.400.60EW (g)Figura 6 Sismo del Quindo Registro Universidad del Quindo, Armenia Aceleracin en plantavii 17. PrefacioSismo de Pizarro El 15 de noviembre de 2004, un sismo de magnitud local ML= 6.7, se sinti engran parte del occidente del pas en especial en la ciudad de Cali. El epicentro se localiz en elOcano Pacfico, frente a las costas del departamento del Choc, 50 km al suroeste del municipiode Bajo Baud y tuvo una profundidad superficial. La localizacin del sismo permite asociarlo alsegmento central de la Zona de Subduccin del Pacfico Colombiano. Las aceleraciones mselevadas en la ciudad de Cali coincidieron con depsitos aluviales del ro Cauca y llegaron aalcanzar valores de 100 cm/s2 (10.2% de la aceleracin de la gravedad, g). La mayora de los daosreportados se presentaron en elementos no estructurales y hubo dao mnimo en elementosestructurales.Figura 7 Espectros de respuesta con un 5% de amortiguamiento para los registros2 acelerogrficos obtenidos en diferentes lugares de Cali en cm/s (Ingeominas)viii 18. PrefacioSismo de Quetame El 24 de mayo de 2008 se produjo un sismo de magnitud ML = 5.7 que sesinti en todo el centro del pas. El epicentro se localiz ceca a la poblacin de Quetame,Cundinamarca, localizado aproximadamente a 35 km al sur-oriente de la ciudad de Bogot. Unacelergrafo sobre roca localizado en Quetame registr una aceleracin mxima horizontal de 605cm/s2 (61.7% de la aceleracin de la gravedad, g). La mxima aceleracin en roca registrada enBogot fue de 72 cm/s2 (7.3% de la aceleracin de la gravedad, g). Hubo colapso de edificacionesde adobe principalmente en la zona epicentral. La mayora de los daos reportados en la ciudadde Bogot se presentaron en elementos no estructurales y hubo dao mnimo en elementosestructurales. En la Figura 8 se muestra el espectro de respuesta en roca y en suelo en la Sede deIngeominas (Avenida NQS con calle 53) en Bogot, siendo un magnfico ejemplo de laamplificacin de las ondas ssmicas en suelos blandos al propagarse de la roca hasta la superficiedel terreno.ESPECTRO DE ACELERACIONES (g) SISMO-QUETAME-2008-05-24-SEDE-INGEOMINAS-CRA-30-CLL-53-REG-ROCA y SUPERFICIE 0.20 0.18 0.16 0.14 = 5%COMP. EW 0.12 COMP. VESaCOMP. NS0.10COMP. EW(g)COMP. VE 0.08 COMP. NS 0.06 0.04 0.02 0.00 0.00.5 1.0 1.5 2.02.53.0 Perodo T, sFigura 8 Espectros de respuesta con un 5% de amortiguamiento para los registros acelerogrficos del sismode Quetame obtenidos en la Sede de Ingeominas en Bogot en roca y en sueloComportamiento de las edificaciones en los sismos recientesDentro del comportamiento de las edificaciones construidas en las zonas que se vieron afectadaspor los sismos ocurridos recientemente en territorio nacional se destacan los siguientes aspectos: Los daos estructurales graves que se presentaron ocurrieron todos en edificacionesconstruidas antes de la vigencia del Decreto 1400/84. As mismo, los edificios que sufrieroncolapso en las ciudades del eje cafetero fueron construidos antes de 1984. La gran mayora de los daos reportados corresponden a daos en las fachadas y los murosinteriores de las edificaciones, o sea en elementos no estructurales. Estos daos sepresentaron tanto en edificaciones construidas antes como despus de la vigencia del Cdigode sismo resistencia de 1984. As mismo un gran nmero de vctimas fueron causadas por lacada de elementos no estructurales principalmente de las fachadas de las edificaciones.ix 19. PrefacioEn general podra afirmarse que la reglamentacin sismo resistente cumpli su cometido principalde evitar colapso y dao estructural grave de las edificaciones. No obstante, sigue siendo notoriala desproteccin de los elementos no estructurales, tal como se han construido tradicionalmenteen el pas, y su potencial peligrosidad para la vida humana.Por otro lado vale la pena resaltar que se obtuvieron un nmero importante de registrosacelerogrficos de los movimientos ssmicos, gracias a la instrumentacin de la Red Nacional deAcelergrafos, que opera el Ingeominas. Estos registros fueron de fundamental importancia enel estudio de amenaza ssmica que llev a los mapas de amenaza ssmica del ReglamentoNSR-10.DESARROLLO HISTRICO DE LA REGLAMENTACIN DE SISMO RESISTENCIACOLOMBIANAResponsabilidad pblica y privadaEl Artculo 2 de la Constitucin Nacional expedida en 1991, que en lo fundamental reprodujo elartculo 16 de la anterior, seala que son fines esenciales del Estado "... garantizar la efectividad delos principios, derechos y deberes consagrados en la Constitucin" y agrega que las autoridades dela Repblica estn instituidas para proteger a todas las personas residentes en Colombia, "en suvida, honra y bienes y para asegurar el cumplimiento de los deberes sociales del Estado y de losparticulares".Por su parte el Artculo 26 de la Constitucin Nacional indica que si bien toda persona es libre deescoger profesin u oficio, la ley podr exigir ttulos de idoneidad y las autoridades competentesinspeccionarn y vigilarn el ejercicio de las profesiones.Siendo evidente que la proteccin de la vida, honra y bienes de los ciudadanos corresponde a larazn de ser de las autoridades, a nadie escapa la importancia que representa para los propsitosantes mencionados la seguridad y prevencin de hechos con el alcance de desastres que puedanvulnerar aquellos bienes jurdicamente tutelados.As como el Estado realiza ingentes esfuerzos en la prevencin de la delincuencia en todas susformas, porque constituye el cumplimiento de uno de sus deberes principales, en la actualidad nopuede, sin dejar de lado sus deberes, permitir que los desastres originados por causa naturales otecnolgicas puedan pasar desprevenidamente por las manos estatales y ampararse al argumentoestril del "hecho de la naturaleza", el "acto de Dios", o en trminos legales, la fuerza mayor o elcaso fortuito. En suma, si el Estado adelanta su gestin a travs del concurso de las autoridadesquienes la desarrollan en los trminos, condiciones y para los fines que la Constitucin Nacional hasealado, no cabe la menor duda que su actividad en este tipo de circunstancias no puede limitarsea ser simplemente el ente reparador de tragedias y calamidades y servir de coordinador en laatencin de emergencias.En el caso concreto de desastres cuyo origen se remonta a hechos de la naturaleza, y msprecisamente en tragedias originadas por terremotos, la labor del Estado tendiente a aminorar susefectos debe ser desplegada en unin con los particulares que ejercen para su propio provecho laslabores de construccin y por consiguiente, para el cumplimiento de los fines del Estado y endesarrollo de lo previsto en el artculo 26 de la Constitucin Nacional, este debe propender porquela labor por ellos realizada sea a priori a todas luces eficaz.Por otra parte, las nuevas experiencias sealan que el campo de accin del Estado no puedesimplificarse en ser el simple observador y escudarse en la defensa estril de alegar que se tratabade hechos de fuerza mayor. Esta definicin, que no ha sufrido variacin desde la Ley 95 de 1890, si x 20. Prefacioha tenido modificaciones y precisiones originadas en el desarrollo de nuevas tecnologas y avancesen las tcnicas de construccin.Dice el Artculo 1 de la Ley 95 de 1890 que se entiende por fuerza mayor o caso fortuito "elimprevisto que no es posible resistir, como un naufragio, un terremoto, el apresamiento deenemigos, los autos de autoridad ejercidos por un funcionario pblico, etc." Naturalmente dichoeximente de responsabilidad resulta aplicable, tanto a la inejecucin de obligaciones contractualescualquiera que sea su naturaleza como a la exoneracin de responsabilidad en virtud de hechosgeneradores de daos conocida como responsabilidad civil extracontractual o aquiliana. Una y otramodalidad, a su turno, resultan relevantes para el caso en comentario, pues o bien laresponsabilidad de un constructor se genera en razn de un contrato o ya en virtud de laresponsabilidad que puedan originarse frente a terceros con quienes no existe vnculo contractual.Sin embargo, la sola frase enunciativa que desde el siglo pasado trae la ley no es un principioabsoluto. En efecto ha dicho con la propiedad atribuible a la Corte Suprema de Justicia de los aostreinta que "ningn acontecimiento en s mismo constituye fuerza mayor o caso fortuito conrespecto a una determinada obligacin contractual. La cuestin de la fuerza mayor no es unacuestin de clasificacin mecnica de los acontecimientos. Cuando tal fenmeno jurdico se trata,no slo hay que examinar la naturaleza misma del hecho, sino indagar si tambin este rene, conrespecto a la obligacin inejecutada los siguientes caracteres: (a) No ser imputable al deudor; (b) No haber concurrido con la culpa de ste, sin la cual no se habra producido el perjuicio inherente al incumplimiento contractual; (c) Ser irresistible, en el sentido que no haya podido ser impedido y que haya colocado al deudor -- dominado por el acontecimiento -- en la imposibilidad absoluta (no simplemente en la dificultad ni en la imposibilidad relativa) de ejecutar la obligacin; (d) Haber sido imprevisible, es decir, que no haya sido lo suficientemente probable para que el deudor haya debido razonablemente precaverse contra l, aunque por lo dems haya habido con respecto al acontecimiento de que se trate, como lo hay con respecto a toda clase de acontecimientos, una posibilidad vaga de realizacin" (Corte Suprema de Justicia Sala de Casacin Civil - Sentencia de julio 5, 1935).Este desarrollo conceptual de la fuerza mayor y del caso fortuito constituye un campo abonadopara el desarrollo de tal eximente de responsabilidad. Lo que antiguamente constitua un postuladoabsoluto de eximente de culpabilidad, hoy ya no lo es. El momento exacto de ocurrencia de unterremoto como elemento catastrfico no es susceptible de predecirse con exactitud. Pero en laactualidad existen mecanismos de prevencin de las consecuencias de tales hechos que un sigloatrs resultaban inimaginables. No acudir a ellos, ya sea profesionalmente, por parte de losconstructores al mando de personas idneas, que deben estar obligados a dar cumplimiento a susobligaciones contractuales con la diligencia y cuidado que los hombres emplean ordinariamente ensus negocios propios (artculo 63 del Cdigo Civil) y no con el nimo de exiguas ganancias, generaun acontecimiento evidente y claro de culpabilidad. Tampoco puede generarse un eximente deculpabilidad si el Estado no adopta a travs de la ley, los decretos y otras disposiciones las medidasnecesarias para evitar tan nefastos efectos. En otras palabras, no acudir a las mnimas precaucionesque permite la tecnologa constituye un evento claro de imprevisin de lo previsible, pues loevidente es que en la actualidad, con el avance tecnolgico, la estadstica y las formas de predecirlas consecuencias de hechos de la naturaleza, el concepto de fuerza mayor deja de ser un principioabsoluto para convertirse en un elemento simplemente relativo que se encuentra en funcin deldesarrollo de la ciencia. En nuestro caso, el riesgo ssmico, es decir las potenciales consecuenciaseconmicas y sociales que pueden causar los terremotos, depende no slo de los indicios de que sepresenten sismos intensos en un sitio, es decir de la probabilidad de ocurrencia obtenida delestudio del mecanismo generador y de los eventos del pasado, lo que es calculable, sino tambin dela vulnerabilidad o condiciones de resistencia, fragilidad de las construcciones expuestas alfenmeno, lo que tambin es posible de estimar o definir con el estado actual del conocimiento. xi 21. PrefacioEn conclusin, si existe el deber constitucional del estado de proteger la vida, honra y bienes detodas las personas y en desarrollo de este deber y a su facultad de vigilar el ejercicio idneo de lasprofesiones, normatiza y reglamenta las condiciones en que deben adelantarse proyectos deconstruccin, teniendo en cuenta los criterios tcnicos obtenidos por los adelantos de la ciencia y latecnologa; dada la participacin activa del estado frente a las relaciones entre ste y susconciudadanos, y las de stos entre si; surge la obligatoriedad de los particulares y de los entespblicos de respetar y cumplir con el ordenamiento legal establecido, que impone la observancia deuna serie de lineamientos y parmetros tcnicos que aseguren, dentro de mrgenes de riesgoaceptable, que el desarrollo de la actividad constructora proteger en esa medida las condicionesnormales de vida de terceros.En ese orden de ideas, en una sociedad como la nuestra, en la que el desarrollo tcnico-cientficopor un lado, y los avances en materia de postulacin jurdica de las autoridades respecto a losfactores generadores de responsabilidad, por el otro, han venido modificando las condiciones enque debe actuar el Estado y la manera como se deben desenvolver sus miembros al pretenderejercer actividades como la construccin; la responsabilidad que pueda deducirse en razn asituaciones de desastre por la ocurrencia de eventos ssmicos, se ha visto circunscrita a factoresque deben ser analizados especficamente para lindar los eventos en que pueda producirsecondena o absolucin.Finalmente con el objetivo de presentar un criterio que brinde luces en esta materia, se puedeplantear que entre otras razones de importancia por la que hoy se cuenta con la norma legal quereglamenta las construcciones sismo resistentes en el pas, acorde con los avances tcnicos ycientficos en el tema a nivel mundial, radica en que ella brinda la posibilidad al estado y a losparticulares de precaver hacia un futuro los niveles de responsabilidad en que se pueda incurrir depresentarse un terremoto. En el caso en que sus caractersticas y consecuencias estn dentro de losmrgenes previstos por la norma y para el cual el cumplimiento de la misma garantice que se cubrerazonablemente la posible magnitud de sus efectos y no haya sido atendida por los profesionalesde la construccin involucrados, generndose con su actuar omisivo graves perjuicios para elconglomerado social; el infractor de la Reglamentacin no podr esgrimir a su favor causal algunade inculpabilidad. De igual forma cuando la ocurrencia del evento sea en trminos probabilsticosmuy remota y sus efectos desborden los niveles para los cuales la norma ha regulado lascondiciones adecuadas de construccin; cabran las argumentaciones del caso fortuito, una vezexaminada la naturaleza misma del hecho y sus caractersticas excepcionales.De acuerdo con lo anterior, cabe preguntarse cuntas personas no habran sobrevivido y cuantasprdidas socioeconmicas no se habran evitado o reducido de haberse adoptado las condicionesmnimas de seguridad ssmica en las construcciones levantadas en ciudades afectadas porterremotos en el pasado? Por lo mismo, cuntas personas hoy conviven con la alta amenazassmica de muchas regiones del mundo sin estar expuestas injustificadamente a un riesgo mayordel que en forma "razonable" se logra, ante este tipo de acontecimientos, con la reglamentacin desismo resistencia vigente.Pero si lo anterior constituye un elemento esencial de la responsabilidad del constructor ya seaparticular o pblico, no es menos cierto que tales parmetros deben ser fijados legalmente y enforma tal que el Estado pretenda en buena medida hacer efectivos sus fines primordiales,consagrados constitucionalmente y a que se hizo referencia anteriormente.Diseo y Construccin Sismo ResistenteLa Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica (AIS) ha llevado el liderazgo nacional en estecampo. Desde su fundacin en 1975 se preocup por el desarrollo de un Reglamento nacionalde diseo y construccin sismo resistente. El primer paso fue la traduccin de los Requisitos dela Structural Engineers Association of California SEAOC, en el ao 1976. Esta traduccin tuvo xii 22. Prefaciocomo objetivo demostrar que las fuerzas ssmicas que prescribe el documento de SEAOC estnasociadas a unos requisitos de diseo estructural, especialmente en lo concerniente a detallesde refuerzo. De esta manera se pretendi hacer evidente en el medio nacional la necesidad deutilizar detalles de refuerzo mucho mas estrictos que los que traa el cuerpo del Cdigo delAmerican Concrete Institute, ACI 318 de ese entonces sin su Apndice A. Esta traduccin,realizada por AIS, se difundi ampliamente en el medio nacional y los 2500 ejemplares que seeditaron se agotaron rpidamente.A finales del ao 1978 lleg al pas un ejemplar del documento ATC-3. Este documento reunaen su momento el estado del arte en el rea de diseo sismo resistente. Fue desarrollado por lamisma SEAOC, a travs de su filial el Applied Technology Council (ATC), bajo auspicios de laNational Science Foundation y el National Bureau of Standards. El estudio del documento hizoevidente que era posible lograr una adaptacin al pas pues la formulacin del riesgo ssmicoera transportable a otros lugares diferentes a California, lo que no ocurre con el SEAOC, y ya eneste momento exista un grupo de personas trabajando en esta rea a nivel nacional.No obstante la posibilidad de adaptacin del documento al pas, se consider que era msprudente difundirlo y estudiarlo ampliamente dentro del medio tecnolgico nacional antes deproceder a realizar un intento de redaccin de Reglamento con base en l. Por esta razn seemprendi, por parte de AIS, la difcil labor de traducir el documento ATC-3 y su Comentario,traduccin que se present al medio nacional a mediados de 1979, coincidiendo con laocurrencia de los sismos del 23 de noviembre de 1979 en la zona del antiguo departamento deCaldas y de diciembre 12 del mismo ao en Tumaco. Su difusin en el medio nacional fue muyamplia, dado el inters en el tema que trajo la ocurrencia de los dos sismos mencionados, eigualmente fue el estudio del documento que realizaron los ingenieros colombianos.Por la misma poca se adelantaron una serie de contactos con algunos de los investigadoresque haban desarrollado el ATC-3, contactos que se concretaron en una ayuda directa de estosingenieros en la adaptacin del ATC-3 al medio nacional. Debe destacarse aqu la enormecolaboracin que brindaron la Universidad de Illinois (Champaign-Urbana) y la Universidad delos Andes (Bogot) para que se pudieran llevar a cabo las reuniones necesarias para desarrollarlos estudios de la adaptacin, la cual se concret en una propuesta de norma de diseo sismoresistente para el medio colombiano. Esta propuesta, despus de ser estudiada, debatida ydiscutida por parte de los miembros de la Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica (AIS) seconvirti en la Norma AIS 100-81, "Requisitos Ssmicos para Edificios". Esta Norma fue utilizadade una manera voluntaria por una gran cantidad de ingenieros a nivel nacional.La ocurrencia del sismo de Popayn el 31 de Marzo de 1983 hizo evidente la necesidad deampliar el alcance de la Norma AIS 100-81 para que incluyera edificaciones de uno y dos pisos,dentro de las cuales se haba presentado enorme dao en Popayn y adems la mamposteraestructural, dado el enorme auge que haba tenido este sistema constructivo en los aosinmediatamente anteriores. Por la misma poca la AIS, con el auspicio del DepartamentoNacional de Planeacin, vena desarrollando el Estudio General del Riesgo Ssmico de Colombia,el cual defini los mapas de riesgo ssmico que se incluyeron dentro de esta nueva norma, lacual se denomin "Requisitos Ssmicos para Edificaciones, Norma AIS 100-83". El cambio deedificios a edificaciones estuvo dictado por su mayor amplitud.Decreto 1400 de 1984A raz de la ocurrencia del sismo de Popayn el Congreso de la Repblica expidi la Ley 11 de1983, por medio de la cual se determinaban las pautas bajo las cuales deba llevarse a cabo lareconstruccin de esta ciudad y las otras zonas afectadas por el sismo. Dentro de uno de losartculos de sta Ley se autorizaba al Gobierno Nacional para emitir una reglamentacin deconstruccin antissmica y adems lo facultaba para hacerla extensiva al resto del pas. Estafue la base jurdica del primer Reglamento de sismo resistencia colombiano.xiii 23. PrefacioEl Gobierno Nacional encomend al Ministerio de Obras Pblicas y Transporte el desarrollo deesta reglamentacin de construccin sismo resistente. El Ministerio con la asesora de laSociedad Colombiana de Ingenieros, cuerpo consultivo del Gobierno, decidi encomendar a laAsociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica, la elaboracin de la parte tcnica del Cdigo, enla cual utilizara como base la Norma AIS 100-83, la Norma ICONTEC 2000 y el Cdigo deEstructuras Metlicas de FEDESTRUCTURAS.La Asociacin cre una Unidad de Estudio para llevar a cabo la labor de empalme de las normasmencionadas y la definicin y redaccin de otros temas necesarios para que el documento fueralo ms completo posible. Posteriormente la AIS en conjunto con la Sociedad Colombiana deIngenieros y otras instituciones como la Asociacin de Ingenieros Estructurales de Antioquia,realiz una revisin exhaustiva del documento, el cual se llev a discusin pblica, discusin enla cual participaron numerosos ingenieros, la Cmara Colombiana de la Construccin,CAMACOL, y otras instituciones y universidades.Dentro de las labores que llev a cabo esta Unidad de Estudio est la actualizacin de la NormaICONTEC 2000 al Cdigo ACI 318-83, pues se haba utilizado originalmente la versin de 1977del Cdigo ACI 318-77, la redaccin de un Ttulo dedicado a cargas (Ttulo B), diferentes de lassolicitaciones ssmica, para lo cual se utiliz como base el documento ANSI A.58, y la redaccinde unos requisitos simplificados para la construccin de edificaciones de uno y dos pisos(Ttulo E). La definicin de las sanciones (Ttulo G) la realiz el Ministerio de Obras Pblicas yTransporte.Con base en la discusin pblica y en la aceptacin dada por la Sociedad Colombiana deIngenieros, el Ministro de Obras Pblicas y Transporte recomend al Presidente de la Repblicala expedicin de un Decreto, autorizado por la facultades extraordinarias que le confera la Ley11 de 1983, por medio del cual se adoptaba para uso obligatorio en todo el territorio nacionalel Cdigo. Este es el Decreto 1400 de Junio 7 de 1984, "Cdigo Colombiano de ConstruccionesSismo Resistentes".Vale la pena transcribir a continuacin un aparte del documento "Confronting NaturalDisasters" producido por el National Research Council, la Academia Nacional de Ciencias y laAcademia Nacional de Ingeniera de los Estados Unidos, el cual dice:"...... las tecnologas desarrolladas para ser utilizadas en un pas, con frecuencia se empleanen otro pas sin una adaptacin. El Applied Technology Council (ATC) desarroll unconjunto de recomendaciones para la construccin de edificaciones sismo resistentes en losEstados Unidos. Entre quienes las utilizaron primero, aun antes que los Estados Unidos, seencuentra Colombia. Las prcticas de construccin y los materiales colombianos sondiferentes, y la naturaleza tectnica de los sismos colombianos se diferencia de la deCalifornia, para donde haban sido desarrolladas las recomendaciones del ATC.Afortunadamente, los contactos entre ingenieros colombianos y los ingenieros estadinensesque desarrollaron el ATC son fuertes. Debido a esto los ingenieros colombianos pudieronllevar a cabo una adaptacin de las recomendaciones, con asesora de los autoresnorteamericanos, a sus propias necesidades. No todos aquellos que han utilizado estasrecomendaciones han tenido la misma ventaja."El Decreto 1400 de 1984 trat de subsanar aquellos aspectos que los sismos del 23 de Noviembrede 1979 en el antiguo Caldas, del 12 de Diciembre de 1979 en Tumaco y del 31 de Marzo de 1983en Popayn, haban demostrado que eran deficientes dentro de la prctica de construccinnacional. Las deficiencias ms notables se pueden resumir en: Dao grave y colapso concentrado especialmente en edificios de cinco piso o menos. No sobrarecordar que hasta finales de la dcada de 1970 exista la creencia errada generalizada dentroxiv 24. Prefaciode los ingenieros nacionales que los edificios de baja altura no requeran diseo sismoresistente. Excesiva flexibilidad ante solicitaciones horizontales de las construcciones nacionales. Elgran dao a los muros divisorios y fachadas que se present en los sismos mencionados sedebi a que muchos de los edificios afectados no haban sido diseados para fuerzasssmicas, o cuando se haba utilizado algn Reglamento sismo resistente como el SEAOC, nose cumplieron los requisitos de deriva (deflexin horizontal relativa entre pisosconsecutivos , vase la Figura 9). Gran cantidad de fallas de columnas debidas a la falta de estribos de confinamiento y a queestos elementos no se haban diseado para los esfuerzos cortantes que les impone elsismo. Nuevamente en este aspecto exista un prejuicio por parte de los ingenieroscolombianos fundamentado en la creencia de que los estribos mnimos para columnas querequera el Cdigo 318 de ACI de ese entonces, sin su Captulo 21, eran suficiente paraproveer el confinamiento y la resistencia a esfuerzos cortantes necesaria. Daos graves y colapso de algunas edificaciones de mampostera reforzada. La ausencia dereglamento respecto al tratamiento de este sistema estructural y las deficientes prcticasconstructivas representadas especialmente en hormigueros en las celdas de inyeccin y enla ausencia de refuerzo horizontal para resistencia a los esfuerzos cortantes. Gran cantidad de dao, especialmente en el sismo de Popayn, en edificaciones demampostera no reforzada. Aunque este aspecto ha sido conocido a nivel mundial desdehace muchos aos, hubo necesidad de una catstrofe como la de Popayn para recordar queno debe utilizarse mampostera no reforzada en zonas ssmicas. Desafortunadamente laprctica usual en los aos 40 hasta los aos 60 de colocar columnas de confinamiento enlas estructuras de mampostera, fue abandonada a comienzos de la dcada de 1970.5f5h5f4 4 h4 3 f3 h3 2 f2 h21f1 h1Figura 9 Definicin de la derivaEn la redaccin de la reglamentacin sismo resistente de 1984 se tuvo especial cuidado deincorporar y resaltar los requisitos tendientes a subsanar las deficiencias anotadas. Peroadems se tuvo en cuenta el hecho de que era irreal e imposible pretender solucionar todos losaspectos concernientes con la construccin sismo resistente en el pas con tan solo un xv 25. Prefaciodocumento, ms an dentro de un pas que se haba distinguido por carecer de reglamentacinsismo resistente, cuando sus vecinos las tenan desde muchos aos antes.La Unidad de Estudio que tuvo a su cargo la redaccin del Decreto 1400 de 1984 dentro de laAsociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica por encargo del Ministerio de Obras Pblicas yTransporte, asign una jerarqua a los problemas identificados por medio de los sismos ocurridosen el territorio nacional con anterioridad a 1984. La clasificacin se realiz con base en que fueranaspectos prioritarios que afectaran vidas humanas. Al mismo tiempo se ponder la efectividad delos requisitos estudiados y su impacto econmico en el costo final de las edificaciones. Lo anteriorcondujo a una asignacin de prioridades que permiti redactar un documento realista, que nogener rechazo; dejndose para futuras actualizaciones algunos aspectos cuya peligrosidad seconsider menor, o cuya efectividad se estim que era dudosa, o para los cuales la relacinbeneficio costo los permita catalogar como aspectos marginales, en comparacin con la realidaddel momento. Mirado en retrospectiva, al cabo de ms de veintisis aos, puede decirse que lasdecisiones tomadas en ese entonces fueron acertadas.Dentro de los aspectos que se discutieron, pero fueron postergados para ediciones futuras sedestacan: Cambio en los sistemas estructurales - Es indudable que Colombia es uno de los pases dondese utilizaba de una manera ms intensa el sistema estructural de prtico de concretoreforzado. El prtico tiene una serie de ventajas desde el punto de vista arquitectnico y defacilidad constructiva. Por el otro lado, el prtico tiene inconvenientes importantes debido asu excesiva flexibilidad ante solicitaciones horizontales, lo cual conduce a una desproteccinde los acabados muy frgiles que se utilizan a nivel nacional, como ha sido probado una yotra vez con los sismos ocurridos en el pas. Este aspecto ha sido resuelto a nivel mundial conel uso de muros estructurales, con el fin de limitar la flexibilidad de la estructura. El uso delReglamento como un vehculo para propugnar un cambio en los sistemas estructuralesprevalecientes fue uno de los aspectos que se postergaron para futuras ediciones de lareglamentacin ssmica. Limitacin a las irregularidades - Las edificaciones en las cuales se disponen estructurasregulares, sin cambios abruptos de resistencia o de rigidez, tienen tendencia a comportarsemejor ante la ocurrencia de un sismos que aquellas que tienen estructuras irregulares. Apesar de que el Decreto 1400 de 1984 traa advertencias al respecto, no contena requisitosformales para limitar las irregularidades e inclusive careca de requisitos respecto a la torsinaccidental de toda la edificacin, aspecto que es regulado en prcticamente todos losReglamentos de sismo resistencia mundiales. Elementos no estructurales - El documento preliminar del Decreto 1400 de 1984 contena uncaptulo de elementos no estructurales tales como fachadas, muros divisorios, instalacionesinteriores, etc. Este captulo fue suprimido antes de la produccin de la versin final que seadopt por medio del Decreto 1400 de 1984. Las razones para su supresin estn muyligadas al hecho de que no haba a nivel nacional una conciencia de que las prcticasconstructivas de elementos estructurales no eran las ms adecuadas y en general la prioridaden el Decreto 1400 de 1984 era la regulacin de las estructuras, debido a la gran cantidad dedaos estructurales que se haban observado en los sismos anteriores a 1984, llegandoinclusive a producirse colapsos de edificios, como ocurri en Popayn. Otros materiales estructurales - El Decreto 1400 de 1984 contena requisitos para estructurasde concreto reforzado, acero estructural y mampostera estructural. Acerca de otrosmateriales estructurales, tales como la madera, el aluminio, etc., no existan en ese momentoen el pas precedentes de su uso generalizado. Esta situacin ha cambiado radicalmentedesde 1984.xvi 26. PrefacioLA LEY 400 DE 1997Conveniencia de una legislacin marco de sismo resistenciaDe todas las formas de acuerdo social, la ley constituye el mecanismo ms equilibrado pararegular las relaciones de los asociados. A travs de ella el Estado debe procurar evitar las nefastasconsecuencias de tragedias y desastres de la magnitud de las recientemente observadas o lasinolvidables escenas del pasado, en materia de prdidas humanas. Ello debe constituir unpropsito nacional, gremial y estatal tendiente a proteger a todas las personas residentes enColombia.El establecimiento legislativo de las condiciones de seguridad permite por una parte determinarlas mnimas reglas a las cuales deben someterse las personas encargadas de llevar a cabo laconstruccin de inmuebles y por otra permite al Estado ejercer la funcin sealada en el Artculo2 de la Constitucin Nacional por medio del cual se impone a las autoridades de la Repblicapropender por la proteccin de todas las personas residentes en Colombia en su vida, honra ybienes.Por lo anteriormente dicho, resulta evidente que la doble funcin y la cooperacin sector privado-Estado en la lucha contra las consecuencias lamentables de los desastres naturales se haceimperiosa y de all la importancia de la presente actualizacin de la Reglamentacin de sismoresistencia nacional.Necesidad de acudir al Congreso de ColombiaEl artculo 76 ordinal 12 de la anterior Constitucin Nacional permita al Congreso de la Repblicarevestir de manera temporal al Gobierno de precisas facultades para que adoptara la condicintransitoria de legislador en una materia precisa y expidiera decretos con fuerza de ley quetuvieran la condicin y la misma categora de la ley. Fue as como, al amparo de las facultadesotorgadas por la Ley 11 de 1983 se adopt el Decreto 1400/84, Cdigo Colombiano deConstrucciones Sismo Resistentes, decreto que tuvo en su momento la misma categora de la Ley.La experiencia demostr la impostergable necesidad de actualizar la reglamentacin sismoresistente, de adoptar nuevos esquemas de seguridad y de acomodarlo a las nuevas tendencias dela tcnica y la ciencia. Para tal propsito se hizo necesario derogar la ley existente razn por lacual y en virtud de la prohibicin constitucional de otorgar facultades extraordinarias paraexpedir reglamentaciones y al fijarse esta facultad como propia del Congreso de la Repblica fuenecesario acudir al trmite ordinario para la adopcin de una nueva ley, la cual fue aprobadacomo Ley 400 del 19 de Agosto de 1997.A travs de la Ley 400 se acogi de manera definitiva y con carcter permanente el alcance de lalegislacin relativa la reglamentacin sismo resistente, facultando al Gobierno para que a travsdel ejercicio de la potestad reglamentaria actualice las normativas en aquellos aspectostcnicamente aconsejables y que de tiempo en tiempo se requieran para una mejorimplementacin de las nuevas tcnicas y avances tecnolgicos.Comisin Asesora Permanente para el Rgimen de Construcciones Sismo ResistentesLa naturaleza eminentemente tcnica del tema objeto de reglamentacin, hace que el desarrollode las ciencias especficamente en las reas de sistemas de informacin, comunicaciones, losdiseos y la construccin, as como las caractersticas, idiosincrasia, posibilidades y recursos delgrupo humano para quien se legisla, influyan de manera determinante en la obsolescencia opermanencia de lo all reglamentado, haciendo que dichas normativas puedan tomarse en maneraalguna como verdades absolutas e inmutables.xvii 27. PrefacioEsto implica que una Reglamentacin de sismo resistencia debe ser un organismo vivo que sedesarrolle y se nutra del avance de la tecnologa y de las dems acciones propias de unacomunidad y de un gobierno, razn de ms, que justifica la existencia de un grupointerdisciplinario conformado por especialistas que constituyan la Comisin Asesora Permanente.Una comisin similar funcion a partir de 1984, cuando fue creada mediante Decreto 2170,adscrita al Ministerio de Obras Pblicas y Transporte, conformada por este Ministro o su delegado,un representante de la Sociedad Colombiana de Ingenieros y un representante de la AsociacinColombiana de Ingeniera Ssmica, cumpliendo funciones de atencin de consultas tanto oficialescomo particulares, direccin y supervigilancia de las investigaciones relacionadas con elReglamento, envo de comisiones de estudio a las zonas donde han ocurrido temblores en elterritorio nacional y publicacin de sus informes, organizacin y realizacin de seminarios ycursos de actualizacin y definicin del Reglamento, direccin de investigaciones sobre las causasde fallas estructurales y definicin sobre si se aplic o no el Reglamento, direccin y asesora en laelaboracin de estudios de microzonificacin ssmica de ciudades dentro del pas, entre otras.Sobre estas labores existen informes y resultados concretos de los que se desprenden claramentela importancia de su existencia, la efectividad de su funcionamiento, en contraposicin a la escasacarga econmica y administrativa que ello implic al ente del cual dependa.La Ley 400 de 1997 crea una Comisin Asesora Permanente para el Rgimen de ConstruccionesSismo Resistentes. La Ley establece su composicin de la siguiente manera: un representante de laPresidencia de la Repblica, un representante del Ministerio de Ambiente, Vivienda y DesarrolloTerritorial, un representante del Ministerio de Transporte, el Representante Legal del Instituto deInvestigaciones en Geociencia, Minera y Qumica INGEOMINAS -, o su delegado, el Presidente de laAsociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica - AIS - o su delegado, quien actuar como Secretariode la Comisin, el Presidente de la Sociedad Colombiana de Ingenieros - SCI -, o su delegado, elPresidente de la Sociedad Colombiana de Arquitectos - SCA -, o su delegado, el Presidente de laAsociacin Colombiana de Ingeniera Estructural - ACIES -, o su delegado, un representante de lasOrganizaciones Gremiales relacionadas con la industria de la construccin, el Presidente de laCmara Colombiana de la Construccin - CAMACOL -, o su delegado, y un delegado del ComitConsultivo Nacional, segn la Ley 361 de 1997.El Reglamento NSR-98A partir de desde comienzos de la dcada de 1990 y gracias al apoyo de la Direccin Nacionalpara la Prevencin y Atencin de Desastres, a travs del Fondo Nacional de Calamidades y laactiva participacin de la Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica, se haba iniciado losestudios correspondientes a una actualizacin de la reglamentacin de sismo resistencia de 1984.Una vez aprobada la Ley 400 de 1997 se consignaron todas estas investigaciones en unaactualizacin de la reglamentacin de sismo resistencia la cual se denomin ReglamentoColombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-98. Esta actualizacin fue expedida pormedio del Decreto 33 del 9 de Enero de 1998 con base en la autorizacin que al respecto concedela Ley 400 de 1997.La actualizacin de la Reglamentacin de sismo resistencia nacional se estructur de una manerasimilar al Decreto 1400/84. El temario se dividi en Ttulos, cada uno de los cuales agrupaba unatemtica particular. Los seis Ttulos del Decreto 1400/84 se actualizaron y se incluyeron cincoTtulos totalmente nuevos. Adems dentro de algunos de los Ttulos del Decreto 1400/84 seintrodujeron Captulos nuevos.Posteriormente se expidieron tres decretos adicionales que hicieron parte del Reglamento NSR-98,a saber el Decreto 34 de 1999, el Decreto 2809 del 2000 y el Decreto 52 de 2002.xviii 28. PrefacioPROCEDIMIENTO EMPLEADO EN LA ACTUALIZACIN DE LAREGLAMENTACIN SISMO RESISTENTE NSR-10Desde comienzos del ao 2008, la Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica AIS fueencargada formalmente por la Comisin Asesora Permanente del Rgimen de ConstruccionesSismo Resistentes, creada por la Ley 400 de 1997 y adscrita al Ministerio de Ambiente, Vivienday Desarrollo Territorial, de coordinar y dirigir todos los estudios necesarios para llevar a cabouna actualizacin del Reglamento NSR-98. Este proceso fue realizado por el Comit AIS 100 dela Asociacin, el cual cuenta con numerosos profesionales expertos en el tema, dentro de susmiembros. El Comit AIS 100 est divido en once subcomits que tratan los diferentes temascubiertos por el Reglamento, correspondiendo cada uno de ellos a un Ttulo del Reglamento. Eldocumento que recientemente discuti y aprob el Comit AIS 100 se denomina Norma AIS100-09 y es anlogo a la Norma AIS 100-97, que sirvi de base al Reglamento NSR-98. La NormaAIS 100-09 corresponde al contenido tcnico del Reglamento NSR-10. La parte procedimental,de sanciones y jurdica, en general, est contenida en la Ley 400 aprobada por el Congreso de laRepblica el 19 de Agosto de 1997.El procedimiento de actualizacin del Reglamento se realiz de la siguiente manera:(a) Dentro de cada uno de los subcomits se produjo un documento preliminar del nuevodocumento por parte de dos o tres miembros del subcomit. Este documento se envi avotacin dentro del subcomit, con la obligacin de que toda observacin que se recibi delos miembros debi ser atendida. Con base en las observaciones recibidas se produjo unnuevo documento, que se llev a votacin nuevamente. Este proceso se repiti, cuantas vecesfue necesario, hasta que hubo unanimidad dentro del subcomit respecto a que el documentopropuesto era adecuado.(b) Una vez se obtuvo unanimidad dentro del subcomit, el documento se envi a votacindentro de todos los miembros del Comit AIS 100. Una vez se recibieron las observacionespertinentes, stas se discutieron dentro del subcomit que produjo el documento, tratandode conciliar las divergencias de criterio con quienes realizaron las observaciones. Esteproceso se repiti cuantas veces fue necesario hasta el punto en que no hubo divergencias decriterio respecto a los requisitos contenidos dentro del documento o hubo aprobacin pormayora manifestada por medio de una votacin afirmativa de ms de las dos terceras partesdel Comit en pleno.(c) Una vez el documento fue aprobado por el Comit AIS 100, se present a la ComisinAsesora Permanente para el Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes quien autoriz enel mes de abril del ao 2009 que el documento fuera llevado a discusin pblica colocando eldocumento en una pgina de Internet y adems envindolo a un amplio grupo deprofesionales, instituciones y universidades. Las cerca de 600 observaciones recibidas seatendieron y discutieron directamente con las personas que las enviaron.El documento AIS 100-09 corresponde a la sptima versin que se someti al proceso descritoen los pasos (a) y (b), y atiende las observaciones que se recibieron de la votacin realizada enabril y mayo de 2009, tal como la describe el paso (c). Ms adelante se presenta un listado de lasinstituciones, entidades y profesionales con las cuales se discuti el documento.Esquema legal resultanteLa nueva normativa sismo resistente est estructurada jurdicamente de la siguiente manera: xix 29. Prefacio1. Ley 400 de 1997 - El marco jurdico de la normativa sismo resistente gravita alrededor de la Ley 400 de 1997, por medio de la cual se adoptaron reglamentos sobre construccin sismo resistente. La ley contiene: El objeto y alcance de la reglamentacin. Define las responsabilidades de los diseadores y constructores. Obliga a la revisin de los diseos que se presentan para obtener las licencias deconstruccin. Define cuando debe llevarse a cabo una supervisin tcnica de la construccin. Define las calidades y requisitos de experiencia que deben cumplir los diseadores,los revisores de los diseos, los supervisores tcnicos y los directores deconstruccin. Crea la Comisin Asesora Permanente para el Rgimen de Construcciones SismoResistentes, y le fija sus funciones. Delega en el Gobierno Nacional una potestad reglamentaria que le permite en elfuturo expedir Decretos Reglamentarios de carcter tcnico y cientfico, de acuerdocon un temario que fija la misma ley, dndole a estos Reglamentos la denominacinNSR, seguida por los dos ltimos dgitos del ao de expedicin. Fija el temario que deben seguir los decretos reglamentarios, dividindose enReglamento en Ttulos que van desde la A hasta la K. Establece las responsabilidades y sanciones en que incurren los profesionalesdiseadores, los constructores, los funcionarios oficiales y las alcaldas, al incumplirla Ley. Adems crea incentivos para quienes actualicen las construcciones existentes a lasnuevas normas, obliga a realizar anlisis de vulnerabilidad para las edificacionesindispensables existentes en un lapso de 3 aos, y a repararlas en caso de que seandeficientes, con un plazo mximo de 6 aos. Por ltimo, deroga los Decretos 1400 y 2170 de 1984. La Ley 400 de 1997 entr en vigencia el 19 de Febrero de 1998.2. El Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 Reglamento NSR-10 Por medio del Decreto 926 del 19 de marzo de 2010, el Gobierno Nacional expidi el Reglamento NSR-10, cuyo contenido se describe ms adelante. Este Decreto se expidi con base en la Potestad Reglamentaria que da la Ley 400 de 1997 y deroga los Decretos 33 de 1998, 34 de 1999, 2809 de 2000 y 52 de 2002. Adems indica que entra en vigencia el da 15 de julio de 2010 y adems permite a quienes tramiten licencias de construccin acogerse a sus requisitos en el lapso entre la publicacin en el Diario Oficial del Decreto 926 de 2010 y la fecha en que entra en vigencia. El contenido del Reglamento se ajusta en todo a lo establecido en la Ley 400 de 1997. Este Reglamento podr ser actualizado y modificado en el futuro, cuando se estime conveniente, por medio de la expedicin de nuevos Decretos Reglamentarios por parte del Gobierno Nacional y previo visto bueno de la Comisin Asesora Permanente para el Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes.3. Conceptos y Resoluciones de la Comisin Permanente La Ley 400 de 1997 al crear la Comisin Asesora Permanente del Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes, adscrita al Ministerio de Desarrollo Econmico, le fijo diversas funciones, dentro de las cuales se cuentan: Atender y absolver las consultas que le formulen las entidades oficiales y losparticulares. Dirigir y supervigilar las investigaciones que se lleven a cabo sobre aspectosrelacionados con la Ley 400-97 y su desarrollo. Enviar las comisiones de estudio que considere necesarias a las zonas del pas quese vean afectadas por sismos o movimientos telricos y publicar los resultados detales estudios. xx 30. Prefacio Coordinar y realizar seminarios y cursos de actualizacin sobre el Reglamento de construccin sismo resistente. Orientar y asesorar la elaboracin de estudios de microzonificacin ssmica y fijar los alcances de los mismos. Coordinar las investigaciones sobre las causas de fallas de estructuras y emitir conceptos sobre la aplicacin del Reglamento de construcciones sismo resistentes. Servir de rgano Consultivo del Gobierno Nacional para efectos de sugerir las actualizaciones en los aspectos tcnicos que demande el desarrollo del Reglamento de Construcciones Sismo Resistentes. Fijar dentro del alcance de la Ley 400-97, los procedimiento por medio de los cuales, peridicamente, se acrediten la experiencia, cualidades y conocimientos que deben tener los profesionales que realicen los diseos, su revisin, la construccin y su supervisin tcnica, adems mantener un registro de aquellos profesionales que hayan acreditado las cualidades y conocimientos correspondientes. Nombrar delegados ad-honorem ante instituciones nacionales y extranjeras que traten temas afines con el alcance y propsito de la Ley 400-97 y sus desarrollos. Las dems que le fije la Ley Las que le asigne el Gobierno Nacional, segn su competencia. Adems puede establecer detalladamente el alcance y procedimiento de ejecucin de las labores profesionales de diseo estructural, estudios geotcnicos, diseo de elementos no estructurales, revisin de los diseos y estudios, direccin de la construccin, y supervisin tcnica de la misma. Puede fijar los procedimientos por medio de los cuales se establezca la idoneidad, experiencia profesional y conocimiento del Reglamento de construcciones sismo resistentes, que deben tener los profesionales y el personal auxiliar que desarrolle las mencionadas labores, con la periodicidad que estime conveniente. Adems, puede establecer los procedimientos para fijar los honorarios mnimos que se utilicen para retribuir las labores profesionales relacionadas con la Ley 400- 97, cuando no se trate de servidores pblicos.QUE HAY NUEVO EN EL REGLAMENTO NSR-10La nueva versin del Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-10, estestructurado tal como lo prescribe la Ley 400 de 1997. El temario est dividido en Ttulos, cadauno de los cuales agrupa una temtica particular. En el Reglamento NSR-10 los once Ttulos deReglamento NSR-98 se actualizaron y adems dentro de algunos de los Ttulos se introdujeronCaptulos nuevos. El temario del NSR-10 es el siguiente: TITULO CONTENIDORequisitos generales de diseo y construccin sismoAresistenteB CargasC Concreto estructuralD Mampostera estructuralE Casas de uno y dos pisosF Estructuras metlicasG Estructuras de madera y estructuras de guaduaH Estudios geotcnicosI Supervisin tcnicaJ Requisitos de proteccin contra el fuego en edificacionesK Otros requisitos complementarios xxi 31. PrefacioEn el documento anexo se describe en detalle la actualizacin realizada.EL RETO PARA LOS INGENIEROS, ARQUITECTOS Y CONSTRUCTORESLa realidad de la situacinCon base en lo expuesto anteriormente es posible hacer una semblanza acerca de la situacinactual de seguridad ssmica en las edificaciones colombianas y con base en ella proponer unaestrategia que permita mejorar aquellos aspectos que lo requieran. La situacin actual lapodemos resumir de la siguiente manera:1. El territorio colombiano est expuesto a la ocurrencia de sismos dainos, como lo han recordado los sismos ocurridos recientemente. Dado que las vctimas en los sismos las producen las edificaciones, es necesario disear y construir las edificaciones de una manera tal que se tenga certeza de que tendrn un buen comportamiento ante la ocurrencia de un sismo.2. En general la aplicacin del Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente ha sido efectiva en los veintisis aos que llevan de promulgadas. Esto no quiere decir que se deban olvidar aspectos como el cuidado en el diseo y construccin de las edificaciones, as como la vigilancia de estas funciones.3. La Reglamentacin Sismo Resistente defienden primordialmente la vida humana ante la ocurrencia de los sismos y la defensa de la propiedad no deja de ser un subproducto de la defensa de la vida. Existe un abismo entre las expectativas que tienen los usuarios o propietarios de finca raz y los objetivos del Reglamento Sismo Resistente en lo que respecta a la defensa de la propiedad. En general el usuario espera que la edificacin no tenga ningn dao con la ocurrencia de un sismo, y aunque la normativa defienden respecto a la posibilidad de dao estructural grave y de colapso de la edificacin, en general se pueden presentar daos graves a los elementos no estructurales de la edificacin, especialmente en los muros divisorios y fachadas, en caso de sismos severos.4. Existe un peligro grave para la vida humana a raz del desprendimiento de elementos de fachada, los cuales al caer pueden afectar a los transentes. Este punto fue resaltado por los ltimos sismos que han afectado el territorio nacional.5. Los sistemas estructurales puntuales aporticados han sido substituidos, a nivel mundial, por sistemas ms rgidos lateralmente, construidos con base en muros estructurales. En el pas no hay consciencia acerca de la excesiva flexibilidad de los sistemas actualmente utilizados. Hay necesidad de estudiar nuevas alternativas estructurales en el pas, que tiendan a resolver el problema.Lo anterior indica que la estrategia a seguir en la reduccin del dao a los elementos noestructurales consiste en atacar dos frentes simultneamente: un cambio en la prctica deconstruccin de elementos tales como muros divisorios y fachadas, y una reduccin en laflexibilidad de las estructuras ante efectos horizontales, dndole mayor rigidez a la estructura.xxii 32. Prefacio Apndice I PREFACIOAPNDICE INSR-10PROCEDIMIENTO DE DISEO (Seccin A.1.3)xxiii 33. Prefacio Apndice I Paso 1 - Localizacin, nivel de amenaza ssmica y valor del Aa y Av INTERMEDIA4BAJA385 ALTA 49 6 7 6 4 INTERMEDIA 5ALTA6 57A 21ID E5M 7 R3 3E 6 TN ALTA IBAJA9 872 1Figura 1 - Representacin esquemtica ilustrativaFigura 2 - Representacin esquemtica ilustrativa del procedimiento de localizacin dentro del del procedimiento de localizacin dentro delmapa de zonificacin ssmica del Captulo A.2 mapa de valores de Aa y Av del Captulo A.2xxiv 34. Prefacio Apndice I Paso 2 - Definicin de los movimientos ssmicos de diseo DE LOS MAPAS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEODE ZONIFICACIONCOEFICIENTES AaEXPRESADOS COMO: SISMICA (Paso 1)DE ACELERACION Av (a) un espectro de diseo SaSUPE RFICIE COEFICIENTES Fa PERFILDE SUELO DE SITIO Fv Perodo de vibracin en segundos TROCA (b) una familia de acelerogramasAtGRUPOS DE USOt (s) I II IIIIVCOEFICIENTE DE IMPORTANCIA I (c) resultados de un estudio de microzonificacin De acuerdo con la importancia para larecuperacin con posterioridad al sismoFigura 3- Procedimiento para obtener los movimientos ssmicos de diseoxxv 35. Prefacio Apndice IPaso 3 - Definicin de las caractersticas de la estructuracin y del material estructural empleadoSISTEMAS ESTRUCTURALES DE RESISTENCIA SSMICASISTEMA CARGAS FUERZAS VERTICALESHORIZONTALESMUROS DE CARGACOMBINADO PRTICODUALFigura 4 - Sistemas estructurales de resistencia ssmicaxxvi 36. Prefacio Apndice IPaso 3 - Definicin de las caractersticas de la estructuracin y del material estructural empleadoCONCRETO ESTRUCTURALMAMPOSTERIA ESTRUCTURALESTRUCTURAS METALICASMADERA Figura 5 - Materiales estructuralesxxvii 37. Prefacio Apndice I Paso 3 - Definicin de las caractersticas de la estructuraciny del material estructural empleadoDES CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACION DE ENERGIAFuerza FuerzaDeflexinDMOCAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DE ENERGIAFuerzaDeflexinEnerga disipada en un ciclo de histresis DeflexinFigura 6 - Capacidad de disipacin deenerga en el rango inelsticoDMICAPACIDAD MINIMA DE DISIPACION DE ENERGIAFuerza Deflexin Figura 7 - Definicin de la capacidad de disipacin de energa en el rango inelsticoxxviii 38. Prefacio Apndice IPaso 3 - Definicin de las caractersticas de la estructuracin y del material estructural empleado ZONA DE AMENAZA SSMICACAPACIDAD DE DISIPACINENERGA BAJA INTERMEDIAALTAMNIMA DMI no noMODERADA DMOnoESPECIAL DES Figura 8 - Restricciones al uso de sistemas y materiales estructuralesxxix 39. Prefacio Apndice IPaso 4 - Grado de irregularidad de la estructura y procedimiento de anlisisIRREGULARIDAD EN PLANTAGRADO DEIRREGULARIDADEN PLANTA pTorsional Salientes Diafragma Desplazamiento Ejes noexcesivosdiscontinuoplano del prtico paralelosIRREGULARIDAD EN ALZADO a GRADO DEIRREGULARIDAD EN ALZADOPiso Variacin enRetrocesos DesplazamientoPisoflexible la masa excesivoselementos debilDEFINICION DEL rGRADO DEAUSENCIADE REDUNDANCIA PROCEDIMIENTO DE ANALISISSUPERFICIEMETODO DE LA FUERZA HORIZONTAL EQUIVALENTE TIPO DEPERFILPERFIL SMETODO DEL ANALISIS DINAMICO ELASTICO DE SUELO DE SUELOMETODO DEL ANALISIS DINAMICO INELASTICO ROCAGRUPOS DE USO III III IV GRUPODE USO I De acuerdo con la importancia para la recuperacin con posterioridad al sismo ALTANIVEL DE AMENAZA SISMICAINTERMEDIABAJA (del Paso 1) Figura 9 - Procedimiento para definir el grado de irregularidad de la estructura y el mtodo de anlisis ssmicoxxx 40. Prefacio Apndice IPaso 5 - Obtencin de las fuerzas ssmicas de diseo MASA EDIFICACION PESO PROPIO ESTRUCTURA MASA DE LA CORTANTE SISMICO EN LA BASEPESO ACABADOS EDIFICACIONM PESO EQUIPOS PERMANENTESVs = S a g MCARACTERISTICAS VIBRATORIAS DE LA ESTRUCTURAMASA DISTRIBUCION DE LAS FUERZASPERIODO DE VIBRACIONT SISMICAS EN LA ALTURARIGIDEZ MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEO FiSaACELERACION ESPECTRALSaVsTFigura 10 - Procedimiento para obtener las fuerzas ssmicas de diseoPaso 6 - Anlisis de la estructurayPaso 7 - Desplazamientos horizontalesxxxi 41. Prefacio Apndice IDESPLAZAMIENTOS DE LA ESTRUCTURA ANALISIS DE LA ESTRUCTURA PARA LAS FUERZAS SISMICAS DE DISEOyi EMPLEANDO EL PROCEDIMIENTO DE ANALISIS DEL PASO 3 xipiso i torsin accidentalFUERZAS INTERNAS DE LA ESTRUCTURAfuerzas axialesF ixmomentos flectores Fiyfuerzas cortantestorsinFigura 11 - Representacin esquemtica ilustrativa del procedimiento de anlisis de la estructuraPaso 8 - Verificacin de derivasxxxii 42. Prefacio Apndice I 55 F5Definicin de la derivah p5 F44 i = i i-1h p4 3 F3 La deriva debe incluirh p32 F2los efectos torsionales de toda la estructurah p21 F1 y el efecto P-Deltah p1 Mxima deriva admisiblei 0.01 h pi1% de la altura del piso (hpi )para mampostera estructuraleste lmite es 0.5% de h pi Si la deriva es mayor que la mxima derivaadmisible debe rigidizarse la estructura Figura 12 - Procedimiento de verificacin de las derivas xxxiii 43. Prefacio Apndice IPaso 9 - Diseo de los elementos estructurales SISTEMA DE RESISTENCIA SISMICAMUROS DE CARGACOMBINADOPORTICODUALR0 GRADO DE CAPACIDAD DE DISIPACIONMINIMA (DMI) COEFICIENTEMODERADA (DMO) DE CAPACIDAD DE DISIPACIONR = p a r R0ESPECIAL (DES)DE ENERGIAGRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA p EN PLANTAp r EN ALZADO aa REDUNDANCIA rFigura 13 - Procedimiento de obtencin del coeficiente de disipacin de energa Rxxxiv 44. Prefacio Apndice IPaso 9 - Diseo de los elementos estructuralesFUERZAS SISMICAS INTERNAS FUERZAS INTERNAS OBTENIDAS DEL ANALISIS INELASTICAS DE DISEO(Fs ) (E = Fs /R) R (Coeficiente) =de cargafuerzas mayoradasdebidas al sismoCOMBINADASSEGUN EL FUERZAS INTERNAS DEBIDAS A CARGAS +TITULO BDEL MUERTAS, VIVAS, Y OTRASREGLAMENTOfuerzas mayoradas (Coeficientes ) =debidas a:de cargacarga muertacarga viva otras solicitaciones=fuerzas mayoradas de diseoDISEO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALESUTILIZANDO LOS REQUISITOS DEL MATERIALESTRUCTURAL PARA EL GRADO DE CAPACIDADDE DISIPACION DE ENERGIA EN EL RANGOINELASTICO APROPIADO: DES, DMO, o DMI Figura 14 - Procedimiento de obtencin de las fuerzas mayoradas de diseoxxxv 45. Prefacio Apndice I Paso 10 - CimentacinF5 F4 F5F3F4estructura F2 F3F1F2 F1 cimentacinsueloFigura 15 - Procedimiento de obtencin de las fuerzas en la cimentacin y los esfuerzos sobre el sueloxxxvi 46. Prefacio Apndice IPaso 11 - Diseo de los elementos no estructurales Fp DEFINICION DEL GRADO DE DESEMPEO MINIMO FUERZAS SISMICAS DE DISEO PARA:ACABADOS Y ELEMENTOSGRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEO MINIMOARQUITECTONICOSIV SUPERIORIIIBUENO IIBUENOINSTALACIONES HIDRAULICAS, SANITARIAS,FpMECANICAS Y ELECTRICAS IBAJO Figura 16 - Procedimiento de diseo de los elementos no estructuralesxxxvii 47. Prefacio Apndice IPaso 12 Revisin de los Diseos Figura 17 Revisin de los diseosLos planos, memorias y estudios realizados deben ser revisados para efectos de la obtencin de la licencia deconstruccin tal como lo indica la Ley 400 de 1997, la Ley 388 de 1997 y sus respectivos reglamentos. Estarevisin debe ser realizada en la curadura o en las oficinas o dependencias encargadas de estudiar, tramitar, yexpedir las licencias de construccin, o bien por un profesional independiente, a costo de quien solicita lalicencia. Los revisores de los diseos deben tener las cualidades establecidas en la Ley 400 de 1997. xxxviii 48. Prefacio Apndice IPaso 13 - Construccin y Supervisin Tcnica Figura 18 - Construccin y Supervisin Tcnica xxxix 49. Prefacio Apndice INOTAS:xl 50. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997)ACTUALIZACIN REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIN SISMO RESISTENTE NSR-10MODIFICACIONES TCNICAS Y CIENTFICASIntroduccinEl 7 de junio de 1984 se expidi por medio del Decreto 1400 de 1984 la primera normativa colombianade construcciones sismo resistentes(45). Este documento fue una respuesta a la tragedia en vctimas ydaos materiales que constituy el sismo de Popayn del 31 de marzo de 1983. Dado que se trataba deun decreto de facultades extraordinarias autorizado por la Ley 11 de 1983, su actualizacin tecnolgicano era posible sin una nueva ley que la autorizara.A mediados de la dcada de 1990 se emprendieron las gestiones ante el Legislativo para crear una Leymarco que regulara los temas afines con las construcciones sismo resistentes y permitiera realizaractualizaciones peridicas sin tener que recurrir al Congreso cada vez que hubiese necesidad deactualizar la reglamentacin. En el ao 1997 se expidi por parte del Congreso de la Repblica la Ley400(31) por medio de la cual se regul el tema de sismo resistencia de las edificaciones colombianas.La Ley 400 de 1997 reglament los siguientes aspectos fundamentales para que el pas disponga deuna reglamentacin de construccin sismo resistente moderna y actualizada en todo momento: Fija el objeto, alcance, excepciones, definiciones, responsabilidades profesionales y otros temasafines. (Ttulo I a V Artculos 1 a 22). Define los profesionales que pueden realizar las labores de diseo, revisin de los diseos,construccin y supervisin tcnica, sus cualidades y calidades. (Ttulo VI Artculos 23 a 38). Crea la Comisin Asesora Permanente para el Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes,define su conformacin y funciones. (Ttulo VII Artculos 39 a 44). Define en detalle el temario tcnico y cientfico del Reglamento Colombiano de ConstruccinSismo Resistente y autoriza al Presidente a expedir por medio de decretos actualizacionesperidicas previo visto favorable de la Comisin Asesora Permanente del Rgimen deConstrucciones Sismo Resistentes. (Ttulo VIII Artculos 45 a 49). Define las responsabilidades y sanciones, fija unos plazos para realizar los anlisis devulnerabilidad ssmica y la actualizacin de edificaciones indispensables y de atencin a lacomunidad. (Ttulos IX y X Artculos 50 a 56).Con base en la potestad reglamentaria que da la Ley 400 de 1997, se expidi el ReglamentoColombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-98 por medio de Decreto 33 del 9 de enero de Indica el numeral de la referencia bibliogrfica al final del documento-xli-Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 51. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997)1998(44). Posteriormente se expidieron tres decretos adicionales comprendidos dentro del ReglamentoNSR-98, a saber: Decreto 34 de 1999, Decreto 2809 de 2000 y Decreto 52 de 2002; los cuales trataronaspectos importantes para la correcta aplicacin del Reglamento NSR-98 y que afectaron solo algunaspartes de l.A continuacin se relacionan las principales modificaciones tcnicas y cientficas que se realizaron paraproducir la presente actualizacin del Reglamento Colombiano de Construccin Sismo ResistenteNSR-10 expedido por medio del Decreto 926 del 19 de marzo de 2010.Ttulo A Requisitos generales de diseo y construccin sismo resistente Ficha tcnica: Desarrollado y mantenido por el Subcomit A del Comit AIS 100 de la AsociacinColombiana de Ingeniera Ssmica establecido en 1981. Documentos base (Reglamento 1984) SEAOC 1974(46), ATC-3(23) y Normas AIS100-81(24) y AIS 100-83(25). Documentos base (Reglamento NSR-98) SEAOC 1996(47), UBC-97(39), NEHRP1994(35), y Norma AIS 100-97(27). Documentos base (Reglamento NSR-10) SEAOC 1999(48), NEHRP 2006(36),IBC-2009(40), Eurocdigo-8(33) y Norma AIS 100-09(28).Para la actualizacin fueron consultadas las ltimas versiones de las mismas normas base que fueronutilizadas en la redaccin del Reglamento de 1984 y en la actualizacin del Reglamento NSR-98. Enespecial se consultaron los requisitos de 2006 del NEHRP (FEMA 4502006(36)) el cual corresponde enlnea directa al documento base que se ha empleado para diseo sismo resistente en Colombia desde1984. Adems se tuvieron en cuenta los requisitos del International Building Code (IBC-2009(40)). Lasmodificaciones ms importantes son:Captulo A.1 IntroduccinSe incluy dentro de las normas de construccin sismo resistente colombianas (A.1.1) la Ley 1229 de 2008, la cual modific la Ley 400 de 1997.En el temario del Reglamento (A.1.2.1 Temario) se incluyeron como tema nuevo en el Ttulo G las Estructuras de Guadua por solicitud del Presidente de la Repblica y del Ministro de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial.Se modific la seccin A.1.3.4 Diseo estructural de tal manera que quede claro que incluye tanto las edificaciones nuevas como las edificaciones existentes. Los pasos indicados en esta seccin se ajustaron y aclararon.En A.1.3.10 Edificaciones indispensables, se incluyeron algunas edificaciones del Grupo de Uso III dentro de las edificaciones, adems de las del Grupo de Uso IV, que deben cumplir con los requisitos de verificacin para el umbral de dao del Captulo A.12.Los requisitos de la seccin A.1.3.12 Aspectos fundamentales de diseo, fueron actualizados, aclarados y coordinados con las otras secciones del Reglamento. -xlii-Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 52. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Direccin del Sistema Habitacional Repblica de Colombia COMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMEN DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES(Creada por la Ley 400 de 1997)Se incluy una nueva seccin A.1.3.13 Construccin responsable ambientalmente, tal como lo solicit el Sr. Ministro de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial en la reunin que tuvo con la Comisin Asesora Permanente del Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes.En A.1.3.6.5 se aclara la responsabilidad del constructor que firma la solicitud de licencia de construccin en cumplir los diseos y calidades de los materiales a utilizar en los elementos no estructurales.En A.1.7 Sistema de unidades, se quit la referencia a los Ttulos que permanecan en sistema mtrico mks, pues la totalidad del Reglamento NSR-10 est en sistema internacional de medidas SI como exige la legislacin colombiana (Decreto 1731 de 18 de Septiembre de 1967).Capitulo A.2 Zonas de amenaza ssmica y movimientos ssmicos de diseo Los movimientos ssmicos de diseo definidos en A.2.2 Movimientos ssmicos de diseo, se mantienen en el mismo nivel de probabilidad de excedencia (una probabilidad de excedencia de 10% en un lapso de cincuenta aos) pero ahora se definen por medio de dos parmetros, Aa y Av, a diferencia del Reglamento NSR-98 donde solo se definan por medio del parmetro Aa. La razn para este cambio es una mejor descripcin de los efectos de atenuacin de las ondas ssmicas en el territorio nacional tal como se ha establecido del estudio de los registros acelerogrficos obtenidos en sismos fuertes con posterioridad a la ltima actualizacin de la NSR en 1998. El parmetro Aa caracteriza los movimientos ssmicos del terreno causados por sismo relativamente cercanos en el rango de perodos de vibracin de las edificaciones comprendido entre 0.1 y 0.5 s lo cual corresponde en general a edificaciones entre uno y cinco pisos de altura. El parmetro Av caracteriza los movimientos ssmicos de sismos fuertes ocurridos a distancia moderadas a travs de perodos de vibracin de aproximadamente 1 s, lo cual corresponde a edificaciones de 10 pisos o ms. La definicin de las zonas de amenaza ssmica se mantiene igual a la definicin contenida en el Reglamento NSR-98, solo que en la versin NSR-10 se utiliza para caracterizarlas el mayor valor de Aa y Av, a diferencia del NSR-98 donde se caracterizaba nicamente con Aa. El catlogo colombiano de eventos ssmicos contiene sismos histricos (el primero que se tiene registro escrito ocurrido en 1541) e instrumentales y cuenta (a mayo de 2009) con 33 100 eventos con magnitud de Richter que va desde valores bajos hasta magnitudes de Richter cercanas a 9. En 1995, cuando se inici el estudio general de amenaza ssmica de Colombia(26) que condujo a los mapas utilizados en el Reglamento NSR-98 el catlogo contena 11 088 eventos. Esto quiere decir que gracias a la Red Sismolgica Nacional adscrita al Ingeominas, la cual entr en operacin en 1995, se registraron durante el lapso entre 1995 y 2009 cerca de 22 000 eventos adicionales lo cual permite realizar un mejor estimativo de la amenaza ssmica nacional que en cualquier otra poca en el pasado. Por otro lado, durante el mismo lapso se han realizado investigaciones serias e importantes por parte de varias instituciones y universidades en el pas acerca de la tectnica nacional, lo que han llevado a un mejor entendimiento de las causas y fuentes de los sismos en el pas. Para la nueva versin del Reglamento NSR-10 la Comisin Asesora Permanente del Rgimen de Construcciones Sismo Resistentes emprendi una serie de labores conducentes a determinar los mapas de amenaza ssmica que se incluyen en l, las cuales se resumen as: Una subcomisin del seno de la misma Comisin evalu la amenaza ssmica nacionalempleando la misma metodologa de los estudios que condujeron a los mapas incluidosen las versiones de 1984 y 1998 del Reglamento. El fin de este trabajo consista endeterminar el impacto de la nueva informacin sismolgica y tectnica en la amenaza -xliii-Secretara de la Comisin:Asociacin Colombiana de Ingeniera SsmicaCarrera 20 N 84-14 Oficina 502 Bogot, D. C., COLOMBIA Telfono: 530-0826 Fax: 530-0827 53. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo TerritorialViceministerio de Vivienda y Desarrollo TerritorialDireccin del Sistema HabitacionalRepblica de ColombiaCOMISIN ASESORA PERMANENTE PARA EL RGIMENDE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES (Creada por la Ley 400 de 1997)ssmica nacional, pero utilizando la misma metodologa que en 1996. El resultado de estaparte de la investigacin permiti concluir que las variaciones en los valores deaceleracin horizontal esperados en las ciudades capitales de departamento se mantenadentro del mismo orden de magnitud. Esta subcomisin estudio, adems, detalladamente los registros acelerogrficosobtenidos en el pas de sismos que hubiesen causado daos en ciudades colombianascon el