criterios de estructuración bajo sismo

M. en I. Iván Porras Zárate

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CRITERIOS DE ESTRUCTURACION.

IMPORTANCIA DE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL EN EL COMPORTAMIENTO SISMICO.

SE HA DEFINIDO YA LA CONFIGURACIÓN COMO EL TAMAÑO Y LA

FORMA EN CONJUNTO DE UN EDIFICIO, JUNTO CON EL TAMAÑO, NATURALEZA Y DISPOSICIÓN DE AQUELLOS ELEMENTOS QUE SON SIGNIFICATIVOS EN SU COMPORTAMIENTO SISMICO. ESTO COMPRENDE ELEMENTOS COMO MUROS, COLUMNAS, PISOS, NÚCLEOS DE SERVICIO, ESCALERAS Y LA CANTIDAD Y TIPO DE DIVISIONES INTERIORES, ASI COMO LA FORMA EN QUE LOS MUROS EXTERIORES SE DEJAN SÓLIDOS O CON ABERTURAS PARA ILUMINACIÓN NATURAL Y VENTILACIÓN. LA CONFIGURACIÓN DEL EDIFICIO ES TRIDIMENSIONAL : ADEMAS DE LA DISTRIBUCION HORIZONTAL DEL ESPACIO, EL DISEÑADOR DEBE TOMAR EN CUENTA LA DIMENSION VERTICAL Y, EN CUALQUIER CONSTRUCCIÓN DE MAS DE UN PISO DE ALTURA, EL MOVIMIENTO VERTICAL. LA ALTURA DEL EDIFICIO CONSTITUYE UN FACTOR SISMICO, Y ESTA DETERMINADO TANTO POR EL NUMERO DE PISOS COMO POR LA ALTURA DE PISO A PISO. LA IMPORTANCIA SÍSMICA DE LAS ESCALERAS RADICA EN EL HECHO DE QUE CONSTITUYEN ELEMENTOS FIJOS EN LA ESTRUCTURA DEL EDIFICIO, Y QUE PUEDEN REPRESENTAR UN PUNTO DE RIGIDEZ LOCALIZADA, EN CUYO CASO RECIBIRAN UNA CANTIDAD DESPROPORCIONADA DE FUERZAS SÍSMICAS. ESTO ES UNA DESVENTAJA, YA QUE TAMBIEN ES UN ELEMENTO ESENCIAL EN LA PLANEACION DE LA SEGURIDAD DEL EDIFICIO, Y ES PARTICULARMENTE NECESARIO QUE PERMANEZCAN INTACTAS EN CASO DE INCENDIO O TERREMOTO. UNA ESCALERA TAMBIEN PUEDE CREAR UNA INTERRUPCION O AGUJERO EN EL DIAFRAGMA DE PISO, A MENOS QUE SE DISEÑE COMO UN APÉNDICE DEL PISO POR AFUERA DEL DIAFRAGMA PRINCIPAL. AUNQUE SE SUELE PENSAR EN LOS ELEVADORES COMO NÚCLEOS CONFINADOS POR MUROS, DE HECHO EL REQUISITO DE DISEÑO PARA ELLOS ES EL DE UNA ABERTURA EN EL PISO, Y UNA CONSECUENTE INTERUPCION DEL DIAFRAGMA. LOS MUROS QUE CIERRAN EL NÚCLEO PUEDEN FORMAR PARTE DE LA ESTRUCTURA VERTICAL O LATERAL DEL EDIFICIO, PERO NO ES NECESARIO QUE ASI SEA, YA QUE EL CARRO DEL ELEVADOR ESTA SUJETO A LA PARTE SUPERIOR Y SOLO REQUIERE RIELES LATERALES PARA GUIARLO. ES FRECUENTE EN LA PRACTICA QUE LA MAYOR PARTE DEL TIEMPO QUE SE DEDICA AL DISEÑO ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO SE INVIERTA EN LOS PROCESOS DE ANÁLISIS Y DIMENCIONAMIENTO, Y QUE SE EXAMINEN SOLO CON BREVEDAD LOS ASPECTOS DE DISEÑO CONCEPTUAL Y DE ESTRUCTURACION, ESTO PUEDE CONSIDERARSE PELIGROSO PUESTO QUE


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NO SE PUEDE LOGRAR QUE UN EDIFICIO MAL ESTRUCTURADO SE COMPORTE SATISFACTORIAMENTE ANTE SISMOS POR MUCHO QUE SE REFINEN LOS PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS Y DIMENSIONAMIENTO. POR EL CONTRARIO, LOS EDIFICIOS BIEN CONCEBIDOS ESTRUCTURALMENTE Y BIEN DETALLADOS HAN TENIDO UN COMPORTAMIENTO ADECUADO AUNQUE NO HAYAN SIDO OBJETO DE CALCULOS ELABORADOS. LAS RECOMENDACIONES PARA LA SELECCIÓN CORRECTA DE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO INCLUYE LA FORMA DE LA CONSTRUCCIÓN EN PLANTA Y EN ELEVACIÓN, ASI COMO LA DISTRIBUCIÓN Y ARREGLO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE CONSTITUYEN EL ESQUELETO RESISTENTE DEL EDIFICIO. ES EVIDENTE QUE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL QUEDA EN BUENA PARTE DEFINIDA POR EL PROYECTO ARQUITECTÓNICO. POR LO CUAL EN ESTA ETAPA ES ESENCIAL LA INTERACCION ENTRE EL RESPONSABLE DEL PROYECTO ARQUITECTÓNICO Y EL DEL PROYECTO ESTRUCTURAL. TENIENDO EN CUENTA LAS NECESIDADES MINIMAS DE RIGIDEZ, RESISTENCIA Y REGULARIDAD QUE REQUIERE LA ESTRUCTURA ASI COMO LAS CONSECUENCIAS DE ALGUNAS DESICIONES ARQUITECTÓNICAS EN EL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL. LA MAYORIA DE LAS RECOMENDACIONES DE ESTRUCTURACION PARA ZONAS SÍSMICAS TIENDEN A EDIFICIOS REGULARES Y ROBUSTOS.

CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DEL EDIFICIO PARA EL COMPORTAMIENTO SISIMICO.

COMO LAS FUERZAS INERCIALES SON PROPORCIONALES A LA MASA Y, EN CONSECUENCIA, AL PESO DEL EDIFICIO, DEBERA PROCURARSE QUE ESTE SEA LO MAS LIGERO POSIBLE. CONSIDERANDO QUE LAS ACELERACIONES INTRODUCIDAS EN EL EDIFICIO CRECEN CON LA ALTURA, ES IMPORTANTE EVITAR MASAS EXCESIVOS EN LAS PARTES ALTAS DEL EDIFICIO. POR LO QUE EN EL PROYECTO ARQUITECTÓNICO CONVIENE UBICAR EN LOS PISOS BAJOS LAS AREAS DONDE SE PREVÉN MAYORES CONCENTRACIONES DE PESOS (TALES COMO ARCHIVOS, BOVEDAS, ETC) ASI COMO EVITAR LOS APENDICES PESADOS EN LA PUNTA DEL EFICIO. DEBEN EVITARSE FUERTES DIFERENCIAS EN LOS PESOS DE PISOS SUCESIVOS, POR QUE GENERAN VARIACIONES BRUSCAS EN LAS FUERZAS DE INERCIA Y EN LA FORMA DE VIBRAR DEL EDIFICIO. (EL CAPITULO 6 DE LAS NTDS ESTABLECE QUE PARA QUE UNA ESTRUCTURA SE CALIFIQUE


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COMO REGULAR, DEBE CUMPLIRSE QUE : “ EL PESO DE CADA NIVEL, INCLUYENDO LA CARGA VIVA QUE DEBE CONSIDERARSE PARA DISEÑO SISMICO, NO ES MAYOR QUE EL DEL PISO INMEDIATO INFERIOR NI, EXCEPCIÓN HECHA POR EL ULTIMO NIVEL DE LA CONSTRUCCIÓN, ES MENOR QUE 70% DE DICHO PESO “ ). HAY QUE TRATAR QUE EL PESO DEL EDIFICIO ESTE DISTRIBUIDO SIMÉTRICAMENTE EN LA PLANTA DE CADA PISO. UNA POSICIÓN FUERTEMENTE ASIMÉTRICA GENERARIA VIBRACIONES TORSIONALES. FORMAS DEL EDIFICIO EN PLANTA. ALGUNOS ASPECTOS DE LA FORMA EN PLANTA DEL EDIFICIO PROPICIAN UNA RESPUESTA SÍSMICA POCO CONVENIENTE Y DEBEN EVITARSE. EN ESTOS ASPECTOS LO PRINCIPAL ES LA ASIMETRÍA DE LA PLANTA, LA QUE TIENDE A PROVOCAR VIBRACIONES TORSIONALES DEL EDIFICIO.

AUNQUE ES FACTIBLE ELIMINAR O MINIMIZAR LA VIBRACIÓN TORSIONAL MEDIANTE UNA DISTRIBUCIÓN DE ELEMENTOS RESISTENTES QUE HAGA COINCIDIR EL CENTRO DE GRAVEDAD (BARICENTRO DE MASA) CON EL CENTRO DE TORSIÓN. CON FRECUENCIA ESTO IMPLICA CONCENTRACIONES DE FUERZAS EN CIERTAS ZONAS DE LA PLANTA Y VIBRACIONES LOCALES QUE SON DIFÍCILES DE CUANTIFICAR.

OTRO POSIBLE REMEDIO PARA LOS PROBLEMAS DE PLANTAS

ASIMÉTRICAS ES LA SUBDIVISIÓN DEL EDIFICIO EN CUERPOS INDEPENDIENTES Y REGULARES MEDIANTE JUNTAS DE CONSRUCCION (TAMBIEN LLAMADAS JUNTAS SÍSMICAS). SIENDO CONSIDERABLE LA SEPARACIÓN DE LOS CUERPOS ADYACENTES QUE SE TIENE QUE GUARDAR Y PRODUCE SERIAS COMPLICACIONES EN EL DISEÑO DE LOS ELEMENTOS DE CONEXIÓN QUE SON NECESARIOS PARA PERMITIR EL PASO ENTRE UNO Y OTRO CUERPO

OTRA FORMA DE REMEDIAR LOS PROBLEMAS DE LA ASIMETRÍA DE LA PLANTA ES MEDIANTE ELEMENTOS ESTRUCTURALES EXTERIORES QUE LIGEN LAS DISTINTAS PARTES DEL EDIFICIO Y QUE LO VUELVAN MAS SIMÉTRICO.


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RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE ESTRUCTURACION. LA FORMA DE LA CONSTRUCCIÓN, EL TIPO Y ARREGLO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Y LA DISTRIBUCIÓN DE LAS MASAS DEL EDIFICIO TIENEN UNA INFLUENCIA DECISIVA EN LA BONDAD DEL DISEÑO SISMORRESISTENTE; MUCHO MAS QUE PARA EL DISEÑO ANTE OTRAS ACCIONES. LA SENCILLEZ, UNIFORMIDAD Y SIMETRÍA DE LA CONSTRUCCIÓN SON ASPECTOS BÁSICOS QUE CONTRIBUYEN A REDUCIR DRÁSTICAMENTE LOS RIESGOS DE UN MAL COMPORTAMIENTO ANTE LA ACCION DE UN SISMO. EN UNA ESTRUCTURA EN ZONA DE ALTO PELIGRO SISMICO DEBEN EVITARSE LAS RAREZAS ARQUITECTÓNICAS QUE HACEN PRECARIO EL EQUILIBRIO Y DUDOSA LA ESTABILIDAD ANTE CARGAS LATERALES. EL PROYECTISTA ESTRUCTURAL DEBE HACER CONSCIENTE AL PROYECTISTA GENERAL Y AL PROPIETARIO DE QUE EL SALIRSE DE LAS RECOMENDACIONES BASICAS DE ESTRUCTURACION DA LUGAR A UNA ESTRUCTURA POCO ECONOMICA, PERO NO DEBE NECESARIAMENTE IMPEDIR LA ORIGINALIDAD Y LA FUNCIONALIDAD DEL PROYECTO, CUANDO UN ANÁLISIS MAS REFINADO Y CON DETALLES MAS CUIDADSOS PUEDA SUPERAR LAS DIFICULTADES QUE EL PROYECTO PRESENTA. SE ENUMERAN UNA SERIE DE RECOMENCIONES AL RESPECTO :

A) LA SENCILLEZ DE LA ESTRUCTURA PERMÍTELA PROYECTISTA ENTENDER CLARAMENTE LA FORMA EN LA QUE ESTA RESISTE LAS CARGAS LATERALES Y EN LA QUE PUEDE DISIPAR LA ENERGIA INTRODUCIDA POR EL SISMO.

B) LA EXISTENCIA DE SISTEMAS ESTRUCTURALES QUE PROPORCIONEN A LA ESTRUCTURA RIGIDEZ Y RESISTENCIA EN DOS DIRECCIONES ORTOGONALES ES UN REQUISITO OBVIO EN VISTA DE QUE EL MOVIMIENTO DEL TERRENO INDUCE FUERZAS EN CUALQUIER DIRECCIÓN. UN EJEMPLO ES LA SIGUIENTE FIGURA QUE PUEDE FUNCIONAR CORRECTAMENTE ANTE CARGAS VERTICALES, YA QUE LA LOSA, TRABAJANDO A FLEXION ES UNA DIRECCIÓN, TRANSMITE LA CARGA VERTICAL A LAS VIGAS Y ESTAS A LAS COLUMNAS. SIN EMBARGO LA RESISTENCIA Y RIGIDEZ ANTE CARGAS LATERALES EN DIRECCIÓN LONGITUDINAL SON SUMAMENTE BAJAS, YA QUE AL NO EXISTIR MARCOS SE BASAN EN EL TRABAJO DE LAS COLUMNAS COMO VOLADIZOS.


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C) LA DISTRIBUCIÓN SIMÉTRICA EN PLANTA DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES EVITA QUE SE PRESENTEN TORSIONES IMPORTANTES EN LA RESPUESTA ESTRUCTURAL QUE DEN LUGAR A SOLICITACIONES MUY ALTAS Y DE CUANTIFICACION POCO CONFIABLE EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES. LOS MUROS DE COLINDANCIA Y LOS CUERPOS DE ESCALERAS Y ELEVADORES SON LOS ELEMENTOS QUE SUELEN CAUSAR LOS MAYORES PROBLEMAS DE TORSIÓN DEBIDO A SU ALTA RIGIDEZ Y A LA DIFICULTA DE COLOCARLOS EN LA POSICIÓN ESTRUCTURAL MAS CONVENIENTE.


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RECOMENDACIONES SOBRE GEOMETRÍA DE LA PLANTA DE LAS

ESTRUCTURAS PARA EDIFICIOS.

D) DEBE TENDERSE A UNA FORMA REGULAR EN PLANTA. SON POCO CONVENIENTES LAS FORMAS EXCESIVAMENTE ALARGADAS DEBIDO A QUE SE TIENDE A PERDER LA RIGIDEZ DE LA LOSA EN SU PLANO PARA TRABAJAR COMO DIAGRAGMA Y SE AUMENTAN LAS POSIBILIDADES DE EXCENTRICIDAD EN LA DISTRIBUCIÓN DE RIGIDECES. IGUALMENTE POCO DESEABLES SON LAS FORMAS EN L Y T, ASI COMO AQUELLAS QUE TENGAN FUERTES ENTRANTES, DEBIDO ESENCIALMENTE A LOS PROBLEMAS DE TORSIÓN QUE PROVOCAN. A ESTE RESPECTO, LA SOLUCION GENERALMENTE RECOMENDADA ES


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DIVIDIR LA CONSTRUCCIÓN EN UNIDADES APROXIMADAMENTE CUADRADAS CON UNA ESTRUCTURA INDEPENDIENTE. AUNQUE ESTA SOLUCION RESUELVE LOS PROBLEMAS ESTRUCTURALES, SUELE GENERAR PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO, YA QUE LA HOLGURA QUE HAY QUE DEJAR EN LAS JUNTAS ES APRECIABLE Y LAS PRECAUCIONES SON COMPLEJAS Y COSTOSAS.

PROBLEMAS DE DIMENSIONES TOTALES


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PROBLEMAS DE DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL.


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E) DEBE BUSCAR UNA FORMA REGULAR DE LA CONSTRUCCIÓN EN ELEVACIÓN. LAS FUERTES REDUCCIONES DEL TAMAÑO DE LA PLANTA DESPUÉS DE CIERTO NUMERO DE PISOS PROVOCAN AMPLIFICACIONES LOCALES DEL MOVIMIENTO QUE NO ESTAN CUBIERTAS POR LOS PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO USUALES RECOMENDADOS POR LOS CODIGOS. EN CASO DE NO PODER EVITARSE CIERTA IRREGULARIDAD, DEBEN SEGUIRSE METODOS DE ANÁLISIS MAS REFINADOS. LA CONCENTRACIÓN DE MASAS IMPORTANTES A GRAN ALTURA ES OBVIAMENTE POCO ADECUADA, YA QUE SE INCREMENTAN NOTABLEMENTE LAS FUERZAS DE INERCIA Y LOS MOMENTOS DE VOLTEO.

CONFIGURACIONES POCO CONVENIENTES EN ELEVACIÓN PARA EDIFICIOS.


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PROBLEMAS DE DISTRIBUCIÓN VERTICAL.


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F) LA UNIFORMIDAD DE RESISTENCIA Y RIGIDEZ DE LAS DIFERENTES PARTES DE LA ESTRUCTURA ES UN PUNTO ESENCIAL. HAY QUE RECORDAR QUE LAS FUERZAS LATERALES PARA LAS QUE SE ANALIZA LA ESTRUCTURA ESTAN REDUCIDAS POR CONSIDERAR LA HABILIDAD DE ESTA PARA DISIPAR ENERGIA EN EL INTERVALO INELÁSTICO. LA CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA DE LA ESTRUCTURA DEPENDE DEL NUMERO DE SECCIONES Y ELEMENTOS QUE PUEDEN LLEGAR SIMULTÁNEAMENTE A LA FLUENCIA; MIENTRAS MAYOR SEA ESTA, HABRA MAS DISIPACIÓN DE ENERGIA Y MENOS DEMANDA DE DEFORMACIÓN INELÁSTICA EN LAS SECCIONES INDIVIDUALES. POR ELLOS DEBEN CUIDARSE PARTICULARMENTE LOS PUNTOS SIGUIENTES :

- PROPORCIONAR MÁXIMA HIPERESTATICIDAD. MIENTRAS MAYOR SEA EL NUMERO DE SECCIONES QUE TENGA QUE LLEGAR A LA FLUENCIA ANTES QUE LA ESTRUCTURA PUEDA FALLAR, MAYOR SERA LA DISIPACIÓN INELÁSTICA DE ENERGIA.

- EVITAR ZONAS O ELEMENTOS SOBREDISEÑADOS. EL SOBREDISEÑO LOCAL, OSEA PROPORCIONAR A ALGUNAS PARTES DE LA ESTRUCTURA RESISTENCIA SUPERIOR A LA MINAMA EXIGIDA POR EL REGLAMENTO, DE MANERA QUE EL FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA LA FALLA DE ALGUNOS ELEMENTOS ES SUPERIOR AL DE OTROS, NO ES CONSERVADOR EN EL DISEÑO SISMORRESISTENTE, YA QUE LAS SECCIONES SOBREDISEÑADAS NO PARTICIPAN DE LA DEFORMACIÓN INELÁSTICA Y DEJARAN A UN NUMERO REDUCIDO DE SECCIONES LA FUNCION DE DISIPAR ENERGIA.

- DEBE EVITARSE QUE UN ENTREPISO TENGA UNA RESISTENCIA Y RIGIDEZ FRANCAMENTE INFERIROES AL RESTO, AUNQUE ESTAS SEAN SUFICIENTES PARA ABSORBER LAS FUERZAS DE DISEÑO. COMO ESTO ES DIFÍCIL DE RESPETAR EN ALGUNAS CONSTRUCCIONES SE RECOMIENDA OPTAR POR UBICAR ELEMENTOS RESISTENTES EN OTRAS POSICIONES O POR DISEÑAR PARA FACTORES DE REDUCCIÓN POR DUCTILIDAD MENORES QUE LOS NORMALMENTE ACEPTADOS PARA LA ESTRUCTURACION EN CUESTION.

- DEBERAN EVITARSE LAS ZONAS DEBILES. EL EFECTO SISMICO TRATARA DE LOCALIZAR LAS ZONAS MAS DEBILES DE LA ESTRUCTURA PARA DISIPAR ALLI SU ENERGIA LOS HUECOS PARA DUCTOS, LOS CAMBIOS BRUSCOS DE SECCION LAS JUNTAS DE COLADO, LAS CONEXIONES ENTRE ELEMENTOS SON LUGARES QUE DEBEN DETALLARSE CON PARTICULAR CUIDADO PARA EVITAR FALLAS LOCALES.

G) DEBE ASEGURARSE QUE LOS SISTEMAS DE PISO Y TECHO SEAN

SUFICIENTEMENTE RIGIDOS Y RESISTENTES PARA OBSERVAR LAS


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FUERZAS QUE SE ORIGINAN EN SU PLANO A FIN DE PODER DISTRIBUIR LAS FUERZAS DE INERCIA ENTRE LOS ELEMENTOS VERTICALES DE DIFERENTE RIGIDEZ.

H) LA CIMENTACIÓN DEBE SER TAL QUE PUEDA TRANSMITIR A LA ESTRUCTURA LOS MOVIMIENTOS DEL SUELO DE MANERA QUE ESTA ACTUE COMO UNA UNIDAD MONOLÍTICA Y QUE NO HAYA DEFORMACIONES RELATIVAS IMPORTANTES ENTRE SUELO Y ESTRUCTURA. ASI LA CIMENTACIÓN DEBERA SER RIGIDA EN SU PLANO PARA QUE TODOS LOS APOYOS DE LA ESTRUCTURA SE MUEVAN DE MANERA UNIFORME Y NO HAYA DESPLAZAMIENTOS RELATIVOS ENTRE ELLOS. DEBERA PERMITIR QUE LA FUERZA CORTANTE QUE ACTUA EN LA BASE DE LA ESTRUCTURA SE TRANSMITA AL SUELO, POR MEDIO DE UNA SUFIENCIENTE PROFUNDIDAD DE DESPLANTE O MEDIANTE PILOTES. DEBERA PROPORCIONAR EMPOTRAMIENTO A LOS ELEMENTOS VERTICALES CUANDO ASI SE HAYA CONSIDERADO EN EL ANÁLISIS.


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EJEMPLO DE DISEÑO SISMICO

PLANTA BAJA DEL HOTEL IMPERIAL. NINGUNA DE LAS PLANTAS DE PISO PRESENTADAS MUESTAN LA LOCALIZACIÓN DE LAS JUNTASSISMICAS QUE

SE DESCRIBEN EN EL TEXTO. LAS LINEAS PUNTEADAS SON UNA SUGERENCIA DE LOS AUTORES.


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RECOMENDACIONES PARA LA SELECCIÓN DE LA CORRECTA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL DE UN EDIFICIO.

EN LAS CUALES SE INCLUYEN LA FORMA DE LA CONSTRUCCIÓN, EN

PLANTA Y EN ELEVACIÓN, ASI COMO LA DISTRIBUCIÓN Y ARREGLO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE CONSTITUYEN EL ESQUELETO RESISTENTE DEL EDIFICIO. CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DEL EDIFICIO PARA EL COMPORTAMIENTO

SISMICO : EL PESO.

RECONOCIENDO QUE LAS FUERZAS DE INERCIA SON PROPORCIONALES A LA MASA Y, EN CONSECUENCIA, AL PESO DEL EDIFICO, DEBE PROCURARSE QUE ESTE SEA LO MAS LIGERO POSIBLE.

CONSIDERANDO QUE LAS ACELERACIONES INTRODUCIDAS EN EL EDIFICIO CRECEN CON LA ALTURA, ES IMPORTANTE EVITAR MASAS EXCESIVAS EN ELAS PARTES ALTAS DEL EDIFICIO.

DEBEN EVITARSE FUERTES DIFERENCIAS EN LOS PESOS DE PISOS SUCESIVOS, POR QUE GENERAN VARIACIONES BRUSCAS EN LAS FUERZAS DE INERCIA Y EN LA FORMA DE VIBRAR DEL EDIFICIO.

HAY QUE TRATAR QUE EL PESO DEL EDIFICIO ESTE DISTRIBUIDO SIMÉTRICAMENTE EN LA PLANTA DE CADA PISO. UNA POSICIÓN FUERTEMENTE ASIMÉTRICA GENERARIA VIBRACIONES TORSIONALES.

DISTRIBUCIONES INDESEABLES DEL PESO DEL EDIFICIO.


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FORMAS DEL EDIFICIO EN PLANTA.

SE DEBE EVITAR LA SIMETRÍA EN LA PLANTA, LA CUAL TIENDE A PROVOCAR VIBRACIONES TORSIONALES DEL EDIFICIO.

FORMAS ASIMÉTRICAS EN PLANTA QUESON INDESEABLES

POR TENDE A PRODUCIR VIBRACIÓN TORSIONAL.

ALGUNOS POSIBLES REMEDIOS PARA ELIMINAR LOS PROBLEMAS DE PLANTAS ASIMÉTRICAS, PODRÍAN SER : a) DISTRIBUCIÓN APROPIADA DE ELEMENTOS RIGIDIZANTES PARA HACER COINCIDIR CENTRO DE MASA Y CENTRO DE TORSIÓN. b) SEPARACIÓN EN CUERPOS SIMÉTRICOS MEDIANTE JUNTAS SÍSMICAS Y c) VIGAS DE LIGA ENTRE SALIENTES.

POSIBLES REMEDIOS PARA ELIMINAR LOS PROBLEMAS DE PLANTAS

ASIMÉTRICAS.

OTRO ASPECTO QUE HAY QUE EVITAR EN LA PLANTA DEL EDIFICIO ES LA PRESENCIA DE ALAS MUY ALARGADAS. ESTO TIENDE A PRODUCIR QUE LAS ALAS VIBREN EN DIRECCIÓN DIFERENTES, CON LO QUE SE PRODUCEN FUERTES CONCENTRACIONES DE SOLICITACIONES EN LAS ESQUINAS INTERIORES DE LA PLANTA.

PLANTAS CON ALAS MUY LARGAS.


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VIBRACIÓN EN DIRECCIONES DIFERENTES

DE ALAS DE EDIFICIOS.

REMEDIOS PARA EDIFICIOS CON ALAS MUY LARGAS.

ES RECOMENDABLE PROCURAR QUE LAS PLANTAS NO SEAN MUY ALARGADAS. MIENTRAS MAYOR ES LA LONGITUD DEL EDIFICIO, MAYOR ES LA PROBABILIDAD DE QUE ACTÚEN SOBRE SU BASE MOVIMIENTOS QUE DIFIERAN EN UN EXTREMO Y OTRO DE LA PLANTA, PERO EL PROBLEMA PRINCIPAL DE LAS PLANTAS MUY ALARGADAS ES QUE LA FLEXIBILIDAD DEL SISTEMA DE PISO PUEDE PROVOCAR VIBRACIONES IMPORTANTES EN LA PLANTA, LAS QUE INCREMENTAN SUSTANCIALMENTE LAS SOLICITACIONES EN LA PARTE CENTRAL DEL EDIFICIO.


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PROBLEMAS EN EDIFICIOS MUY ALARGADOS EN PLANTA.

LIMITES RECOMENDADOS PARA LOS LADOS

DE LA PLANTA DE UN EDIFICIO.

POSIBLES REMEDIOS PARA PLANTAS

MUY ALARGADAS.

EN LA MAYORIA DE LAS RECOMENDACIONES SOBRE LA CORRECTA CONFIGURACIÓN DE LOS EDIFICIOS, SE DESACONSEJAN LAS PLANTAS CON ESQUINAS ENTRANTES. EL PROBLEMA NO ES MUY GRAVE, A MENOS DE QUE LAS ALAS SEAN MUY LARGAS, PERO, COMO PRINCIPIO DEBE BUSCARSE SIEMPRE QUE LA PLANTA SEA LO MAS COMPACTA POSIBLE, PARA EVITAR LAS CONCENTRACIONES DE ESFUERZOS EN LAS ESQUINAS ENTRANTES.


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PLANTAS CON ESQUINAS ENTRANTES (INDESEABLES).

FORMA DEL EDIFICIO EN ELEVACIÓN.

LA SENCILLEZ, REGULARIDAD Y SIMETRÍA SON DESEABLES TAMBIEN EN LA ELEVACIÓN DEL EDIFICIO PARA EVITAR QUE SE PRODUZCAN CONCENTRACIONES DE ESFUERZOS EN CIERTOS PISOS O AMPLIFICACIONES DE LA VIBRACIÓN EN LASPAREDES SUPERIORES DEL EDIFICIO.

REDUCCIONES BRUSCAS INDESEABLES DE LAS DIMENSIONES

DE LA PLANTA EN PISOS SUPERIORES DE EDIFICIOS.


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POSIBLES REMEDIOS A LA REDUCCIÓN EN ELEVACIÓN.

PARTICULARMENTE CRITICAS SON LAS REDUCCIONES BRUSCAS EN

LA PARTE SUPERIOR DEL EDIFICIO, DONDE EL CAMBIO DRÁSTICO DE RIGIDEZ TIENDE A PRODUCIR EL FENÓMENO “ DE CHICOTEO” CON UNA GRAN AMPLIFICACION DE VIBRACIÓN EN LA PUNTA. DISCONTINUIDADES DE ESTE TIPO SE PRESENTAN EN LOS EDIFICIOS TIPO PLAZA Y TORRE, QUE CUENTAN CON UNA BASE DE GRANDES DIMENSIONES Y UNA TORRE ELEVADA. LA DISCONTINUIDAD ES AQUÍ MENOS GRAVE POR QUE SE PRODUCE EN PISOS DONDE TODAVÍA LOS DESPLAZAMIENTO LATERALES SON REDUCIDOS.

LA ESBELTEZ EXCESIVA DE LA CONSTRUCCIÓN PUEDE PROVOCAR MOMENTOS DE VOLTEO, DE INESTABILIDAD (EFECTOS P- ∆ ) Y DE TRANSMISIÓN DE CARGAS ELEVADAS A LA CIMENTACIÓN AL SUBSUELO. ADEMÁS SE VUELVEN IMPORTANTES LOS EFECTOS DE LOS MODOS SUPERIORES DE VIBRACIÓN. TODOS ESTOS PROBLEMAS SE PUEDEN MANEJAR MEDIANTE ANÁLISIS DINAMICOS REFINADOS DE LA ESTRUCTURA Y CUIDADO DE PROPORCIONAR UNA ELEVADA RIGIDEZ LATERAL EN LA DIRECCIÓN MAS ESBELTA DEL EDIFICIO Y DE RECURRIR A UNA CIMENTACIÓN RIGIDA. SIN EMBARGO CONVIENE MANTENER LO MAS COMPACTA POSIBLE LA FORMA DEL EDIFICIO EN ELEVACIÓN.

LIMITACIONES A LA ESBELTEZ DEL EDIFICIO.


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SEPARACIÓN ENTRE EDIFICIOS ADYACENTES. AL UBICAR LA POSICIÓN EXACTA DEL EDIFICIO DENTRO DEL TERRENO CORRESPONDIENTE, ES IMPORTANTE GUARDAR UNA SEPARACIÓN QUE SEA SUFICIENTE CON RESPECTO A EDIFICIOS ADYACENTES, PARA EVITAR QUE LOS DISTINTOS CUERPOS SE GOLPEEN AL VIBRAR FUERA DE FASE DURANTE UN SISMO. EL DAÑO PUEDE SER PARTICULARMENTE GRAVE CUANDO LOS PISOS DE LOS CUERPOS ADYACENTES NO COINCIDEN EN LAS MISMAS ALTURAS, DE MANERA QUE DURANTE LA VIBRACIÓN LAS LOSAS DE PISO DE UN EDIFICIO PUEDEN GOLPEAR A MEDIA ALTURA LAS COLUMNAS DEL OTRO.

SEPARACIÓN ENTRE EDIFICIOS ADYACENTES PARA EVITAR

CHOQUES (REQUISITOS DE LAS NORMAS DEL RCDF)


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REQUISITOS BÁSICOS DE ESTRUCTURACION.

EN TERMINOS GENERALES SE PUEDE ESTABLECER LOS CUATRO REQUISITOS SIGUIENTES PARA EL SISTEMA ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS EN ZONAS SÍSMICAS :

A) EL EDIFICO DEBE POSEER UNA CONFIGURACIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE LE CONFIERA RESISTENCIA Y RIGIDEZ A CARGAS LATERALES EN CUALQUIER DIRECCIÓN. ESTO SE LOGRA GENERALMENTE, PROPORCIONANADO SISTEMAS RESISTENTES EN DOS DIRECCIÓN ORTOGONALES.

B) LA CONFIGURACIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEBE PERMITIR UN FLUJO CONTINUO, REGULAR Y EFICIENTE DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DESDE EL PUNTO EN QUE ESTAS SE GENERAN ( O SEA, DE TODO PUNTO DONDE HAYA UNA MASA QUE PRODUZCA FUERZAS DE INERCIA) HASTA EL TERRENO.

C) HAY QUE EVITAR LAS AMPLIFICACIONES DE LAS VIBRACIONES, LAS CONCENTRACIONES DE SOLICITACIONES Y LAS VIBRACIONES TORSIONALES QUE PUEDEN PRODUCIRSE POR LA DISTRIBUCIÓN IRREGULAR DE MASA O RIGIDECES EN PLANTA O EN ELEVACIÓN PARA TAL FIN CONVIENE QUE LA ESTRUCTURA SEA LO MAS POSIBLE:

- SENCILLA - REGULAR - SIMÉTRICA - CONTINUA.

D) LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES DEBEN DISPONER DE REDUNDANCIA Y DE CAPACIDAD DE DEFORMACIÓN INELÁSTICA QUE LES PERMITAN DISPAR LA ENERGIA PRODUCIDA POR SISMOS DE EXCEPCIONAL INTENSIDAD, MEDIANTE ELEVADO AMORTIGUAMIENTO INELÁSTICO Y SIN LA PRESENCIA DE FALLAS FRAGILES LOCALES Y GLOBALES.

DE ESTOS PRINCIPIO SE DERIVAN DIVERSAS RECOMENDACIONES ESPECIFICAS SOBRE ESTRUCTURACION.

REQUISITOS ESPECIFICOS DE ESTRUCTURACION. EL EDIFICIO DEBERA DE POSEER UN SISTEMA ESTRUCTURAL QUE LE PROPORCIONE UN SISTEMA ESTRUCTURAL QUE LE PROPORCIONE RIGIDEZ Y RESISTENCIA EN DOS DIRECCIONES ORTOGONALES.


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EDIFICIO ESTRUCTURADO CON MARCOS EN UNA SOLA DIRECCIÓN.(EL

EDIFICIO ADOLECE ABVIAMENTE DE RESISTENCIA LATERAL EN LA DIRECCIÓN

PARA REMEDIARSE PUEDEN COLOCARSE MUROS O CONTRAVIENTOS EN LA DIRECCION TRANSVERSAL O FORMAR MARCOS TAMBIEN EN DICHA DIRECCIÓN.

EL SIGUIENTE EDIFICIO A BASE DE MUROS DE CARGA, TIENE LA MAYORIA DE LAS PAREDES ALINEADAS EN UNA SOLA DIRECCIÓN, POR LO QUE EN LA OTRA SU RESISTENCIA A CARGAS LATERALES ES MINIMA. SI SE TRATARA DE UNA ESTRUCTURA DE CONCRETO PODRA CONTARSE CON CIERTA RESISTENCIA A CARGA LATERAL, MEDIANTE LA ACCION DE MARCO ENTRE LA LOSA Y LOS MUROS, EN CASO DE QUE HUBIESE LA CONTINUIDAD NECESARIA EN LA CONEXIÓN LOSA-MURO, Y DE QUE SE REFORZARAN LOS MUROS PARA RESISTIR LOS MOMENTO FLEXIONANTES. EL SISTEMA ES POCO EFICIENTE.


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LA SOLUCION LOGICA ES DISPONER DE UNA LONGITUD ADECUADA DE MUROS ALINEADOS EN LAS DOS DIRECCIONES.

CON RESPECTO AL REQUISITO DE SIMETRÍA DEL SISTEMA ESTRUCTURAL, EL PROPÓSITO ES LIMITAR AL MINIMO LA VIBRACIÓN TORSIONAL DEL EDIFICIO, LA CUAL INTRODUCIRIA SOLICITACIONES ADICIONALES Y SIGNIFICATIVAS EN LA ESTRUCTURA.. AUNQUE ESTAS SOLICICTACIONES SE PUEDAN CALCULAR CON LOS PROCEDIMIENTOS ESPECIFICADOS EN LAS NORMAS, ES CONVENIENTE QUE LA DISTRIBUCIÓN DE LOS ELEMENTOS RESISTENTES SEA TAL QUE SEE REDUZCA AL MINIMO LA EXCENTRICIDAD ENTRE EL CENTRO DE MASAS Y EL DE TORSIÓN.

UBICACIÓN ASIMÉTRICA DE ELEMENTOS RIGIDOS.

EJEMPLOS EXTREMOS DE ESTRUCTURACIONES ASIMÉTRICAS, EN LOS QUE LOS ELEMENTOS MAS RIGIDOS SE CONCENTRAN EN UN SOLO LADO DE LA PLANTA.


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ADEMÁS DE LA SIMETRÍA ES CONVENIENTE QUE LA ESTRUCTURACION POSEA UNA ELEVADA RIGIDEZ TORSIONAL PARA HACER FRENTE POSIBLES TORSIONES ACCIDENTALES. POR ELLO ES PREFERIBLE QUE LOS ELEMENTOS MAS RIGIDOS SE ENCUENTREN COLOCADOS EN LA PERIFIERIA, Y NO EN LA PARTE CENTRAL.

EDIFICIOS CON DIFERENTE RIGIDEZ TORSIONAL.

CON RESPECTO A LA VIBRACIÓN TORSIONAL, DEBE EVITARSE QUE SE PRESENTEN EXCENTRICIDADES NO SOLO CUANDO LA ESTRUCTURA RESPONDE EN SU INTERVALO LINEAL, SINO TAMBIEN CUANDO ALGUNOS DE SUS ELEMENTOS RESPONDEN NO LINEALMENTE. EN EL SIGUIENTE EJEMPLO LA RIGIDEZ DE LOS MARCOS CONTRAVENTEADOS DE LA FACHADA IZQUIERDA ES EQUILIBRADA POR LOS MARCOS RELLENOS CON MUROS DE MAMPOSTERÍA DE LA FACHADA DERECHA. PODEMOS SUPONER QUE EN EL INTERVALO ELÁSTICO LA ESTRUCTURA RESPONDA EN FORMA SIMÉTRICA. SIN EMBARGO, PARA GRANDES DEFORMACIONES LATERALES, LA RIGIDEZ DE LOS MUROS DIAFRAGMA DE MAMPOSTERÍA SE REDUCE MUCHO MAS DRÁSTICAMENTE QUE LA DE LOS MARCOS CONTRAVENTEADOS, POR LO QUE EL EDIFICIO PUEDE COMENZAR A VIBRAR EN FORMA ASIMÉTRICA. CONVIENE POR ENDE, EQUILIBRAR LA RIGIDEZ DE MARCOS CON LA DE OTROS MARCOS, LA DE MUROS DE CONCRETO CON OTROS MUROS DE CONCRETO, ETC.


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OTRO ASPECTO A CUIDAR ES LA CONTINUIDAD EN ELEVACIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL. LOS CAMBIOS BRUSCOS DE RIGIDEZ Y RESISTENCIA CON LA ALTURA LLEVA A DIVERSOS PROBLEMAS QUE SE ILUSTRAN A CONTINUACIÓN.

EN EL CASO a) LA INTERRUPCION DE ELEMENTOS MUY RIGIDOS A PARTIR DE CIERTA ALTURA PRODUCE UNA CONCENTRACIÓN DE DEFORMACIONES EN EL PISO INMEDIATAMENTE SUPERIOR A LA INTERRUPCION; ES DESEABLE UNA DISMINUCIÓN MAS GRADUAL. UN EFECTO SIMILAR, AUNQUE MENOS GRAVE SE PRODUCE CUANDO LA SECCION DE LAS COLUMNAS SE REDUCE DRÁSTICAMENTE EN LOS PISOS SUPERIORES, COMO EN EL CASO b), Y CUANDO LA ALTURA DEL ENTREPISO VARIA SIGNIFICATIVAMENTE ENTRE UNO Y OTRO NIVEL, COMO EN EL CASO c).


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LA CAUSA MAS FRECUENTE ESQUEMÁTICAMENTE EN EL CASO d) , Y QUE SE DENOMINA DE “ PLANTA BAJA DEBIL” . POR LAS NECESIDADES DE SU USO, EN LA PLANTA BAJA DE EDIFICIOS SE REQUIEREN FRECUENTEMENTE GRANDES ESPACIOS LIBRES, POR LO QUE SE OPTA POR ELIMINAR EN ESE NIVEL LOS MUROS DE RIGIDEZ Y DE RELLENO Y LOS CONTRAVIENTOS. ESTO PRODUCE POR UNA PARTE, UNA DISCONTINUIDAD MARCADA EN RIGIDECES, PERO SOBRE TODO UN PISO MAS DEBIL QUE EL RESTO EN EL QUE SE CONCENTRARA, EN CASO DE UN SISMO DE GRAN INTENSIDAD, LA DISIPACIÓN INELÁSTICA DE ENERGIA. EN DICHA DISIPACIÓN NO PARTICIPARAN LOS PISOS SUPERIRORES QUE PERMANECERAN ESENCIALMENTE EN SU INTERVALO ELÁSTICO-LINEAL DE COMPORTAMIENTO. ESTA SITUACIÓN DEBE EVITARSE EN PARTICULAR ATENCIÓN, YA QUE DEBIDO A LAS ALTAS CARGAS AXIALES, NO SE PUEDE CONTAR MUCHA DUCTILIDAD SE ACUENTUARAN LOS EFECTOS DE SEGUNDO ORDEN.

FINALMENTE CASO e) CORRESPONDE A LA DISCONTINUIDAD EN LA POSICIÓN DE LOS ELEMENTOS RIGIDIZANTES, LA CUAL REQUIERE PARA SU CORRECTO FUNCIONAMIENTO, LA TRANSMISIÓN DE FUERZAS ELEVADAS EN LA LOSA, LAS VIGAS Y LAS COLUMNAS. DEBERAN REVISARSE CUIDADOSAMENTE ESTOS ELEMENTOS CUANDO SE EMPLEE UNA CONFIGURACION ESTRUCTURAL DE ESTE TIPO.

ALTAS CONCENTRACIONES DE ESFUERZOS QUE, ADEMÁS DE ACENTUAR LA POSIBILIDAD DE FALLAS LOCALES, TIENDEN A REDUCIR LA DUCTILIDAD GLOBAL DE LA ESTRUCTURA, SE PRODUCEN POR DISCONTINUIDADES ENTRE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES, TALES COMO FALTA DE ALINEAMIENTO ENTRE VIGAS O ENTRE COLUMNAS Y ESPECIALMENTE CUANDO SE TRATA DE LA TRANSMISIÓN DE MOMENTOS ENTRE UNO Y OTRO ELEMENTO SE REQUIERE DE LA GENRACION DE ELEVADOS ESFUERZOS CORTANTES O DE TORSIÓN.

DISCONTINUIDADES EN PLANTA DE LA

CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL. EN LA FIGURA SIGUIENTE SE PRESENTAN CASOS EN QUE LA DISTINTA ALTURA DE COLUMNAS PRODUCE DIFERENCIAS DRÁSTICAS DE RIGIDEZ


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ENTRE ELLAS, POR LO QUE LA FUERZAS QUE ABSORBEN LAS MAS CORTAS SON MUY SUPERIORES, AUNQUE ES TEÓRICAMENTE POSIBLE EQUILIBRAR LAS RIGIDECES VARIANDO LAS SECCIONES DE LAS COLUMNAS, ESTO NO SUELE LOGRARSE EN LA PRACTICA POR RAZONES DE FUNCIONAMIENTO DE LA CONTRUCCION.

DIFERENCIA DE RIGIDEZ ENTRE COLUMNAS DEL MISMO

NIVEL POR SU DISTINTA ALTURA LIBRE.

PARTICULARMENTE INDESEABLES SON SITUACIONES COMO LAS DEL

CASO C) DE LA FIGURA ANTERIOR QUE DAN LUGAR A LAS LLAMADAS COLUMNAS CORTAS,EN QUE LOS EFECTOS DE LA FUERZA CORTANTE DOMINAN A LOS DE FLEXION Y SE PREPICIA UNA FALLA DE TIPO FRÁGIL.

DE MANERA SIMEJANTE, NO ES CONVENIENTE QUE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL PRESENTE VIGAS CON RELACIONES CLARO A PERALTE MUY DISTINTAS, EN QUE LAS FUERZAS SE CONCENTRAN EN LAS CRUJIAS CON LAS VIGAS MAS CORTAS. POR OTRA PARTE, CONVIENE EVITAR QUE LA RELACION CLARO A PERALTE DE LAS VIGAS SEA PEQUEÑA (MENOR QUE 4) PARA QUE NO PREVALEZCAN LOS EFECTOS DE CORTANTE SOBRE LOS DE FLEXION.

ESTRUCTURACIONES QUE IMPLICAN CONCENTRACIONES

DE FUERZAS CORTANTES EN VIGAS.


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VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES BÁSICOS.

SE COMENTARAN ALGUNAS VENTAJAS Y LIMITACIONES, ASI COMO EL CAMPO DE APLICACIÓN DE LOS PRINCIPALES SISTEMAS ESTRUCTURALES DESDE EL PUNTO DE VISA DE LOS ATRIBUTOS BSICOS QUE LA ESTRUCTURA DEBE POSEER PARA UN BUEN DESEMPEÑO EN ZONAS SÍSMICAS; RESISTENCIA Y RIGIDEZ A CARGAS LATERALES CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA MEDIANTE DEFORMACIONES INESLASTICAS. MARCOS RIGIDOS.

EL MARCO TRIDIMENSIONAL ES UN SISTEMA MUY CONVENIENTE POR LA LIBERTAD QUE PERMITE EN EL USO DEL ESPACIO INTERNO DEL EDIFICO Y POR LA POCA OBASTRUCCION QUE LAS SECCIONES RELATIVMENTE PEQUEÑAS DE LAS COLUMNAS IMPONEN AL USO DE LA AREAS HABITABLES.

DESDE EL PUNTO DE VISTA SISMICO SU PRINCIPAL VENTAJA ES LA GRAN DUCTILIDAD Y CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA QUE SE PUEDEN LOGRAR CON ESTE SISTEMA, CUANDO SE SIGUEN LOS REQUISISTOS FIJADOS PARA TAL EFECTO PARA CADA MATERAL ESTRUCTURAL.

DICHOS REQUISITOS, ADEMÁS DE PROCURAR LA MAYOR DUCTILIDAD POSIBLE DE CADA ELEMENTO ESTRUCTURAL, TIENDEN A QUE SE PROPORCIONEN A ESTOS, RESISTENCIAS RELATIVAS TALES QUE SE DESARROLLEN MECANISMOS DE FALLAS QUE INVOLUCREN EL MAYOR NUMERO POSIBLE DE ARTICULACIONES PLASTICAS EN AQUELLAS SECCIONES DONDE SE PUEDE DISPONER DE MAYOR DUCTILIDAD.


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EL MECANISMO DE FALLA QUE SE PRETENDE PROPICIAR MEDIANTE DICHOS REQUISITOS ES EL LLAMADO DE “VIGA DEBIL-COLUMNA FUERTE” QUE SE MUESTRA A CONTINUACIÓN.

MECANISMOS DE DEFORMACIÓN INELÁSTICA

DE VIGA DEBIL-COLUMA FUERTE

DADO QUE EL COMPORTAMIENTO ANTE CARGAS LATERALES DE UN MARCO ESTÁ REGIDO POR LAS DEFORMACIONES DE FLEXIÓN DE SUS VIGAS Y COLUMNAS, EL SISTEMA PRESENTA UNA RESISTENCIA Y RIGIDEZ A CARGAS LATERALES RELATIVAMENTE BAJAS, A MENOS QUE LAS SECCIONES TRANSVERSALES DE ESTOS ELEMENTOS SEAN EXTRAORDINARIAMENTE ROBUSTAS. LOS EDIFICIOS A BASE DE MARCOS RESULTAN EN GENERAL CONSIDERABLEMENTE FLEXIBLES Y EN ELLOS SE VUELVE CRÍTICO EL PROBLEMA DE MANTENER LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES DENTRO DE LOS LIMITES PRESCRITOS POR LAS NORMAS.

LA ALTA FLEXIBILIDAD DE LOS EDIFICIOS A BASE DE MARCOS DA LUGAR A QUE SU PERIODO FUNDAMENTAL RESULTE EN GENERAL LARGO. ESTO ES FAVORABLE CUANDO EL ESPECTRO DE DISEÑO TIENE ORDENADAS QUE SE REDUCEN FUERTEMENTE PARA PERIODOS LARGOS, COMO EL QUE ES TÍPICO DE EDIFICIOS DESPLANTADOS EN TERRENO FIRME. POR OTRA PARTE, LLEGA A SER DESFAVORABLE CUANDO HAY QUE DISEÑAR PARA ESPECTROS DE DISEÑO CUYAS ORDENADAS CRECEN PARA PERIODOS LARGOS COMO EN LA ZONA DE TERRENO BLANDO DEL VALLE DE MÉXICO. AUN EN EL PRIMER CASO RESULTA DIFÍCIL CUMPLIR CON LOS REQUISITOS DE LIMITACIÓN DE DESPLAZAMIENTOS EN EDIFICIOS DE GRAN ALTURA, POR LO QUE EL CAMPO DE APLICACIÓN DE LOS EDIFICIOS ESTRUCTURADOS A BASE EXCLUSIVAMENTE DE MARCOS SE LIMITA A EDIFICIOS DE ALTURA BAJA O MEDIANA, A MENOS QUE SE RECURRA A MARCOS ESPECIALES, PARTICULARMENTE.


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SISTEMAS TIPO CAJÓN.

EL ARREGLO TRIDIMENSIONAL DE MUROS DE CARGA POCO SEPARADOS QUE CARACTERIZA ESTE SISTEMA ESTRUCTURAL, DA LUGAR A EDIFICIOS CON GRAN RIGIDEZ Y RESISTENCIA A CARGAS LATERALES.

LAS PROPORCIONES DE LOS MUROS SON EN GENERAL TALES, QUE DOMINA LA FALLA POR CORTANTE SOBRE LA DE FLEXIÓN Y POR TANTO NO SE PUEDEN ESPERAR BUENAS CARACTERÍSTICAS DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA EN CAMPO INELÁSTICO. AUNQUE ES FACTIBLE PARA EDIFICIOS DE MEDIANA ALTURA DIMENSIONAR LOS MUROS PARA QUE RIJA EN ELLOS LA FALLA POR FLEXIÓN, RESULTA NORMALMENTE MÁS VENTAJOSO APROVECHAR LA GRAN CAPACIDAD DE CARGA DE ESTOS ELEMENTOS Y DISEÑAR PARA FUERZAS LATERALES ELEVADAS QUE NO CONSIDERAN REDUCCIONES IMPORTANTES POR COMPORTAMIENTO INELÁSTICO.

EL CAMPO DE APLICACIÓN DE ESTOS SISTEMAS SE CONCENTRA A EDIFICIOS DE ALTURA BAJA O MEDIANA, NO POR LIMITACIONES ESTRUCTURALES, SINO PORQUE EN EDIFICIOS ALTOS ES DIFÍCIL MANTENER EN TODOS LOS PISOS UNA MISMA DISTRIBUCIÓN DEL ESPACIO EN ÁREAS PEQUEÑAS Y UNIFORMES, COMO EL SISTEMA REQUIERE.


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MARCOS RIGIDIZADOS

LAS MUCHAS VARIANTES QUE EXISTEN DE MARCOS RIGIDIZADOS CON CONTRAVIENTOS O CON MUROS. CONSTITUYEN UNO DE LOS SISTEMAS MÁS EFICIENTES PARA RESISTIR FUERZAS SÍSMICAS. MEDIANTE UNA ATINADA DISTRIBUCIÓN DE ELEMENTOS RIGIDIZANTES ES POSIBLE MANTENER LAS VENTAJAS DE LA ESTRUCTURA A BASE DE MARCOS EN LO RELATIVO A LIBERTAD DEL USO DEL ESPACIO Y A DUCTILIDAD, A LA VEZ QUE SE OBTIENE UNA ESTRUCTURA CON MUCHO MAYOR RIGIDEZ Y RESISTENCIA ANTE CARGAS LATERALES.

SIN EMBARGO, DEBEN CUIDARSE ALGUNOS ASPECTOS QUE PUEDEN HACER QUE EL COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE ESTOS SISTEMAS SEA INADECUADO. POR LA EXTREMA DIFERENCIA EN RIGIDEZ QUE EXISTE ENTRE LAS ZONAS RIGIDIZADAS Y EL RESTO DE LA ESTRUCTURA, LAS FUERZAS LATERALES SE CONCENTRAN EN DICHA ZONAS Y ASÍ SE TRANSMITEN A ÁREAS CONCENTRADAS DE LA CIMENTACIÓN. PUEDEN PRODUCIRSE, ADEMÁS, SOLICITACIONES EXCESIVAS EN LOS ELEMENTOS QUE CONECTAN AL RESTO DE LA ESTRUCTURA CON LAS ZONAS RIGIDIZADAS. CUALQUIER IRREGULARIDAD DE LOS ELEMENTOS RIGIDOS EN ELEVACIÓN IMPLICA LA TRANSMISIÓN DE FUERZAS MUY ELEVADAS. PARTICULAMETE CRITICA RESULTA LA TRANSMISIÓN DE LAS FUERZAS A LA CIMENTACIÓN, ESPECIALMENTE EN ESTRUCTURAS DESPLANTADAS EN SUELOS COMPRESIBLES. POR LO ANTERIOR HAY QUE EVITAR EN ESTOS SISTEMAS CONCENTRAR LA RIGIDEZ EN UN PEQUEÑO NUMERO DE ELEMENTOS (a) , Y HAY QUE PROCURAR DISTRIBUIR DE MANERA UNIFORME EN LA PLANTA DE LA ESTRUCTURA EL MENOR NUMERO POSIBLE DE ELEMENTOS RIGIDOS (b). CON ELLOS SE ELIMINAN ALGUNAS DE LAS VENTAJAS DEL SISTEMA, YA QUE LA OBSTRUCCIÓN AL USO DEL ESPACIO INTERNO PUEDE SER SIGNIFICATIVA.


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OTROS SISTEMAS.

EXISTE UNA GRAN VARIEDAD DE COMBINACIONES DE LOS SITEMAS ESTRUCTURALES BÁSICOS QUE PUEDEN EMPLEARSE CON ÉXITO EN ZONAS SÍSMICA. SE MENCIONARAN ALGUNOS, CON REFERENCIA PRINCIPALMENTE A EDIFICIOS ALTOS.

BUSCANDO MANTENER LA MAYOR PARTE DE LA PLANTA DEL EDIFICIO RELATIVAMENTE ABIERTA Y CON POCA OBSTRUCCIÓN POR COLUMNAS Y MUROS, HA TENIDO MUCHA ACEPTACIÓN EN LA ESTRUCTURACION DE EDIFICIOS ALTAS EL CONCEPTO DE SEPARAR LAS FUNCIONES DE RESISTIR LAS CARGAS VERTCALES Y HORIZONTALES EN 2 SISTEMAS ESTRUCTURALES INDEPENDIENTES. ASI, MIENTRAS EN LA MAYOR PARTE DE LA PLANTA LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES SON MUY FLEXIBLES Y ABSORBEN SOLO UNA PARTE PEQUEÑA DE LAS FUERZAS LATERALES, EN OTRA PARTE EXISTEN ELEMENTOS MUY RIGIDOS QUE TOMAN LAS CARGAS LATERALES. LOS SITEMAS RIGIDOS PUEDEN SER UBICADOS EN GRANDES NÚCLEOS CENTRALES ASOCIADOS A LOS SERVICIOS DE ESCALEDRAS Y ELEVADORES, O DISTRIBUIDOS A LO LARDO DE LAS FACHADAS DEL EDIFICIO.

ESRUCTURACION CON NÚCLEO CENTRAL.

LA SOLUCION DE RESISTIR LA TOTALIDAD O LA GRAN MAYORIA DE LAS FUERZAS SÍSMICAS EN UN SOLO NÚCLEO CENTRAL, TIENE EL INCONVENIENTE DE PRODUCIR UN FUERTE MOMENTO DE VOLTEO EN LA BASE DEL NÚCLEO CON LA CONSECUENTE TRANSMISIÓN DE FUERZAS MUY ELEVADAS A LA CIMENTACIÓN. POR LO TANTO, ESTA SOLUCION NO ES APROPIADA PARA EDIFICIOS ALTOS SOBRE TERRENO COMPRESIBLE. MUCHAS SON LA VARIANTES EN QUE PUEDEN APROVECHARSE LAS FACHADAS ARA RIGIDIAR AL EDIFICO, CON LA VENTAJA DE DISTRIBUIR LA RESISTENCIA EN TODO EL PERÍMETRO Y DE MINIMIZAR LA TRANSMISIÓN


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DE ESFUERZOS A LA CIMENTACIÓN, ASI COMO DEPERMITIR EL LIBRE USO DEL ESPACIO INTERIOR. LAS SOLUCIONES VAN DESDE USAR MARCOS MUY ROBUSTOS EN LA DACHADA POR LAS PROPORCIONES DE SUS MIEMBROS, O POR EL ESPACIAMIENTO MUY CERRADO DE LAS COLUMNAS, COMO SE MUESTRA EN LAS SIGUIENTES FIGURAS.

ESTRUCTURACION CON MARCOS ROBUSTOS

EN FACHADA Y MUROS INTERIORES FLEXIBLES. EN ESTE PRIMER CASO HAY QUE CUIDAR QUE LAS RELACIONES CALRO A PERALTE DE LAS VIGAS NO SEAN TAN PEQUEÑAS QUE HAGAN QUE LA FALLA POR CORTANTE PREVALEZCA SOBRE LA DE FLEXION.


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ESTRUCTURACION CON FACHADA RIGIDIZADA POR COLUMNAS POCO

ESPACIADAS. EN ESTE SEGUNDO CASO, NO ES POSIBLE USUALMENTE CUMPLIR CON EL CONCEPTO DE FIAS DEBILES-COLUMNAS FUERTES, YA QUE LA RESISTENCIA EN FLEXOCOMPRESION DE ESTAS ULTIMAS RESULTA CRITICA EN EL MODO DE FALLA. SIN EMBARGO, POR EL NUMERO ELEVADO DE COLUMNAS EN LOS MARDOS DE FACHADA, LAS CARGAS AXIALES SOBRE CADA UNA RESULTAN MODERADAS, POR LO QUE ES POSIBLE DIMENSIONARLAS PARA OBTENER UN COMPORTAMIENTO RAZONABLEMENTE DÚCTIL. EN LAS DOS SITUACIONES ANTERIORES LA FACHADA FUNCIONA COMO UN GRAN TUBO QUE ENVUELVE AL EDIFICIO Y LE PROPORCIONA ALTA RESISTENCIA Y RIGIDEZ A CARGAS LATERALES. LA RIGIDIZACION DE LA FACHADA PUEDE LOGRARSE TAMBIEN MEDIANTE COMBINACIÓN DE MARCOS Y CRUJIAS CON CONTAVIENTOS O CON MUROS DE RIGIDEZ. UNA FORMA MUY EFICIENTE DE RIGIDIZACION ES MEDIANTE EL USO DE MACRO-MARCOS EN LOS QUE LOS MUROS DE RIGIDEZ, O CONTRAVIENTOS, ESTAN ACOPLADOS POR ELEMENTOS HORIZONTALES DE TODA LA ALTURA DE ENTREPISO. EL CONJUNTO FORMA UN MARCO EQUIVALENTE DE GRANDES PROPORCIONES.


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EDIFICIOS RIGIDIZADOS CON MUROS DE CONCRETO ACOPLADOS.


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EDIFICIOS RIGIDIZADOS CON CONTRAVIENTOS.

EL MÁXIMO APROVECHAMIENTO DE LA FACHADA ES MEDIANTE UNA RIGIDIZACION TOTAL CON CONTRAVIENTOS, DE MANERA QUE SE FORMA UNA GRAN ARMADURA VERTICAL QUE ENVUELVE AL EDIFICIO. AUNQUE NO ES FACIL LLEGAR A SOLUCIONES ESTETICAS Y FUNCIONALMENTE ACEPTABLES, SE HAN LOGRADO EDIFICIOS ALTOS MUY BIEN RESUELTOS CON ESTE SISTEMA.


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EJEMPLOS DE EDIFICIOS REALES CON FACHAS RIGIDIZADAS

CON CONTRAVIENTO COMPLETO.


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CIMENTACIONES.

EL COMETIDO DE UNA CIMENTACIÓN DURANTE UN SISMO ES PROPORCIONAR AL EDIFICO UNA BASE RIGIDA CAPAZ DE TRANSMITIR ADECUADAMENTE LAS ACCIONES QUE SE PRODUCEN POR LA INTERACCION ENTRE EL MOVIMIENTO DEL SUELO Y EL DE LA ESTRUCTURA, SON QUE SE GENERAN FALLAS O DEFORMACIONES EXCESIVAS EN EL SUELO DE APOYO.

LOS PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO DE LAS CIEMTNACIONES CONSIDERANDO LOS EFECTOS SISMICOS, QUEDAN DUERA DEL ALCANCE DE ESTE TEXTO. SOLO EXPRESAREMOS ALGUNOS PRINCIPIOS GENERALES Y HAREMOS ALGUNAS RECOMENDACIONES DE CARÁCTER CUALITATIVO.

CUANDO ES FACTIBLE ELEGIR EL SITIO DONDE E UBICARA LA EDIFICACIÓN, ES PREFERIBLE UN LUGAR DE TERRENO FIRME, LIBRE DE PROBLEMAS DE LAS AMPLIFICACIONES LOCALES DEL MOVIMIENTO DEL TERRENO QUE PUEDEN PRESENTARSE EN UN SUELO BLANDO, Y DE LOS ASENTAMIENTOS EXCESIVOS Y PERDIDA DE CAPACIDAD DE APOYO QUE PUEDEN OCURRIR POR LA LICUACIÓN DE ALGUNAS ARENAS POCO COMPACTAS.

SI EL EDIFICIO HA DE UBICARSE EN UN SITIO CON ESTAROS IMPORTANTES DE TERRENO BLANDO, ES PREFERIBLE BUSCAR APOYO DE LA ESTRUCTURA EN ESTAROS FIRMES MEDIANTE DIMENTACIONES PROFUNDAS. SE ELIMINAN ASI LAS TRASLACIONES Y ROTACIONES IMPORTANTES DE LA BASE DEL EDIFICIO QUE INCREMENTAN SUS DESPLAZAMIENTOS LATERALES. CUANDO ESTO NO SEA FACTIBLE, DEBERA CONSIDERARSE LA INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA. LA EXCAVACIÓN DEL TERRENO BLANDO PARA ENTERRAR LA ESTRUCTURA AL NIVEL DE DESPLANTE MAS BAJO QUE ES ECONÓMICAMENTE FACTIBLE, ES FAVORABLE PARA UNA MEJOR TRANSMISIÓN DE LAS FUERZAS ENTRE LA ESTRUCTURA Y EL SUELO.

EN GENERAL, PARA LA ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN, ES DESEABLE SEGUIR LOSMISMO LINEAMIENTOS QUE SE HAN RECOMENDADO PARA ESCOGER LA FORMA DE LA ESTRUCTURA, TALES COMO SIMETRÍA, REGULARIDAD Y DISTRIBUCIÓN UNIFORME, POR LAS MISMAS RAZONES QUE ENTONCES SE EXPRESARON.

ASI POR EJEMPLO, DEBE EVITARSE AL MÁXIMO COMBINAR SISTEMAS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIALES Y PROFUNDOS, SE PROCURARA QUE LAS CARGAS VERTICALES SE DISTRIBUYAN SIMÉTRICAMENTE, QUE LOS MOMENTOS DE VOLTEO NO SEAN EXCESIVOS, Y QUE LA ESTRUCTURA NO SEA MUY ALARGADA EN PLANTA.


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OTRO PRINCIPIO GENERAL QUE DEBE SEGUIRSE ES BUSCAR QUE LA CIMENTACIÓN TENGA UNA ACCION DE CONJUNTO, QUE LIMITE EN LO POSIBLE LOS DESPLAZAMIENTOS DIFERENCIALES HORIZONTALES Y VERTICALES ENTRE LOS DISTINTOS APOYOS. RESULTA RECOMENDABLE LIGR LAS ZAPATAS ENTRR SI MEDIANTE VIGAS, YA SEA QUE ESTEN SOBRE EL SUELO O SOBRE PILOTES. SALVO QUE SE DISPONGA DE UN MEJOR CRITERIO, ESTOS ELEMENTOS DE LIGA DEBEN PODER RESISTIR AL MENOS 10% DE LA MAYOR CARGA VERTICAL DE LAS COLUMNAS ADYACENTES.

ZAPATA AISLADA CON TRABE DE LIGA.

MECANISMOS PARA RESISTIR CARGAS LATERALES IMPORTANTES

EN CIMENTACIONES PILOTEADAS.


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LAS PRINCIPALES ACCIONES QUE DERIVAN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS PRODUCIDAS EN LA ESTRUCTURA SON CARGAS AXIALES POR LOS MOMENTOS DE VOLTEO Y FUERZAS CORTANTES. LOS MOMENTOS DE VOLTEO USUALMENTE NO CONSTITUYEN UN PROBLEMA PARA EL EDIFICIO EN SU CONJUNTO, AMENOS QUE ESTE SEA MUY ESBELTO; SIN EMBARGO, SI PUEDEN SER CRITICOS LOS MOMENTOS EN LA BASE DE MUROS QUE TOMEN LA MAYOR PARTE DE LAS CARGAS LATERALES. EN ESTOS CASOS DEBE PONERSE CUIDADO ESPECAIL EN QUE LAS PRESIONES VERTICALES NO EXCEDAN DE LOS VALORES PERMISIBLES DEL TERRENO O LA CAPACIDAD DE CARGA DE LOS PILOTES QUE CONSTITUYEN EL SISTEMA DE CIMENTACIÓN. LAS CARGAS AXIALES DEBIDAS AL MOMENTO DE VOLTEO PUEDEN, EN EDIFICIOS ESBELTOS, GENERAR FUERZAS DE TENSIÓN QUE EXCEDAN LAS COMPRESIONES DEBIDAS A LAS FUERZAS DE GRAVEDAD. DEBERÁN EN ESTE CASO DISEÑARSE PILOTES O ANCLAS QUE PUEDAN ABSORBER DICHAS TENSIONES.

EL OTRO ASPECTO, CON FRECUENCIA OLVIDADO POR LOS DISEÑADORES, ES QUE LA CIMENTACIÓN DEBE PODER TRANSMITIR LAS CORTANTES BÁSALES AL TERRENO. EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES ES USUAL SUPONER QUE LA MAYOR PARTE DE LA CAPACIDAD DE RESISTIR LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE LA PROPORCIONA LA FRICCIÓN ENTRE EL SUELO Y LA CIMENTACIÓN. ASÍ, LA RESISTENCIA TOTAL AL MOVIMIENTO DE LA ESTRUCTURA PUEDE TOMARSE IGUAL AL PRODUCTO DE LA CARGA MUERTA MÁS LA CARGA VIVA MEDIA DE LA ESTRUCTURA, MULTIPLICADO POR EL COEFICIENTE DE FRICCIÓN CORRESPONDIENTE.

LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS NORMALMENTE CONSTAN DE UN CAJÓN, CUYA RESISTENCIA Y RIGIDEZ NATURALES SON ÚTILES PARA DISTRIBUIR LAS FUERZAS SÍSMICAS EN EL SUELO, EVITANDO LOS DESPLAZAMIENTOS DIFERENCIALES.


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TIPOS DE LOSAS DE CIMENTACIÓN.


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PARA TRANSMITIR LAS FUERZAS CORTANTES SE CUENTA EN ESTE CASO TAMBIÉN CON LAS PRESIONES PASIVAS DEL SUELO EN LAS PARTES LATERALES DEL CAJÓN, AUNQUE PARA APROVECHAR ESTA ACCIÓN DEBEN TOMARSE MEDIDAS ADECUADAS, COMO CUIDAR QUE EL SUELO ESTÉ BIEN COMPACTADO, Y QUE LOS MUROS ESTÉN ADECUADAMENTE DISEÑADOS PARA RESISTIR DICHAS PRESIONES PASIVAS (a). EN EL CASO DE DIMENSIONES GRANDES PUEDEN NECESITARSE MUROS INTERIORES, ADEMÁS DE LOS PERIFÉRICOS, PARA DAR SUFICIENTE RIGIDEZ Y RESISTENCIA A LA CIMENTACIÓN. EL USO DE PILOTES INCLINADOS ES MUY EFECTIVO PARA RESISTIR LAS FUERZAS LATERALES INDUCIDAS POR EL SISMO, SIN EMBARGO TIENDE A CONCENTRAR EN LOS PILOTES CON MAYOR INCLINACIÓN LAS FUERZAS INDUCIDAS POR EL SISMO, DEJANDO CON POCA EFECTIVIDAD LOS PILOTES VERTICALES O CON POCA INCLINACIÓN (b).

MECANISMOS PARA RESISTIR CARGAS LATERALES IMPORTANTES EN CIMENTACIONES PILOTEADAS.

EL MOVIMIENTO DEL TERRENO GENERA DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES RELATIVOS A DISTINTAS ALTURAS DEL DEPÓSITO DE SUELO. EN CONSECUENCIA, LOS PILOTES SE FLEXIONAN, GENERÁNDOSE EN ELLOS FUERZAS CORTANTES Y MOMENTOS FLEXIONANTES, ADEMÁS DE LAS CARGAS AXIALES .


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DEFORMACIÓN DE PILOTES POR EFECTO DE LA CARGA LATERAL.

EL DISEÑO DE ESTOS ELEMENTOS DEBE CONSIDERAR TALES ACCIONES. LA MÁS DIFÍCIL ES DETERMINAR LA MAGNITUD DE LOS ELEMENTOS MECÁNICOS CITADOS. DAVISSON Y ROBINSON (1965) PROPONEN UN PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS PARA PILOTES DE DISTINTAS LONGITUDES EN SUELOS COHESIVOS Y NO COHESIVOS.

NO SE RECOMIENDA, POR LAS RAZONES EXPUESTAS PÁRRAFO ANTERIOR, EL USO DE PILOTES O PILAS SIN REFUERZO LONGITUDINAL. SE SUELE ESPECIFICAR UN REFUERZO NOMINAL MINIMO DE 0-25 A 0.5 POR CIENTO, O DE 4 VARILLAS DEL NÚMERO 5. ADEMÁS, EXISTE LA TENDENCIA EN SISMOS SEVEROS A LA FORMACION DE ARTICULACIONES PLÁSTICAS EN LAS CABEZAS DE LOS PILOTES, POR LO QUE ES APROPIADO CONFINAR ESTAS ZONAS MEDIANTE REFUERZO TRANSVERSAL, DE LA MANERA COMO SE HACE EN COLUMNAS. SE PREVIENEN O MITIGAN ASÍ FALLAS QUE SERÍAN DE MUY DIFÍCIL REPARACIÓN.

ES USUAL EN EL ANÁLISIS DE LAS ESTRUCTURAS CONSIDERAR QUE LOS ELEMENTOS VERTICALES ESTÁN EMPOTRADOS A NIVEL DE CIMENTACIÓN. SIN EMBARGO, LAS ROTACIONES EN LA BASE DE COLUMNAS Y MUROS DESPLANTADOS EN CIMENTACIONES NO TOTALMENTE RIGIDAS, PUEDEN ALTERAR SIGNIFICATIVAMENTE LA DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS EN


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LA ESTRUCTURA Y LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES DE LA MISMA. PARTICULARMENTE SIGNIFICATIVOS SON LOS MOVIMIENTOS QUE PUEDEN PRESENTARSE EN LA BASE DE MUROS O CRUJÍAS CON CONTRAVIENTOS, LOS QUE ATRAEN GRANDES FUERZAS LATERALES QUE GENERAN ALTOS MOMENTOS DE VOLTEO EN SU BASE. A MENOS QUE SE CUENTE CON UN APOYO SUMAMENTE RÍGIDÍDO CON CIMENTACIÓN SUPERFICIAL SOBRE UN SUELO MUY FIRME O CON PILOTES PROFUNDOS SOBRE ESTRATOS MUY RESISTENTES (COMO EN LA SIGUIENTE FIGURA),SE TENDRÁN ROTACIONES EN LA BASE DE ESTOS MUROS QUE DISMINUIRÁN RADICALMENTE SU EFICIENCIA PARA RIGIDIZAR LA ESTRUCTUR Y MODIFICARÁN LA DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS.

ESQUEMA DE CIMENTACIÓN DE MUROS DE RIGIDEZ.

PARA FINES DE RESISTENCIA A FUERZAS SÍSMICAS LOS PILOTES DE PUNTA SON MUCHO MÁS EFECTIVOS QUE LOS DE FRICCIÓN, YA QUE PROPORCIONAN UN APOYO MAS FIRME PARA ABSORBER LAS CARGAS AXIALES INDUCIDAS POR EL MOMENTO DE VOLTEO. EN LA ZONA DE SUELO BLANDO DE LA CIUDAD DE MÉXICO SE HAN PREFERIDO TRADICIONALMENTE LOS PILOTES DE FRICCIÓN, YA QUE ÉSTOS PEMITEN QUE EL EDIFICIO SIGA EL HUNDIMIENTO REGIONAL DEL SUELO. SIN EMBARGO, EN EL SISMO DE 1985 FUERON FRECUENTES LOS CASOS EN QUE ESTOS PILOTES NO PUDIERAN SOPORTAR LAS CARGAS AXIALES DEBIDAS AL MOMENTO DE VOLTEO Y PENETRARON EN EL SUELO EN FORMA ASIMÉTRICA, DEJANDO AL EDIFICIO INCLINADO. EXISTEN ALGUNAS


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SOLUCIONES QUE TRATAN DE REUNIR LAS VENTAJAS DE LOS DOSTIPOS DE PILOTES, COMO LOS DE PILOTES DE CONTROL.


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criterios de estructuración bajo sismo

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