estructura para arquitectos. capítulo ii

8/7/2019 Estructura para Arquitectos. Capítulo II

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Cap ! tu lo D os

Car'ga's que actuan

sobre las estructuras

2.1 Flnalldad de 18estructura

Las estrucruras S9 construyen si mpre pa curnofir una f ialidad d finida.

Es 'consider cion uilli aria consiuye un de I s dl renci s esenci Iees ructura y escuttura: 0 existe Ie struc ra per la s ruct ra mist ,

La hnalidad principal de ' Iaestruct raes cerrar y del imit run espacio, aun-que, en ocasiones se lacons .. y ,e tarnbien para urur dos pun os, como n el c -

so e los puenes y ascensores. 0 par resis if la accion de lue as n tural s,en las p esas de e balse 0 los rnuros de contencion.

Las es ctur s arcuit ctonicas. n particular, cierran y delimi an un sp -

cio lin de tornado uttl para na uncion delerminada. Su utli ad deriva, par ,1 0

general, de la separ cion a al 0parcial en re I spacio sf d liml ado y los f c-

to es.atmeste icos, y puede no requerir sucsr amientocompleto: el techo envo-

I~dizo de un s adio pro ege a los especladores de las inc lemencias clirna leas,Sin enee rarlos eo un espacio. ,(Fig. 2.1).

EIespacio ce rado puede servir p ra rr u chas flnaJidades distin as: protec-

ci6~ ~e I familia, fabricaci6n de productos indus! lales, cui oretiqioso, entre-emrruentos de los ciud dos, reuni6n de legisladore _. inalidades dl e en s,

servidas par espacios dlfe emes, eXlgen esuucturas drterentes: pe otocas las

es uc uras, por el simpe hecho de s .xiste cia. eSIAnsometidas a I accionde di ersas caroas, y deben resistirlas. S610en casas raros la resistencia .tas

cargas es la inalidad prirnaria de una estruct r : por 10cornun. las carg s sonn mall necesario e in vitable,

2..2 Ca.rgas

2.3 Carga parmanente

EI inevi b le peso propro dela eSJUCur y el de todas las car~as cons tan-

temen.e aplicedas sobre ella, consutuyan su carga peimsaente (Ig. 2.2), Una

de las paradojas del proyecto de estructura esque debemos conocer de ante-mano la c8r.ga musrta a fin de proyectar Iaastructura. y esa carg . nop~ede de-terminarse hasta anto nose hayaproyectado laestructura, Las dirnensiones deun slernento estructural dependen fundamentalm n e de las carg,asque actu-

an sabre el y una de elias es lacarga permanente,la cual a S _vet de ende delas dimensiones delelernento. EIprovectista ,esa.obligadoa cornen ar elcalcu-10de una eSJuctura co jeturando sus dimensiones y, por tanto, su carga per-manente.luego, Iesuma odas las demas carqas, ventica su rasistsncla yal ter-

minar sus calcu los descubre si su conietura ue correcta S610la prolo gad

praClica impedira innumerables conjsturas err6neas en al di~ei'\O dees~r~ctu.ras, La veri ficaci6n de laresistsncia a cargas daoas, de 0 inado .a~tI lJs/S es-

true/ural, es una operacion reletivemente rutinaria.La conietura IrlIClal, lIama-

da diseflo estJuctural, debe provenir de la sxpenencra. y a men do esresulta-

Ladeerminaci6n de las C8' gas que actuan sobre unaes r ctura sun pro-blema complejo. a nat raleza de las cargas vart fundamentalmente can el

p 0 aero. con los ma eriales y con el emplazamieno de la estruc ura. Las con-oiciones de carga de una misma estruct ra pueden modi icarse de tiempo enuempe, 0 ien cambiar rapidarnente de un instante a otro,

l~rgas mas rrnpo antes Que soporta una as ructura arquitectontcajio,sufren cambios bruscos: se las denomina e ste ic 5y COnsituyen la base parael dise 0-00 fa es ructua- - -

A fin de simplilic rla erificacion de la r sistencia estrucural. las carg smas comunes no se evalu n en la prac tica case por caso: las sugiaren. e Inctu-

so las dictan, a l proyec ist los conjuntos de normas y reglamen acio as con-enidos en los coorqos de edifrcaciOn. La car. 8. que debe:l:esisir al piso de:.,:un

edi icio varia de tal anElfC!._egun ' Iacan Ii dad de o~\:!paQ.les.ladistrib~ci6n de

Ed' oria l1 8 CP67 E itorialHI CPS7



do de una intuici6n casi artlstica, mas que de calculos cisnt t icos.

La carga permanente es, en muchas casos.Ia carga mas importante apl i-

cada a una estructura. Puede superar var ies veces a todas las dernas cargas,

sobre todo en estructuras de gran tarnano y en las consrruidas can maeriales

pesados. Enpuentes, enechos sobre amplias areas abiert s (halfs. iglesias. te-

a (as), en estrocturas de piedra y albaniler ia de t ipo rnacizo (columnas, can ra-

ueres), elpeso propio dicta a menudo las dimensiones de los elementos resis-

entes. En algunos casos el peso propio no s610es importan e, sino u il e inclu-

soesenciaJ. como en el caso de tas presas de embalse del tipo de gravedad,donde se 1 0 usa para resist ir la presion horizontal del agua.

Enciertos casos, los materiales es ructurales modernos, como el acero de

al aresistencia. Ihormig6n armada 0elaluminio. disminuyen la irnportancia del

peso propio en relaci6na las o.ras cargas. perc en caso alguno es posible pa-

sarlo por alto. Su ca ac eris ica principal es su p esencia continua:es na car-

ga permanente.

La carga permanente se catcula con faci lidad. Una vez deerminadas las

dimensiones de la estructura sabre la base de Iaexperiencia previa. se calcu-

la su peso can ayuda de las ablas de p sos unia ios de materiales esi rue u-

ales. Vemos asl como el peso media del hormig6 varia de 1.700 a 2.500 ilo-

qramos par metro cubico. el del acero es de ?5.600 ki logramos por metro cu-

bieo y eldel aluminio, una ercera parte del acero, mientras lamadera pesa, co-

a promedio, 800 kilogramos par metro cobico, yel ladrillo 6.000 kilogramospor metro cubico.

Ladi erencia en el peso delos diversos materiales inftuye sobre las dimen-

siones de tos elementos estructuraJes; pero.,como se vera mas adelante. el fac-

tor esencial para decidir la elieiencia de unmaterial estructural es la relaei6n en-

tre el peso dela unidad de volumen y la resisencia. Asi para determinadofin,

tas pares de metal no son necesariamen.e mas pesadas que las dehormig6n

re!orzado, aunque los pesos de los rna eriales parecisran indicarlo.

Aunqueexiste poca incert idumbre ace ca del peso propio. su calculo esta-

rea cansadora y tediosa. Const ituye tambisn una rarea fundamental, puesla

can idad de material empleado en una estructura es.,conjuntamente can larna-

no de obra, uno de los mas imporantes componentes del coste.

2.1 Protecci6n parcial contra las inclemencias climalicas.

Peso prop1o

2. 4 Carga I.HI.I

Todas las cargas, excepci6n hecha del peso propio de laestructura, sede-

nominan csrqes atites (Fig. 2.2). sta cateqorla incluye todos los pesos tnoviles

que debe soportar: seres humanos y animates, maquinas y accesorios, mam-

paras y otros elementos no estructurales, lIuvia. hielo y nieve. La presi6n 0 sue-

cion del v iento, lapresion del agua y elempuje de la t ierra, se inc luyen tarnbien

entre las cargas utites.

Se di jo antes Que muchas de estas cargas son de indole tan incierta que

requieren laf ijaci6n de valores "prornedio" en loscodiqos de edificaci6n. Asl,

pues, segun el C6digo de Edificaci6n de Nueva York, la carga util sobreel p i-

so de un edi ficio de departamentos se supones iqual a una carpa uniforme de

1 0 kilogramos por metro cuadrado, mi ntras la carga sobre el piso de un de- 2 ..2 Paso proplo y cargas utlles,

EditonaJ20 CPG7 Editorial 21 CP 7



p6si 0 debe considerarse igual a 5 0 ki loqrarnos par metro cuadrado. lnc lusolas mamparas, que actuan sabre una superiicie pequef"ia , han de distribuirse

sabre I ota lida de la superficie del piso, en isla de la inseguridad de sus em-

plazarrue os: se los considera como una carga de 44 a 220 ilogramos por e-t ro cuadrado. sequn su tipo y cantidad

Las cargas u iles sugeridas par los c6digos son generalmen e an co ser-

adoras que, para evuar cargas utiles urealas, los c6digos permiten reduccio-nesde carga U II que dependan del nurnero de pisos de un edificio y el ar a sos-

ten ida par un el menta s rue ural unico, par lemplo, unacolumna. Las reduc-c iones de la carga u il tienen en cuent la posibil idad de negligencia _

Cada piso del edl icio 0 odo el area sostenid par un elem nto estruc ura l

unico, so or an simul anaamen e I a al de la carg u il.I peso de lanieve depende del c lima de laregi6n donde se levanta el edi-

rcio: sequn los c6digos, equivale a 250 kilogramos por me rocuadrado enla 0-

na sep en rional de Canada. y a 170 kilo ramos or me ro cuad ado en la ciu-

dad de Nueva York.Esd l Icil determin r can cierta xac i ud la carg debida al v i nto sabre un

edl icio, pues depende de laveloc idad del primero yde laforma y superf icie del

segundo ( Ig.2.3). Seconocen con cierto grado de seguridad las velocidadesmedias del visnto. p (0es prac icamen e imposible medir la velocidad instan-

ansa maxima de un huracan, 0pred cir la velocidad maxima que alcanzara

elviento en una determinada localidad. Lainfluencia del edificic mismo presen-a inseguridades aun mayores:su forma puede producir presiones 0succiones,

y la aspe eza de su superficis puede mooif icar e l va lor de las presiones loca-

les. Como cuiera que sea los c6digos prescr iben presiones 0 succiones pre-visoras. urutorrnas: estes valores S8 revisan de tismpo en tiarnpo a fin de ornar

enconsideraci6n lacontinua acumulaci6n de conocimientos enel campo de la

aerooinarnica La acci6n dinarnica de las cargas debidas al viento se conside-rara en la Secci6n 2.6.

Por medio de sis emas estructurales adecuados, es posible res ist ir el pe-so propio y otras cargas verticales debidas ala atracci6n del planeta. Las pre-siones y succiones del vien 0, y otras cargas horizontales, requier n, en oca-siones, un sistema eslructural distin 0 para absorberlas. n la parte inferior de

los puentes (Fig. 2.4), suelen verse sistemas horizontales de arriostrarniento

contra I viento, mientras los sistemas verticales de arriostrarniento se h lIanpar 1 0 cornun ocultos dentro de las paredes de la mayorla de los edificios.( Ig.25).

Los edificios con porticos (ver capl ulo 8) pueden tener reticulados contra

el viento en pisos alternados con diagonales 0paneles (Fig.2.6 (a». En la torre

Fiatde Parls, disef"iada por Weiblinger Asociados. los paneles estan ubicadosen los oorticos de las paredes exteriores. Estes estan perforados por abertura

de ventana que disminuyen de lacimaa laparte inferior. aurnentando aslla (uer-

za de corte de los paneles a medida que aumenta el v iento (Fig. 2.6 (b)). En al-gunos edificios las paredes exteriores son reticuladas en diagonal. (Rg. 8.20).

2.3 Calga de viento.

2.4 Sis srna hor izontal de arr iost ramiento contra

el len 0

Ed i O I 'i al 22 CP67rd,IOII;)1 23 CrG7

2.5 Sis ema erticat de

arriostramienlo contr::l

viento.



25 Cargas tllrmlcas y do asentamlento

Todas las es ructuras estan expuestas a carnoios de emperalura, y vart ne forma y dimensiones durante 81 CIcio de lemperaturas diurnas y nocturnas,como tarnbien durante 81 ciclo mas prolongadc. de invierno y verano. Los etec-os de la variaciOn de dimensiones debida a ladilataciOn y contraccion terrni-cas, equivalen a menudo a grandes cargas,las cuales pueden resultar muy pe-

l igrosas por ser invisibles. Un sencillo eierno'o de este tipo de condiciones decarga astara para indicar su indole e importancia

Un puente de acero cruza un r io con un ancho de 0 metros (Fig.2. 7); luecons ruido en invierno, mientr sit mpe aura edia era . 5g rados centigra-dos. nun dia calido de verano, la emperatura del aire lIeg a 35 grados y I

P en e se duat porque adquiere la tem fa fa d Iaire qu Ie rod . Iaumen-o de long; ud, que puede calcularse n solo 33 milimetros, es p ueno com-

parado con su longitud original. Pero SI los apoyos del puen e no permi en es-tealargamieno, deben desarrollar enel una carga hori on alde compresiOn ca-paz de reducir la longi u a su valor e invierno (Fig.2. 7). Como elacero es muyrigido a la camp esion, S8 requiere una carga muy elevada para reducir la lon-gitud en 33 rnil lrnetros: es a carg es Ian grande que ago aria lamitsa de 18 re-sisteacie del eceto. Laforma eviderne de eliminar semejan e sobreca ga esper-

mitir lavariaciOn de longitud del puente cuando cambia la tempera ura. 11 0 seace, por 1 0 cornun. apoyando unode los extremos del puen e sobre un " alan-cln'. (Fig. 2.8).

Debido a condiciones errnicas las est ruc uras muy al s y los edificiosequipados con aire acondicionado pueden tarnbien d sarrollar ensiones (v rSecci6n 7.4).

Analoqa condiciOn de dilataci6n terrnica, de consecuencias ist inias percigualmen 9 peligrosas. saencuentra enlasgrandes cupulas Cuando la empe-ratura ex erior aumenta 0 disminuye, la cupula tiende a dilatarse 0 a con traer-S9. Como por Io cornun los apoyos subterraneos, qU9 se mantienen a tempera-tura constante, Ie impiden tanto una cosa como laotra, la cupula se desplazafundamentalmente hacia arriba 0 hacia abajo: "respira" ( ig. 2. ). a parte su-perior de una cupula que cubre unsalon vidriado, con una luz de 60metros, pue-

de desplazarse hacia arriba y abajo hasta 7,5cmdebido a loscambios de m-peratura, y si las paredes sig n ese movimien 0, el vidrio se rompe. I peligroS9 elirnina usando un tipo especial de apoyo deslizante.

Durante elcicio lermico diario, cuando un lado se calien a mas que elotro,se desarrollan en toda cupula cargas terrnicas mas complicadas. La cupulacambia de forma de manera asirnetrica (Fig. 2.1O); las tsnsiones debidas a es-ta deformaciOn pueden ser elevadas y su evaJuaciOnresulta dillcil.

Estos sencillos eiernplos ponen de rnanifiesio que toda esrructura es par-t icularmente sensible a los cambios de tempera ura si debido a su forma. 'a lascondiciones de apoyo y a los matenales. t iende a reslringl'r los carnbios de di-mensiones debidos a latemperatura, Parotra carts. elcornportamiento satisfac-

torio oaio la acci6n de las cargas exige que laestructura sea rlqida. Por consi-guiente, los requerirnientos de rigidez y los plan eados par las cargas terrnicasson contradictories. Cuando una es r crura hade r sis ir rg s p sad sy pe-

(a)(b)

2,6 Reliculados: (a) panel de porucos in sr ior as: (b ) Tor re rat de Paris.

90m

1.65~ C

90m

35" C

gO m

JS" C

2.7 Carq t~rmica.

Ilorial 24 CP 7Edl\ori I 2S CPG7



queries cambios de temperatura, puede ser r igida. Toda vez que deba resist irgrandes eambios de temperatura y cargas relativamente pequertas, debe ser

l Iexible a l in de absorber tales eambios la sstr ctura resiste con exito ssta con-diei6n de earga cediendo a ella, en lugar de combatir la.

Otra condici6n euyos eleetos equivalen a los de cargas pesadas: puedeobedscer al asentamiento irregular de las lundaciones de un edi icio. Someti-do alpeso de unedil icio, unsuelo de resis encia nouniforme puede ceder mas

en una parte especif ica de la fundaci6n Queen otras Las dellexiones del sue-10 redueen elapoyo de lalundaci6n en ciertas areas,y lapar e de edi icio situa-da sobre elias sesepara par desgarramiento del resto [Fig. 2.11 (a)), 0 bien cuel-ga parcial mente de 1 2 1 [Fig. 2.11 (b)]. EIasentamiento no uniforme no aplica aleorficio ninguna carga adieional, pero su parts apoyada soporta una carga ma-

yor, y de ipo dis into,que aouet la para tac al fueproyectado. La parte noape-yada del edificio tarnbien S8 halla sometida a un esfuerzo, tal como 10 d mues-

tra la def lexi6n de sus vigas [Fig. 2.11 (bl).Los esluerzos terrnicos y de asentamiento son ejemplos de una ca egorl-

a de tension debida mas a deflexiones que a cargas. Unmodelo de estructu-

rasometida a tension, pero sin carga, puede eonstruirse extrayendo un uozo de

un aro y volviendo a soldarlo de modo que parezea intacto. Sise 10 corta, el arose abre bruscamente. poniendo de rnamfiesto la tensi6n "aprisionada" en el,

Analoga condiei6n puede hallarse en algunas vigas de acero laminado. Si secorta una de estas vigas longitudinalmenle can una sierra, las dos mitades seabren y se curvan en direcciones opuestas, 10 que indica una cierta tension at-

macenada par el proceso de laminado (Fig. 2_12).Una de las vigas podria fa-

liar alverse sornetida a un sis ema de cargas. porque las tensiones producidaspor estas se superponen a las la entes en el material y la suma de ambas pue-

de superar los vaJoresde seguridad. Las lensiones latentes en el material se a-

provechan en las es ructuras de hormig6n armado pretensado Y postensedo(vaase Seeei6n 3.3), y otras estructuras de indole similar (vease Secciones 11.3y 12.14)

2.8 Apoyo a balancin.

menor

r

Ejf ) do I~ CUPUlfl

2.9 Movimienlos tarrnicos de na cupula.

8

/ 1 ;L . C Up ul. $6 OJ<PBnfJO

on I.ao ro cc .. :l n do I.

, ,,omo ao calor

26 Cargas clnarnlcas2.10 Delormaci6n terrnica asimauica de una cupula.

Todas las ca gas consider adasen laseeci6n anterior no cambiaban, 0biense suponla que cambiaban lantarnente en el t iernpo, se dice, por 10 tanto, que

actuan esuuicsmente. En los e6digos de edr icacion, inclusive el viento se su-

pone "estat ico", aunque es evidenle que no actua de esa rnanera.Las cargas cuyo valor var ia con rapidez 0 se apl iean en forma brusca. se

denominan cargas dinsmicee. Pueden ser surnamente peligrosas si se las pa-

sa por alto; enconsecuencia es necesario eomprender su acci6n con toda cla-ridad.

La experiencia cornun de lijar un clave amartillazos indica que la aplieaei6nbrusca del peso de la herramienta logra resul ados imposibles de obiensr par

la apl icacion len a del mismo peso.Para hacer sonar una pesada campana de igles ia, elcampanero t ira dela

cuerda rttrnicarnente: la campana describe oscnaciones crecientes, hasia queper fin suena EIcampanero no podria lograr este resultado ejerciendo una trac-

2.11 Asenlamientos irregulares de las tundaciones.

Editorial26 C 7

duorinl 27 C 7



cion repenun sabre la cuerda: en cambro. ebe "harnac rse" ri rrucamen e d -

rante cie rto nernpo (FIg. 2. 3).

La luerza Que ejerce e! golpe de un mar ullo sa denomina carga de imoecto:

el i ron r lt rruco del carnoanero. carga tesoreote n I prim r caso. euan a rna-

or es la v tocidad d 1mar 1 1 1 0 a menor el Ie po de a hcacion de! carg ,

o mayar sera ·1 e cro: un gal e ins an a produc n fu rza s

9 ande, QU I a con r sui ados d s rue I as -n et segundo case. una ue Z (e·

la rvarnente eQuena aphcada "ritmlcament "duranle un uernpo prolongado.

produce e ecios crecien!es: una luerza oeousna rurruca puede provocar el gl-

o de una ca ana de vanas oneladas.las c rgas dinarmcas ac uan sabre 1 s s rue ur s de diversas aner s.

Una repen rna rafaga de viemo es Similar al golpe de un 1 1 1 0 . Un ba alton de

soldados en marcha aeo pas dasiqmtrca na c arga sonan e sobre un pu n-

te, cuando el rurno del paso concuerda can las oscuacrones de es e. Algunos

puen es P Quenos se han derrumbado b )0 la accion de cargas resonames.

La carga de irnoacto se caracian por un II mpo de a ucacion muy re-

; las caroas r sonan s. por s s vanacro es rilmlC s. t _ . P ro cuando s "cor-

o" un r oac o?;_Y cuando se alia una carga van ble " n son ncia' con f

es ruc ura?

Todas las estructuras son, en c ierta medica. elasucas. Poseen 1apropiedad

de delormarse baio la aCCI6n de las cargas. y de vel er a su posicion InIClaf al

desapar cer dicha accron, Como consecuencia de s .. tasucidao", las es rue-

ur as tiend n a oscilar: el r scacielos oscda par la acci6n de una ra aga de vrsn-

0; ef puen e errov.ario oscua ver icalrnente cespues del paso de un en. I

iernpo Q e tarda una s ruc ura en descnbir una oscuacion comple a. lateral 0

verucat. se denomina periodo tondemerue: Para cescnbrr una oscuacion corn-

pleta, un edllrcio modemo tardara un iernpo comprendido entre una decirna de

segundo y 6 6 mas segundos. Una sstruc r a riglda oscila con rapidez: un edi-

rcio bajo.rt ido.u neunp rtcdo corto.La esrucur s I fbi s oscdan conlen-

uud; la oscilaci6n comple a de un al 0 rascacielos de ac ro puede durar as

de 6 segundos. Iperiodo fundamental de na es ructura es, en erdad, una

buena medida de $U rigidez.

EI iempo de aplicacron de una carga se mide por co paracion con el erlo-

do lundamental de la est uctura: si s bre e comparado con dicho pertodo, Ica ga posee e ectos dinamicos;SI es fargo, la carga t iene s610electos eststicos.

Segun se ve, pues, la rnisrna carga. aplicada duran e Irrusrno iempo. ede

ser es auca para una estructura dada y omarruca para otra. Una (afaga de vien-

to sabre un edificio rigido de periodo corte, ejercera igual e ecto que una pre-

sion constants. Una ra aga de iento sobre un ecificio lIexlble. puede someier

la sstructura a tensiones mucho mayores que las redecibles considerando su

presion es atica. EJesiatlioo de una bomb nuclear ale n su pr sion maxima

con Ian a rapidez que sus electos son siernpre dmarnicos. Su capacidad des-

trucuva es un ejernplo drama ico de 10Que las cargas dinarnicas pueden sign;-

f icar para una estrucrura,

En una variedad de casas practices, los e ectos dinarn.cos de una carg

son ig ales al dable de sus electos es aucos. Si se coloca lentamen e una car-

ga de un kilogramo sob eel la Ilia de una al nza de resorte .ta aguj se de-

2.12 Tensiones incorporadas.

2.14 Carga dma lea

2.15 0 imlenlos stsmicos

EditOliai 28 CP67 Edl{OIial 29 CP67

Poriodo

Carga{ (Jsonan fO

2.13 Carga resonants.



enora en la division de laescala correspondiene a ese peso. Si lamisma car-ga se coloca sabre el pia 1 1 1 0 en forma repentina, ta aguia se desptazara hastala marca cor espondiente ados dogramos y luego 0 cilara, d niendose perult imo en la marca de un i loqrarno (Fig. 2.14).

La mayor parte de las cargas aplieadas a estructuras arquitee6nicas noposeen caracleris ieas de impaeo, salvo las debidas a movimientos slsrnicos.Un terremoto es un movtrniento stsmico.Esta serie de sacudidas variabl salazar. se transmiten al edtt icioa traves de sus undaciones y producen rnovi-mientos convulsivas mucho rnayores en los pisos altos de aquel ( -'9..2.15). Un

erremoto ocurre cuando las tensiones centro de la corteza de 1 tierra genera-das por el nucleo de la iarra derretida se vuelven 10SU icien emene al tas co-mo para carnbiar de repen e una porci6n de la corteza can respec 0a una per-

cion adyacene, abriendo, a veces, huecos de varies cen ime ro de ancho ycien asde kil6m [as de la go, sabre tracturas sub erraneas I lamads (alias. n

los stados U ides, es as f all s se dan a 1 0 largo de todo I ais pero son par-icularmente numerosas y acuvas en Call1ornia, donde menudo estallan terre-motos muy lueres.

La predicci6n de . rremotos. que se encuentra actualmen e en su perlodciniciai, se oonvertira rapidarnerue €,nuna ciencia. As'[ como las alas de expan-si6n circular gene adas por una piedra Que cae, la explosion de una pequanacarga incrustada en la corteza de latierra genera olas de tension que.se mue-yen hacia a uera, cuya velocidad depende del valor de las tensiones encerra-

das en la corteza, Un aumento en la velocidad de estas olas indica un aumen-to en elvalor de las tensiones de lacorteza y. por 10 tanto elpeligro de un terre-moo.

Como las uerzas dinarnicas debidas al movimien a de la corteza de tat ie-rra son mayor mente horizontales, pueden resistirse par media del mismo tipo desistemas de acodamien 0usados contra el viento. Los diversos dispasitivos seinventaron tarnbien para "aislar" los edificios de las vibraciones slsrnicas: unode ellos consta de pilares de cimiento ..hechos de capas alternadas de ple.sti-co y acero, queactuan como resortes horizontales y permiten queel suelo semueva debajo del editicio. Oiros dispositivos Ilamados compoertssainemice»reducen los movimien asdeledif ic io par media de un gran volumen de horrni -

g6n, unido a las paedes del edif icio por media de rssortes, que esta libra dedeslizarse sabre una delgada capa de aceite que se encuentra sabre el techo

del edif icio [ Ig. 2.16 (a)]. Cuando eledi fic io se mueve par el impacto de uri te-rremoto, 0 una rataqa de viento, un sistema de retroalirnentacion electrorneca-nico empuja el volumen en direcci6n opuesta, extendiendo los resortes sabreuno de los lades y comprimiendo a los del otro lado, y estos, a su vez empujany tiran del editicio para volverlo a su posicion original. [Fig. 2.16 (b)).

Como los terrernotos son imprevisibles, YSU accion sabre los edificios de-pende de las caracterlsticas est.ructurales de estes, la construcci6n antislsrni-ca constituya un capltolo ccmple]o de lateorla de lasestructuras. 5610en los ul-times aries se ha recogido informaci6n suficiente sobre movimientos sismicosy sobre caracterist icas dinamicas de losedif icios, que permiten calculos segu-res y simplificados, basados en "carqas estaticas equivatentes". Edificios altosproyectados correctamente con ese rnetodo, han sobrevivido a movimientos

Edilorial 30 CP6?

Compus,f.

d.nlhnic.

I1

I

I1

II,1

I11,II1IIIII

RalilQ8

I.1

1

II1

III!

L L _ - - - - - - ~ r _ - - - - - - · ~

Doscanso

(a) (b)

2•.16 Compuerta dinamic3! de leMoalimelitaci6n

(a) en descanso, (b) ba, jo tuerza de irnpacto.

2.17 Oscilaciones aerodinamicas.

EdltOlial 31 CP6?



Iruy ron edificios mas pequ I"\os,inadecuados.c _, pres ntan en las strucuras arqui ectonicas ca gas resonan-

Un rMquin ssa puede vib r detndo al m ovimiento de ssp rt s. Sivibr cion s tierien un perfodo ig,ualal de taesructura sobre lacual ape-.transrnitiran a la estructura y esta oscilara can amplitud creciente. De es-

t· m 1 ra, piso . fundaciones y edi lrcios enteros pueden verse en pelig 0 orc ian de carg s elativamente modestas, de perio 0 sonan e.

Las vibracioo s resonan es pueden atenuarse ta bien por me io de Ire-

nos dinemicos ejustedos, en las que ·elperiodo de sis temas de resortes de 0-

lumen se iguala con la del edificro. Ivol n, c uyo movirniento r lati 0al di-'cia esraaccionada por dispositivos de riccion. que vibr ande acuerdo a las os-

ci laciones del edificio pera en dueccicn opueste. manteniendo asl al e . trciopract icarnente estacionar io par media de laaccion de los reso es con ctores,

Cualquie a sea el origen, las vibraciones del eorncio p n acciona se

tarnbisn par dispositivos de riccron apl icados en la I e seccion de cualquie-

rade los dos miembros, l ibres de deslizarse uno can respecto alotro. n las es-tructuras de acero. los renos de rice Ion es an ubicados en la in rs cci6n de

las diaqonales que no stan atorrulladas a sol ads. L storr s d or! Tra-

de Center de Nueva Yor stan" renadas' por es os disposi i os.EI viento produce' en6menosdeesonancia mas complieados. SiS8 deja

10ar en el aire una bufanda cuyo ex remo se sosiene desde d ntro d un au-

tornovi ' en movimiento, osc ilara rapidarnen e aeia aruba y abajo. s "lame-

ar" producido par el cons arne asaie de vien 0 sob la bula da, se denorm-na oscitecion eeroauismc«. I lector puede producir una oscilacion de s a fn-

dole soplando sobre el borde de un delgadorozo de papel. Las oscilacionesaerodinarnicas que produjo un VI n a de velocidad constante y relaiv

baja, que sopto durante seis horas contra el puen e colgan e de Tacom, as-

hington; estas oscilaciones fueron en continuo aumento, .0 ciendo y flexionan-

do el puente, hasta producir su derrumbe (Fig. 2.17).

La deflexi6n de una est ructura n la carriente de viento crea tambi n car-

gas dinamicas. Esto exotica, par ejemplo, las sobrepresiones dinarnicas m di-

das enellado expuesto alv iento, alascual s puede deb rse larotura de vidr ios

hacia ederuro. Las depresiones 0 aspiraciones. medidas en ellado con r r io al

viento. pueden provocar la rotura de vidrios hacia afuera.Todos los fen6menos dinarnicos son complejos. Iproyec isla debe.ener

conciencia de su acci6n y usaf con mesura aun las "carqasesrat icas equi a·lentes" sugeridas por los c6digos.

EditOliaJ 32 CP 7

estructura para arquitectos. capítulo ii

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