CRITERIOS DE ELEMENTOS SISMO RESISTENTES

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Una estructura es internamente hiperestática si las ecuaciones de la estática no son suficientes para determinar los esfuerzos internos de la misma.

Una estructura es externamente hiperestática si las ecuaciones de la estática no son suficientes para determinar fuerzas de reacción de la estructura al suelo o a otra estructura.

Una estructura es completamente hiperestática si es internamente y externamente hiperestática.

MONOLITISMO

Propiedad de formar todo el conjunto de la estructura un solo cuerpo, toda la estructura es una sola pieza, con gran estabilidad a todo tipo de solicitaciones.

UNIFORMIDAD Y CONTINUIDAD DE LA ESTRUCRTURA

Estructurar es el arte de ensamblaje de miembros o elementos independientes para conformar un cuerpo único y cuyo objetivo es dale solución (cargas y forma) a un problema civil determinado.

Analizando las definiciones de la forma y de la cantidad, continuidad y distribución de los elementos que forman el sistema estructural; se tiene que la uniformidad y continuidad de la estructura, hace referencia a que la estructura debe ser continua tanto en planta como en elevación, con elementos que no cambien bruscamente su rigidez, para evitar la concentración de esfuerzos.(Debido al tipo de falla de las figuras, es necesario que la estructuración posea una elevada rigidez torsional en toda su plenitud para hacer frente a posibles torsiones accidentales, así como también los elementos más rígidos deben estar en la periferia)

LA IMPORTANCIA DE LA CONFIGURACION

Al concebir la configuración de un edificio, el arquitecto influye e incluso determina los tipos de sistemas resistentes que se pueden usar y aún la medida, en un sentido amplio, en que serán afectados. Además, muchos errores de ingeniería que ocasionan daños graves o colapso se originan por las fallas en la configuración.

El diseño s(smico debe constituir una responsabilidad arquitectónica y de ingeniería compartida. Si en un principio se tiene una configuración deficiente, todo lo que el ingeniero puede hacer es poner un parche. No se trata de coartar la libertad arquitectónica, se tata de dar algunas recomendaciones para hacer estructuraciones más prudentes.

Se sabe desde hace mucho tiempo que la configuración es muy importante y que la simetrfa y sencillez en planta y elevación es fundamental para un buen comportamiento sísmico del edificio.

La filosoffa básica del reglamento de construcciones es prevenir daños a personas. Mientras el edificio no colapse se habrá cumplido con el propósito del reglamento, la prevención total del daño es una meta irreal, el objetivo es controlar el daño. Para lograr esto debemos ser cuidadosos en etegir estructuraciones sanas, ya que ello disminuirá el riesgo que, por otro lado, debido a la naturaleza de los sismos es a tal grado impredecible que, al menos por ahora, no puede asegurarse que se cumplirán cabalmente los objetivos señalados anteriormente, como se indica en los comentarios a las normas técnicas complementarias para diseño por sismo (Instituto de Ingeniería, 1991 ).

En las estructuras antiguas, la configuración fue casi la única herramienta de diseño sísmico con que se contaba, por tal razón se cuidaba más este aspecto; como ahora tenemos más herramientas de análisis nos permitimos hacer estructuras más irregulares.

ESCALA

Las solicitaciones sísmicas son función del tamaño del edificio. Las cargas que actúan sobre una vivienda pequeña son resistidas por la estructura de la misma sin grandes inconvenientes. Pero cargas proporcionales en un edificio generan esfuerzos que no son directamente proporcionales, sino superiores. Las fuerzas de inercia, que originan las solicitaciones sísmicas son mas elevadas mientras más masa tiene el edificio.

El problema de la escala se visualiza analizando el comportamiento de un péndulo. Sin conocer las dimensiones absolutas del péndulo es imposible calcular el periodo de oscilación del mismo. Si el péndulo es una bolilla con un hilo de unos centímetros de longitud el péndulo oscilará de un extremo a otro en menos de un segundo, en cambio si el péndulo es una bola de demolición con una soga de 20 metros, se visualiza un periodo de oscilación de mas de un segundo.

El ejemplo del péndulo debe hacernos reflexionar que establecer analogías entre edificios similares, pero con diferentes números de pisos puede conducir a errores graves en el diseño de la estructura.

Veamos un ejemplo:

PERIODOS DE OSCILACION DE UN PENDULO DE DIFERENTES LONGITUDES

Longitud

Periodo To

Cm

seg

20

0.8971

100

2.0061

1000

6.3437

2000

8.9714

SIMETRÍA

Con el término simetría describimos una propiedad geométrica de la configuración del edificio. Un edificio es simétrico respecto a dos ejes en planta si su geometría es idéntica en cualquiera de los lados de los ejes. Este edificio será perfectamente simétrico. La simetría puede existir respecto a un eje solamente. También existe simetría en elevación, aunque es más significativa desde el punto de vista dinámico la simetría en planta. La simetría en altura no es perfecta por que todo edificio tiene un extremo fijo al terreno y libre el otro.

[pic 4][pic 5]

Simetría respecto a 2 ejes

La falta de simetría tiende a producir excentricidad entre el centro de masa y el centro de rigidez, y por lo tanto provocará torsión en planta. A medida que más simétrico es el edificio, disminuyen el riesgo de concentración de esfuerzos, el momento torsor en planta y el comportamiento de la estructura es más predecible.

La asimetría tiende a concentrar esfuerzos, el ejemplo más común es el caso de las esquinas interiores. Aunque un edificio simétrico puede tener esquinas interiores