CONFIGURACION ESTRUCTURAL
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Configuración Estructural Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores apropiados del factor de reducción de fuerza sísmica (Tabla N° 6). a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuración resistente a cargas laterales. b. Estructuras Irregulares. Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una o más de las características indicadas en la Tabla N°4 o Tabla N° 5.ESTRUCTURACION POR CARGA SISMICA (Ángel San Bartolomé, Diseño de edificaciones)Sísmicamente, la estructura ideal es aquella que tiene poca masa (m > k); de esta manera, eS'necesario reducir la masa e incrementar la rigidez, Por ejemplo, el peso de los tabique:; de albañilería se reduce cuando se emplea ladrillos con huecos tubulares ("pandereta"), también, el peso de una losa aligerada es menor al de una losa maciza, y la rigidez lateral que tienen las placas de concreto, o los muros de albañilería, es muy superior a la de las columnas. Por otro lado, un sismo ataca en cualquiera de las dos direcciones del edificio , es decir, para un sismo no existen los "ejes principales".Asimismo, un sismo puede atacar en el sentido N-S o S-N y también E-O o O-E, ya que las aceleraciones son positivas y negativas. De esta manera, para efectos de diseño, debe trabajarse con la envolvente de esfuerzos en condición de rotura. Para el cálculo de estas envolventes se recomienda efectuar el análisis estructural en estado de servicio para las tres solicitaciones básicas (tres hipótesis de carga como se observa en la imagen inferior):Para luego efectuar cinco combinaciones de carga, amplificando las solicitaciones de servicio por los factores de carga que especifica la Norma E-060 de Concreto Armado: I) Hipótesis de carga vertical: (wu = 1.5 wD + 1.8 wL) 1.5 D + 1.8 LII) Hipótesis sísmica: (wu = 1.25 (wD + wL)) 1.25 (D + L ± E)III) Hipótesis sísmica con carga vertical reducida: (wu = 0.9WD) 0.9 D ± 1.25 ERIGIDEZ, CONTINUIDAD VERTICAL, HIPERESTATICIDAD Y EFECTO Las fuerzas laterales generan desplazamientos horizontales que no deberían sobrepasar a los límites especificados por la Norma Sismo-resistente, con el objeto de: Evitar impactos entre edificios vecinos o bloques del mismo edificio. Minimizar los daños en los elementos no estructurales (tabiques, acabados, etc.). Evitar el pánico en las personas, especialmente cuando el edificio es público.Una manera de rigidizar las estructuras aporticadas puede lograrse peraltando la sección transversal de las vigas , lo que genera un semiempotramiento en los extremos de las columnas; sin embargo, debe tenerse cuidado con esta solución, ya que podría provocar vigas muy resistentes que hagan que las rótulas plásticas se formen en las columnas y no en las vigas.SIMETRIA Y JUNTAS SISMICASCuando un edificio presenta una gran asimetría en la forma de su planta o en elevación, o cuando los elementos resistentes están mal dispuestos generando bloques con distintas características vibratorias, es conveniente separar el edificio en bloques mediante juntas sísmicas, de manera que estos bloques no interactúen entre si evitando el choque entre ellos. El objetivo de estas subdivisiones será evitar problemas de torsión y los cambios bruscos de rigideces y masas entre los pisos consecutivos. Cada uno de estos bloques deberán ser analizados en forma independiente, y la creación de la junta (rellena con algún material blando, por ejemplo, Tecnopor) implicará la adición de nuevas columnas o placas en la zona de separación. Cabe también mencionar que en la Norma Sismo-resistente se especifica el espesor mínimo que deben tener estas juntas. A continuación, en la Figura , se muestra algunas plantas irregulares que ameritan la creación de juntas sísmicas, que no ne
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Configuracin Estructural Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con el fin de determinar el procedimiento adecuado de anlisis y los valores apropiados del factor de reduccin de fuerza ssmica (Tabla N 6). a. Estructuras Regulares. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuracin resistente a cargas laterales. b. Estructuras Irregulares. Se definen como estructuras irregulares aquellas que presentan una o ms de las caractersticas indicadas en la Tabla N4 o Tabla N 5.Fuente: Norma E 030
ESTRUCTURACION POR CARGA SISMICA (ngel San Bartolom, Diseo de edificaciones)Ssmicamente, la estructura ideal es aquella que tiene poca masa (m < < M) Y alta rigidez lateral (K > > k); de esta manera, eS'necesario reducir la masa e incrementar la rigidez, Por ejemplo, el peso de los tabique:; de albailera se reduce cuando se emplea ladrillos con huecos tubulares ("pandereta"), tambin, el peso de una losa aligerada es menor al de una losa maciza, y la rigidez lateral que tienen las placas de concreto, o los muros de albailera, es muy superior a la de las columnas.
Fuente: ngel San Bartolom, Diseo de edificaciones
Por otro lado, un sismo ataca en cualquiera de las dos direcciones del edificio , es decir, para un sismo no existen los "ejes principales".Asimismo, un sismo puede atacar en el sentido N-S o S-N y tambin E-O o O-E, ya que las aceleraciones son positivas y negativas. De esta manera, para efectos de diseo, debe trabajarse con la envolvente de esfuerzos en condicin de rotura. Para el clculo de estas envolventes se recomienda efectuar el anlisis estructural en estado de servicio para las tres solicitaciones bsicas (tres hiptesis de carga como se observa en la imagen inferior):1.- Carga Permanente (D = Dead Load) 2.- Sobrecarga (L = Uve Load) 3.- Sismo (E = Earthquake Load)
Fuente: ngel San Bartolom, Diseo de edificaciones
Para luego efectuar cinco combinaciones de carga, amplificando las solicitaciones de servicio por los factores de carga que especifica la Norma E-060 de Concreto Armado: I) Hiptesis de carga vertical: (wu = 1.5 wD + 1.8 wL)1.5 D + 1.8 LII) Hiptesis ssmica: (wu = 1.25 (wD + wL)) 1.25 (D + L E)III) Hiptesis ssmica con carga vertical reducida: (wu = 0.9WD) 0.9 D 1.25 ERIGIDEZ, CONTINUIDAD VERTICAL, HIPERESTATICIDAD Y EFECTO Las fuerzas laterales generan desplazamientos horizontales que no deberan sobrepasar a los lmites especificados por la Norma Sismo-resistente, con el objeto de: Evitar impactos entre edificios vecinos o bloques del mismo edificio. Minimizar los daos en los elementos no estructurales (tabiques, acabados, etc.). Evitar el pnico en las personas, especialmente cuando el edificio es pblico.Una manera de rigidizar las estructuras aporticadas puede lograrse peraltando la seccin transversal de las vigas , lo que genera un semiempotramiento en los extremos de las columnas; sin embargo, debe tenerse cuidado con esta solucin, ya que podra provocar vigas muy resistentes que hagan que las rtulas plsticas se formen en las columnas y no en las vigas.
SIMETRIA Y JUNTAS SISMICASCuando un edificio presenta una gran asimetra en la forma de su planta o en elevacin, o cuando los elementos resistentes estn mal dispuestos generando bloques con distintas caractersticas vibratorias, es conveniente separar el edificio en bloques mediante juntas ssmicas, de manera que estos bloques no interacten entre si evitando el choque entre ellos. El objetivo de estas subdivisiones ser evitar problemas de torsin y los cambios bruscos de rigideces y masas entre los pisos consecutivos. Cada uno de estos bloques debern ser analizados en forma independiente, y la creacin de la junta (rellena con algn material blando, por ejemplo, Tecnopor) implicar la adicin de nuevas columnas o placas en la zona de separacin. Cabe tambin mencionar que en la Norma Sismo-resistente se especifica el espesor mnimo que deben tener estas juntas. A continuacin, en la Figura , se muestra algunas plantas irregulares que ameritan la creacin de juntas ssmicas, que no necesitan atravesar la cimentacin.Plantas Irregulares que Requieren Juntas Ssmicas.Fuente: ngel San Bartolom, Diseo de edificaciones
CONCLUSIONES Segn San Bartolome el sismo ataca en cualquiera de las dos direcciones del edificio por lo que nuestro reglamento ssmico exige analizar cada direccin con el 100% del sismo actuando en forma independiente; sin embargo otros reglamentos contemplan la posibilidad que el sismo actue en forma simultanea en ambas direcciones. Cuando los tabiques no se aislan de la estructura principal (hacindolos "flotantes"), los puntales rigidizan al edificio, incrementando las fuerzas ssmicas al reducirse el perodo natural de vibracin, y muchas veces pueden originar problemas de: Torsin en Planta,Piso Blando y Columnas Cortas. Cuando se vacia el concreto en dos etapas, el concreto nuevo trata deretraerse, crendose una junta de construccin , la cual constituye una zonapotencial de falla; en consecuencia, esta junta deber hacerse en las zonas menosesforzadas, por ejemplo, en el caso de una losa aligerada que carece de refuerzo porcorte (estribos), esta junta deber realizarse al centro del pao, puesto que en esa zonala fuerza cortante es mnima.
