Proporciones y el detallado estructural en estructuras de hormigon


   

Proporciones y el detallado estructural en estructuras de hormigon.    El diseño sísmico convencional de estructuras cuenta con la ductilidad del elemento para permitir la redistribución y la reducción de acciones internas y la disipación de la energía sísmica.

Las observaciones de los daños producidos por los sismos, llaman la atención sobre dos aspectos fundamentales: 1) el dimensionado para garantizar que la acción inelástica ocurra en un punto apropiado de la estructura y 2) el detallado para asegurar una ductilidad adecuada en los puntos que ceden. A continuación se describen algunos de los aspectos más relevantes en cuanto al dimensionado y el detallado de estructuras.

Localización de las deformaciones inelásticas Las estructuras deben ser dimensionadas, para que la cedencia se presente en las zonas con capacidad de soportar deformaciones inelásticas, sin que se produzca un mecanismo de colapso parcial o total. En el caso de las estructuras aporticadas de hormigón armado, existe una filosofía de diseño, que se fundamenta en el siguiente principio: viga débil – columna fuerte.

La explicación para esta tendencia de diseño, está en que las columnas se ven sometidas a cargas axiales elevadas, lo cual dificulta garantizar una respuesta dúctil y, por lo tanto, la cedencia en una columna puede producir el inicio del mecanismo de colapso de un piso o de toda la estructura. Este tipo de fallo, ha sido observado en muchos sismos.

El problema de la cedencia en las columnas en vez de las vigas, es particularmente pronunciado en estructuras para las que, los efectos de cargas gravitatorias controlan las dimensiones y la resistencia y, por lo tanto, la resistencia a conexión de las vigas excede, por algún margen, la resistencia a conexión de las columnas. Esta situación, normalmente, ocurre en estructuras que tienen vigas de gran luz y en los pisos superiores, contribuyendo de esta forma, al fallo de estos últimos.

Las demandas de ductilidad en las vigas pueden ser satisfechas con un adecuado diseño y detallamiento sísmico, ya que dichas demandas son mucho menores que las generadas en las columnas. Por otra parte, es mucho más fácil proveer de ductilidad a vigas que a columnas, por lo que este mecanismo se vuelve sísmicamente adecuado.

Adicionalmente, el mecanismo de traslación de vigas, puede absorber y disipar mayor cantidad de energía que el mecanismo de traslación de columnas y además, la degradación de la resistencia del edificio es menor. Determinación de la acción en los miembros Las estructuras deben ser dimensionadas y detalladas de tal forma que sea consistente con el modo de deformación inelástica esperado. Las acciones seleccionadas para el diseño de los elementos deben ser tales, que permitan garantizar que éstos pueden alcanzar la resistencia adecuada.

En la mayoría de los casos, los fallos por cortante que se han presentado en vigas y columnas, se deben a que las fuerzas de cortante de diseño fueron determinadas con base en las fuerzas laterales de diseño, en vez de utilizar el cortante requerido para equilibrar las capacidades de momento plástico de los miembros. Consecuentemente, la mayoría de los códigos modernos, estipulan que los cortantes de diseño sean evaluados a partir de la localización probable de las rótulas plásticas, con factores de seguridad apropiados aplicados a las resistencias de los miembros y a la carga transversal.

Los elementos no estructurales, pueden alterar el comportamiento estructural del edificio, aumentando tanto las demandas de cortante como la formación de rótulas plásticas, fuera de las regiones contempladas en el diseño. Por lo tanto, lo recomendable es considerar estos elementos, en el momento del análisis y el diseño de las estructuras, para evitar modificaciones posteriores no deseadas en su respuesta ante cargas sísmicas.

Las columnas de esquina, de acuerdo a las estadísticas, han sido las más afectadas durante los sismos. Una causa aparente, es el efecto combinado de las acciones de los pórticos perimetrales orientados perpendicularmente unos con otros y conectados en las columnas de esquina. Por lo tanto, es necesario seleccionar acciones de diseño que consideren estos efectos ortogonales.

Gracias a Tomas Ariel Mejía por colaborarnos esta información…[ Equipo arquitectura y construcción de ARQHYS.com ]




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