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 ESTUDIO
DE REFORZAMIENTO EDIFICIOS DE TIPO PIRÁMIDE DE UNA FABRICA EN LA CIUDAD DE
GRANADA, NICARAGUA.
EFECTOS DEL DETERIORO. En los movimientos sísmicos del
país, principalmente los de larga duración, las estructuras de estos dos
edificios han soportado fuertes cargas con inversión de signo. En áreas
altamente sísmicas, como es el caso de la ciudad de Granada, también están
expuestos a movimientos sísmicos ocasionales. Para estos casos, el efecto del
deterioro estructural (debido a las inversiones previas de las cargas) sobre el
comportamiento de las necesidades de la estructura, deberá examinarse
cuidadosamente cuando ocurra un nuevo movimiento sísmico. En algunos tipos de
estructuras, la fuerza se puede degradar después de cada cambio completo de
signo en la carga. Aparentemente estas estructuras se deformarán en un mayor
grado en ciclos subsiguientes de carga que las estructuras que no presentan
dicha degradación. El acero es dúctil y revela un comportamiento muy estable
bajo los cambios de signos de la carga. Sin embargo, los miembros de acero en
los marcos pueden no ser tan dúctiles en algunas condiciones, aunque el material
lo sea. El deterioro de dichos miembros y marcos ocurre principalmente debido al
pandeo o a la falla frágil de las conexiones.
CRITERIOS DE FALLA. La seguridad última de las estructuras no se puede
juzgar sin criterios explícitos de las fallas estructurales. Las estructuras
frágiles, como las de mampostería, que no contienen refuerzo, fallan cuando la
fuerza máxima aplicada excede a la resistencia de la estructura. Estos casos
están completamente claros. Por otro lado, las estructuras de acero no fallan:
aún cuando los esfuerzos debidos a las fuerzas externas sísmicas alcancen los
límites de fluencia, serán seguras mientras la deformación plástica y, por
consiguiente, el factor de ductilidad, estén dentro de los límites permitidos.
Existe la hipótesis de que el factor de ductilidad permisible está relacionado
con la fatiga de pocos ciclos de la estructura. La fatiga de pocos ciclos se
define como la falla provocada por las inversiones en el signo de las cargas en
que el nivel de la fuerza está próximo a la fuerza de fluencia para la
estructura. Este concepto implica que el daño no se acumulará si la fuerza
aplicada queda por debajo de un cierto nivel, sin embargo hay otras hipótesis en
la que se introduce el término deflexión plástica acumulativa. En este concepto,
la falla ocurre cuando la deflexión plástica acumulativa provocada por la
inversión de la carga alcanza un valor límite.
ENFOQUES SOBRE LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL. Cuando estos edificios fueron
diseñados, la predicción de los modos de comportamiento estructural entre los
que se incluyen el pandeo, la ruptura, el agrietamiento excesivo, el
sobreesfuerzo y otros fenómenos no lineales e inelásticos, con este gran énfasis
en el comportamiento, en ocasiones puede ser fácil olvidar que los diseñadores
no querían que ninguno de estos modos críticos de comportamiento se presentasen
durante la vida útil de la estructura, debido a que su existencia amenazará dos
requisitos que siempre deben cumplirse: servicio y seguridad. En el servicio
adecuado se incluyen muchos factores: los desplazamientos deben limitarse, las
vibraciones no deben perturbar demasiado a los ocupantes y el aplastamiento (o
agrietamiento) debe ser imperceptible. En breve, se debe mantener la función y
apariencia de la estructura en su medio ambiente de operación a cierto nivel
predeterminado. El requerimiento de seguridad es más obvio, la estructura no
debe desplomarse parcial ni totalmente durante toda su vida útil.
Sector de columna con pandeo local. Hay dos maneras de determinar la
seguridad de los dos edificios. Uno de los criterios a seguir es que los
esfuerzos de trabajo bajo cargas de servicio supuestamente en el diseño, no
deben ser mayores que algunos esfuerzos permisibles en toda la estructura, por
lo tanto, en el diseño por esfuerzos de trabajo se exige que:
Esfuerzos de trabajo ≤ esfuerzos permisibles. Los esfuerzos permisibles son
determinadas fracciones de los esfuerzos de cedencia o falla y dependen del tipo
de miembro, tipo de carga y tipo de material. Si se satisface este criterio,
entonces se tiene un margen razonable de seguridad contra el sobreesfuerzo o
falla (por ejemplo el pandeo) en la estructura.
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