enero 16, 2011

SISMOS: CRITERIOS BÁSICOS ESTRUCTURALES (2da PARTE)

Una vivienda es una unidad estructural que debe estar separada de las otras unidades estructurales mediante juntas de construcción. Esta separación constructiva exige muro doble el cual puede tener cimentación compartida o separada, según haya desnivel o no entre los pisos.

La unidad estructural se selecciona teniendo en cuenta los siguientes criterios:
- Debe tener una longitud menor a tres veces su ancho.
- Longitud menor de 30 mts.

Es conveniente que la junta de construcción se realice en los siguientes puntos:

1. En cambios de nivel.
2. En cambios de paramentos, siempre que el saliente sea superior a l-25% de la profundidad.
3. Cambios de calidad del suelo.
4. Cambios de numero de niveles.
5. Cambios de topología de la unidad arquitectónica.

Recomendaciones para la conformación de la unidad estructural en viviendas apoyadas sobre muros de mampostería.

Durante el estudio de diseño de la vivienda, se debe tener en cuenta conformar los espacios como si fueran cajones rígidos; no pueden tener de largo más de tres veces el ancho.

Una planta de edificación muy larga con relación al ancho, no cumple con este requisito. Acá exponemos algunos ejemplos de lotes que cumplen esa condición.

• Si un lote mide 3 metros de frente, el fondo máximo que podemos darle a la unidad estructural de una sola vivienda, sin realizar juntas de construcción, será de 9 metros, o sea 3 metros de frente, por 3 veces su ancho, igual 9 m.

• Si un lote mide de frente 5 metros, el máximo de fondo será de 15 metros sin que se tengan que realizar juntas.

Cuando realizamos una unidad estructural compuesta por varias viviendas que tienen igual diseño arquitectónico, o sea que vamos a construir una manzana, podemos construir máximo 30 mts sin colocar la junta, esta junta tendrá una ancho mínimo de 2,5 cms por cada piso construido, y se colocan las juntas en los sitios recomendados anteriormente.

1. Muros
Son los elementos que dividen los espacios en una vivienda y reciben las cargas verticales y horizontales y la transmiten a la cimentación. Al diseñar y construir la vivienda, se deben colocar muros en las dos direcciones y perpendiculares entre sí desde la cimentación, para que se comporten como riostras y resistan las fuerzas horizontales producidas por los sismos. Estos muros deberán ser confinados, es decir, contener vigas y columnas que los amarren.

- Clases de muros

a) Muros confinados estructurales:
Se consideran muros estructurales aquellos que además de soportar las cargas verticales, muertas y vivas, resisten las fuerzas horizontales causadas por el sismo, o el viento, correspondientes a toda la edificación.

- Muros de carga: Los muros que además de las fuerzas horizontales, soportan cargas verticales.

- Muros de rigidez o transversales: Son los que sólo atienden su propio peso como carga vertical y deben tener un espesor mínimo de 10 cm.

Cuando se trata de una edificación en altura, los muros de carga deben ser colineales con los de los pisos superiores; es decir, deben coincidir verticalmente; de lo contrario la transmisión de cargas es peligrosa.

b) Muros no estructurales:
Son aquellos muros que cumplen la función de separar espacios dentro de la casa y que no soportan ninguna carga adicional a su peso propio. Deben estar adheridos a la estructura
(losa, techo o muros cargueros). Las longitudes totales de muros confinados deben ser aproximadamente iguales en las dos direcciones; estos muros se deben colocar preferiblemente en la periferia de la edificación para conformar el cajón.

Las edificaciones deben tener unos diafragmas rígidos que amarren entre sí los muros de carga y los divisorios y los obliguen a trabajar como un conjunto; estos diafragmas se deben colocar, tanto a nivel de la cimentación, como en el nivel de la cubierta.

2. Diafragmas
Son elementos horizontales que actúan distribuyendo las fuerzas laterales entre elementos resistentes verticales (muros resistentes al cortante). Un diafragma es un sistema estructural que amarra los muros de la estructura de manera que actúan como un conjunto. El entrepiso y la cubierta pueden considerarse como diafragmas cuando cumplan una serie de requisitos que garanticen su efectividad.

El diafragma, debido a la rigidez que tiene en su propio plano, distribuye las fuerzas sísmicas entre los diferentes muros, haciendo que el muro trabaje únicamente en su dirección longitudinal. Para que un diafragma sea efectivo debe ser suficientemente rígido y resistente y además debe estar adecuadamente amarrado a los elementos verticales que resisten las fuerzas. Los diafragmas los constituyen la viga de cimentación y la viga de amarre, conformando recuadros cerrados que a su vez forman los espacios de la vivienda.

3. Peso de los elementos de construcción
Las fuerzas que genera el sismo son fuerzas inerciales y por lo tanto, mientras mayor sea la masa, mayor será la fuerza generada. Es importante tomarlo en cuenta en las cubiertas, en las cuales deben evitarse elementos muy pesados.

4. Vanos
Son las aberturas o huecos que se dejan sobre los muros para la colocación de puertas y ventanas para que las habitaciones reciban iluminación y ventilación natural. En estos casos se debe tener en cuenta que hay que dejar unos frente a otros, o sea, que queden simétricos.

En este caso se recomienda que:
a) Las aberturas en los muros estructurales deben ser pequeñas bien espaciadas y ubicadas lejos de las esquinas.
b) El área total de los vacíos (vanos) de un muro no debe ser mayor al 35% del área total del muro.
c) Debe haber una distancia suficiente entre los vanos de un mismo muro. La distancia mínima entre vanos debe ser mayor a 50 cm y en todo caso debe ser mayor que la mitad de la dimensión menor de la abertura.
d) No se deben dejar espacios en la parte superior del muro, cerca de la columna de confinamiento.

Un sismo puede hacer fallar fácilmente la columna. Esta situación se le conoce como “efecto de columna corta” dado que la fuerza sísmica se concentra en el tramo de columna que no tiene muro.

5. Agrietamientos típicos
Cuando un sismo mueve una casa, produce una serie de agrietamientos de muros por flexión, debido a falta de muros transversales interiores. Para evitar este agrietamiento, se colocan muros transversales interiores y una viga en la parte superior.

También se suelen producir por falta de amarre en sus bordes., donde se evitaran colocando vigas de amarre y columnas de confinamiento.

Se suele dar el caso de producirse agrietamientos diagonales debido a la falta de vigas y columnas de confinamiento y por aberturas o vanos muy próximos. Para evitar esto, se debe cumplir que los machones tengan un ancho mínimo de 50 cms., como se explicó anteriormente, y colocar vigas, cintas de amarre sobre culatas y columnas de confinamiento.

6. Espesores de muros
Los espesores mínimos de los muros dependerán de la altura de la edificación y en los mismo no se deberá contabilizar el grueso del revoque como parte del grueso del muro.

7. Cálculo de espesor de muros cargueros
Para determinar el espesor que deben tener los muros, lo primero hay que tener en cuenta es en que zona de amenaza sísmica se encuentra la localidad donde se va a construir. Después que tipo de construcción se va a realizar (si es de uno, dos tres pisos, etc.).

8. Techos o cubiertas
Es la parte superior o exterior de una vivienda que cumple la función de proteger la construcción y a quienes la habitan, de las variaciones climáticas. El techo debe realizarse con materiales livianos, ya que hay que tener en consideración que la fuerza de inercia se trasmitirá a la parte superior de las paredes que son capaces de aguantarlo (techo diafragma).

En cuanto a la configuración del techo, ésta debe ser lo más sencilla posible (2 a 4 aguas) y evitar pendientes demasiado pronunciadas para no aumentar altura a la vivienda, ya esto la hace más vulnerable a la acción de un sismo.

Los techos generalmente descansan sobre muros que forman las pendientes y estos reciben el nombre de muros de culata, los cuales deben ser rematados con vigas o cintas de amarre.

1 comentario:

  1. Excelente aportación, me gusta mucho la manera de explicar el tema.

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