SISTEMAS ESTRUCTURALES SISMORESISTENTES EN EDIFICACIONES

sistemas estructurales de concreto armado

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¿Qué es un sistema estructural?

Un sistema estructural es el conjunto de elementos como vigas, columnas, losas, placas, etc., que trabajan de manera conjunta para proporcionar estabilidad y resistencia a una estructura, su planteamiento adecuado garantiza que las edificaciones y estructuras en general sean ambientes seguros capaces de resistir las cargas estáticas y acciones dinámicas para las que fueron diseñadas.

sistemas estructurales sismoresistentes de concreto armado

Sistema estructural de una edificación

Obtenido de: www.cementoscibao.com

Un sistema estructural bien diseñado y construido puede resistir y distribuir eficazmente cargas y fuerzas, tanto internas como externas; estas cargas incluyen a las cargas muertas, que comprenden el peso de la estructura, materiales durante la construcción, así como las cargas vivas, como personas, muebles, acabados, etc.

Además de cargas estáticas, el sistema estructura debe resistir cargas dinámicas, como vientos, sismos, nieve, tsunamis y otros fenómenos naturales, esto se logra si el sistema estructural es diseñado teniendo en cuenta la geografía, el clima y otras condiciones específicas del entorno donde está ubicado.

¿Cómo funciona un sistema estructural?

El funcionamiento de un sistema estructural se da por la transferencia de cargas, el cual inicia desde los elementos en el nivel superior (superestructura) hasta los niveles mas bajos (infraestructura) que contempla la cimentación.

Las cargas del piso superior se van acumulando en el piso subsiguiente, este proceso continúa hasta llegar al nivel más bajo, donde todas las cargas están consolidadas y se transmiten a la cimentación, por esta razón los elementos en los primeros pisos deben ser más resistentes.

¿Qué es una estructura de concreto armado?

Es una estructura que combina principalmente dos materiales, el concreto y el acero de refuerzo (barras de construcción), la unión de estos dos elementos permite a la estructura resistir fuerzas de compresión y flexión.

Los elementos principales de una estructura de concreto armado son:

. Columnas: Son elementos verticales que soportan cargas de compresión

. Vigas: Son elementos horizontales que soportan cargas distribuidas

. Losas: Son elementos planos horizontales de un espesor delgado que soportan cargas distribuidas

. Placas: Son elementos de grandes dimensiones que soportan esfuerzos a compresión y corte.

. Cimentación: Son la base de la estructura, soportan todas las cargas de la edificación.

Tipos de sistemas estructurales

1. Sistemas estructurales a base de pórticos de concreto

Un pórtico es un marco estructural conformado por la unión rígida de vigas y columnas resistentes a momento con un ángulo de 90°, proporcionan una gran flexibilidad a la estructura. Es uno de los sistemas más usados en la construcción de viviendas.

Para que los pórticos sean predominantes en una estructura, por lo menos el 80% de la fuerza cortante en la base debe ser absorbido por los pórticos, en caso también existan muros estructurales, éstos deberán resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su rigidez.

Sistema de pórticos de concreto, absorben más del 80% de la fuerza cortante

Obtenido de: norteobrasciviles.com

2. Sistemas estructurales a base de muros estructurales

Estos sistemas estructurales tienen muros de concreto (placas) distribuidos estratégicamente en la estructura, de tal manera que estos elementos proporcionan la resistencia principal de la edificación. Los muros estructurales aportan gran rigidez, y ayudan a controlar los desplazamientos laterales y distorsiones de los entrepisos establecidas por normativa.

Si una edificación de muchos pisos es diseñada únicamente con pórticos de concreto, es probable que no cumpla con las distorsiones máxima permisibles, en estos casos se suelen incorporar placas de concreto, para ayudar a reducir los desplazamientos.

Para que un sistema sea considerado de muros estructurales, estos elementos deben absorber por lo menos el 70% de la fuerza cortante en la base en una eventualidad sísmica.

Sistema a base de muros estructurales como elemento resistente

Obtenido de: Conferencia conceptos de diseño estructural de muros de concreto armado en el Perú – Antonio Blanco Blasco

3. Sistemas estructurales duales

Este sistema es una combinación de pórticos de concreto y muros estructurales, con una particularidad, donde la fuerza cortante que absorben los muros está entre el 20% al 70% del cortante en la base del edificio, y los pórticos deben resisten por lo menos el 30% de esta fuerza cortante.

Sistema estructural dual, combinación de columnas y placas

Obtenido de: www.llave.mx

4. Sistemas estructurales con muros de ductilidad limitada

Es un sistema que esta conformado en su totalidad por muros estructurales, los muros son elementos delgados que, en muchos casos, no poseen elementos de confinamiento debido por tener espesores de 10 a 12 cm.

El sistema soporta muy bien las fuerzas sísmicas, ya que absorben gran cantidad del cortante basal, además los desplazamientos se reducen significativamente, debido a la alta concentración de muros de concreto (usado también para división de ambientes), convirtiéndolo en un sistema seguro, siempre y cuando no supere los 8 pisos, ya que, al ser un sistema extremadamente rígido, tiene a generar fallas frágiles (explosiva).

Sistema estructural a base de placas de concreto

Construcción de edificio con muros de ductilidad limitada

Obtenido de: www.prezi.com

Estos sistemas se caracterizan además por no tener columnas, lo que implica que la losa de entrepiso se apoya directamente sobre estas placas de concreto.