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8/19/2019 Configuracion de Estructuras
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CONFIGURACION
ESTRUCTURAL
La experiencia de sismos pasados demuestra que la forma y configuración estructuraldeterminan la capacidad de un edificio de soportar solicitaciones sísmicas. Una buenaforma y configuración estructural garantiza el buen comportamiento del edificio duranteun sismo.
En esta sección se hará énfasis en aquellos aspectos que tienen una reconocidaimportancia para lograr un comportamiento satisfactorio de las estructuras ante la acciónsísmica. Nos referimos a la configuración de la edificación, la disposición de suselementos y uniones y la inspección y ejecución de la construcción.
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Causas de problemas de comportamiento:
Configuración en planta
Asimetría en planta
Configuración en altura
Discontinuidad de elementos verticales
Concentraciones de masa en pisos
Interacción entre elementos estructurales y no estructurales
Inadecuada distancia entre edificaciones adyacentes
Un edificio con una forma y configuración adecuadas tiene las siguientes características:
Simpl icidad y Simetría
En la medida en que las estructuras son más simples es mayor la efectividad del análisisestructural. Es más fácil idealizar y predecir y el comportamiento de una estructurasimple que de una compleja.
Es conveniente tener plantas simétricas en ambas direcciones para evitar la torsión. Latorsión en una edificación es indeseable por la complejidad de su evaluación y porquesu efectos son casi siempre devastadores durante sismos intensos.
Figura 1.- Planta Asimétrica Figura 2.- Planta Simétrica
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Regularid ad en planta y elevación .
Estructuras con una distribución uniforme de masas, rigidez y resistencia han tenido uncomportamiento adecuado en sismo. Las estructuras irregulares tienen un comportamientoinadecuado al ser afectadas por elevadas demandas localizadas de resistencia y/o ductilidad.
Discontinuidades o cambios bruscos en la distribución de masas o rigidez convierten a unaestructura en irregular y la hacen altamente vulnerable a sismos.
La Norma Peruana establece dos tipos de irregularidades:
1) Irregularidades en planta
Caen en esta categoría los diafragmas con áreas abiertas muy grandes discontinuidadabruptas y/o con entrantes pronunciadas en forma de "C" o "U"
Figura 3.- Irregularidad geométrica Figura 4.- Irregularidad en Rigidez
Irregularidad en planta
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Planta irregular
2) Irregularid ades en elevación
Entre las que se pueden mencionar los cambios bruscos en la geometr ía así como eldesalineamiento de elementos verticales. Estas irregularidades generan estructurasaltamente vulnerables a sismos.Un ejemplo conocido de estas discontinuidades es el denominado "Piso blando" (Fig. 6).Otro caso común es el de disponer grandes masas aisladas en las partes superiores deedificaciones, como por ejemplo tanques elevados (ver Fig. 7).
Figura 5. Escalonamientoinvertido
Figura 6.- Reducciónen Elevación
Figura 7.- Piso Blando
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Irregularidad en altura:Cambio abrupto en la geometría
Irregularidad en altura:Cambio abrupto en la masa.
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• Resistencia y Rigidez.
Actualmente los códigos están orientados a reducir las deformaciones de las estructuras.En sismos pasados se ha observado que las estructuras rígidas han tenido un mejorcomportamiento que las flexibles.
Para controlar estas deformaciones son muy útiles los muros de corte que absorben ungran porcentaje de la fuerza sísmica.
Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la rigidez.
Precauciones especiales:
estructuras ubicadas en zonas de alta sismicidad
suelos de baja capacidad de carga
zonas de vientos fuertes (costas)
zonas propensas a la corrosión
sitios donde se tengan incertidumbres con relación a lasacciones.
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• Tomar en cuenta consideraciones de resistencia y de deformación.
– Millennium Bridge, Londres
_ Tacoma Narrows Bridge, Tacoma
•
Las condiciones de regularidad son requisitos geométricos y estructurales quedeben cumplir las edificaciones, independientemente del material con queestén construidas.
• Los Daños se concentran en estructuras irregulares, esbeltas y con cambiosbruscos en rigidez y/o resistencia.
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Uso de juntas sísmicas para diseños estructurales conconfiguración de planta compleja.
Uso de juntassísmicas paradiseñosestructuralescon configuraciónde planta
compleja
Uso de juntas sísmicaspara diseñosestructuralescon configuración deplanta compleja
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Asimetría, debido a disposición de elementos resistentes
Cuando existe excentricidad, los daños se presentan en loselementos de los extremos
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CONCENTRACIONES DE MASA EN ALTURA AUMENTAN LAVULNERABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS FRENTE A SISMOS
DISCONTINUIDAD EN ELEMENTOS Y FLUJO DE FUERZAS
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Antes Después
La discon tinuid ad de elementos vert icales aumenta la vulnerabil idad
de las estruc turas frente a sism os
PISO DÉBIL
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LA INTERACCIÓN ENTRE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES,PUEDE CAUSAR DAÑOS DE CONSIDERACIÓN
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DAÑOS PRODUCIDOS POR LA INTERACCIÓN DE ELEMENTOSESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES
INTERACCIÓN ENTRE ELEMENTOS ESTRUCTURALES Y NOESTRUCTURALES
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EL CHOQUE ENTRE EDIFICIOS VECINOS COMPROMETE SUESTABILIDAD
ZONA DE CHOQUE ENTRE EDIFICIOS Y FORMAS DEPREVENIRLO
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