Durante la etapa de diseño, es recomendable que la composición geométrica general de la edificación este conformada por volúmenes de formas simples y dispuestos de manera simétrica con respecto a los ejes longitudinal y transversal de la planta.
Al conseguir esta simplicidad en las formas y simetría de volúmenes en la edificación garantiza que los efectos que sobre él causen los posibles movimientos sísmicos a que puede verse sometido a lo largo de su vida útil, le causen el mínimo daño gracias al comportamiento homogéneo que esa configuración confiere a toda la edificación.
Este buen comportamiento se puede conseguir siempre y cuando se cumpla con un planteamiento estructural adecuado y se sigan algunos criterios, como son:
1.- Sistema de resistencia sísmica este debe garantizar un comportamiento adecuado, tanto individual como de conjunto, ante cargas verticales y horizontales, mediante:
a) Un conjunto de muros estructurales, muros de carga o muros de rigidez, dispuestos de tal manera que provean suficiente resistencia ante los efectos sísmicos horizontales en las dos direcciones principales en planta, teniendo en cuenta sólo la rigidez longitudinal de cada muro.
b) Un sistema de diafragmas, los muros estructurales estarán obligados a un trabajo en conjunto, mediante amarres que transmitan a cada muro la fuerza lateral que deba resistir.
Los elementos de amarre para la acción de diafragma se deben ubicar dentro de la cubierta y los entrepisos.
2.- Simplicidad
Una edificación que involucra simplicidad en su configuración geométrica garantiza un comportamiento ante el sismo óptimo. El realizar un diseño sencillo facilita la distribución equilibrada de los muros portantes y evita cualquier forma irregular de la planta.
Esto no tiene porque ir en detrimento de la creatividad artística del arquitecto.
3.- Simetría
Un edificio es simétrico respecto a dos ejes en planta si su geometría es idéntica en cualquiera de los lados de los ejes. La simetría puede existir respecto a un eje solamente. También existe simetría en elevación, aunque es más significativa desde el punto de vista dinámico la simetría en planta. En el caso, de la simetría en altura no es perfecta por que todo edificio tiene un extremo fijo al terreno y libre el otro.
4.- Rigidez
Se suele confundir con resistencia, pero son dos conceptos diferentes, la rigidez mide la capacidad que un elemento estructural tiene para oponerse a ser deformado. Se dice que, un cuerpo es más rígido cuanto mayor sea la carga que es necesario aplicar para alcanzar una deformación dada. Analíticamente la rigidez de un elemento se expresa mediante el cociente entre la carga y la deformación que esta produce.
5.- Atributos de un buen diseño
a) En un buen diseño se debe prever y calcular el balance de los muros, respecto a la distribución de vanos.
b) Se debe ver la edificación como un todo y todos los bloques que la conforman sean simétricos con respecto a sus ejes.
c) Los muros localizados en sus vanos deben estar equilibrados unos frente a otros, para que los desplazamientos en caso de sismo, sean uniformes.
d) Se deben evitar los bloques largos y angostos con longitud mayor a 3 veces su ancho.
6.- La forma
En toda edificación, la geometría tanto de la planta como de la elevación, deben ser sencillas. La forma volumétrica más recomendable de la construcción es la Forma Regular, en la cual, el volumen general del edificio se muestra compacto, sin irregularidades en su conformación geométrica, sin salientes o protuberancias.
Las Formas Irregulares en la configuración geométrica general del edificio no son recomendables; es decir, edificaciones compuestas por volúmenes diferentes pero ligados unos a otros, que al ser afectados por el sismo se deforman y reaccionan de manera independiente unos respecto a los otros, no contribuyen al comportamiento homogéneo que es deseable y necesario para que las edificaciones respondan bien ante las fuerzas irregulares que un sismo comunica a la edificación.
Las formas asimétricas en volumen no son recomendables; por lo tanto es importante independizarlos por medio de juntas o separaciones entre los edificios o volúmenes vecinos.
7.- Disposición de muros estructurales
Debido a que los muros individualmente resisten principalmente las cargas laterales paralelas a su plano, es conveniente la colocación de muros en dos direcciones ortogonales en planta. La longitud de los muros en las dos direcciones debe ser aproximadamente igual. Debe tenerse especial cuidado cuando el entrepiso trabaja en una dirección, por la tendencia a colocar muros de carga en una sola dirección, caso en el cual es necesario utilizar un número suficiente de muros de rigidez en la dirección ortogonal.
Se debe evitar disponer todos los muros en una misma dirección, pues si bien es cierto que la edificación resultante sería resistente a fuerzas sísmicas que se presenten en la misma dirección en que están localizados los muros, por otra parte la misma edificación resultaría sumamente débil a fuerzas que viniesen en dirección perpendicular al muro, condición en la cual la edificación no tendría capacidad para resistirlas.
8.- Dimensiones modulares
La capacidad mecánica de los muros estructurales depende principalmente de la calidad de los materiales y de la mano de obra. El uso de piezas enteras permite mejorar la calidad de la obra, racionaliza el uso de los materiales y conserva la integridad de los elementos.
Las dimensiones en longitud elevación de los muros y vanos, deben tener coordinación modular con las piezas empleadas.
9.- Resistencia perimetral
Para resistir los efectos de la torsión en planta es conveniente tener elementos resistentes en el perímetro del edificio, es decir, ubicar elementos resistentes al sismo en las fachadas del edificio.
Cuanto más alejado del centro de rigidez de la planta se ubique un elemento, mayor es el brazo de palanca respecto a ese centro, y mayor será el momento resistente que pueda generar. Para este efecto la planta más eficiente es la planta circular, aunque otras formas funcionan satisfactoriamente. Siempre es conveniente colocar elementos resistentes al sismo en el perímetro, para resistir corte directo y la torsión.
10.- La sismo resistencia como resultado de la constitución física del edificio
Esto depende en gran medida, tanto del tipo de materiales y componentes que la constituyan, como de la correcta relación entre ellos; es decir, no basta con dotar a la edificación de unos componentes resistentes; es necesario relacionarlos correctamente entre sí para que toda la edificación se comporte de manera homogénea ante la presencia de fuerzas provenientes del sismo.
En este caso hay que tomar en cuenta algunos aspectos fundamentales para garantizar la sismo resistencia, a partir de las condiciones de relación entre los componentes de la edificación, como son:
a) La Uniformidad:
Debe ser una característica de una edificación sismo resistente y se logra cuidando que no se presente diversidad de materiales en la constitución de componentes que desempeñan trabajos similares.
La heterogeneidad de materiales en una construcción, facilita el mal comportamiento ante un sismo por la variedad de características y resistencias de los diferentes materiales.
b) Continuidad:
Tanto la efectividad de los amarres en los diafragmas, como el trabajo de conjunto, se ve afectado por la continuidad vertical y horizontal de los muros estructurales.
- Continuidad vertical: Cada muro se considera estructural, si es continuo desde la cimentación hasta el diafragma superior conformado por la cubierta.
- Continuidad horizontal: Hay continuidad horizontal cuando los muros estructurales están alineados horizontalmente al menos conformando parejas. Cuando no exista alineamiento horizontal, el amarre del muro al nivel de los diafragmas debe llevarse hasta los amarres transversales adyacentes.
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