Elementos importantes en una estructura

Elementos importantes en una estructura

• Marcos conformados por columnas unidas horizontalmente por vigas formando un sistema rígido

• Tubo perforado: está formado por un conjunto de vigas y columnas que se encuentran sobre el contorno formando una especie de tubo perforado

• Muros de corte: elemento estructural al cual se le transfiere las cargas laterales y la fuerza cortante horizontal, sin embargo no fallan por corte.

Sistemas estructurales:

La disposición de los elementos estructurales puede ser variada lo que produce distintos sistemas estructurales.

Cada sistema depende de la altura del edificio, ya que si el edificio tiene una mayor altura la rigidez y no la resistencia pasa a controlar el diseño.

A continuación se muestran los sistemas más representativos

o Sistema de marcos: este sistema está constituido exclusivamente con marcos y corresponde a un sistema flexible por lo que es recomendable para edificios de hasta 20 pisos.

o Sistema de muros: En este sistema las cargas horizontales son resistidas por muros de corte, también pueden disponerse de manera “acoplada”, es decir unidos entre sí por medio de vigas.

o Sistema mixto: conformado por marcos y muros actuando en la misma dirección, donde cada uno suple las deficiencias del otro.

o Sistema de viga-pared escalonada: Este sistema dispone de manera alternada muros tanto en planta como en elevación.

 Sistema de tubos estructurales: La estructura principal se ubica de manera perimetral, con esto los elementos interiores solo resisten las cargas gravitacionales, pudiendo aprovechar de mejor manera estos espacios. Este sistema posee variantes como: el sistema de tubos acoplados o tubo dentro de tubo.

Criterios de estructuración sismorresistente:

A continuación se presentan los principales factores que influyen en la estructuración de las estructuras:

• Irregularidad en planta y elevación.

• Distribución no uniforme de masas.

• Discontinuidad de los elementos estructurales.

• Cantidad de líneas resistentes.

• Rigidez torsional del edificio.

Estructuración

Para que una estructura tenga una buena respuesta ante cargas laterales (sismos o cargas de vientos), se necesita una buena configuración de sus elementos estructurales y no estructurales, o en otras palabras, una buena estructuración. Esta se debe realizar de dos formas, según la elevación de la estructura y según la estructuración en planta de esta. Las dos son complementarias, con una buena configuración de solo una de ellas, la estructura no tendrá una buena respuesta ante diferentes cargas laterales.

Existen dos tipos de estructuras:

• Estructuras Regulares: Las estructuras regulares no tienen discontinuidades físicas considerables en su configuración en planta y configuración vertical o en sus sistemas resistentes a las fuerzas laterales.

• Estructuras Irregulares: Las estructuras irregulares tienen discontinuidades físicas considerables en su configuración o en sus sistemas resistentes a las fuerzas laterales.

Siempre se trata de que la estructura sea regular, para esto se darán algunas recomendaciones, tanto de estructuración en planta como en elevación.

Estructuración en Planta

Se necesitan plantas regulares en su geometría (forma de la planta) y en su rigidez (disposición de muros en planta) lo más simétricas posibles, con el fin de no provocar eventualidades que afectan el diseño antes propuesto, como por ejemplo:

Torsión en planta

La disposición de los planos resistentes definen un centro de rigidez, si este no coincide con el centro de masa se pueden generar torsiones iníciales, suponiendo que la masa se distribuye uniformemente en toda la planta el centro de masa debe estar en el centro de la planta, por esto se deben poner muros perimetrales por todo el contorno de la planta, para no producir excentricidades y por ende torsión en la planta. En las siguientes imágenes se ejemplifica con una planta de rigidez regular como un caso favorable y una de rigidez irregular como una condición no adecuada para el diseño

Si existe una rigidez regular en la planta por la buena disposición de los muros puede que el centro de rigidez y centro de masa no coincidan, debido a que este último se encuentra desplazado, por esto ocurre torsión en planta. Un ejemplo para lo anterior, se muestra a continuación, a la izquierda de la imagen la cual representa un desplazamiento del centro de masa, en el lado derecha se vuelve a mostrar el caso en que la disposición de muros no es la correcta. En ambos casos se explicita la excentricidad que ocurre y según la dimensión de esta se puede clasificar en elevadas o moderadas actividades sísmicas

Plantas irregulares, asimétricas y/o con lados entrantes o salientes

Las plantas cuadradas son ideales ya que presentan un buen comportamiento y por su simetría es de fácil

...