Sismo influencia en la estructura

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El sismo y sus efectos sobre las estructuras..
[pic]Colaborado por: Dr. Ing. Alexis Negrín Hernández Profesor Titular e Investigador Auxiliar. anegrin@uclv.edu.cu

La acción de los sismos sobre las estructuras, edificaciones y obras en general es de gran importancia, por la magnitud de los daños y fallos que ocasionan, las grandes pérdidas económicas, y sobre todo, por el gran número devíctimas humanas, tanto en muertos como en lesionados.

Las cargas que el sismo provoca sobre las estructuras dependen de muchos factores, entre otros: las características dinámicas del evento, la zona geográfica, las propiedades del suelo y la estructura, la interacción suelo-estructura, el propio movimiento sísmico, la capacidad de liberar energía de la estructura, etc.

La carga de sismo, en zonasde actividad sísmica, es una de las más importantes a tener en cuenta en el diseño. La acción de un sismo sobre una estructura tiene aspectos netamente distintos que los de la mayoría de las otras acciones. La diferencia no reside tanto en las características dinámicas de la acción, si no en la relación entre el movimiento sísmico, las propiedades del suelo subyacente y las estructuras.

Eldiseño sismorresistente implica mucho más que la simple consideración, como se hace con otras cargas, de un conjunto de cargas estáticas que se aplican al modelo de la estructura; requiere, además y principalmente, la selección de un sistema estructural idóneo y eficiente para absorber los efectos sísmicos y de un cuidado especial en la observancia de requisitos de diseño de los elementosestructurales y no estructurales. Esto implica que un diseño adecuado para soportar las acciones comunes, puede resultar totalmente inapropiado para resistir efectos sísmicos, como lo demuestran las frecuentes fallas y problemas que se tienen al utilizar sistemas constructivos desarrollados para zonas no sísmicas en otras en que estos efectos son críticos.

A grandes rasgos el diseño sísmico enmarca lassiguientes etapas: la selección de la composición estructural adecuada, la obtención de las acciones de diseño, el cálculo de la respuesta estructural y el diseño y detalles de la estructura. Un terremoto puede tener su centro epicentro a varios kilómetros de la estructura, tal como pasa con los ciclones, pero aquí la onda se desplaza por la corteza terrestre, por tanto su efecto llega a laestructura por los cimientos y la mueve o sacude en todas direcciones, en general, piénsese en el símil de un péndulo invertido.

La carga de sismo va en contra de la lógica estructural, pues rompe con la transferencia tradicional de carga sobre la estructura. Las otras cargas bajan, normalmente, de las losas a las vigas, de éstas a las columnas y de allí a los cimientos. En el sismo la carga comienzapor los cimientos, esto le da un marcado efecto dinámico, además, las vibraciones u oscilaciones se pueden mantener sobre la estructura y provocar la resonancia.

En resumen: durante el diseño con la carga de sismo hay que tener en cuenta que la estructura soporte las grandes fuerzas de cortante que se introducen, pero además hay que cuidar que el período de oscilación de la estructura nocoincida con la del suelo. Esto presupone una estructura rígida para soportar la carga y una más flexible para evitar la resonancia. Una buena manera de lograr esto es diseñando estructuras aporticadas con paredes de mampostería enmarcadas. Durante los primeros embates del sismo el peligro de resonancia es menor (las fuerzas horizontales son mayores pero mas "desorganizadas" y las oscilaciones muyvariables) la estructura se comporta, inicialmente, como rígida; esas fuerzas "cuartean" las paredes y rompen un poco la unión con el pórtico, haciendo la estructura mas flexible. Luego del acomodo del suelo las oscilaciones son mantenidas, pero las fuerzas horizontales son menores y pueden ser soportadas por la estructura flexible; la flexibilidad de la estructura evita la resonancia.

Cuando...
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