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Cálculo Sísmico de Edificios

Los edificios están constituidos usualmente por estructuras aporticadas, es decir por vigas, columnas , losas y fundaciones. Y estas estructuras están sometidas a cargas verticales, tales como el peso propio de sus elementos y la sobrecarga de uso y sobrecargas accidentales tales como la nieve.

Pero además existen fuerzashorizontales como las del viento y el sismo, éstas últimas muy importantes a considerar. Si bien hoy en día el cálculo sismico se realiza exclusivamente a través de programas de computadora, por ser laborioso en extremo, es importante comprender el concepto del mismo y el desarrollo del cálculo, realizado con un ejemplo práctico completo.

Lasaceleraciones del suelo durante un terremoto pueden registrarse por medio de un aparato llamado acelerógrafo. Este consiste en una masa conectada con un resorte muy flexible a la base del aparato. La masa posee una pluma que registra sobre una cinta los movimientos relativos masa-base. El gráfico obtenido se denomina acelerograma y su eje horizontal representa el tiempo mientras que el eje verticalrepresenta las aceleraciones del suelo.

La respuesta de una estructura frente a un sismo determinado dependerá de las características dinámicas de la misma. Estas son básicamente sus frecuencias propias de vibración y su amortiguamiento. Para comprender mejor esto puede analizarse un sistema con un grado de libertad. Este oscilador simple puede representarse como una masa unida a la base a travésde un resorte y un amortiguador.

Las propiedades del oscilador son su masa m, su rigidez elástica k y su constante de amortiguamiento c (que en este caso se considera de tipo viscoso).Si este oscilador se somete a un acelerograma el valor máximo de aceleración (o de velocidad, o de desplazamiento) que sufrirá la masa depende de su frecuencia y de suamortiguamiento.
Variando estas características del oscilador, varía la respuesta. Si se grafica el valor máximo de la respuesta obtenida, en función de la frecuencia del oscilador, se obtiene lo que se denomina espectro de respuestas. Las ordenadas del espectro de respuesta pueden ser aceleraciones, velocidades o desplazamientos de la masa. Las abscisas serán frecuencias, o bien su inversa:períodos. La respuesta de una construcción, puede estimarse a partir de espectros simples.

. Para ello se considera que cada modo natural de vibración de la estructura se comporta como un oscilador simple, con su frecuencia propia. Combinando las respuestas de cada modo, puede estimarse la respuesta global. Este es uno de los procedimientos que se utilizan para evaluar la respuesta sísmica estructuraly se lo denomina análisis modal espectral. Otros tipos de análisis se basan en utilizar directamente el acelerograma en vez del espectro de respuestas.

Con la historia de aceleraciones de la base (que representa el acelerograma), se calcula paso a paso la respuesta de la estructura. Este procedimiento denominado análisis paso a paso es más general que el anteriorpermitiendo el estudio de respuestas no-lineales. Finalmente hay procedimientos prácticos simplificados que se utilizan para el cálculo, utilizando el sistema de fuerza estática equivalente a la acción sísmica, tal es el caso del Método Estático, aplicable a los edificios corrientes.




Zonificación Sísmica
De acuerdo a la "peligrosidad sísmica" nuestro país se encuentra dividido en 5zonas definidas en el Reglamento Impres Cirsoc 103:
Zona 0 Muy reducida
Zona 1 Reducida
Zona 2 Moderada
Zona 3 Elevada
Zona 4 Muy Elevada















Métodos de Análisis del Efecto Sísmico
Métodos dinámicos:
Análisis Modal Espectral
Superposicion Modal...