Ciencia

DISEÑO DE INGENIERÍA
VIBRACIONES
EN ENTREPISOS
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NOTIACESCO • Edición Nº 2 • junio de 2008
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El avance agigantado de la ingeniería y la ciencia ha llevado
a utilizar materiales más livianos, métodos más eficientes y
rápidos de construir y teorías de diseño que redunden en
economía y optimización del servicio de la estructura. No
obstante, esto último lleva consigoel estudio de otros efectos
no considerados y que pudieran presentarse, donde es
importante utilizar una ingeniería de buen juicio basada en
el correspondiente estado del arte de la ciencia.
En el caso de los entrepisos metálicos, viguetas metálicas
más una losa en concreto fundido en sitio tipo Composite
Steel Floor Deck (Metaldeck), el resultado es un sistema de
entrepiso liviano, fácil yrápido de construir y con un ahorro
importante de material que beneficia, principalmente,
en dos aspectos el proyecto. El primer aspecto tiene que
ver con el uso eficiente de los materiales, generando menos
desperdicios; el segundo se relaciona con el aligeramiento
total de la estructura (peso muerto) resultando en elementos
estructurales principales menos exigidos, como columnas y
vigas,especialmente con lo relacionado a cargas sísmicas
debido a la reducción de masa dinámica ó, viéndolo de otro
modo, en la posibilidad de disminuir secciones transversales
de los elementos portantes. Sin embargo, pese a todas estas
ventajas, para grandes separaciones entre apoyos siempre
es aconsejable hacer un análisis de las vibraciones inducidas
por los ocupantes humanos y evaluar elnivel de perturbación
durante su uso.
En la mayoría de los proyectos manejados en el país, con el
uso típico de separaciones entre apoyos, las vibraciones generadas
por los propios ocupantes no representan un pro-
VIBRACIONES EN ENTREPISOS
Durante la etapa del diseño
de un entrepiso u otro
sistema estructural se tiene
en cuenta la resistencia de
los materiales componentes,
donde se tomantodos aquellos
efectos de esfuerzos y límites
de funcionalidad aplicables,
producto generalmente de
un análisis estructural, de tal
manera que la estructura final
sea segura y capaz de soportar
todas las condiciones de servicio
consideradas o idealizadas en el
modelo usado.
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blema para la vida útil de un sistema de losa. Podría
decirse que muchas de las vibraciones caen en
rangos noperceptibles, independiente del sistema
estructural seleccionado para la losa, debido a la
configuración geométrica con que se manejan las
edificaciones en Colombia. No obstante, bajo aquellas
situaciones para las cuales se plantean amplias
luces con un sistema estructural liviano (ej: tipo metálico
o concreto presforzado), donde si se presentan
vibraciones debido a la presencia delhombre,
existen rangos aceptables que dependerán del uso
destinado al sistema de entrepiso.
Las vibraciones de entrepiso han sido categorizadas
con respecto a la respuesta humana como sigue:
1. Las vibraciones, aunque presentes, no son percibidas
por los ocupantes
2. La vibración es percibida pero no causa
molestia
3. La vibración molesta y causa perturbación
4. La vibración es tan severaque enferma a las personas.
La mayoría de los sistemas de entrepiso caen en las
dos primeras categorías. Obviamente la última categoría
no puede ser tolerada. El objetivo de este boletín
es presentar un método de análisis adecuado de una
vigueta de acero en combinación de un tablero de
concreto (Metaldeck) para determinar si cae dentro de
la tercera categoría.
PERCEPTIBILIDAD HUMANA
Laperceptibilidad humana a vibraciones transitorias
de entrepiso depende de tres factores: frecuencia,
amplitud inicial y amortiguamiento. Aunque se han
desarrollado un número de escalas para medir la sensibilidad
humana en estado estable (cero amortiguamiento),
solo se dispone de dos escalas que incluyan
los efectos del amortiguamiento: La escala Reiher-
Meister modificada(1) y la escala...