edificios en altura

Cap´ıtulo 4

Estructura de edificios en altura
4.1

Introducci´
on

La caracter´ıstica distintiva de edificios en altura es, desde el punto de vista estructural, la
necesidad de resistir cargas horizontales. As´ı es que entre los estados de carga postulados para
el dise˜
no de la estuctura, tendr´
an especial importancia aquellos debidos a cargas variables o
accidentales. Las cargashorizontales pueden ser debidas al viento o a sismos. Excepcionalmente
puede reconocer otras causas, como podr´ıa ser el caso de explosiones.
Las presiones del viento que inciden lateralmente en el edificio son, en el litoral argentino, la
principal fuente de fuerzas horizontales para el c´
alculo estructural de edificios. La determinaci´
on
de estas presiones est´a normalizada en el ReglamentoCIRSOC 102.
En general en edificios que no sean demasiado esbeltos o demasiado flexibles (m´as precisamente, cuyo per´ıodo natural de vibraci´
on se sit´
ua por debajo de 1 segundo), la acci´
on del viento
se traduce en una presi´on lateral que puede aceptarse actuando est´aticamente. Las presiones
del viento var´ıan con la altura pero, conservativamente, pueden tomarse con valor constanteresultando as´ı, para edificios prism´
aticos, en un conjunto de fuerzas laterales uniformemente
distribuidas con la altura. Esta aproximaci´
on es frecuentemente utilizada para describir la acci´on del viento (figura 4.1.a).
La actividad s´ısmica en nuestro pa´ıs var´ıa seg´
un la regi´
on y en las zonas de mediano o alto
riesgo este estado de solicitaci´on pasa a ser determinante para elproyecto de la estructura. La
acci´on del sismo es sustancialmente distinta de la anterior y se manifiesta como un movimiento
de la base de la construcci´on. Sin embargo, para el c´
alculo antis´ısmico de edificios corrientes, un
procedimiento reglamentario simplificado se basa en reemplazar la acci´
on s´ısmica por un conjunto
de fuerzas est´aticas horizontales equivalentes. De modo que puedepensarse en la acci´on s´ısmica
como la de un conjunto de cargas horizontales, al igual que en el caso del viento. La variaci´
on
de esas fuerzas con la altura es diferente a la del viento y una aproximaci´
on usual consiste en
suponer una distribuci´
on variable linealmente con la altura (figura 4.1.b). En algunos casos a
este diagrama triangular de cargas suele agregarse una carga concentradaen el extremo superior
a fin de mejorar la representaci´
on de las fuerzas equivalentes. El Reglamento INPRES-CIRSOC
103 contiene directivas para el c´
alculo antis´ısmico de edificios.
La estructura de un edificio debe poseer resistencia y rigidez. Resistencia para poder garantizar la seguridad m´ınima requerida frente a las posibilidades de colapso de la construci´
on. Rigidez
para evitardesplazamientos o deformaciones excesivas, controlar las vibraciones y contribuir a
la estabilidad del edificio. Las deformaciones excesivas, adem´as de los problemas que podr´ıan
ocasionar por el uso habitual de la construcci´
on, conducen generalmente a fallas en materiales
o elementos no estructurales (vidrios, revoques, revestimientos, etc.). Las vibraciones excesivas
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CAP´ITULO 4.ESTRUCTURA DE EDIFICIOS EN ALTURA

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Figura 4.1: Cargas de viento y sismo sobre un edificio: (a) Cargas de viento; (b) Fuerzas s´ısmicas
equivalentes
tienen incidencia en el confort de las personas o en la utilizaci´
on de m´
aquinas o equipos sensibles. En niveles excesivos pueden hacer intolerable la presencia de las personas y a´
un producir
problemas en elementos o maquinarias all´ıdispuestos. La estabilidad del edificio, en su conjunto,
exige una determinada rigidez m´ınima del mismo. En vista de lo indicado puede inferirse que la
estructura debe ser suficientemente resistente y suficientemente r´ıgida. A estas dos condiciones
se agrega, en el caso particular de estructuras antis´ısmicas, el requerimiento de ductilidad. Esto
es, la estructura debe en este caso ser capaz de...