Estructura de edificios de altura

Cap´ ıtulo 4

Estructura de edificios en altura
4.1 Introducci´n o

La caracter´ ıstica distintiva de edificios en altura es, desde el punto de vista estructural, la necesidad de resistir cargas horizontales. As´ es que entre los estados de carga postulados para ı el dise˜o de la estuctura, tendr´n especial importancia aquellos debidos a cargas variables o n a accidentales. Las cargashorizontales pueden ser debidas al viento o a sismos. Excepcionalmente puede reconocer otras causas, como podr´ ser el caso de explosiones. ıa Las presiones del viento que inciden lateralmente en el edificio son, en el litoral argentino, la principal fuente de fuerzas horizontales para el c´lculo estructural de edificios. La determinaci´n a o de estas presiones est´ normalizada en el Reglamento CIRSOC102. a En general en edificios que no sean demasiado esbeltos o demasiado flexibles (m´s precisaa mente, cuyo per´ ıodo natural de vibraci´n se sit´a por debajo de 1 segundo), la acci´n del viento o u o se traduce en una presi´n lateral que puede aceptarse actuando est´ticamente. Las presiones o a del viento var´ con la altura pero, conservativamente, pueden tomarse con valor constante ıan resultandoas´ para edificios prism´ticos, en un conjunto de fuerzas laterales uniformemente ı, a distribuidas con la altura. Esta aproximaci´n es frecuentemente utilizada para describir la aco ci´n del viento (figura 4.1.a). o La actividad s´ ısmica en nuestro pa´ var´ seg´n la regi´n y en las zonas de mediano o alto ıs ıa u o riesgo este estado de solicitaci´n pasa a ser determinante para el proyecto de laestructura. La o acci´n del sismo es sustancialmente distinta de la anterior y se manifiesta como un movimiento o de la base de la construcci´n. Sin embargo, para el c´lculo antis´ o a ısmico de edificios corrientes, un procedimiento reglamentario simplificado se basa en reemplazar la acci´n s´ o ısmica por un conjunto de fuerzas est´ticas horizontales equivalentes. De modo que puede pensarse en laacci´n s´ a o ısmica como la de un conjunto de cargas horizontales, al igual que en el caso del viento. La variaci´n o de esas fuerzas con la altura es diferente a la del viento y una aproximaci´n usual consiste en o suponer una distribuci´n variable linealmente con la altura (figura 4.1.b). En algunos casos a o este diagrama triangular de cargas suele agregarse una carga concentrada en el extremosuperior o a fin de mejorar la representaci´n de las fuerzas equivalentes. El Reglamento INPRES-CIRSOC 103 contiene directivas para el c´lculo antis´ a 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´n. Rigidez o para evitar desplazamientos odeformaciones excesivas, controlar las vibraciones y contribuir a la estabilidad del edificio. Las deformaciones excesivas, adem´s de los problemas que podr´ a ıan ocasionar por el uso habitual de la construcci´n, conducen generalmente a fallas en materiales o o elementos no estructurales (vidrios, revoques, revestimientos, etc.). Las vibraciones excesivas 57

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CAP´ ITULO 4. ESTRUCTURA DEEDIFICIOS EN ALTURA

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´n de m´quinas o equipos sensio a bles. En niveles excesivos pueden hacer intolerable la presencia de las personas y a´n producir u problemas en elementos o maquinarias all´ dispuestos. Laestabilidad del edificio, en su conjunto, ı 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 sufrir suficientes...