Conceptos generales.:.Criterios Estructurales.:.Diseño de Losas.:.Diseño de Muros.:.Créditos

 

DEFINICIÓN E IMPORTANCIA DE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL
CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DEL EDIFICIO PARA UN BUEN DESEMPEÑO
TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES BÁSICOS
SISTEMAS PARA EDIFICIOS DE VARIOS PISOS DE ALTURA
SISTEMAS DE PISO


Sistema Dual (Pórticos rigidizados)
 

Es un sistema mixto de pórticos reforzados por muros de carga o diagonales de arriostramiento. En este sistema los muros tienden a tomar una mayor proporción de los esfuerzos en los niveles inferiores, mientras que los pórticos pueden disipar energía en los niveles superiores.


Figura 1 _ Distintos sistemas duales.

Figura 2 _ Edificación son arriostramientos laterales.

Se genera una estructura con una resistencia y rigidez lateral sustancialmente mayor al sistema de pórticos, lo cual lo hace muy eficiente para resistir fuerzas sísmicas. Y siempre y cuando haya una buena distribución de los elementos rígidos, también se puede obtener las ventajas del sistema aporticado, en cuando a su ductilidad y distribución de espacios internos.

Se debe ser muy cuidadoso al momento de diseñar el sistema, ya que la interacción entre el sistema aporticado y el de muros es compleja. El comportamiento de un muro esbelto es como el de una viga de gran altura en voladizo, y el problema de interacción se origina porque el comportamiento que tendría un sistema aporticado sería muy distinto al de un muro de concreto.

Como se puede apreciar en la figura 2.90, en los pisos inferiores la rigidez del muro es muy alta, por lo que se restringe prácticamente el desplazamiento, mientras que en los pisos superiores el muro en vez colaborar a resistir lar cargas laterales, termina incrementando las fuerzas que los pórticos deben resistir. Es por esto que se deben tener consideraciones muy puntuales con el diseño del muro, intentando propinarle un gran momento de inercia para no producir grandes desplazamientos.
               


Figura 3 _ Interacción de fuerzas entre pórticos y muros

                 
Es muy común, sobretodo en la vieja práctica, que cuando se diseñan estructuras duales se supone que los muros resisten todas las fuerzas laterales  y el sistema aporticado todas las gravitacionales. Esta suposición arroja un error despreciable en estructuras de alturas moderadas, aproximadamente 20 pisos, pero para edificios de alturas mayores se incurre a un sobredimensionamiento de la estructura, ya que se desperdicia buena parte de la resistencia de ambos sistemas. Aunque la Norma COVENIN 1753-2001 en el subcapítulo 6.3 especifica que para estructuras duales, el pórtico debe resistir al menos el 25% de las cargas laterales.

El problema que posee este sistema estructural es que hay que ser muy cuidadoso en cuanto a la configuración de los elementos rígidos, ya que tienen una extrema diferencia de rigidez comparado a los pórticos y esto puede causar concentraciones excesivas de esfuerzos en algunas zonas del edificio y una mala distribución de cargas hacia las fundaciones.



Recomendaciones
 
  • Distribuir de manera uniforme y simétrica los elementos rígidos en la planta intentando evitar la obstrucción al uso del espacio interno del edificio.

  • Es preferible no concentrar los elementos rígidos y resistentes cercanos al centro de masa ya que son menos efectivos para resistir torsión y las columnas de la periferia serán más susceptibles al cortante por torsión. Si estos elementos son ubicados en la periferia de la estructura de forma simétrica su efectividad se incrementará considerablemente.

  • Para lograr un diseño económico y estructuralmente óptimo se debe considerar la interacción del sistema aporticado y de muros para resistir todas las solicitaciones. De esta forma se reducen los momentos flectores en los muros, debido a la participación de los pórticos, y se mejora el desempeño de estos si se diseña considerando su aporte para resistir cargas gravitacionales, ya que las cargas gravitacionales pueden compensar los momentos volcantes debidos a las cargas laterales.

  • Se debe verificar que los esfuerzos transmitidos por los muros al suelo no sobrepasen su capacidad portante, esto se puede lograr aumentando la cuantía de muros en planta o aumentando el espesor de estos.

 

 


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