3. CONFIGURACIÓN O REVISIÓN DE PLANTAS Y ELEVACIÓN

SELECCIÓN DEL SISTEMA DE ESTRUCTURA

El sistema de estructura a escoger en un proyecto de edificación depende de muchos factores, Arquitectura (irregularidades de Planta y Elevación), Altura del Edificio, Zona Sísmica, Costos, entre otros; en proyectos importantes el diseño Arquitectónico se Adapta a la posibilidad Estructurales, es decir, ambas se limitan entre sí para poder ser realizable, tales como son los Edificios Altos o Abstractos. El anterior Ministerio de Desarrollo Urbano en Venezuela (MINDUR), en fecha Nov 1984; publicó el “MANUAL PARA EL PROYECTO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO PARA EDIFICACIONES”, el cual sigue vigente en muchas de sus recomendaciones, igualmente presento un gráfico donde da una guía para la selección de sistema de estructura para concreto armado según el número de pisos:

(Los límites señalados, se dan solo como una guía que tiene que ser aplicados con buen criterio de acuerdo con las características de cada edificio en particular).

3. CONFIGURACIÓN O REVISIÓN DE PLANTAS Y ELEVACIÓN.

Las Plantas de las Edificaciones deberían ser regulares, preferiblemente, ya que de esta en gran parte dependerá la repuesta sísmica de la estructura; la configuración de la planta al ser regular no genera grandes torsiones indeseables.

- Consideraciones de Plantas como

Regulares sí:

 COVENIN 1756-2001 L1 < 0.40*L  Algunos Códigos Latinoamericanos L1 < 0.20*L  Códigos EUROPEOS L1 < 0.25*L

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Posibles soluciones en el caso de que la planta se determine irregular; igualmente existen soluciones como rigidizar esquinas salientes y entrantes, colocación de muros, entre otros, sin embargos los costos determinarían estas soluciones.

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P ara e sto s caso s de c lasif icac ió n de p lan tas irr egulares, la No rma No rte am e ric ana (ASCE- 7 / 2 016 ) e s m ás e s tr ict a y esp e c íf ic a, c omo la no rma Co lomb iana (NSR 1 0) , q ue b ajo n ue stro c rite rio re co men damos usar:

P r o f. In g . Ci vil, Da vi d Nú ñ ez / N ov 2 02 0 P ágin a 2 0 de 1 0 3

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- Consideraciones de Longitud de Plantas:

La longitud en planta de una edificación, influye en la respuesta estructural ante la transmisión de ondas en el terreno producidas por el movimiento sísmico. A mayor longitud en planta empeora el comportamiento estructural (Grases et al. 1987).

En tal sentido se puede clasificar la irregularidad de planta por longitud de la siguiente manera:

Por lo tanto, se recomienda: • L max = 40 metros • L2 ⁄ L1 ≤ 2.3 • Si L2 ⁄ L1 > 2.3, se recomienda insertar por lo mínimo una junta de construcción y/o a cada 30 m.

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Tipos de Junta:

- Consideraciones de Torsión por Estructura:

En el prediseño o diseño de la estructura hay que tener mucho cuidado en la distribución de rigideces, una mala distribución genera torsiones indeseables y riesgosas; en tal sentido hay que clasificar las irregularidades o asimetría de las estructuras en aceptables o no según los siguientes criterios:

Tenemos muros fuera del Centro de Masa (CM), lo cual genera excentricidad y con ello cortes considerables en pórticos de borde de planta.

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Mirando el caso de torsión por estructura de otra perspectiva, cuando está muy alejados los Centro de Masa (G) con respecto al centro de Rigidez (R), las extremidades producen las torsiones no convenientes, y por igual el movimiento de la estructura varia de uniforma (buena estructuración) a desplazamientos diferenciales (estructuras asimétricas o no controladas).

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- Irregularidad de Estructura por Líneas de Fuerza

La Estructuración de las edificaciones debe garantizar resistencia en todos los planos en que el sismo actúa, no es recomendable dejar líneas de fuerzas o planos completos sin condiciones sismoresistentes.

Ejemplo:

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- Irregularidades Verticales de Edificaciones

Irregularidades verticales están presentes en las edificaciones, cuando hay cambios bruscos de rigidez y masa entre pisos consecutivos, lo que se traduce en fuertes concentraciones de esfuerzos; igualmente con pisos débiles y plantas libres, volados excesivos, la no continuidad de columnas o muros, entre otros.

Se deben evitar, en lo posible, los escalonamientos y tratar que los cambios de un nivel a otro sean lo más suaves posibles, sobre todo en edificaciones importantes.

Es importante destacar que los pisos o plantas flexibles igualmente se presentan por tener alturas de mayor magnitud en comparación con los otros niveles. (ver clasificación ASCE-7).

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Posible solución para edificios Podio-Torre que se clasifique en irregular.

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Clasificación de Irregularidad en Altura de Edificaciones según la Norma y/o código norteamericano ASCE-7 / 2016

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Es conveniente diseñar edificaciones y estructuras bajo las recomendaciones anteriores, provenientes de códigos y normas de la región donde se construirá, o de las más reconocidas en el área de la Ingeniería de diferentes países; las solicitudes por sismo son muy exigentes, en tal sentidos cuando se califica una estructura como irregular se debe prestar mucha atención en los efectos de: Torsión de Plantas, Torsión por Estructuración, Concentración de Esfuerzos por Longitud, Altura, Cambio de Rigideces en Altura, Líneas de Fuerza Estructural en un solo sentido, Pisos Débiles, Columna Corta, Viga débil – Columna Fuerte, Corte en Juntas, Diafragmas Flexibles (entrepisos), Volcamiento, Deslizamiento de la Edificación, entre otras; hay efectos como Bisagra en torres con podio, y también Backstay que es la concentración de corte entre podio y torre.

Según las figuras anteriores, podemos decir que los códigos más reconocidos especifican las irregularidades en función a la altura y cambios de planta a medida que se eleva, las relaciones “a” con “a1” y “a2” es proporcional a una constante; las relaciones de “H” y “h” están basadas en las rigideces de los entrepisos, todo ello para evitar los efectos que se señalan.

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Conclusiones en Estructuración: Se debe evitar las estructuraciones irregulares en las edificaciones, preferiblemente adoptar configuraciones simétricas sin cambios bruscos en sus secciones. La aplicación de coeficientes que incrementen la magnitud de las fuerzas de diseño no garantiza que se esté cubriendo con seguridad las anomalías de comportamiento que se derivan del empleo de configuraciones irregulares. Con excepción de la tipología de irregularidad en planta por retrocesos en las esquinas, donde una adecuada rigidez de los extremos de las aletas flexibles conduce a una solución favorable al comportamiento sísmico, los demás tipos de irregularidad deben ser evitados al no tener soluciones o alternativas que puedan conducir a situaciones favorables ante eventos sísmicos. Se debe tener especial cuidado en el manejo de los elementos no estructurales ya que su vinculación a la estructura trae como consecuencia la rigidización en la zona donde se encuentren, haciendo que la edificación se comporte de un modo diferente a como fue diseñada, obligando a las estructuras de configuración regular a un comportamiento irregular. Sin embargo, en las últimas décadas se han realizado proyectos impresionantes, que parecieran salirse de las leyes físicas y de todo lo dicho anteriormente, pero debemos saber que estos proyectos cumplen con estos preceptos que tal vez no lo vemos a simple vista.

Agora Garden - Tao Zhu Yin Yuan - Taipei - Taiwan - 2017

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