(999) 290 93 87Anteriormente en el blog titulado "¿Qué es la Sismorresistencia?", hablamos sobre los principios y la definición del concepto de Sismorresistencia, que grosso modo es una propiedad con que se dota a una construcción para resistir la actividad sísmica pero ¿Cómo ocurre esto exactamente?
Fuente: Construcciones sismorresistentes.
El diseño y concepción de edificaciones sismorresistentes comprende toda un área de estudio de la Ingeniería Estructural y es un tema bastante complejo si no se tienen los conocimientos necesarios, no obstante, en lo que compete a la elaboración de este blog, sólo se mencionarán los cuatro tipos fundamentales de estructuras de Acero empleadas en la construcción de edificios sismorresistentes.
Pórticos no arriostrados
También llamados "Pórticos resistentes al momento" o simplemente "Pórticos de momento" (Fig. 1) son estructuras cuyas uniones entre vigas y columnas están conformadas por conexiones rígidas (soldadura, pernos o ambos).
Fig. 1 Pórtico resistente a momento. Fuente: alacero.com
En este tipo de estructura la resistencia a las cargas laterales se da por cortante y flexión en vigas y columnas (Fig. 2)
Fig. 2 Efecto de las cargas en un pórtico de Momento. Fuente: MIDUVI
El sistema de pórticos de momento, es ampliamente usado para diseñar edificios en acero estructural. Sus principales ventajas son su versatilidad arquitectónica, ya que no hace falta colocar componentes estructurales que puedan causar obstrucciones, así como su alta ductilidad. No obstante su principal desventaja es que carece de una buena rigidez lateral.
Pórticos con arriostramientos concéntricos
Los pórticos con arriostramientos concéntricos (Fig. 3) son sistemas en los que elementos diagonales proveen la resistencia necesaria para soportar las cargas sísmicas.
Fig. 3 Pórtico con arriostramientos concéntricos. Fuente: alacero.com
Como su nombre lo indica, estos arriostramientos son elementos que se unen en un punto en común, existen diferentes configuraciones de arriostramientos, y además de brindar resistencia aportan a la estética de la edificación ( Fig.4)
Fig. 4 Configuraciones de arriostramientos concentricos. Fuente:MIDUVI
El funcionamiento de este sistema se basa en la naturaleza de las cargas provocadas por un movimiento sísmico. Cuando ocurre un sismo, hay una carga lateral que ocasiona que una de las riostras sufra compresión mientras que la otra sufre tensión. Sin embargo, al ser la carga sísmica de tipo bidireccional, cuando cambia de sentido, la riostra que estaba sujeta a tensión para a trabajar a compresión y viceversa (Fig. 5)
Fig. 5 Efecto de las cargas en un pórtico de riostras concéntricas. Fuente: MIDUVI
Este tipo de sistemas son muy buenos resistiendo sismos y contrariamente a los pórticos de momento, estos gozan de buena rigidez lateral; el único inconveniente es que afectan el acceso a ciertas partes del edificio.
Pórticos con arriostramientos excéntricos
Los pórticos con arriostramientos excéntricos son sistemas similares a los concentrícos pero con una diferencia en particular: las líneas de eje entre arriostramientos, vigas y columnas no se intersecan (Fig. 6). Ese detalle hace que este tipo de pórtico se comporte de manera diferente.
La característica principal de un pórtico de este tipo es la excentricidad que existe entre el eje del arriostramiento y el punto de intersección del resto de elementos del pórtico. La sección de viga que queda delimitada por la excentricidad de la riostra y los otros componentes se llama "enlace" (link).
Fig. 6 Pórtico con arriostramientos excéntricos. Fuente: alacero.com
Durante un sismo, el link provee de ductilidad al sistema y disipa de manera efectiva la energía sísmica ya sea por cortante, por flexión o por una combinación de los dos, lo cual depende de la longitud del mismo o, en otras palabras, de la excentricidad de la riostra (Fig. 7).
Fig. 7 Efecto de las cargas en un pórtico de riostras excéntricas. Fuente: MIDUVI
Este tipo de estructura es una mezcla entre los pórticos de momento y los pórticos con riostras concéntricas ya que retomando las ventajas de ambas, esta estructura tiene un alto grado de ductilidad y también, una alta rigidez lateral.
Pórticos de paredes cortantes con placa de acero.
La pared de cortante con placa de acero es otro sistema utilizado para resistir las cargas sísmicas. Consiste en una placa de acero diseñada para fluir y pandearse bajo la acción sísmica y que va soldada las columnas y vigas del pórtico (Fig. 8).
Fig. 8 Pórtico de paredes cortantes con placa de acero. Fuente: alacero.com
En este tipo de estructuras las placas de acero constituyen el principal mecanismo de disipación de energía (Fig. 9).
Fig. 9 Efecto de las cargas en un pórtico de pared de placa de acero. Fuente: MIDUVI
La ductilidad en este tipo de pórticos está dada por la fluencia de la placa, cuando desarrolla los esfuerzos de tracción diagonales, producto de la carga lateral.
Otros Links: Láminas y Aceros
Fuentes: Guía práctica para el diseño de estructuras de acero, Diseño sismorresistente de estructuras de acero, Diseño sismorresistente de construcciones de Acero.
También te puede interesar: Cómo detectar daños estructurales en una edificación.
