3 Ago 17

Elementos no estructurales en las edificaciones ante un sismo: ¿qué y cómo?

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La velocidad de la información permite conocer en forma instantánea los efectos de un terremoto en cualquier lugar del planeta, especialmente en regiones pobladas. Las imágenes que se divulgan corresponden usualmente a los daños de los elementos no estructurales de las edificaciones que hacen colapsar los servicios del edificio. El problema es aún mayor cuando se trata de una edificación que no solo debe superar el sismo, sino que debe responder adecuadamente después del evento por ser parte de las acciones de mitigación.

Elementos no estructurales ante un sismo

Las imágenes de los daños causados por un sismo pueden ser dramáticas cuando muestran que los escombros de las fachadas y muros quedan sobre los andenes y calles en tanto que la estructura del edificio sigue en pie, mientras los pobladores corren al exterior en busca de seguridad. La aplicación de las normas de sismo-resistencia en Colombia, poco a poco y en sus diferentes versiones, han permitido introducir cambios fundamentales en las técnicas constructivas que, para el caso de los elementos constructivos no estructurales, representa modificaciones sustanciales frente a costumbres y tradiciones de todas las regiones del país. El término “elementos no estructurales” parecería una expresión que desfigura la participación o la respuesta de estos elementos frente a los efectos sísmicos, restándoles importancia frente a lo que denominamos “estructura”. Buena parte de las pérdidas de vidas durante un sismo son atribuibles a la inestabilidad y las fallas de los muros.

Los muros divisorios en nuestro medio son uno de los elementos de mayor participación inconsciente durante los sismos, dadas su gran rigidez y la poca resistencia en su plano, aunque cuando tienen buena calidad y están dentro del plano del pórtico pueden aportar gran capacidad. Debe prestarse especial atención a los muros interiores y de fachada ante la eventualidad de que pierdan la estabilidad o se fisuren durante un sismo. La construcción inconsciente de muros de mampostería altera negativamente el comportamiento dinámico de las edificaciones, en especial cuando con ellos se crea el fenómeno de columna corta.

Muros divisorios

Por otra parte, si los muros hacen más rígida una estructura, las fuerzas sísmicas son atraídas a los lugares de mayor rigidez; de no ser acertado el diseño sismo-resistente, se producirá la falla. A este fenómeno se debe agregar que la rigidez introducida al azar puede distribuir las cargas de forma desigual y generar torsión. Esto es de extrema gravedad, especialmente cuando de manera inconsciente se hacen reparaciones locativas o adiciones a edificios públicos y privados ante la necesidad de nuevas áreas o por simple actualización de los acabados. Cada vez que sean necesarias tales intervenciones debe consultarse a un ingeniero estructural. Ante la necesidad de un diseño adecuado de los muros como elementos no estructurales, la Norma NSR-10 establece algunos criterios que deben ser adoptados por el diseñador a fin de garantizar un adecuado desempeño ante estas eventualidades.

Elementos ante un sismo

Durante el sismo las fuerzas de inercia generan movimientos horizontales de las placas, los cuales son controlados a través de la geometría de los elementos estructurales para restringir su desplazamiento hasta valores menores que los establecidos por la deriva (desplazamiento horizontal de un piso con relación a otro). Por diversas causas surgen circunstancias que pueden modificar las condiciones consideradas en el diseño, tales como:

Muros de mampostería como antepechos en ventanas: Es la causa más común de daño durante un sismo. Generalmente se presenta por la incorrecta separación entre la columna o elemento estructural y el cerramiento. Los edificios más afectados suelen ser los destinados a educación, salud y oficinas. Por la necesidad de iluminación a través de ventanas en las fachadas, el diseño arquitectónico establece columnas que resultan aprisionadas por los muros bajo ellas. Si se considera un sector del pórtico sometido a acción sísmica, se podría representar el fenómeno de columna corta causado por la restricción parcial que imponen los muros de mampostería bajo las ventanas.

Ventilación o iluminación en semisótanos: Es común abrir vanos en los muros para ventilar los semisótanos, de lo cual resultan condiciones suficientes para el fenómeno de columna corta.

Elementos ante un sismo

Desniveles en la estructura: Este fenómeno puede presentarse como consecuencia de empates entre elementos de la estructura, como el derivado de los desniveles causados por la configuración de las escaleras o desniveles del terreno. En tales casos debe diseñarse el muro, sin aberturas para evitar el fenómeno.

Conclusión

Los elementos no estructurales constituyen una amenaza potencial para los usuarios de los edificios, por lo que deben diseñarse como parte del conjunto de la estructura de manera que se garantice el adecuado comportamiento ante un sismo. Los elementos no estructurales deben mantener su integridad durante el sismo para evitar daños a las personas dentro y fuera de las edificaciones.

 

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.


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Sobre el autor

Omar Javier Silva Ingeniero Civil Ciudad: Bogotá País: Colombia

Mi primer acercamiento con el concreto lo encontré de niño en uno de mis hobbies: los carros. Sabía que el concreto lo llevaban en unos camiones muy grandes, con algo atrás que daba vueltas. Esos vehículos siempre despertaban mi interés, además de que mi abuelo era ingeniero civil, constructor, y tal vez el concreto venía en la sangre... Soy ingeniero civil de la Pontificia Universidad Javeriana, con especialización en Tecnología de Construcción de Edificaciones de esa misma universidad. Desde el año 2007 estoy vinculado con la Asociación Colombiana de Productores de Concreto – Asocreto-, donde me desempeño como Jefe de Publicaciones.


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