Capítulo 1

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14 MONOGRAFÍA 5 Figura 1.12 Edifi cio con pilares y losas. Además de las tipologías enumeradas, en algunas zonas sísmicas se utiliza la tipología estructural que se puede denominar sistema con pilares y losas planas. Un sistema de este tipo está representado en la Figura 1.12. Estos sistemas no están recomendados para su uso en zonas sísmicas debido a su gran fragilidad. La falta de vigas y de nudos hace muy difícil realizar un diseño dúctil, fundamentalmente por no poderse realizar secciones adecuadamente confi nadas. Existe una subclase de edifi cios dentro de esta tipología en la cual las losas de hormigón armado se sustituyen por forjados reticulares (véase la Fotografía 1.9). Esto hace que aumente aún más la vulnerabilidad sísmica de la estructura, por el incremento de su fragilidad, debido al hecho de que el forjado reticular no se comporta como un diafragma rígido en su plano. Los forjados reticulares tienen nervios en dos direcciones ortogonales y están apoyados en pilares mediante secciones macizas denominadas ábacos y que, a veces, se denominan indebidamente capiteles. En algunos casos están reforzados mediante elementos metálicos o de armado adicional denominados crucetas. Este sistema es muy aceptado por sus ventajas tecnológicas y, especialmente, por sus ventajas arquitectónicas, al no atravesarse espacios con Fotografía 1.9 Vista de un edifi cio con pilares y forjados reticulares. Confi namiento y ductilidad de los edifi cios de hormigón armado vigas de canto. Obviamente, permiten cierto ahorro de elevación en los edifi cios de viviendas, al no requerir altura adicional para el emplazamiento de dichas vigas. Este sistema tiene varios defectos de comportamiento estructural, especialmente bajo cargas sísmicas: • Los pórticos no quedan necesariamente defi nidos según líneas resistentes, ya que la ubicación de los pilares cuenta con cierta libertad por parte del proyectista. Tampoco se garantiza la ortogonalidad de las líneas resistentes, ni la continuidad de los pilares entre dos niveles consecutivos, necesarias para asegurar una respuesta satisfactoria ante sismos de componente esviada. • La estructura tiene difi cultades en transferir las tensiones tangenciales entre pilares y forjados, lo que la puede llevar a un fallo frágil. • Siempre está presente el peligro de que se produzca el fenómeno de punzonamiento. A veces, las pantallas a cortante se utilizan conjuntamente con los sistemas de forjados reticulares para evitar el problema de los fallos por punzonamiento, puesto que, de esta manera, la estructura dispone de secciones de los elementos resistentes verticales mayores que las de los pilares.
1.6 EJEMPLOS DE COMPORTAMIENTO SÍSMICO REAL DE ESTRUCTURAS DÚCTILES Y NO DÚCTILES Es importante recordar que la mayoría de las normas sismorresistentes permiten la incursión de los elementos estructurales en el rango de respuesta plástica. Esta característica tiene una razón económica, puesto que las secciones necesarias para mantener un comportamiento elástico requerirían dimensiones tan grandes que haría inviable el proyecto por sus altos costos. En el estado de la práctica actual es muy difícil encontrar edifi cios diseñados para mantener su respuesta en el rango elástico durante un terremoto fuerte. Solamente algunos edifi cios especiales se proyectan sin que se admitan daños sísmicos de sus componentes estructurales a fi n de proteger los equipos que contienen o de asegurar su completo funcionamiento después de un terremoto. Este es el caso, por ejemplo, de los hospitales. Lo usual es que los edifi cios dispongan de capacidad dúctil, lo que implica que sus elementos estructurales estarán expuestos al daño sísmico. En todo caso, un buen proyecto debe tener como resultado edifi cios cuyo comportamiento bajo la acción de cargas sísmicas sea dúctil, que alcancen niveles de daño que no pongan en riesgo la supervivencia de los usuarios y, en último MONOGRAFÍA 5 Confi namiento y ductilidad de los edifi cios de hormigón armado término, que no colapsen después de un terremoto bajo la acción de las cargas de gravedad. Seguidamente se muestran algunos ejemplos de edifi cios que han sufrido el efecto de los terremotos en años recientes. El objetivo es el de observar que el comportamiento de los edifi cios puede ser dúctil o no dúctil, dependiendo de las características del proyecto de los mismos. Si se enfoca el tema de la ductilidad estructural, las estructuras son capaces de deformarse sin colapsar siempre y cuando no existan defectos de confi guración que puedan producir la concentración de esfuerzos en zonas débiles. Es posible observar que la gran mayoría de los colapsos ocurridos en los edifi cios de hormigón armado durante terremotos recientes corresponden al mecanismo de fallo inducido por el defecto confi guracional de proyectarlos con planta baja débil. Este defecto hace que se incrementen los desplomes del primer nivel en comparación con los de las plantas superiores, por lo que el daño se concentra en las conexiones pilar-viga o pilar-forjado del primer nivel. En caso de terremotos fuertes o en los que los elementos de hormigón armado no han sido armados de forma satisfactoria, se alcanza el colapso de la planta baja mediante la formación de un mecanismo (véase la Fotografía 1.10). Fotografía 1.10 Colapso de planta baja débil en un edifi cio de hormigón armado, Adapazari, Turquía, 1999. 15
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