lV DAÑOS TÍPICOS EN LAS EDIFICACIONES A CAUSA DE LOS TERREMOTOS Y TIPOS DE
REFORZAMIENTOS ESTRUCTURALES.
1.- Conceptos Generales
Imagen 1
“El efecto de un terremoto sobre un edificio se incrementa
con cada oscilación. Las fuerzas horizontales
de corte actúan poderosamente sobre su base y sus solicitaciones se van
incrementando según la altura del
edificio”[1]
(ver imagen 1)
·
Las edificaciones convencionales tienen su
propio sistema de aislación sísmica, la acción de un terremoto se traduce en esfuerzos
verticales y horizontales que actúan en conjunto sobre la estructura.
·
Las
edificaciones altas tienen mayores oscilaciones que las de baja altura. En
cualquiera de estos dos casos la cimentación de sus estructuras deben estar
apropiadamente arriostradas.
Lo
movimientos del suelo producidos por eventos sísmicos, crean esfuerzo los que
son absorbidos por 2 tipos de estructuraciones:
1- Estructura de muros: los
que pueden poseer o no dinteles o vigas de acoplamiento
2- Estructura de pórticos:
creada por vigas y pilares
En
estos dos tipos de estructuraciones es favorable el uso de losas que se
comporten como diafragma rígido a nivel
de cielo de cada piso. Gracias a esto todos los esfuerzos horizontales son
resistidos por los elementos resistentes de la estructura.
A
continuación de verán en la imagen 2 3 tipos de estructuración para resistir
cargas horizontales.
·
La estructuración de muros resistentes presenta
ventajas sismo-resistentes y una desventaja es su alta rigidez.
·
Los de pórtico presentan características más
flexibles y conceden mayor libertan en el diseño de plantas.
2.- Consecuencia de los terremotos
Los
terremotos que se generaron entre el año 1985 y 2009, trajeron consigo daños
estructurales de importancia en las construcciones chilenas:
·
Edificios colapsados: 4 (aprox.)
·
Edificios a demoler: 50 (estimativo)
·
Numero de edificios 3 + pisos: 9974
·
Numero de edificios 9 + pisos: 1939
Si
tenemos 50 edifico a demoler, sobre los 9974 edificios de + 3 pisos de altura,
el porcentaje de demolición es 0,5%, este porcentaje es aceptable viéndolo
desde el punto de vista general, pero viéndolo desde un punto en, de las
personas que viven en los edificios es absolutamente inaceptable. Por ello
Existe la tendencia a reducir los gastos, si se tiene que hacer sin un
incremento de los costos importantes, se tendrá que realizar de forma
obligatoria.
·
Los daños registrados cumplen razonablemente
bien la nch433, la cual incorpora los criterios de diseño vigentes.
·
El nivel de daños no es aceptable para los
dueños de los edificios afectados.
·
El nivel de daños no es aceptable para la
profesión, si es posible evitar se tienen que diseñar sin un incremento en el
costo.
·
Menos es aceptable si existen formas económicas
y simples de evitarlo. [2]
El
factor más grave que causa daños en las edificaciones son los sismos de gran de
severidad, en Chile ocurren constantemente terremotos moderados y severos con
una cierta periodicidad. A consecuencia
de ello nuestras edificaciones están diseñadas para que estas principalmente “resistan sin daños movimientos sísmicos de
intensidad moderada” [3] . Toda estructura en Chile
se encuentra diseñada para que sea capaz de recibir las solicitaciones
sísmicas. Trabajando en el rango elástico, disipando la energía mediante esfuerzos
internos de la estructura, la premisa de las construcciones es que cada una de
ellas tenga un comportamiento dúctil para así poder disipar la energía sísmica
proveniente de los terremotos
Mientras
mayor sea la capacidad para disipar energía sísmica de una estructura, menor
vendrá siendo la amplitud de las vibraciones, y en este caso una estructura con
estas particularidades es más segura y sus daños serán menores.
Considerando
que gran parte de las edificaciones que fueron afectadas por el sismo, tuvieron
algún porcentaje de, en estas edificaciones y las cuantiosas pérdidas
económicas que esto género, las edificaciones afectadas en su gran mayoría se
pudieron recuperar mediante proyectos de reparaciones y refuerzos.
Conocer
qué tipos de daños que se origina en una estructura, es de suma importancia para
las constructoras, aseguradoras, personas del área, etc.
Estos
daños se clasifican de dos maneras:
·
Estructurales
·
No estructurales
2.1 Daños
estructurales
En
general los países que son sumamente estrictos a la hora de diseñar sismo
resistentemente sus edificaciones, llegan
a lograr daños estructurales mininos en comparación de otros países que todavía
no presentan un avance considerable en sus normativas de diseño anti sísmico.
A
causa de los terremotos las estructuras son sometidas fuerzas considerables las que se llegan a
manifiestan en toda la edificación, el sismo
puede genera derrumbes parciales o en su totalidad.
La
siguiente imagen 3 muestra los principales elementos de una estructura de
hormigón armado.
Imagen 3
Con
respecto a la imagen anterior se aclararan en que zonas ocurren algunas de las
fallas más comunes que se nombraran a continuación…
·
Daños estructurales en columnas:
o
grietas diagonales causadas por cortante y/o
torsión
o
grietas verticales
o
desprendimiento del recubrimiento
o
aplastamiento del concreto
o
pandeo de las barras longitudinales por exceso
de esfuerzo de flexo compresión
·
Daños estructurales en vigas:
o
Grietas diagonales y rotura de estribos a causa
de cortante y/o torsión
o
Grietas verticales
o
Rotura del esfuerzo longitudinal
o
Aplastamiento del concreto por la flexión del
sismo arriba y debajo de la sección como resultado de las cargas alternadas.
·
Daños en conexiones o uniones de elementos
estructurales:
o
En las uniones viga-columna (nudos) el cortante
produce grietas diagonales
o
Fallas de adherencia
o
Fallas en anclajes de refuerzo longitudinal de
las vigas
·
Daños en losas:
o
Grietas por punzonamiento alrededor de las
columnas
o
Grietas longitudinales a lo largo de la placa
2.2 Daños no
estructurales
Este
tipo de daños generalmente no comprometen la estabilidad de una estructura,
pero claramente si se ven expuestos a un terremoto de gran intensidad pueden
crear un peligro para los ocupantes u/o
transeúntes.
En el
terremoto pasado de 2010 se dejaron ver en su mayoría fallas no estructurales y la mayor parte de
las pérdidas se produjeron en equipos y en el contenido de los edificios, a
continuación se nombran algunos tipos de fallas:
·
Aparición de fracturas en tabiques no
estructurales
·
Aparición de grietas en tabiques no
estructurales
·
Fisuras en instalaciones (agua, electricidad,
gas y alcantarillado)
·
Tabiquerías
·
Cielos falsos
·
Equipos de aire acondicionado
·
Ascensores
·
Daños en shaft
·
Desprendimientos de barandas
·
Daños en vanos de ventanas de los segundos
pisos
·
Estucos
·
Revestimientos exteriores como interiores
·
Desprendimientos de cornisas, mampostería
·
Marcos de puesta y ventanas
·
Etc.
Como
bien este tipo de daños no son estructurales, pero pueden llegar a ser el
factor más grave en cuanto a pérdidas de
vidas humanas. Ya sea por la caída de elementos a la vía pública, además los
daños no visibles son otro factor no deseable ya que impiden el funcionamiento
de los habitantes después de un terremoto.
El
terremoto del 27 de febrero de 2010 trajo consigo varios daños en edificaciones
sumamente importantes, como por ejemplo:
·
Edificación general (incluido uso habitacional)
y Comercial
o
Edificación general
o
Centros
Comerciales
·
Obras
civiles e infraestructuras de servicios
o
Autovías
y carreteras
o
Puertos
comerciales
o
Telecomunicaciones
o
Aeropuerto internacional “Comodoro Arturo
Merino Benítez”
·
Actividad industrial
o
Industria Papelera
o
Industria siderometalúrgica
o
Industria Alimentaria/Plantas de harina de
pescado
o
Industria Alimentaria/Bodegas
·
Producción de Energía
o
Central
térmica en operación
o
Central
térmica en construcción
En
resumen el nivel de daños no estructurales es alto, los costos en reparaciones
generalmente ascienden a valores incalculables. La instalación de elementos en
general no se rige por criterios de diseño sismo-resistentes, y menos no es una
obligatoriedad para el ingeniero
estructural. Por lo tanto las personas
responsables de las instalaciones anclan sus elementos a su criterio. Este acto
se puede prevenir, ya a ávido un par propuestas, las cuales han tenido
respuesta y ya se está trabajando, la que está relacionada con el diseño
sismo-resistente de elementos no estructurales, otra propuesta es sobre el
diseño de ascensores.
Gracias
estos avances en las normativas de diseño sismo-resistente, no se deberían
repetir estas fallas, no estructurales en edificaciones.
[1] Lorca.
P. (2010). Guía de avaluación previa de daños sísmicos. Recuperado el 23 de
septiembre de 2013, Desde: http://ciperchile.cl/wp-content/uploads/evaluaciondanos.pdf
[2]
Lüders C. (2011). Aspectos fundamentales del diseño
anti sísmico. Recuperado el 20 de
noviembre de 2013, desde: http://www.youtube.com/watch?v=mifzSrdcXdo&feature=c4-overview-vl&list=PL4C775195D1F4D707
[3]
Instituto Nacional de Normalización. (2010). Diseño Sísmico de Edificios,
Santiago, Chile: INN
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