Claves para una Construcción Sismoresistente: Principios y Materiales Esenciales

Construcción Sismoresistente

Estructuras Sismo Resistente en Madera

Se dice que una construcción es sismoresistente cuando se diseña y construye con una adecuada configuración estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y materiales con una proporción y resistencia suficiente para soportar la acción de sismos frecuentes.

Objetivos del Diseño Sismoresistente

• Resistir sismos leves sin daño.
• Resistir sismos moderados considerando la posibilidad de daños estructurales leves.
• Resistir sismos severos con posibilidad de daños estructurales importantes, evitando el colapso de la edificación.

Generalmente, existen muchas consideraciones asociadas que pueden determinar que una estructura sismo resistente cumpla con estas condiciones de seguridad, siendo agrupadas en:

• Tipo de suelo.
• Simetría del diseño.
• Pisos superiores lo más livianos posible.
• Selección adecuada en cantidad y calidad de los materiales, especialmente del acero, el cual debe ser dúctil.

También es necesario que la estructura se deforme limitadamente, así como una buena práctica de construcción e inspección estructural rigurosa.

Consideraciones sobre Ondas Sísmicas

Debido a que las ondas sísmicas se transmiten básicamente de tres formas: horizontal, vertical y mixta, se requiere que el diseño de las estructuras sea lo más simétrico posible y que el efecto de los esfuerzos cortantes y de tracción asociados a estos movimientos sea adecuadamente “asimilado” por la misma.

No es una novedad que el hormigón no trabaja bien sometido a este tipo de esfuerzos, por lo cual el acero que se coloca en su interior debe brindar el soporte necesario para compensar esta deficiencia. Esta es la forma de trabajar de los materiales mixtos: las debilidades de unos se compensan con las fortalezas del otro.

Propiedades Importantes en el Diseño

Se ha hablado de la ductilidad, pero otras dos propiedades importantes son:

• Grado moderado de rigidez.
• Resistencia.

Estas propiedades son preponderantes al momento de diseñar la estructura para resistir los sismos de menor intensidad sin cuarteamientos. Sin embargo, cuando los sismos son mayores, se procura que la estructura siga a la onda de manera homogénea, por lo que las estructuras en voladizo deben ser evitadas, ya que tienden a amplificar el movimiento en sus extremos, lo que significa una mayor exigencia para los materiales involucrados.

Principios de la Sismo Resistencia

• Forma Regular: La geometría debe ser sencilla en planta y elevación. Formas complejas, asimétricas e irregulares causan mal comportamiento frente a un sismo. La geometría irregular favorece que la estructura sufra torsión o que intente girar de forma desordenada. La uniformidad facilita que algunas esquinas presenten intensas concentraciones de fuerzas, las cuales son difíciles de resistir. Se debe evitar construir viviendas con formas alargadas y angostas, donde el largo no debe ser mayor a 3 veces su ancho.
• Bajo Peso: Entre más liviana sea la construcción, menor será la fuerza que tendrá que soportar cuando ocurra un terremoto y viceversa.
• Mayor Rigidez: Es deseable que la estructura se deforme poco cuando se mueve ante la acción de un sismo. Una estructura flexible o poco sólida al deformarse exageradamente favorece que se presenten daños en las paredes o divisiones no estructurales.
• Buena Estabilidad: Las edificaciones deben ser firmes y conservar el equilibrio cuando son sometidas a las vibraciones de un terremoto. Estructuras poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar en caso de una cimentación deficiente. La falta de estabilidad y rigidez favorece que las edificaciones vecinas se golpeen de forma perjudicial si no existe una buena separación entre ellas.
• Suelo Firme y Buena Cimentación: Esta debe ser competente para transmitir con seguridad el peso de la edificación al suelo. Es deseable que el material del suelo sea duro y resistente. Suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y facilitan asentamientos nocivos en la cimentación que pueden afectar las estructuras y facilitar el daño en caso de sismo.
• Estructura Apropiada: Para que una edificación soporte un terremoto, su estructura debe ser sólida, simétrica, uniforme y continua o bien conectada. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentración de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que puedan causar graves daños o el colapso de la edificación.

Materiales Componentes

De buena calidad para garantizar una adecuada resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la energía que el sismo le otorga a la edificación cuando se sacude. Materiales frágiles se rompen fácilmente.

Calidad en la Construcción

Cumplir los requisitos de calidad y resistencia de los materiales y acatar las especificaciones de diseño y construcción. La falta de control de calidad en la construcción y la ausencia de supervisión técnica ha sido la causa de daños y colapsos de edificaciones que aparentemente cumplen con otras características o principios de la sismo resistencia.

Capacidad de Disipar Energía

Una estructura debe ser capaz de soportar deformaciones en sus componentes sin que se dañen gravemente o se degrade su resistencia. Cuando una estructura no es dúctil y tenaz, se rompe fácilmente al iniciarse su deformación por la acción sísmica. Al degradarse su rigidez y resistencia, pierde su estabilidad y puede colapsar súbitamente.

Fijación, Acabados e Instalaciones

Los componentes no estructurales, como tabiques divisorios, acabados arquitectónicos, fachadas, ventanas e instalaciones, deben estar bien adheridos o conectados y no deben interactuar con la estructura. Si no están bien conectados, se desprenderán fácilmente en caso de sismo.

Localización de la Vivienda

Deben buscarse lugares en los cuales el suelo sea estable, donde no exista la posibilidad de deslizamiento o caída de rocas en caso de sismo. Evitar ubicarse en el cauce de los ríos.

Aspectos Estructurales

• Muros confinados y reforzados.
• Detalles de columnas y vigas de confinamiento.
• Vigas de amarre o corona.
• Características de las aberturas.
• Tipos y disposición del entrepiso.
• Amarre de cubiertas.

Cimentación

Vigas de amarre en concreto reforzado.

Entorno

Topografía, otros efectos.

Cielos

• Blandos
• Intermedios
• Duros

Aspectos que Afectan la Vulnerabilidad Sísmica

• Aspectos geométricos.
• Irregularidades en planta de la edificación.
• Cantidad de muros en las dos direcciones.
• Irregularidad en altura.

Aspectos Constructivos

• Calidad de las juntas de pega en mortero.
• Tipo y disposición de ladrillos.
• Calidad de los materiales.