Las construcciones sismorresistentes son aquellas que están diseñadas y construidas para resistir los efectos de los sismos, minimizando los daños y garantizando la seguridad de las personas. Para lograr esto, se deben tener en cuenta una serie de factores claves que exponemos a continuación.
Factores claves para el diseño de una edificación sismorresistente
- Rigidez: La estructura del edificio debe tener una adecuada rigidez lateral y torsional para controlar los desplazamientos y derivas de piso, a fin de minimizar el daño ante los eventos sísmicos. Se utilizan típicamente sistemas de pórticos resistentes a momento, pórticos arriostrados y muros estructurales para lograr una buena configuración. Cada edificación exigirá un estudio exhaustivo de las distintas soluciones, tomando en cuenta la funcionalidad de la misma.
- Resistencia: Los miembros estructurales deben diseñarse tomando en cuenta las fuerzas máximas probables que deben soportar ante la combinaciones de cargas gravitacionales y sísmicas, y dicha demanda se debe estimar a través de un modelo matemático refinado que incluya todos los componentes de la edificación. En este punto es muy clave elegir los materiales adecuados conforme a las exigencias del proyecto.
- Regularidad: Es fundamental garantizar un comportamiento regular de la estructura, a fin de lograr un buen desempeño sísmico. Las irregularidades en planta y elevación, tales como la irregularidad torsional y de piso blando o débil son muy críticas, ya que comprometen la estabilidad de la edificación.
- Ductilidad: Las estructuras deben ser dúctiles para lograr una incursión inelástica estable y de esa forma disipar energía ente un evento sísmico. Esto permite establecer una reducción significativa de las fuerzas sísmicas en el rango elástico, fundamentado en el uso de un R mayor a 1.00 en el espectro de diseño. En una estructura de concreto armado es fundamental generar secciones con «poca» cuantía de acero de refuerzo longitudinal, y a su vez implementar una acero transversal adecuado por capacidad y confinamiento, mientras que en estructuras de acero es importante controlar el pandeo local con adecuadas relaciones ancho/espesor de las secciones, garantizar soporte lateral de los miembros a flexión y cumplir con los límites de esbeltez global.
- Diseño por capacidad: Esto implica propiciar mecanismos dúctiles y limitar los frágiles, para lo cual es necesario garantizar que se formen rótulas plásticas en las regiones adecuadas de los miembros que deben disipar energía, manteniendo en el rango elástico aquellos que deben garantizar la estabilidad de la edificación, y de allí parten todos los requisitos normativos de los sistemas sismorresistentes.
- Redundancia: En la medida que una estructura tenga más elementos y líneas resistentes que formen parte del sistema resistente a sismo, la misma tendrá mayor posibilidad de redistribuir el daño, permitiendo alcanzar los valores requeridos de ductilidad.
- Cimentaciones: La base de la edificación debe tener la adecuada rigidez y resistencia para soportar las fuerzas generadas por un sismo, tanto en el rango elástico como inelástico de la misma, y eso implica contemplar las fuerzas máximas probables que pueden ocurrir hasta su punto de desempeño y controlar los problemas de estabilidad por levantamiento y volcamiento.
- Interacción Suelo-Estructura: Dicha interacción puede tener una incidencia considerable en el diseño de una edificación, ya que dependiendo de las condiciones del suelo, tipo de cimentación empleada y el sistema estructural utilizado, se pueden generar cambios significativos en la respuesta dinámica del conjunto, afectando su rigidez, períodos de vibración, desplazamientos, deformaciones y las fuerzas máximas esperadas ante un evento sísmico.
- Cerramientos: Es importante evitar que los cerramientos tengan un efecto inadecuado en la respuesta de la estructura ante un evento sísmico, ya que pueden alterar significativamente la rigidez de la misma e incluso generar el conocido efecto de columna corta. Debido a esto, es conveniente separar los cerramientos de la estructura principal, o bien, emplear cerramientos flexibles y livianos.
- Relaciones de aspecto: Las relaciones de aspecto en planta y elevación tienen una gran incidencia en la respuesta de una estructura, ya que inducen a un comportamiento irregular que incluye problemas de torsión y volcamiento ante cargas laterales. Por ejemplo, los edificios altos y delgados son más susceptibles a generar levantamiento en las cimentaciones debido al volcamiento, por lo que resulta muy complejo lograr un sistema de cimentaciones que garantice su estabilidad.
- Secuencia constructiva: El análisis de la secuencia constructiva de una edificación es fundamental para el éxito del proyecto en términos de eficiencia, seguridad y calidad. Además, desde el punto de vista estructural, permite obtener las deformaciones y solicitaciones esperadas en cada fase a través de un análisis no lineal, contemplando los problemas dependientes del tiempo.
En resumen, una edificación sismorresistente debe contar con una adecuada configuración estructural, cuidando en todo momento su regularidad, resistencia, rigidez, ductilidad, redundancia, relaciones de aspecto y disposición de cerramientos, propiciando mecanismos dúctiles y limitando los frágiles, incorporando los fenómenos de la interacción suelo-estructura y secuencia constructiva, junto a un diseño adecuado de las cimentaciones que garanticen su estabilidad. Además, es fundamental utilizar materiales de construcción de calidad que sean capaces de resistir los efectos de los sismos.
¿Qué otros aspectos debemos tomar en cuenta?
Para construir edificios que cumplan con todos los requisitos sismorresistentes, es importante seguir las normativas de construcción sismorresistente y contar con la supervisión de ingenieros civiles especializados y con la experiencia requerida conforme a la importancia de la obra. Estas son algunas de las medidas que se pueden tomar:
- Normativas de construcción sismorresistente: Cada país cuenta con normativas específicas para la construcción sismorresistente y es fundamental cumplir todos sus requisitos, ya que las mismas engloban los factores claves indicados anteriormente, estableciendo una serie de limitaciones y chequeos que deben realizarse, contemplando la zona sísmica, importancia de la estructura, factor de reducción de respuesta, tipo de suelo, control de irregularidades y los diferentes sistemas estructurales que pueden aplicarse.
- Uso de materiales apropiados: Típicamente las estructuras se construyen de concreto reforzado, de acero estructural o de sistemas mixtos (acero-concreto), a fin de dar solución a las exigencias de proyecto y demanda sísmica. En cualquier caso, el ingeniero debe hacer un elección adecuada de los materiales a utilizar en un proyecto, tomando en cuenta las propiedades generales, resistencia y ductilidad de los mismos, y su influencia en la respuesta de los miembros estructurales donde se implementan.
- Supervisión de ingenieros civiles especializados: Los ingenieros civiles son los responsables de evaluar el diseño estructural, supervisar los materiales y asegurar que los procesos de construcción se realicen adecuadamente. Contar con la supervisión de ingenieros civiles especializados en construcciones sismorresistentes, es fundamental para garantizar la seguridad y resistencia de los edificios.
En conclusión, para construir edificios sismorresistentes es necesario seguir las normativas de construcción sismorresistente, utilizar materiales apropiados y contar con la supervisión de ingenieros civiles especializados. Te ofrecemos a continuación excelentes programas de formación para que obtengas la seguridad y efectividad necesaria al realizar tus proyectos.
Esperamos que este artículo te haya proporcionado información valiosa sobre las construcciones sismorresistentes. Recuerda siempre seguir las normativas de construcción sismorresistente y contar con profesionales especializados para garantizar la seguridad y resistencia de tus edificaciones.
