Capítulo 9 - Diseño Sismorresistente
El Código Sísmico Venezolano COVENIN 1756-98, está conceptualmente basado sobre la expectativa del comportamiento inelástico de los elementos estructurales cuando se les somete a los efectos de fuertes terremotos sobre la base de una baja probabilidad de ocurrencia. Los conceptos fundamentales son los siguientes:
La estructura debe ser capaz de responder elásticamente a eventos sísmicos de pequeña magnitud sin daños.
Los daños causados por pequeños a moderados eventos sísmicos en elementos no estructurales deben ser bajos y reparados económicamente.
El diseño puede permitir riesgos a serios daños estructurales bajo la acción de fuertes terremotos, pero debe prevenir el colapso de la estructura.
Los requerimientos de las Normas Venezolanas no incluyen estructuras prefabricadas, puentes o edificios especiales. COVENIN 1756-98 da detallada información sobre la clasificación estructural acorde al uso, tipo de estructuras y clasificación de suelos. También provee espectros de diseño, métodos de análisis, especificaciones sobre la calidad de los materiales, requerimientos de diseño para elementos y juntas, así como, desplazamientos límites y máximos.
La Norma 1618-98 contempla requisitos sismorresistentes mínimos, generales y particulares. Los requisitos generales están orientados a mejorar la capacidad de disipación de energía y aborda aspectos referentes a los materiales, las combinaciones de las solicitaciones, las conexiones, juntas y medios de unión y al aseguramiento de la calidad.
En conjunto, el cumplimiento de ambos requisitos cumple el objetivo de:
Incrementar la capacidad de deformación.
Evitar fallas frágiles debido a: Rotura por corte y torsión, Pérdida total o degradación de la resistencia y Pandeo local.
Minimizar las desviaciones de las propiedades y el comportamiento de los materiales.
Si aceptamos que durante un movimiento sísmico se presentarán daños en la estructura, podemos utilizar el concepto de ductilidad implementado a través de mecanismo de columnas fuertes - vigas débiles. Propiciar la formación de rótulas plásticas en las vigas, fuera de la cara de la columna, ya sea reforzando el nodo (incrementando su Capacidad) o debilitando la resistencia de las vigas (reduciendo la Demanda sobre el nodo).
Si utilizamos el concepto de ductilidad como segundo mecanismo de defensa, podemos:
Controlar la Demanda sobre la estructura aislando la superestructura mediante dispositivos de disipación de energía en las fundaciones.
Controlar la Capacidad de la estructura incrementando el amortiguamiento crítico, pasando de amortiguamientos del 5% a valores de 10, 15 y hasta 25%, incorporando dispositivos de disipación de energía en los miembros o sus conexiones.
El enfoque energético como alternativa al de la ductilidad, abre nuevas esperanzas de prolongar la vida útil de edificaciones irregulares.
Durante el terremoto de Northridge 1994, el uso de sistemas de control pasivo en el Hospital de la Universidad del Sur de California, edificación irregular en planta y elevación de más de 7 niveles, aislada en la base: permitió reducir cerca del 50% el nivel de aceleraciones pico en el techo (0.21g) respecto a la de la base (0.37g) y a la de campo libre (0.49g). La superestructura permaneció totalmente elástica debido a la efectividad del aislamiento de la base, y se espera igual desempeño ante futuros terremotos.
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Pórtico con dispositivos de absorción de energía incorporados al diseño de los arriostramientos para mejorar sus propiedades. Es importante que en un diseño de este tipo, se prevenga el pandeo de las columnas y de las diagonales.
