Ingeniería Sismo Resistente - s1 10 Problemas de Configuracion

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ING: MARIA ESTHER SANCHEZ LLATAS 
Problemas de configuración estructural: 
 
Definición de la configuración estructural 
Piso débil o blando 
Configuraciones escalonadas verticalmente 
Columna corta 
Problema de la colindancia por golpeteo 
 (cálculo de las juntas sísmicas) 
Esquinas interiores, 
Placas o muros de corte discontinuos, 
Columna débil y viga fuerte, 
Interacción entre placas y marcos. 
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL 
PISO DÉBIL O BLANDO 
EL PROBLEMA DE “PISO BLANDO” 
Surge en aquellos 
edificios aporticados 
(compuestos 
predominantemente 
en su estructura por 
vigas y columnas), 
donde el piso en 
mención presenta alta 
flexibilidad por la 
escasa densidad de 
muros. 
PISO DÉBIL O BLANDO 
COMPORTAMIENTO DEL “PISO BLANDO” ANTE LOS SISMOS 
Durante los sismos 
severos, o incluso a 
veces en los sismos 
moderados, en el “Piso 
Blando” 
se produce un gran 
desplazamiento lateral 
que se traduce en una 
excentricidad de la carga 
vertical “P” proveniente 
de los pisos superiores 
rigidizados por los 
tabiques. 
PISO DÉBIL O BLANDO 
COMPORTAMIENTO DEL “PISO BLANDO” ANTE LOS SISMOS 
Muchas veces los ingenieros estructurales diseñan a las 
columnas del “Piso Blando” como para soportar los 
momentos flectores generados por la fuerza sísmica obviando 
a los producidos por el desplazamiento lateral m(∆). 
 
Con lo cual, durante el sismo, el momento flector actuante 
(M = m(F) + m(∆)) supera a la capacidad resistente (m(F)), 
dando lugar a la formación de rótulas en los extremos de las 
columnas del “Piso Blando”, lo que conduce a una mayor 
flexibilización del piso en mención (incremento de ∆), 
sobreviniendo finalmente el colapso de la edificación. 
PISO DÉBIL O BLANDO 
COMPORTAMIENTO DEL “PISO BLANDO” ANTE LOS SISMOS 
PISO DÉBIL O BLANDO 
Irregularidades en altura: piso blando 
PISO DÉBIL O BLANDO 
Irregularidades en altura: piso blando 
PISO DÉBIL O BLANDO 
Irregularidades en altura: piso blando 
PISO DÉBIL O BLANDO 
SOLUCIÓN PISO DÉBIL O BLANDO 
El problema del "Piso Blando" se presenta 
en todos los países sísmicos del mundo y la 
mejor solución es evitarlo desde la 
concepción arquitectónica del edificio. Lo 
correcto es que los muros presenten 
continuidad a lo largo de su altura (Ver Fig); 
por ejemplo, tratar de que las cocheras estén 
en la parte externa del edificio. 
 
Una solución ideal para este problema, sería 
crear edificios destinados a cocheras 
("cocheras comunitarias") cada tres 
cuadras, de modo que sean ocupados por los 
vehículos de los habitantes de la zona 
circundante. De esta manera, los edificios 
restantes no tendrían la necesidad de 
reservar espacios para estos vehículos y los 
muros serían continuos. 
SOLUCIÓN PISO DÉBIL O BLANDO 
Para el caso de edificios existentes con "Piso Blando", habría que 
resolver el problema mediante la rigidización de este piso con la 
adición de muros de concreto armado o contraventeados sin importar 
que se pierdan algunos espacios, ya que lo peor sería perder el edificio 
completo, incluyendo los vehículos, e incluso hasta vidas humanas 
Irregularidad en elevación 
Postdamerplatz – Berlin 
Alemania. 
 
Configuración escalonada 
Configuración escalonada 
Irregularidad en elevación 
Configuración escalonada 
Kobe 1995 
 
Cambio brusco de área en 
planta. 
Irregularidad en elevación 
Configuración escalonada 
Mexico 1995 
 
Daños en edificio con 
configuración escalonada 
Irregularidad en elevación 
Soluciones 
Irregularidad en elevación 
Soluciones 
Irregularidad en elevación 
Continuidad de muros 
Piso blando 
Irregularidad en elevación 
COLUMNA CORTA O CAUTIVA 
Problemas que presentan en una "columna corta" 
COLUMNA CORTA 
Generalmente, los locales escolares 
existentes presentan en uno de sus 
ejes alféizares de ventanas bastante 
altos hechos de albañilería, no 
aislados de la estructura aporticada, 
o separados de la estructura pero con 
juntas de muy poco espesor, lo que 
da lugar a la formación del problema 
de "columna corta". 
Al ocurrir el sismo, la losa del techo 
arrastra lateralmente a la columna 
haciéndola chocar contra la zona 
superior del alféizar (elemento más 
rígido que la columna), lo que genera 
una gran distorsión angular en la 
columna corta causando su falla por 
corte . 
COLUMNA CORTA 
Columna corta o cautiva 
 
 
 
Tabiques de albañilería que 
disminuyen la longitud 
arriostrada de la columna. 
Deben de separarse 
mediante una junta de la 
estructura. 
COLUMNA CORTA 
Columna corta o cautiva 
 
 
 
Falló a pesar de tener una 
junta de separación. 
Espesor insuficiente. 
Columna corta o cautiva 
 
 
 
COLUMNA CORTA 
SOLUCIÓN COLUMNA CORTA 
Para el caso de edificios 
existentes con “Columna 
Corta", habría que construir un 
ensanche de concreto armado. 
SOLUCIÓN COLUMNA CORTA 
SOLUCIÓN COLUMNA CORTA 
SOLUCIÓN COLUMNA CORTA 
SOLUCIÓN COLUMNA CORTA 
SOLUCIÓN COLUMNA CORTA 
PROBLEMA DE LA COLINDANCIA POR GOLPETEO 
Edificios Colindantes 
Edificios Colindantes 
Martilleo de edificios 
Edificio flexible entre dos edificios rígidos. La parte 
superior colapsó a la altura del edificio de la izquierda. 
Edificios Colindantes 
Martilleo de edificios 
Dos edificios altos 
golpearon a la 
estructura mas baja 
que se encuentra entre 
ellos. México 1985 
PROBLEMA DE LA COLINDANCIA POR GOLPETEO 
Desplazamientos Laterales 
Desplazamientos Laterales 
Permisibles 
 
El máximo desplazamiento 
relativo de entrepiso, 
calculado según el artículo 
16 (16.4) de la NTP, no 
deberá exceder la fracción 
de la altura de entrepiso 
que se indica en la Tabla N° 
8. 
PROBLEMA DE LA COLINDANCIA POR GOLPETEO 
Junta de Separación sísmica (s) 
Toda estructura debe estar separada de las estructuras vecinas una 
distancia mínima s para evitar el contacto durante un movimiento 
sísmico. 
Esta distancia mínima no será menor que los 2/3 de la suma de los 
desplazamientos máximos de los bloques adyacentes ni menor que: 
s = 3 + 0,004 ⋅ (H − 500) (H y s en centímetros) 
s > 3 cm 
donde H es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el 
nivel considerado para evaluar s. 
El Edificio se retirará de los límites de propiedad adyacentes a otros 
lotes edificables, o con edificaciones, distancias no menores que 2/3 
del desplazamiento máximo calculado según Artículo 16 (16.4) ni 
menores que s/2. 
PROBLEMA DE LA COLINDANCIA POR GOLPETEO 
Junta de Separación sísmica (s) 
a) Separación de colindancias b) Separación de cuerpos del mismo 
conjunto 
)500(004.03  HS
cmSS MIN 33 
)500)270260((004.03 S
)30(004.03S cmS 12.3 cmS 4
)500270(004.03 S
)230(004.03 S cmS 27.2 cmS 3
)500)270270280((004.03 S
)320(004.03S cmS 28.4 cmS 5
Irregularidad en Esquina 
Configuración en L, H 
Irregularidad en esquina 
Configuración en L, H 
Irregularidad en planta 
Esquinas entrantes 
Vistas en planta. 
 
Típica configuración en 
edificios de vivienda con dos 
bloques de departamentos 
“independientes” 
Irregularidad en planta 
Esquinas entrantes 
Irregularidad en planta 
HANGA-ROA 
 
Chile, 1985 
Planta 1er piso 
Irregularidad en planta 
Esquinas entrantes Edificio CoAo 
15 pisos y 1 sótano 
Losa de cimentación 
Irregularidad en planta 
Esquinas entrantes 
Agrietamiento en losas 
debido al movimiento 
lateral de los aleros 
Irregularidad por torsión 
Managua – Nicaragua 
 
Banco de América (izq.) 
 
Banco Central (der.) 
Irregularidad por torsión 
 Banco Central Banco de América 
Irregularidad por torsión 
Rigidez concentrada lejos 
del centro de masa del 
edificio. 
Irregularidad por torsión 
Banco Central 
Edificio CoAo 15 pisos y 2 sótano 
Irregularidad por torsión 
Interacción entre placas y marcos. 
INTERACCIÓN ENTRE PLACAS Y MARCOS. 
Es importante dotar a un 
edificio con un adecuado 
número de placas de 
concreto armado, de tal 
maneraque pueda 
absorberse al máximo los 
esfuerzos producidos por 
sismo. 
Es necesario que la 
distribución de éstas sea 
la más adecuada puesto 
que estas soportarán la 
fuerzas cortantes . 
INTERACCIÓN ENTRE PLACAS Y MARCOS. 
•Sistema muy efectivo para 
controlar los movimientos 
laterales. 
•Primeros pisos con forma 
de flexión y últimos pisos 
con forma de corte. 
•En los primeros pisos el 
cortante es tomado por los 
muros y en los últimos 
pisos por los pórticos.