ÍNDICE
Generalidades
¿Por
que hay terremotos y dónde ocurren los movimientos sísmicos?
Soluciones generales frente a los
movimientos sísmicos en construcción
Resistencia
Hormigón
Flexibilidad
Madera
ensambles
y nudos
Acero
uniones
y articulaciones
Tipologías estructurales
volumetría
centro de
gravedad
Comportamiento
de las estructuras de acero para reducir el daño durante movimientos sísmicos
Uniones entre los elementos de la
estructura
articuladas-flexibles
(nudos según movimiento)
permiten el
movimiento horizontal
permiten el
movimiento vertical
permiten el
giro
combinaciones
empotramientos
y soldaduras - rígidas
Construcción
de elementos prefabricados flexibles en los interiores de los edificios
Elementos verticales
Paredes
tabiquería
prefabricada
ventanas
barandillas
puertas
Elementos Horizontales
Suelos
Techos
Techos falsos
tipos de
falsos techos
Acabados
Cornisas
Rodapiés
Comportamiento estructural de tipologías en
madera tipo pagoda
Introducción
A lo largo de la historia hemos visto como el
ser humano tiene el continuo deber de adaptarse a la naturaleza para poder
seguir avanzando como civilización. Esta adaptación depende de un infinito
número de factores como pueden ser el clima o la topografía. Las soluciones
constructivas para protegerse o relacionarse con la naturaleza dependen en su
mayoría de la situación geográfica en la que se encuentran. Los terremotos son
uno de esos elementos naturales que el ser humano a tenido que entender dentro
de su complejidad para poder seguir viviendo en ciertas zonas de la tierra. Los
terremotos se producen debido al movimientos de las placas tectónicas que
encontramos a muy grandes profundidades y se debe a que estas se sitúan sobre
materia inestable como puede ser el magma del interior de la tierra. Nosotros
percibimos el terremoto cuando dos placas colindantes se mueven separándose, juntándose
o deslizándose una sobre otra ya que este comportamiento produce movimiento
superficial. Por lo tanto, los lugares con mayor probabilidad de percibir un
terremoto son aquellos que se encuentran en el encuentro de las placas. Esto
quiere decir que el diseño arquitectónico y estructural en estos lugares debe
ser capaz de convivir con los movimientos sísmicos que ocurren sin saber
cuando.
En términos generales, hemos
adoptado dos manera de defendernos de un sismo y estas son apostar por la
resistencia ante el sismo o por otra parte la flexibilidad. Estas adopciones se
producen debido al comportamiento del material que utilizamos en las
estructuras: hormigón o acero. El hormigón no admite deformaciones mientras que
el acero si ya que sus tipologías estructurales suelen estar solucionadas con
articulaciones flexibles. Es importante mencionar que la flexibilidad debe
tener un límite ya que con una flexibilidad demasiado alta el edificio se
desconfiguraría creando consecuencias catastróficas en el interior. Por ello,
se adoptan soluciones que combinan la rigidez y la flexibilidad.
A lo largo de la historia en los
países sísmicos nos hemos dado cuenta de que los problemas en un terremoto no
sólo vienen debido a la capacidad estructural de edificio de resistir o no el
sismo sino que también los interiores de los edificios tienen una gran
importancia. Aunque el edificio resista el terremoto estructuralmente, es muy
posible que en su interior esté completamente destrozado y sería un edificio no
eficaz sismicamente ya que los usuarios y bienes pueden ser perjudicados con
gran probabilidad. Por esto es muy importante que las soluciones constructivas
de los interiores de los edificios, se puedan mover o no, estén en armonía con
la estructura. Esto reducirá los daños en el interior del edificio y facilitará
la evacuación durante el terremoto.
Desarrollo
Para realizar esta investigación se estudiara el comportamiento de diversas tipologías estructurales para ampliar el conocimiento y entender el funcionamiento de las respuestas antisísmicas planteadas hasta el momento. Para este estudio se realizarán investigaciones primordialmente en estructuras de acero y poco a poco se va a ir reduciendo la escala de la investigación. Es decir, primero se comenzará investigando las topologías estructurales para poder entender la estructura de forma global. Entender que la importancia del equilibrio volumétrico y estructural es necesario desde un principio para atajar los movimientos sísmicos.
Metiéndonos dentro de la estructura y con una escala más precisa se va a realizar una investigación sobre las uniones de estos elementos estructurales. Al tratarse de acero las uniones pueden ser empotramientos o articulaciones. Se indagará sobre como estas permiten o no el movimiento según se reciba. Es necesario averiguar formas de configuración de estas uniones para que den un mejor resultado frente a los terremotos.
Los movimientos estructurales tienen un efecto inmediatos sobre los elementos constructivos del interior de los edificios. Por ello, se investigarán los elementos de unión entre estructura e interiores. Estos interior cuando hay un terremoto de rompen o caen creando muchos más daños a los usuarios de los edificios. Hay diferentes soluciones para defender a los falsos techos, suelos, ventanas, tabiques prefabricado, etc. de los movimientos estructurales durante un terremoto.
Aunque el material es diferente, encontramos una tipología estructural muy eficaz frente a terremotos en la arquitectura tradicional Japonesa. La pagoda es un sistema estructural en el que se han inspirado grandes arquitectos y que hoy en día imitan en acero sus características para poder crear edificaciones que puedan lidiar con los movimientos sísmicos. Por ellos el sistema constructivo será un elemento de inspiración a lo largo de todo el desarrollo de la investigación.
Hipótesis
La combinación de estos conocimientos que tratan todos sobre la construcción antisísmica llevará a la creación de un documento específico que relaciona el funcionamiento de las estructuras de madera con el funcionamiento de las estructuras de acero frente a movimientos sísmicos. Las posibilidades son muchas ya que se puede indagar sobre el nudo en elementos de acero y como este se puede desarrollar para que imite el comportamiento de los ensambles de madera al permitir esa flexibilidad necesaria. Se trata de ver que se puede sacar de esa hibridación. Se requiere el entendimiento de los ensambles de la pagoda y el entendimiento de las articulaciones en estructuras de acero. Como norma general, sabemos que el movimiento en estructuras de acero se puede o no permitir según las articulaciones y el tipo de estas que se utilicen. La articulaciones pueden permitir el giro, el movimiento horizontal y el movimiento vertical. En el caso de las empotraciones estaríamos rigidizando la capacidad estructural frente al sismo de la estructura.
Conclusiones
La energía que recibe una estructura durante un terremoto puede ser soportada de tres maneras diferentes:
Por resistencia: Consiste en dimensionar
los elementos estructurales de tal modo que tengan suficiente resistencia como
para soportar las cargas sísmicas sin romperse. Éste método
requiere unas sobredimensiones bastante importantes de los elementos
estructurales y tiene algunos riesgos de rotura frágil.
Javier,
ResponderEliminarSería interesante dividir el trabajo en 2, si quieres profundizar en el tema sísmico:
- estructuras
- sistemas de acondicionamiento interior
A partir de ahí, deberías plantear qué aspectos pretendes estudiar en más profundidad dentro de cada tema. En el caso de las estructuras se intuye que el trabajo trata de ir por las "uniones" entre elementos estructurales. Estudiar las tipologías de uniones y sus formas de materialización puede ser una vía interesante (la búsqueda de ejemplos reales siempre es una manera interesante de abordarlo).