Desde el principio de la humanidad los terremotos son considerados como uno de los fenómenos más temidos de la naturaleza. Aún en la actualidad los terremotos nos toman desprevenidos, ya que suceden sin previo aviso y en pocos segundos pueden causar un nivel de destrucción

Comparación de los daños ocasionados por los terremotos acontecidos en Haití y en Chile en 2010. Chile posee uno de los códigos sismorresistentes más rigurosos y además, como país, cuenta con el mayor porcentaje de sismólogos e ingenieros estructurales del mundo. A diferencia de Haití, que no está consciente de la amenaza sísmica que los rodea e inclusive no tiene una norma sismorresistente.

El terremoto de Chile fue cientos de veces más fuerte que el de Haití, provocó  la muerte de menos de mil personas, no es ni siquiera un 1% de la cantidad de muertos que hubo en Haití, que se estiman en más de 300.000 personas. Viéndolo desde el punto de vista estructural, luego del terremoto ocurrido en Chile en 1985, se construyeron casi 12.000 edificios, de los cuales, solo un 0,5% de edificios de menos de 9 pisos sufrió fallas, y para los edificios de más de 9 pisos, solo un 2,8% se vieron afectados. En Haití, más de un millón de viviendas quedaron destruidas

PESO Como las fuerzas producidas por los sismos son de inercia, la masa juega un papel muy importante, ya que cuando esta empuja hacia abajo, debido a la fuerza de gravedad, se podría producir la falla de los elementos verticales, debido a que ejerce su fuerza a elementos que están previamente flexionados por las cargas sísmicas, a este fenómeno se le conoce como “Efecto P-delta”. En conclusión, cuando mayor sea la fuerza vertical, mayor será el momento producido por esta fuerza y la excentricidad delta.

No se recomiendan grandes voladizos, ya que estos producen fuerzas de inercia verticales de una magnitud apreciable que sumadas a las fuerzas de gravedad podrían generar problemas Las aceleraciones a las que se somete la estructura van creciendo con la altura, por lo que se recomienda evitar concentraciones de masas en los pisos más altos, ya que incrementan las fuerzas de inercia y los momentos de volteo

Las aceleraciones a las que se somete la estructura van creciendo con la altura, por lo que se recomienda evitar concentraciones de masas en los pisos más altos, ya que incrementan las fuerzas de inercia y los momentos de volteo.

Deben evitarse fuertes diferencias de pesos entre pisos sucesivos, ya que generan variaciones bruscas en las fuerzas de inercia y en la forma de vibrar del edificio Se recomienda que las distribuciones de masas sean uniformes en todos los pisos, ya que de existir concentraciones de masas en alguna zona del edificio podría generar vibraciones torsionales

Un factor que ayuda al desempeño de las estructuras ante un sismo es la simetría respecto a sus dos ejes en planta, ya que la falta de regularidad por simetría, masa, rigidez o resistencia en ambas direcciones en planta produce torsión, la cual no es fácil de evaluar con precisión y demanda mayores solicitaciones a algunos elementos resistentes.

Las normas sísmicas especifican la definición de una estructura regular, el criterio general en el que se basan es que la relación entre la excentricidad y la dimensión de la planta no debe exceder de 0,10. Cuando esta relación es mayor a 0,20 la estructura será muy irregular, por lo que será muy susceptible a torsiones accidentales, lo que hace difícil prever su comportamiento

Cuando las plantas tienen formas asimétricas la respuesta sísmica es poco conveniente, porque se generan vibraciones torsionales. Por tanto se deben evitar formas en planta como las que se visualizan en la figura 3

Las plantas no sólo son irregulares por su geometría, también pueden tener formas regulares pero la mala distribución de los elementos rígidos hace que existan grandes excentricidades, por tanto ante la ocurrencia de un sismo, la edificación es propensa a efectos torsionales Cuando las plantas poseen formas irregulares es aconsejable utilizar juntas de construcción, dividiendo la planta global en varias formas regulares. Pero éstas pueden originar problemas de funcionamiento, ya que la holgura que hay que dejar entre las juntas es considerable y también se deben tomar previsiones para sellar las uniones.

Como segunda opción, aunque poco aconsejable, se puede restringir la vibración torsional con el uso de elementos resistentes (muros) en las zonas donde existen mayores concentraciones de esfuerzos

Como segunda opción, aunque poco aconsejable, se puede restringir la vibración torsional con el uso de elementos resistentes (muros) en las zonas donde existen mayores concentraciones de esfuerzos

No es recomendable la ubicación del núcleo de escaleras y de ascensores en las partes externas de la estructura, ya que además de actuar aisladamente ante los sismos, terminan produciendo problemas de torsión sísmica en la edificación

Los edificios ubicados en esquinas, para dar mayor visibilidad y por razones de estética,  generalmente poseen las dos caras que dan hacia la calle con fachadas de vidrio y las dos caras interiores son muros de concreto armado. Esta distribución es inadecuada, ya que genera una gran excentricidad entre el centro de masas y el centro de rigidez de la estructura, lo que podría generar un posible colapso.

Existen múltiples soluciones para este problema, una de ellas puede ser rigidizar la fachada por medio de arriostramientos laterales o se pueden poner las columnas con menor separación entre sí, generando mayor rigidez ante las solicitaciones sísmicas. Un ejemplo de rigidización de la fachada se muestra en el Edificio Manantiales en Santiago de Chile, donde se aprecian elementos estructurales que dan la sensación de estar dispuestos de forma aleatoria, pero en realidad la cantidad de elementos se dispuso según la solicitación de cada planta

Se debe evitar el uso de plantas muy alargadas, ya que mientras mayor es la longitud, mayor será la probabilidad de que actúen movimientos en el terreno distintos entre un extremo y otro, lo que origina mayores solicitaciones en la parte central del edificio. Y por otro lado, se pierde la rigidez de la losa en su plano para trabajar como diafragma rígido y se aumentan las posibilidades de excentricidad en la distribución de rigideces

Se debe evitar que en los sistemas estructurales conformados por vigas y columnas existan elementos desvinculados de las losas de entrepiso. Esto generalmente sucede cuando el edificio posee una forma irregular y se desea conectar algunas esquinas salientes, con el objetivo de darle una forma más compacta a la edificación

FORMA DEL EDIFICIO EN ELEVACIÓN Cuando la rigidez de un edificio se encuentra irregularmente distribuida a lo largo de la altura, las mayores solicitaciones se pueden concentrar en los pisos débiles. Por esto es conveniente que no existan cambios bruscos en las dimensiones, masas, rigideces y resistencias del edificio, para evitar grandes concentraciones de esfuerzos en determinados pisos que son menos rígidos o resistentes que los demás En las figuras, se muestran edificios que tienen forma irregular en su altura. Se puede notar la abrupta diferencia de masas entre pisos continuos, esto conlleva a altas concentraciones de solicitaciones en los pisos donde se encuentran dichas diferencias

En la figura, se pueden ver casos en los que a pesar de que la geometría de la edificación es regular, existe una marcada diferencia de rigideces entre pisos sucesivos, lo cual puede generar fallas en los pisos de menor rigidez

Los cambios bruscos en elevación, generalmente cuando la parte superior tiene una rigidez muy pequeña comparada a la de la base, suelen hacer que en la estructura se produzca el denominado efecto de “latigazo”, donde se produce una amplificación de los esfuerzos en los pisos donde se encuentren los cambios de rigideces. En la figura, se muestran relaciones de proporciones que se deben evitar y unas recomendaciones para que no se produzca el efecto de latigazo

IRREGULARIDADES

Este requerimiento es difícil de cumplir, ya que generalmente en la planta baja se encuentran los estacionamientos o espacios amplios que sirvan como salones de reuniones, que requieren el mayor espacio libre. La manera de solucionarlo es ubicar elementos que den rigidez, como muros de mampostería, diagonales o muros de concreto

Proporcionar una elevada rigidez en la dirección más corta de la estructura, con lo cual se pueden controlar los desplazamientos Evitar el efecto de “Columna Corta”, ya sea aislando la columna de la mampostería, con anime o dejando un espacio entre ambos elementos, o colocando hileras adicionales de bloque en las adyacencias de la parte libre de la columna, como se muestra en la figura 13

En el caso no poder evitar que se produzca el efecto de “Columna Corta” se debe utilizar estribos con el menor espaciamiento posible para así darle mayor resistencia y ductilidad a la columna