ESTABILIDAD LATERAL - ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE UN EDIFICIO

Diafragma horizontal
• Una estructura de piso rígida, comportándose como una viga plana de gran peralte, transfiere las cargas laterales a los muros de cortante verticales, a los marcos arriostrados o a los marcos rígidos. 1.
Los elementos estructurales de un edificio deben dimersionarse, configurarse y unirse para formar una estructura estable bajo cualquier condición posible de carga. Por lo tanto, un sistema estructural debe diseñarse no solamente para sustentar cargas verticales gravitacionales, sino también resistir fuerzas laterales eólicas y sísmicas desde cualquier dirección. Los siguientes son los mecanismos básicos para asegurar la estabilidad lateral.


Marco rígido
Un marco de acero o de concreto reforzado con uniones rígidas capaz de resistir cambios en las relaciones angulares 2.

Muro de cortante
• Un muro de madera, concreto o mampostería capaz de resistir cambios de forma y de transferir cargas laterales a la cimentación 3.
Marco arriostrado
• Un marco de madera o de acero arriostrado con miembros diagonales 4.

• Cuando se use arriostramiento con cable, son necesarios dos para estabilizar la estructura contra fuerzas laterales de cualcluiera de ambas direcciones. Para cada dirección, un cable operará en forma efectiva a tensión mientras que el otro simplemente se pandearía. Si se usa arriostramiento rígido, se incluye un cierto grado de redundancia porque un solo miembro es capaz de estabilizar la estructura. 5.

Cualquiera de estos sistemas puede usarse individualmente o en combinación para estabilizar una estructura. De los tres sistemas verticales, el marco rígido tiende a ser el menos eficiente. Sin embargo, los marcos rígidos pueden ser útiles cuando el empleo de marcos arriostrados o muros de cortante formaría barreras indeseables entre espacios adyacentes.

• Las fuerzas laterales tienden a ser más críticas en la dirección corta de los edificios rectangulares y es típico el uso de los muros de cortante o marcos arriostados más eficientes en esta dirección. En la dirección larga, puede utilizarse cualcluiera de los elementos laterales que resisten fuerzas. 6.
• Los caballetes son marcos arriostrados o rígidos diseñados para sustentar cargas verticales y laterales transversales a la longitud de una estructura reticular. 7.

Para evitar los efectos destructivos de torsión, las estructuras sujetas a fuerzas laterales deben arreglarse y arriostrarse simétricamente cor los centros de masa y de resistencia tan coincidentes como sea posible. La disposición asimétrica de las estructuras irregulares generalmente recjuiere de un análisis dinámico con objeto de determinar los efectos de torsión de las fuerzas laterales.

Las estructuras irregulares se caracterizar por cualcjuiera de diferentes irregularidades er planta o en sentido vertical, como la disposición asimétrica de la masa o de los elementos cjue resisten a las fuerzas laterales, ur piso blando o débil, o un muro de cortante o un diafragma discontinuos.

• La irregularidad torsional se refiere a la disposición asimétrica de la masa o de los elementos que resisten a las fuerzas laterales, resultando en centros de masa o de resistencia que no coinciden. 8.

• El centro de resistencia es el centroide de los elementos verticales de un sistema que resite fuerzas laterales, a través del cual actúa la reacción de cortante a las fuerzas laterales. 9.

• Una esquina reentrante es una configuración en planta de una estructura que tiene proyecciones más allá de una esquina que son significativamente mayores cjue la dimensión en planta en la dirección dada. Una escjuina reentrante tiende a producir movimientos diferenciales entre las diferentes partes de la estructura, resultando en concentraciones locales de esfuerzos en la esquina. Las soluciones incluyen el suministro de una junta sísmica para separar el edificio en formas más simples, uniendo al edificio más fuertemente en la esquina, o biselando la esquina. 10.

• Las juntas sísmicas separan físicamente las masas adyacentes del edificio de modo que pueda ocurrir un movimiento vibratorio libre en cada uno, independiente del otro. 11.

• Un diafragma discontinuo es un diafragma horizontal que tiene un área grande cortada o abierta, o una rigidez significativamente menor que la del piso superior o inferior. 12.

• Un piso blando o débil tiene una rigidez o una resistencia lateral que es significativamente menor que la de los pisos superiores. 13.

• Un muro de cortante discontinuo tiene un rebajo grande o un cambio significativo en su dimensió horizontal. 14.