Estudio sísmico de muros portantes y muros de corte en edificaciones de concreto armado

Abstract

Según el tipo de estructuración a sísmico que se recomiende para una edificación de concreto armado, éstos están gobernados por los principios básicos de un diseño sísmico: para sismo con alto porcentaje de ocurrencia la respuesta estructural estará dentro del rango elástico, sin daños en los elementos estructurales y no estructurales; para sismos con bajo porcentaje de ocurrencia se desarrollará dentro del rango inelástico. Es en este tipo de comportamiento, precisamente, donde se apoya generalmente el diseño sismo resistente.

Es altamente conocido el uso de estructuras aporticadas para el caso de edificaciones de concreto armado por su relativa facilidad de construcción, económico, buena ductilidad, es decir una gran capacidad de liberar energía por ser flexible. Pero, sin embargo, para el caso de edificaciones relativamente grandes (generalmente mayores de 8 pisos) existen otros tipos de problemas, entre ellos el más importante es la excesiva deformación (reversible) con el consiguiente daño en los elementos no estructurales, daño en los elementos montados dentro de la edificación y el pánico, que sin haber fallas en la edificación puede causar víctimas.

Para evitar este tipo de inconveniente, la filosofía moderna de la ingeniería sísmica recomienda utilizar además elementos relativamente más rígidos para contrarrestar las deformaciones, es allí entonces donde surge la necesidad del uso de muros de corte dentro de edificaciones aporticadas de concreto armado.

De esta manera se entrelazan dos tipos de sistemas estructurales: uno para disipar energía y el otro para disminuir deformaciones laterales, lo que viene a ser una complementación altamente recomendable si se toman ciertos cuidados en cuanto a la ubicación en planta de los muros para evitar la torsión, es decir la estructuración del proyectista, es por esto que es necesario un trabajo en grupo del arquitecto y el ingeniero estructural

El uso de muros de corte para edificaciones altas, proporciona una disminución o control de los desplazamientos en los niveles bajos hasta los intermedios, sin embargo, para el caso de los niveles mayores se tiene el caso de que contribuye a dichos desplazamientos. Estose debe por los comportamientos diferentes que tiene los muros de corte y las estructuras aporticadas. Lo que significa que los elementos aporticados de los últimos niveles tomaran un porcentaje relativamente alto del cortante de dichos niveles.

En el caso de edificaciones a porticadas con muros de corte adicionales, con solicitaciones sísmicas, los muros de corte toman alrededor del 60“80% de la fuerza cortante total que corresponde a toda la edificación.

Los muros de corte debido a su geometría y condiciones de carga, desarrollan poca ductilidad comparando con los elementos aporticados, esto nos hace pensar que tendrá generalmente una falla frágil; si es que el muro toma un alto porcentaje de la fuerza cortante, es el mas susceptible a ser dañado.

Los muros de corte, dependiendo de su construcción, se pueden clasificar en muros de corte que transmiten carga axial (vaciado monolítico), y muros de corte simple (construidos luego como muro de relleno y de corte). Esta clasificación nos indica que son dos tipos de elementos cuyo comportamiento estructural es diferente.

Si nosotros asumimos un requerimiento sísmico, un daño estructural y diferentes tipos de construcción para muros de corte, se pueden obtener diferencias en cuanto a la facilidad de reparación de los muros si fuese necesario.

En el caso de muros de corte simple (muros cortantes) la reparación se podría hacer en forma aislada, quitando la parte dañada, sustituyéndola por la correspondiente en el nivel dañado, sin afectar a los de“ más niveles.

En el caso de muros de corte sometidos además a carga axial (muros portantes), la reparación es mucho más delicada y sofisticada, debido a que repercute a los demás niveles.

La necesidad de reparar una edificación dañada con muros de corte, y que tenga un buen comportamiento estructural nos lleva a hacer este tipo de estudio un tanto teórico, faltando complementarlo con la parte práctica, que podría ser realizada dentro del Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y de Desastres que nuestra Facultad tiene a su cargo.