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Incorporación de la mampostería al Análisis Sísmico de Estructuras

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2.1 INTERACCIÓN PÓRTICO – MAMPOSTERÍA


La presencia de paredes adosadas a las columnas y vigas de una

edificación, afectan considerablemente su comportamiento sísmico, pues la

interacción entre el tabique no aislado y la estructura aporticada puede

modificar en gran medida su rigidez y generar serios problemas estructurales

como torsión en el edificio, columna corta, piso blando, entre otros.



He ahí la importancia de determinar cuál es el comportamiento de una

estructura cuya tabiquería no fue aislada correctamente de los pórticos

mediante juntas sísmicas u otro sistema alternativo como el empleado en el

Bloque de Enfermería de la Universidad San Luis Gonzaga analizado en el

capítulo anterior.





2.2 COMPONENTES DE LA MAMPOSTERÍA DE LADRILLO


La mampostería es un sistema constructivo tradicional que consiste en

un material estructural compuesto por unidades de albañilería, en este caso

ladrillos, asentadas con mortero, como se puede apreciar en la Figura 2.1.




Figura 2.1 Materiales de la mampostería de ladrillo

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2.4 ANÁLISIS SÍSMICO DEL BLOQUE DE ENFERMERÍA DE LA

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA INCORPORANDO
LA MAMPOSTERÍA


La estructura se describe con detalle en el capítulo anterior. El único

cambio es con respecto al período fundamental de la estructura, que ahora es

0.145 segundos.



El primer paso a seguir cuando se incorpora la mampostería al análisis

sísmico, es determinar, lo más exacto posible, el centro de masas y el centro

de rigidez de la estructura, pues es muy probable que éstos dos no coincidan y

se generen problemas de torsión en planta.



Para el efecto, se presenta en las Figuras 2.9 y 2.10 el diseño

arquitectónico de cada planta del bloque de enfermería de la Universidad San

Luis Gonzaga. La Tabla 2.7 indica las dimensiones de vanos que nos

permitirán determinar el centro de masas y el centro de rigidez.




Figura 2.9 Arquitectura de la primera planta del bloque de enfermería

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Figura 2.10 Arquitectura de la segunda planta del bloque de enfermería


Tabla 2.7 Cuadro de vanos

Tipo V-1 V-2 V-3 V-4 V-5
Ancho 2,95 3,00 2,00 2,00 1,20
Alto 1,60 1,60 0,60 1,60 2,80
Alféizar 1,20 1,20 2,20 1,20 – –





2.4.1 Centro de Masas


Las coordenadas del centro de masas del piso J están dadas por:



J

JJ
CM W

xw
x ∑= ( 2.24 )



J

JJ
CM W

yw
y ∑= ( 2.25 )



donde, JW es el peso total del piso, Jx e Jy son las coordenadas del peso

parcial Jw con respecto a un origen arbitrario.

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disminuyen. En este caso se tiene una reducción aproximada del 600% en

desplazamientos, 250% en velocidades y 150% en aceleraciones.



Las Tablas 2.11 y 2.12 comparan los valores máximos de fuerzas

obtenidos en cada pórtico y cada piso del análisis con mampostería

desacoplada y mampostería acoplada, para las componentes Este – Oeste y

Norte – Sur, respectivamente.



Tabla 2.11 Valores máximos de fuerza con mampostería desacoplada y
acoplada para la componente E - W

1 2 Piso

Pórtico Desacoplada Acoplada Desacoplada Acoplada

A 55.84 50.63 36.24 31.69
B 10.99 13.02 22.62 15.26
C 10.99 15.89 22.62 12.17
D 55.84 48.20 36.24 33.03
1 18.20 22.83 16.92 13.65
2 18.29 21.47 16.91 15.84
3 18.29 6.49 16.91 13.05
4 18.29 18.69 16.91 20.43
5 18.29 17.30 16.91 22.76
6 18.29 21.23 16.91 10.42
7 18.20 28.28 16.92 9.23





Tabla 2.12 Valores máximos de fuerza con mampostería desacoplada y
acoplada para la componente N - S

1 2 Piso

Pórtico Desacoplada Acoplada Desacoplada Acoplada

A 69.57 52.49 42.82 28.71
B 13.32 13.89 27.69 13.82
C 13.32 16.45 27.69 10.97
D 69.57 49.71 42.82 29.33
1 21.77 24.79 17.58 13.25
2 21.88 23.53 17.57 15.02
3 21.88 8.15 17.57 12.09
4 21.88 20.95 17.57 18.64
5 21.88 19.67 17.57 20.45
6 21.88 22.02 17.57 9.20
7 21.77 28.38 17.58 8.17

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Se puede observar que en la mayoría de pórticos internos, la fuerza

sísmica absorbida por la estructura cuando se ha incorporado la mampostería

al análisis sísmico, es mayor que cuando se consideró la mampostería

desacoplada.



Para edificaciones regulares en planta, como el bloque de Enfermería

analizado, la incorporación de la mampostería en el análisis sísmico no

representa un factor determinante en la variación de su comportamiento pues

como se pudo observar, sólo se presentan variaciones positivas en cuanto a

desplazamiento, velocidad y aceleración, y las fuerzas sísmicas no se

incrementaron en gran medida; pero si se trata de edificios abiertos (edificios

esquineros) con concentración de mampostería sólo en algunos pórticos, por lo

general extremos; o si tenemos, a causa de la mampostería, problemas de

columna corta; o problemas de piso blando por concentración de mampostería

sólo en los pisos superiores, la incorporación de la mampostería debe ser

analizada con mayor detenimiento, pues la torsión para el primer caso, el corte

en el segundo y la falla de las columnas en el tercero, serán factores

determinantes que pueden ocasionar el colapso de las estructuras con estos

inconvenientes.



Por esta razón, se ha destinado un capítulo especial que trate y

ejemplifique los principales problemas estructurales que se dan en las

edificaciones debido a la falta de consideración de la interacción tabique -

pórtico ante el terremoto de Perú del 15 de agosto del 2007.

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