DAOS ESTRUCTURALES MS COMUNES EN LA EDIFICACIONES DEBIDO A LOS SISMOSLos sismos en el mundo indican que en los sitios donde se disea con una buena normativa sismoresistente, donde la construccin es sometida a una supervisin estricta y donde el sismo de diseo es representativo de la amenaza ssmica real de la zona, el dao es marginal en comparacin con el observado en sitios donde no se han dado estas circunstancias.No obstante, es importante resaltar que disear acorde con un cdigo no siempre salvaguarda contra el dao excesivo producido por terremotos severos. Desde una perspectiva histrica, un cdigo por s slo no puede garantizar la seguridad contra el dao excesivo, puesto que los cdigos son reglamentos que experimentan actualizaciones continuas segn los avances tecnolgicos y las enseanzas que dejan las investigaciones y estudios de los efectos causados por terremotos, que no so ms que pruebas de laboratorio a escala completa. La ductilidad y redundancia estructural han probado ser, una y otra vez, los medios ms efectivos para proporcionar seguridad contra el colapso, especialmente si los movimientos resultan ms severos que los anticipados por le diseo. La capacidad de soportar daos significativos permaneciendo estable se puede atribuir por lo general a la tenacidad, ductilidad y redundancia. El dao severo o colapso de muchas estructuras durante terremotos importantes es, por lo general, consecuencia directa de la falla de un solo elemento o serie de elementos de ductilidad o resistencia insuficiente.A causa de los sismo fuertes es comn que se presenten daos estructurales en columnas tales como grietas diagonales, causadas por cortante y/o torsin, y grietas verticales, desprendimiento del recubrimiento, aplastamiento del concreto y pandeo de las barras longitudinales por exceso de esfuerzos de flexo-compresin. En vigas se presentan grietas diagonales y rotura de estribos a causa de cortante y/o torsin, y grietas verticales, rotura del refuerzo longitudinal y aplastamiento del concreto por la flexin que impone el sismo arriba y debajo de la seccin como resultado de las cargas alternadas. Las conexiones o uniones entre elementos estructurales, son por lo general, los puntos ms crticos. En las uniones Viga Columna (Nudos) el cortante produce grietas diagonales y es comn ver fallas por adherencia y anclaje del refuerzo longitudinal de las vigas a causa del poco desarrollo del mismo y/o a consecuencia de esfuerzos excesivos de flexin. En las losas se pueden presentar grietas por punzamiento alrededor de las columnas y grietas longitudinales a lo largo de la placa, debido a la excesiva demanda por flexin que en ciertas circunstancias puede imponer el sismo.

Al respecto, la nueva Norma Sismo Resistente incorpora requisitos ms rigurosos de deriva y configuracin espacial y requerimientos ms claros en lo relativo al detallado del refuerzo, que garanticen un mejor desempeo de las estructuras.De lo anterior se desprende que le desempeo ssmico exitoso de una estructura depende, adems de su resistencia, de su comportamiento en el rango plstico, en otras palabras, de su ductilidad, es decir de la habilidad de la estructura para disipar energa vibratoria a partir del instante en que las deformaciones de la estructura exceden el lmite elstico. Dicho ingreso previsto de la estructura en el rango plstico, cuando es solicitada por un sismo fuerte, significa, por lo tanto, la posible ocurrencia de daos estructurales y no estructurales. Esto no debe confundirse con la deficiencia que una estructura puede tener ante un sismo, incluso moderado, debido a un dficit de resistencia y/o a una ductilidad escasa, lo cual significa que la edificacin es vulnerable.

TIPOS DE DAOS MS COMUNES Y POSIBLES CAUSAS DE ELLOSDaos en edificiosLa intensidad macrossmica indica el grado de daos para cada tipo de construccin en funcin de la intensidad del movimiento del suelo. La escala de intensidad MSK (que es la utilizada en Europa) hace la siguiente clasificacin de daos: Daos ligeros: Fisuras en los revestimientos, cada de pequeos trozos de revestimiento. Daos moderados: Fisuras en los muros, cada de grandes trozos de revestimiento, cada de tejas, cada de pretiles, grietas en las chimeneas, e incluso derrumbamientos parciales en las mismas. Daos graves: Grietas en los muros, cada de chimeneas de fbrica o de otros elementos exteriores. Destruccin: Brechas en los muros resistentes, derrumbamiento parcial, perdida del enlace entre distintas partes de la construccin, destruccin de tabiques y muros de cerramiento. Colapso: Ruina completa de la construccin.En cuanto a planificacin se refiere, es necesario tener en cuenta las perdidas materiales en funcin de los diferentes grados de intensidad.Los daos ms fuertes provocados por los terremotos en las edificaciones depende de los componentes estructurales y de los componentes no estructurales de la obra para un mismo lugar. Para lugares diferentes, aunque cercanos entre si, puede haber daos diferentes en estructuras similares debido a los fenmenos de amplificacin mencionados en temas anteriores. En realidad estos edificios se ven sometidos a sacudidas ssmicas diferentes que provienen del mismo terremoto.Como ya se ha mencionado, las estructuras que mas daos sufren son aquellas cuyos periodos de vibracin se acercan a los dominantes en el movimiento del suelo ya que la accin dinmica se incrementa notablemente.Daos en el. Primer tipo de estructuras: estas edificaciones son vulnerables por causa del deterioro, falta de amarre con la cimentacin, falta de refuerzo, falta de rigidez, o por falta de diafragma horizontal. El problema mas frecuente al ser sometida a sacudidas ssmicas, es la falta de diafragmas rgidos al nivel de pisos o techos que repartan los efectos ssmicos a los muros orientados en cada direccin. Esto es especialmente grave cuando, por remodelaciones a cambio de destino, se eliminan algunos muros, para abrir vanos. En ocasiones tambin hay problemas por flexin perpendicular al plano de muros altos o por falta de unin adecuada entre los distintos muros. Cuando los muros de carga y la cubierta estn bien trabados entre si o reforzados con tirantes, son construcciones que aumenta su rigidez ante fuerzas laterales, con periodos de vibracin cortos. El defecto clsico de muchas de las cimentaciones empleadas en este tipo de estructuras es la poca profundidad de los cimientos y la mala calidad de los materiales del cimiento. Sin embargo, cuando la cubierta no esta bien empotrada en los muros de carga o el empuje que ejerce sobre ellos no esta contrarrestado, este tipo de construccin es sumamente vulnerable a los esfuerzos laterales, como ocurri por ejemplo en el terremoto de Alhama del 25 de Diciembre de 1884.Daos en el segundo tipo de estructuras: los sistemas de forjado de hormign colado in situ, constituyen diafragmas horizontales suficientemente rgidos para transmitir los efectos ssmicos a los muros resistentes en cada direccin, lo que se mejora notablemente el comportamiento tanto bajo fuerzas laterales debidas al sismo como bajo el efecto de hundimientos diferenciales en las zonas de terreno compresible; las alturas entre forjados son menores. En algunos casos, aunque el sistema de forjado sea prefabricado suele colocarse sobre el un firme, en ocasiones reforzado con malla de acero, que ayuda a formar el diafragma. La gran densidad de muros, continuos en toda la altura suele aportar la rigidez suficiente para movimientos en direccin horizontal y sus periodos son tambin relativamente cortos. Daos en estructuras tipo 2-3: Este tipo de estructura es muy vulnerable, incluso ante sacudidas pequeas, debido a la no existencia de nudos entre los diferentes componentes de la estructura. Esto, adems, se ve agravado por los diferentes modos de deformarse de cada uno de los materiales de dichos componentes y de los diferentes comportamientos de ambos tipos de cimentacin.Daos en estructuras de hormign: los fallos mas comunes en sacudidas con > I IX son los siguientes:a) Desmoronamiento inclinado de las vigas en la proximidad de sus extremos debido a tensin diagonal. En ocasiones aparecen dos grietas formando una cruz, como consecuencia de la inversin de esfuerzos.

TABLA 1. PORCENTAJES DE DAO (EN PERDIDAS) POR TERREMOTO EN EDIFICACIONES EN FUNCION DE LA INTENSIDAD

TABLA 2. PORCENTAJES DE DAO (EN PERDIDAS) POR TERREMOTO EN EDIFICACIONES EN FUNCION DE LA INTENSIDAD

b) Desprendimiento y desmoronamiento del hormign en la parte inferior de las vigas cerca de la unin con los pilares, como consecuencia del exceso de compresin por flexin y de pandeo del acero de refuerzo del lecho inferior de las vigas.En algunos casos se puede observar que existe el mismo tipo de dao en las partes superior e inferior de las vigas, causado por inversin de momentos flectores.c) Deslizamiento o punzamiento de los pilares en los capiteles de estructuras de losa plana aligerada (estructura tipo 4) provocado por tensin diagonal.d) Agrietamiento inclinado de los pilares, provocado por tensin diagonal. En la mayora de los casos estas grietas se orientan en dos direcciones y forman una cruz, por efecto inversin de esfuerzos; en otros casos las grietas se orientan en una sola direccin, sobre todo en estructuras que sufren asentamientos diferenciales antes o durante el sismo.e) Desprendimiento desmoronamiento del hormign de los pilares, asi como pandeo del acero de refuerzo, como consecuencia de la repetida inversin de esfuerzos y las grandes deformaciones provocadas por el sismo.f) Agrietamientos diagonales en cruz en muros de carga o de relleno provocados por tensin diagonal al haber un exceso de carga en ambos sentidos.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CUANTIA DE LOS DAOSLas caractersticas ssmicas de una regin y el tipo de construccin base, son la causa principal de los daos producidos por los sismos pero existen otros factores que pueden agravar estos daos. Algunos de estos factores que influyen en la cuanta de los daos son los que a continuacin exponen.Se pueden originar daos por fallos en la cimentacin de los edificios, al perder el suelo y los pilotes de friccin capacidad de carga durante el sismo, provocando el colapso total o asentamientos o desplomes importantes. Los principales daos en al ciudad de San Francisco (terremoto del 17 de octubre de 1989) se presentaron en la zona de suelo blando en el distrito de Marina, cuya causa principal fue la licuefaccin del relleno hidrulico de limos y arenas, as como la amplificacin de ondas ssmicas.En ocasiones los daos en pilares pueden ser provocados por golpes entre edificios vecinos, sobre todo cuando el nivel de las losas en uno y otros edificios es diferente.Efectos de los terremotos en edificios altos con diferentes formas.Cuando la separacin entre edificios es insuficiente, las diferentes formas de deformacin de los sismos, puede ocasionar un golpeteo de ambos.Tambin hay muchos casos de daos causados por sobrecargas excesivas, debidas a cambios de destino con respecto al proyecto original, a acumulacin de cargas puntuales (archivos, sobre todo en oficinas pblicas, o a acumulacin de otros materiales). Esto, sumado a las deformaciones laterales excesivas de sistemas estructurales muy flexibles, del tipo 4 antes citado, puede provocar inestabilidad de conjunto y colapsos totales o parciales.Tambin puede haber problemas asociados a la configuracin de los edificios, entendida no solo como la forma exterior de la construccin, sino tambin relacionada con la distribucin de los elementos estructurales y no estructurales y de las cargas.La distribucin irregular de elementos no estructurales en elevacin, en edificios de apartamentos o de oficinas, con plantas inferiores libres para estacionamientos o comercios, puede provocar casos de colapso parcial (llamado normalmente piso blando). Asimismo las variaciones en el tamao de las plantas en elevacin, debido a escalonamientos, lo que se conduce a cambios bruscos de masa y rigidez, puede dar lugar a colapsos parciales; este problema se ha observado tambin en edificios que no tenan escalonamiento, pero en los que, debido a que estaban pegados a vecinos de menor altura en ambas colindancias, se propicio un cambio brusco de rigidez, al recargarse el edificio alto en los bajos, en los niveles inferiores, sobresaliendo los superiores, que tuvieron serios daos. Si solo exista edificio bajo de un solo lado, el efecto anterior fue todava mas grave, al golpearse los edificios, por oscilacin en direcciones contrarias fuera de fase.Los edificios con plantas de formas irregulares, como L, T o triangular, tienen en general mal comportamiento, provocado por las torsiones asociadas a excentricidades importantes.Los daos en muros no estructurales, como se ha indicado anteriormente es difcil desligarlos adecuadamente de la estructura para evitar su colaboracin.En los casos en que estos muros estn uniforme y simtricamente colocados, seguramente contribuyan a evitar daos mayores a las estructuras. Sin embargo, cuando han estado colocados desfavorablemente, como en los edificios en esquina o de plantas inferiores libres, han provocado daos mayores a los que hubieran ocurrido sin su colaboracin.