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.
Numerosos ejemplos de edificios que colapsaron debido al exceso de cargas verticales se debieron a cargas permanentes que superaban los valores especificados en las normas y también debido a cargas variables con frecuencia excesivas, debido al cambio en la ocupación de la estructura.
Sugerencias:
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.
Figura 1 _ Comportamiento de estructura con grandes voladizos
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2 _ Apartamentos para jubilados en Wozoco, Amsterdam, Holanda.
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.
Figura 3 _ Concentración de masas en pisos superiores.
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4 _ Antes y después de tanque de agua que colapso debido a la esbeltez de sus miembros y la gran masa superior.
Terremoto de Imperial Valley, 1979.
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5 _ Piscina con voladizo de 2,5m.,Nivel 15, Hotel Elan, Dallas, Texas.
En el siguiente video se puede apreciar como afecta el peso en los pisos superiores a una estructura.
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.
Figura
6 _ Comportamiento de edificio con diferencia de peso en pisos sucesivos
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7 _ Jardín artificial en Primer piso del Hospital Olive View, California.
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8 _ Hospital Olive View luego del terremoto de San Fernando, 1971.
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.
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9 _ Distribuciones de masas en forma asimétrica.