Tesis Ing Civil.: Dise�o de Muros

Clasificación según la ubicación en planta

La disposición de los muros en planta puede variar el comportamiento del edificio ante las cargas laterales de viento o sismo. El comportamiento más óptimo para resistir las fuerzas laterales se obtiene cuando se distribuyen los muros en la periferia de la planta.

Los muros dispuestos en el centro de la planta no son eficientes para resistir los cortes torsionales, lo que hace que las columnas ubicadas en las esquinas de la planta estén sometidas a grandes esfuerzos torsionales. Por lo que generalmente, cuando se utilizan los núcleos de muros en el centro de la planta se acompañan con elementos de arriostramiento a los pórticos en la periferia o con el uso de muros perimetrales.

Figura 1 _ Muros con distintas disposiciones en planta

Núcleos de Muros Estructurales

Los núcleos de muros estructurales generalmente están dispuestos en el interior de los edificios, ya sean muros con vanos que rodean los ascensores o escaleras, o sean muros completamente cerrados que permiten el paso de las instalaciones.

Figura 2 _ Tipo de núcleos.

Su función estructural es la de resistir las cargas gravitacionales tributarias y ayudar a resistir las cargas laterales, aunque en menor medida que los muros perimetrales. Mientras el núcleo posea menos aberturas será más eficiente para resistir la torsión que se produce generalmente por la asimetría del edificio.

Los núcleos de muros estructurales son generalmente utilizados en Sistemas Duales o en Sistemas Tipo Tubo ya que no son efectivos para resistir las cargas laterales por si solos. Pero de forma combinada ayudan a resistir una gran porción de las cargas gravitacionales y aportan gran rigidez lateral a la estructura gracias a los diafragmas rígidos.

Figura 3 _ Planta de las Torres Gemelas, se aprecia su núcleo central

Cuando el núcleo es abierto y tiene una forma irregular como U, Z u otra forma asimétrica, se pueden producir importantes efectos de alabeo que pueden gobernar el comportamiento de la estructura, aunque generalmente los núcleos siempre están conectados por elementos rígidos, como las losas de entrepiso, o vigas de acople, los cuales pueden contribuir a resistir la torsión producida y disminuir los efectos de alabeo debido a los esfuerzos axiales. Pero de igual forma, no se puede obviar en el diseño y se deben hacer análisis complejos que deben considerar todas las características flexionales y torsionales del sistema.

Figura 4 _ Efecto de torsión en el Núcleo de concreto armado

Figura 5 _ Núcleos abiertos conectados de distintas formas

Muros dispuestos en la periferia de la planta

Como anteriormente se ha dicho, el distribuir a los muros en la periferia de la planta mejora el comportamiento de la edificación ante las solicitaciones torsionales producidas por las cargas laterales. Como se aprecia en la figura 6, al disponer de los elementos más rígidos en la periferia de la planta, la estructura goza de un mayor momento resistente.

Figura 6 _ Brazo de palanca resistente ante cargas laterales según la disposición de los muros.

Esta afirmación se puede realizar debido a que las mayores solicitaciones torsionales se originan en las zonas más alejadas al centro de rigidez, y como en estas zonas se encuentran los elementos más rígidos y resistentes, el resultado se traduce en una disminución de los desplazamientos torsionales y una menor demanda torsional en las columnas del interior de la planta. En la siguiente presentación de imágenes se puede apreciar el edificio Caja Badajoz en Extremadura, España, en el mismo se observan los muros perimetrales exteriores y el sistema de pórticos interior.