Presencia de Vanos (Muros Acoplados)

Es usual que los muros presente vanos, ya sea para iluminación y ventilación en los muros perimetrales o de circulación para los muros internos. La presencia de los vanos reduce la rigidez lateral de los muros, pudiendo llegar a cambiar el comportamiento de los muros asemejándolos a sistemas aporticados.

Generalmente la disposición de los muros en altura se mantiene alineada, como lo muestra la figura 1, lo cual transforma el muro macizo en dos muros paralelos acoplados o conectados mediante dinteles, bielas, vigas de acoplamiento o las mismas placas de entrepiso.

Según la Norma COVENIN 1753-2006, un sistema de muros acoplados es aquel que está conectado por dinteles o vigas de acoplamiento de tal rigidez que hacen que la sumatoria de los momentos flectores del muro en la base sea menor a un tercio del momento de volcamiento del sistema acoplado.

Si los elementos de acople son muy flexibles terminan comportándose como bielas, por lo que solo le transmiten a los muros fuerzas axiales producidas por las cargas laterales y la flexión será resistida por cada muro individualmente.

En cambio, si los elementos de acople son de gran peralte, la estructura funciona como una unidad, comportándose como una viga en voladizo con perforaciones.

Generalmente en los edificios, los vanos tienen dimensiones de 1 a 3 m. de longitud libre y alturas de entre 0,6 y 2 m. Lo que resulta en un comportamiento combinado de un muro macizo y un pórtico de columna ancha, por lo que termina teniendo un desempeño gobernado por flexión en la parte inferior y por corte en la parte superior.

Figura 2 _ Modos de deflexión para muros con bielas y con vigas rígidas

La principal ventaja de los muros acoplados se encuentra cuando la estructura entra en el rango inelástico. Como la deformación de los muros produce grandes desplazamientos relativos entre los extremos de las vigas de acoplamiento, se generan las articulaciones plásticas en las vigas de acoplamiento antes que en la base de los muros. De esta forma la estructura puede disipar grandes cantidades de energía sin comprometer el desempeño del muro.

Una ventaja adicional que trae este comportamiento es que aun si las vigas quedan severamente dañadas, son fáciles de reparar sin dejar al edificio fuera de servicio. Y suponiendo un caso más severo, si las vigas quedan completamente destruidas, estas no provocarían el colapso de la edificación debido a la redundancia estructural que le propicia los muros al edificio, los cuales quedarían trabajando de forma independiente.