Fuente:  Revista Noticreto No. 36
Julio-septiembre 1995

   

DAÑOS NO ESTRUCTURALES

Generalmente, los daños no estructuraales se deben a la unión inadecuada de los acabados, muros de relleno o divisorios y de la sinstalaciones con la estructura, o la falta de rigidez de la misma, lo cual se traduce en excesivas deformaciones que no pueden ser absorbidas por este tipo de componentes.  Los daños no estructurales más comunes son el eagrietamiento de elementos divisorios de mampostería, el aplastamiento de uniiones entre la estructura y los elementos de relleno, el desprendimiento de acabados y otros componentes adosados y la rotura de vidrios y de instalaciones de diferente tipo.

En los muros de mampostería, que sirven de división o relleno, el cortante causa grietas diagonales usualmente en forma de X, que para el neófito son dramáticas; el volcamiento de los mismos y la flexión también pueden producir grietas verticales en las esquinas y en la zona central del muro y grietas en forma perimetral cuando actúa como una losa apoyada.

De casi todos los terremotos se pueden citar ejemplos de los efectos perjudiciales de este tipo de componentes, cuando actúan como  elementos rígidos en la respuesta de la estructura, en particular cuando se trata de sistemas estructurales flexibles que contienen tabiques o muros que llenan parcial o totalmente con mampostería rígida de ladrillo el entramado de vigas y columnas.  Los pórticos con tabiques de relleno se vuelven más rígidos una vez que la estructura hace contacto con el tabique de relleno, incrementando la rigidez y cambiando las propiedades dinámicas de la estructura.  En caso que este tipo de muros estén distribuidos de forma asimétrica adicionalmente pueden excitar modos de vibración, causando un comportamiento muy desfavorable de la estructura.  Estos muro so tabiques se resquebrajan de forma muy severa si no han sido diseñados para soportar las fuerzas de interacción con el pórtico en el momento del terremoto, e incluso pueden ocasionar un efecto muy nocivo, pues dichas fuerzas pueden causar también graves daños en el sistema aporticado.

 

 

Falla fragil en columna y daños no
estruturales extensivos (Manizales, 1979)

Un incremento inadvertido de resistencia y rigidez en los pisos superiores de una edificación de este tipo de componentes puede crear en los pisos inferiores el efecto de piso blando o flexible.  Debido a la presencia de relleno parcial entre columnas, caracterizados por cubrir verticalmente espacios desde el piso hasta el umbral de una ventana, se han causado daños severos en incluso colapsos, puesto que esta circunstancia genera el conocido efecto de la columna corta, en el cual la columna tiene a fallar en forma frágil, debido a que es solicitada por fuerzas cortantes elevadas, generadas por el impedimento a la deformación que le imponen los tabiques hasta cierta altura a la columna.

 

No obstante que el daño no estructural es esperado en caso de sismos severos, cabe preguntarse por qué sismos que, conforme con los registros acelerográficos, no han superado el 5% de la aceleración de la gravedad, han causado daños no estructurales importantes, si se tiene en cuenta que le sismo de diseño es del orden de 4 a 5 veces mayor aceleración.  En otras palabras, valdría la pena evaluar por qué ante sismos que distan mucho de ser equivalentes al sismo de diseño se han presentado daños no estructurales significativos.... aún considerando un posible efecto de amplificación local del suelo.

 

 

PROTECCIÓN DE LA PROPIEDAD

El conocimiento obtenido hasta ahora ha permitido desarrollar bases que faciliten efectuar un diseño de estructuras con razonable certeza de su seguridad para la vida.  Más aún, ha sido posible aplicar consideraciones económicas en el diseño sismoresistente, optando por estructuras menos fuertes que lo necesario y, como consecuencia, de menor costo inicial, als que al ser sometidas a un movimiento sísmico severo deben sufrir daños controlados, sin colapsar, y disipar así una parte importante de la energía absorbida.  Paradoja que significa que al degradarse la estructura existe la posibilidad de que se salve del colapso y, por lo tanto, las vidas que se encuentran en su interior.

 

 

De lo anterior se desprende que le desempeño sísmico exitoso de una estructura depende, además de su resistencia, de su comportamiento en el rango plástico, en otras palabras, de su ductilidad, es decir de la habilidad de la estructura para disipar energía vibratoria a partir del instante en que las deformaciones de la estructura exceden el límite elástico.  Dicho ingreso previsto de la estructura en el rango plástico, cuando es solicitada por un sismo fuerte, significa, por lo tanto, la posible ocurrencia de daños estructurales y no estructurales.  Esto no debe confundirse con la deficiencia que una estructura puede tener ante un sismo, incluso moderado, debido a un déficit de resistencia  y/o a una ductilidad escasa, lo cual significa que la edificación es vulnerable.

El nivel de riesgo aceptable o admisible implícito legalmente en las normas considera que los elementos del sistema sismoresistente pueden ser excedidos en su capacidad máxima y experimentar un comportamiento inelástico al ocurrir, en el caso de un sismo muy fuerte, un incremento de las deformaciones por encima del desplazamiento o deformación de fluencia. Además se espera que se presenten daños en los

Excesiva flexibilidad, daños estructurales y no estructurales (Pereira, 1995)

elementos no estructurales como tabiquería, particiones, etc., en caso de sismos moderados, que en general pueden ser reparables de manera fácil.  Sin embargo, ese tipo de daños constituyen una pobre imagen del estado del arte para el público no enterado que desconoce que esas fallas  son aceptables y por lo tanto ¡Legales ante los jueces!.

El código fundamentalmente protege la vida y a través de este principio en forma indirecta protege la propiedad, pues, como ya se dijo, pueden presentar daños en los elementos no estructurales, en especial en los muros divisorios y de fachadas, hecho que no deja de ser objeto de reflexión, dado que le daño no estructural también puede, en algunos casos, comprometer la vida directamente, por ejemplo al caer componentes que pueden lesionar de manera grave a ocupantes o transeúntes; o, indirectamente, al no poder cumplir su función edificaciones indispensables, tales como los hospitales, en el momento en que más se les necesita.

Por lo anterior a nivel internacional ya existe una tendencia a proteger de manera explícita la propiedad, que seguramente se generalizará en el futuro. La nueva Norma AIS100, base para la actualización del código, es más rigurosa en el control del daño al requerir un límite de deriva más estricto y al exigir el diseño sísmico de los elementos no estructurales, lo que además obliga a que se evalúe también para un sismo menor al de diseño, denominado sismo de servicio, en edificaciones consideradas como indispensables, tales como los hospitales.

 

 

Falla del primer piso, deficiencia de resistencia
y dutilidad (Papoyán, 1983)

Daños no estructurales generalizados
por excesivaderiva (Manizales, 1979)

   

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