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Los terremotos son los fenómenos naturales más peligrosos que causan grandes daños a las estructuras. Se ha informado que el descuido de los efectos de los terremotos en los edificios y las malas prácticas de construcción son dos fuentes de errores que ponen a las estructuras en grave riesgo.
Por lo tanto, es muy importante comprender adecuadamente los efectos de los terremotos en las estructuras, y los diseñadores y contratistas deben considerar los efectos de las fuerzas sísmicas en los edificios y tomar medidas para evitar daños y colapsos.
Cuando un terremoto golpea una estructura, crea fuerzas de inercia que pueden causar deformaciones altamente destructivas y sacudidas horizontales y verticales. Estos efectos se discuten y presentan a continuación.
Tabla de contenido
¿Cuáles son los efectos de los terremotos en las estructuras?
1. Inercia estructural
La generación de fuerzas de inercia en las estructuras es uno de los efectos de los sismos que afectan negativamente a las estructuras. Cuando el suelo tiembla debido a un terremoto, los cimientos del edificio se mueven, pero el techo permanece estacionario. Sin embargo, dado que las paredes y los pilares están unidos allí, el techo se arrastra junto con los cimientos del edificio.
La tendencia de la estructura del techo a permanecer en su lugar se denomina inercia. Las fuerzas de inercia pueden provocar cizallamiento estructural y concentrar las tensiones en las paredes y juntas más débiles de la estructura, provocando una falla o quizás un colapso total. Finalmente, más masa significa más inercia. Esta es la razón por la cual los edificios livianos resisten mejor los temblores de los terremotos.
2. Efecto de la deformación estructural
Cuando ocurre un terremoto en un edificio y el suelo tiembla, los cimientos del edificio se mueven junto con el temblor del suelo. Sin embargo, el movimiento del techo difiere del de la base de la estructura. Esta diferencia de movimiento crea una fuerza interna en la columna que tiende a devolverla a su posición original.
Estas fuerzas internas se denominan fuerzas de rigidez. Cuanto mayor sea el tamaño de la columna, mayor será la rigidez. La fuerza de rigidez de la columna es la rigidez de la columna multiplicada por el desplazamiento relativo entre los extremos.
3. Balanceo y cabeceo
Un terremoto hace que el suelo se sacuda en las tres direcciones, X, Y y Z, y el suelo se sacude de un lado a otro al azar a lo largo de cada uno de estos ejes. Las estructuras generalmente se diseñan para soportar cargas verticales, por lo que el balanceo vertical (sumar o restar cargas verticales) de un terremoto se utiliza en el diseño para soportar cargas verticales. Esto se aborda mediante un factor de seguridad que
Sin embargo, el balanceo horizontal a lo largo de las direcciones X e Y produce fuerzas de inercia y desplazamientos laterales, que son importantes para el desempeño de la estructura. Por lo tanto, se debe proporcionar una ruta de transferencia de carga adecuada para evitar efectos adversos en la estructura.
Se pueden crear rutas de transferencia de inercia adecuadas mediante el diseño adecuado de losas de piso, paredes o columnas, y las conexiones entre estos elementos estructurales. Vale la pena mencionar que las paredes y las columnas son miembros estructurales importantes en la transmisión de fuerzas de inercia. Se ha demostrado que las paredes de mampostería y las columnas delgadas de hormigón armado crean puntos débiles en la ruta de transferencia de la fuerza de inercia.
4. Otros efectos
Además de los efectos directos de los terremotos en las estructuras discutidos anteriormente, existen otros efectos como la licuefacción, los tsunamis y los deslizamientos de tierra. Estos son los efectos indirectos de fuertes terremotos que pueden causar una destrucción considerable.
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