Este documento describe el comportamiento sísmico y eólico en edificios. Explica que un terremoto causa movimientos vibratorios en los edificios que dependen de su altura y estructura. También cubre cómo el viento genera presiones dinámicas en los edificios que deben considerarse en el diseño. Finalmente, resume diferentes métodos para mejorar la resistencia sísmica y eólica de los edificios como la disipación de energía, aislamiento y uso de sistemas pasivos, semi-activos o activos.

1. Comportamiento Eólico y Sísmico en
Edificios
• Estudiantes:
• Danaisis Melgar
• Carmen Pinzón
• Rosa Arenas
• Rubén Domínguez
• Alvaro Villarreal

2. Un movimiento sísmico es un movimiento vibratorio
producido por la pérdida de estabilidad de masas de
corteza.
Cuando el movimiento llega a la superficie y se
propaga por ésta le llamamos terremoto. Estas
pérdidas de estabilidad se asocian a los límites de
placas tectónicas.
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE
EDIFICIOS ALTOS

3.  Una forma de explicar el comportamiento sísmico de un edificio podría ser la
experiencia del terremoto percibida desde un piso 20, con relación a la que se vivió en
un segundo piso. Es normal que un edificio se mueva, tiene que hacerlo. A mayor
altura, mayor oscilación.
 las energías de un terremoto buscan escapar por alguna parte, y en ese instante las
ondas suben y bajan por la construcción
 La otra manera que tiene el sistema para devolver esa energía hacia el suelo
es en una forma de radiación, y que la energía que subió ojalá se pueda
disipar. Entonces si el terreno se quiere mover de una cierta manera, la
estructura se va a menear en concordancia con ello.
 El fenómeno de la ductilidad es básico en los diseños de las construcciones.
Eso garantiza que el edificio trabaje en una forma elástica, y así no se
producen rupturas frágiles.
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE
EDIFICIOS ALTOS

4. FASES DEL MOVIMIENTO DE UN EDIFICIO
 En un sismo las construcciones se ven sometidas a
tres tipos de movimientos. Comienza como un
péndulo, luego oscila arriba y abajo de forma
contraria, para terminar con una vibración general
 Estas fases del movimiento explicarían porqué en
algunos edificios el daño se concentra en el centro
de la torre o en los pisos bajos, mientras que en la
parte superior la oscilación es más fuerte.
 la ingeniería sísmica tiene que poner atención en la
distancia con las torres vecinas, para evitar un
choque entre ambas construcciones.
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE
EDIFICIOS ALTOS

5. Estructura de acero.
 Marcos rígidos.
 Marcos con riostras.
 Sistema de riostra escalonado.
Estructuras de hormigón armado
 Columna y losa actuando como marco.
 Muros y losa.
 Muros, losa y columnas.
Estructura compuesta
 Sistemas con muros de corte en el núcleo (compuesto).
 Sistemas con núcleo de muros (hormigón armado) y marco (acero).
 Sistemas de tubo (compuesto).
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE
EDIFICIOS ALTOS

6. Solicitaciones Sísmicas Y Edificios Altos
Normalmente, en el diseño de edificios altos, las cargas por viento son
las que controlan el diseño de la mayoría de los elementos
estructurales que soportan cargas laterales.
Al aumentar la altura, también se aumenta la masa que participa de
un sismo
Es necesario tener un control sobre los desplazamientos que suceden
en la estructura para evitar daños en elementos no estructurales

7. DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICIOS
ALTOS
 Sujetos a un planteamiento previo
(solución estructural que resista los
esfuerzos)
 También dependiendo de la región en
que se construye (disponibilidad
materiales)
 Buscar elementos claves que faciliten el
flujo de esfuerzos, agilicen la
construcción, minimicen los costos, etc.
Simetría
Edificio estructurado en base a
marcos tendrá deformaciones mucho
más grandes
Un edificio estructurado en base a
muro de corte o un marco con riostras
es mucho más rígido que un marco
espacial.
Ver el sistema estructural como un
todo, no individualmente
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE
EDIFICIOS ALTOS

8. Métodos Antisismos
EDIFICIOS
SISMORESISTENTES
 Se diseña y construye con la
resistencia para soportar
sismos frecuentes
PRINCIPIOS DE LA
SISMORRESISTENCIA
 Forma regular
 Bajo peso
 Rigidez y estabilidad
 Suelo firme
 Estructura Apropiada
 Materiales Competentes
 Capacidad de Disipar Energía
 Fijación de Acabados e Instalaciones
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE EDIFICIOS
ALTOS

9. DISEÑO SÍSMICO DE EDIFICIOS
ALTOS
SISTEMAS ACTIVOS
Los sistemas activos de protección sísmica son sistemas complejos que incluyen sensores de movimiento,
sistemas de control y procesamiento de datos, y actuadores dinámicos.
Los sistemas de protección sísmica activos han sido desarrollados en Estados Unidos y en Japón.
Estos sistemas han sido aplicados principalmente en Japón
SISTEMAS SEMI-ACTIVOS
Los sistemas semi-activos de protección sísmica, al igual que los activos, cuentan con un mecanismo de
monitoreo en tiempo real de la respuesta estructural. A diferencia de los sistemas activos no aplican fuerzas
de control directamente sobre la estructura.
SISTEMAS PASIVOS
Los sistemas pasivos permiten reducir la respuesta dinámica de las estructuras a través de sistemas
mecánicos especialmente diseñados para disipar energía por medio de calor.
• Evitan que las energías sísmicas “penetre” en el edificio
• Se basan en la amortiguación de las ondas sísmicas
• Lo componen complejos mecanismos de elevado coste

10. DISIPACIÓN DE ENERGÍA
Los disipadores de energía, a diferencia de los
aisladores sísmicos, no evitan que las fuerzas y
movimientos sísmicos se transfieran desde el suelo
a la estructura. Estos dispositivos son diseñados
para disipar la energía entregada por sismos,
fenómenos de viento fuerte u otras solicitaciones de
origen dinámico, protegiendo y reduciendo los
daños en elementos estructurales y no
estructurales.
Beneficios: aumentan el nivel de amortiguamiento
de las estructuras, reduciendo los esfuerzos y
deformaciones en ellas y sus contenidos.
Limitaciones de uso: Algunos tipos de disipadores
pueden requerir ser reemplazados parcial o
totalmente luego de sismos excepcionalmente
severos.

11. AISLACIÓN SÍSMICA
El diseño de estructuras con aislación sísmica se fundamenta en el
principio de separar la superestructura de los movimientos del suelo
de la subestructura, a través de elementos flexibles en la dirección
horizontal, generalmente ubicados entre la estructura y su fundació
o a nivel del cielo del subterráneo. Sin embargo, existen casos donde
se han colocado aisladores en pisos superiores.
• Beneficios:
Los dispositivos de aislación sísmica actúan como filtro del
movimiento sísmico
• Limitaciones de uso:
Algunos tipos de aisladores, como el caso de los
aisladores deslizantes, requieren ser revisados
luego de sismos excepcionalmente severos.

12. COMPORTAMIENTO EÓLICO

13. Energía Eólica
• Las diferencias de presión y temperatura en la atmósfera, por la absorción
de la radiación solar, son las que ponen en movimiento los vientos.
Comportamientos Eólico en Edificios
• La presión ocasionada por el viento es proporcional al cuadrado de la
velocidad y debe ser calculada, principalmente, en las superficies expuestas
de una estructura. Debido a la rugosidad de la tierra, la velocidad del viento
es variable y presenta turbulencias.
Factores Que Inciden En Los Efectos Del Viento
• La ubicación de una edificación frente al embate de fuertes vientos pueden
contribuir a acelerar la velocidad del viento y suscitar turbulencias que
afectan tanto la sección frontal (muros a barlovento) como la sección
posterior de la edificación (muros a sotavento)
DISEÑO DE EDIFICIOS TOMANDO EN CUENTA EL
COMPORTAMIENTO EÓLICO

14. La presión que ejerce el viento sobre el sistema estructural es una función de la
parte dinámica de la ecuación de Bernoulli, conocida como presión básica, que se ve
modificada por una serie de factores, entre otros:
• La rugosidad del terreno: más irregular sea la superficie, menor será la velocidad,
pero mayor la turbulencia.
• La altura de la edificación
• La topografía del entorno
• La importancia de la estructura
• La direccionalidad del viento
• La velocidad del viento
• La turbulencia
• Las aberturas en fachadas
DISEÑO DE EDIFICIOS TOMANDO EN CUENTA EL
COMPORTAMIENTO EÓLICO

15. En el diseño, el viento es una acción accidental desde el punto de
vista de las combinaciones de carga en que interviene y de los
factores de carga que se deben adoptar.
Estas cargas dependen de:
• Ubicación de la estructura
• De su altura
• Del área expuesta
• De la posición
DISEÑO DE EDIFICIOS TOMANDO EN CUENTA EL
COMPORTAMIENTO EÓLICO

16. DISEÑO DE EDIFICIOS TOMANDO EN CUENTA EL
COMPORTAMIENTO EÓLICO
• Cuando el libre flujo del viento se ve obstaculizado
por un objeto fijo, tiene que desviarse para rodearlo,
por lo cual produce presiones sobre el objeto.
• Cuando aumento la altura del edificio, y
especialmente su esbeltez la acción del viento
comienza a comprometer la estabilidad de las
construcciones con igual intensidad que las
cargas gravitacionales.
La presión dinámica producida por el viento es máxima en el centro de la fachada por
simetría, este se llama punto de obstrucción y va disminuyendo en los bordes.
El conjunto se comporta como una ménsula empotrada en el suelo.
La primera verificación es asegurarse la posibilidad de materializar el empotramiento de
esa ménsula en el suelo. Esto es fundaciones y suelos aptos.

17. Diseño de Edificios tomando en cuenta el
comportamiento eólico
Momento Volcador (Mv)
Está dado por la carga de viento multiplicada por la distancia
entre su punto de aplicación y el plano de fundaciones.
Momento estabilizador (Me)
Este momento volcador debe ser equilibrado por un
momento estabilizador que es el peso propio del edificio
Pp por la distancia entre su recta de acción y el punto de
giro a.