Durante la mayor parte de su vida de diseño, la estructura del piso resiste las fuerzas de la gravedad; fuerzas muertas e impuestas que actúan verticalmente. Pero durante un sismo, que quizás dure solo entre 10 y 100 segundos, la estructura del piso resiste las fuerzas sísmicas horizontales. Durante este período de tiempo infinitesimalmente breve, cuando la estructura del piso debe resistir no solo la gravedad sino también las fuerzas horizontales

1. 4 HESTRUCTURA ORIZONTAL
 Algunos lectores pueden sorprenderse al encontrar un capítulo dedicado a la
estructura horizontal necesaria para la resistencia sísmica. Después de todo, las
imágenes de edificios dañados por terremotos invariablemente muestran paredes y
columnas dañadas. Además, en el proceso de diseño, la conciencia de un arquitecto
sobre los elementos verticales, como columnas y muros de corte, se intensifica debido
a su influencia en los requisitos arquitectónicos, como la circulación, la provisión de luz
natural y el funcionamiento espacial. Estos elementos estructurales hacen sentir su
presencia en ambos planos. y sección, pero ¿qué pasa con la estructura horizontal?
¿Qué es esta estructura y dónde se muestra en los dibujos arquitectónicos?

2. DIAFRAGMAS
 Considere el plano de planta en la Fig. 4.1. Imagina que es un piso típico de un edificio de
mediana altura. Durante la mayor parte de su vida de diseño, la estructura del piso resiste
las fuerzas de la gravedad; fuerzas muertas e impuestas que actúan verticalmente. Pero
durante un sismo, que quizás dure solo entre 10 y 100 segundos, la estructura del piso
resiste las fuerzas sísmicas horizontales. Durante este período de tiempo
infinitesimalmente breve, cuando la estructura del piso debe resistir no solo la gravedad
sino también las fuerzas horizontales

4. Materialidad del diafragma
La elección de la materialidad del diafragma depende de los tramos del diafragma y de
la intensidad de la fuerza de inercia a resistir. Mientras que el techo de una casa o el
diafragma del techo pueden abarcar tan solo 3 m y soportar la fuerza de inercia de la
estructura de madera liviana, el diafragma del techo sobre un estadio deportivo puede
abarcar más de 100 m y soportar muros de hormigón pesados y altos. En el primer
ejemplo, el alma del diafragma puede consistir en láminas individuales de cartón yeso
o madera contrachapada clavadas en estructuras de madera y cuerdas de madera. En
el segundo, se esperaría un diafragma de acero arriostrado dado que una solución de
madera sería demasiado débil y el hormigón demasiado pesado.

6. Penetraciones de diafragma
Los arquitectos penetran los diafragmas para una variedad de propósitos. Una de las
razones más comunes es proporcionar circulación vertical para escaleras y ascensores.
Las aspiraciones de diseño de interiores también podrían culminar en aberturas más
grandes, quizás creando volúmenes localizados de doble altura. Las penetraciones de
servicios también son comunes, pero sus dimensiones de planta menores no suelen
afectar negativamente el rendimiento del diafragma.
Las penetraciones grandes deben ubicarse donde no comprometan la capacidad de
un diafragma para transferir sus fuerzas a la estructura vertical que estabiliza el
edificio. La trayectoria de la fuerza sísmica no debe interrumpirse. Por lo tanto, las
penetraciones están mejor ubicadas en áreas de bajo momento flector o esfuerzo
cortante, como lo indican las formas de los diagramas de momento flector y fuerza
cortante (figura 4.14).

7. DIAFRAGMAS DE TRANSFERENCIA
Los diafragmas discutidos previamente a veces se denominan simple diafragmas.
Resisten las fuerzas de inercia de su propia masa y las de elementos como vigas y
muros unidos a ellos. Transferirlos diafragmas resisten las mismas fuerzas pero además
transfieren fuerzas horizontales de un sistema de arriostra miento vertical por encima
a otro que está desplazado horizontalmente por debajo. Los diafragmas de
transferencia suelen estar mucho más sometidos a esfuerzos que los diafragmas
simples y, en consecuencia, deben ser considerablemente más fuertes y es posible que
no puedan adaptarse a grandes penetraciones.

9. BOND VIGAS
Las vigas de unión, presentadas en el Capítulo 2, ofrecen otro enfoque para resistir las
fuerzas de inercia horizontales y transferirlas lateralmente a los elementos de
arriostramiento (ver Fig. 2.19). En ausencia de un diafragma de piso o techo, una viga
de unión puede extenderse horizontalmente entre líneas de elementos de
arriostramiento verticales como muros de corte. Aunque los diseñadores usan vigas de
enlace con frecuencia en la construcción de mampostería, se puede aplicar el mismo
principio a todo tipo de construcción y materiales. Cuando la distancia entre los muros
de arriostramiento requiera una viga horizontal relativamente profunda o ancha, una
armadura podría ser más adecuada.

13. COLECTORES Y CORBATAS
Cuando la longitud de un elemento de arriostramiento, como un muro de corte, es
corta en planta con respecto al ancho del diafragma que le transfiere fuerzas, la
interfaz entre el elemento horizontal y el vertical puede ser demasiado débil para
transferir las fuerzas entre ellos. En este caso, se requiere un 'recolector' o miembro de
enlace. Recoge fuerzas del diafragma que actúan en tensión o compresión,
dependiendo de la dirección de la fuerza en ese instante de tiempo y las transfiere a la
pared (Fig. 4.19). Los elementos colectores deben estar fuertemente unidos a
elementos de arriostramiento, en este caso, muros de corte.

14. 5 VESTRUCTURA ERTICA
El Capítulo 4 explicó la importancia de la estructura horizontal en forma de diafragmas
de piso y techo, vigas de unión y miembros colectores o de unión. El papel de todos
estos miembros es resistir las fuerzas de inercia y luego transferirlas horizontalmente a
la estructura vertical. estructura vertical La estructura resiste esas fuerzas y, en la
siguiente etapa de la trayectoria de la fuerza, las transfiere hacia abajo a través de la
fuerza de sus miembros, ya sean muros, columnas o diagonales, y hacia los cimientos.

16. Descripción general de los sistemas
resistentes a fuerzas sísmicas
La elección de sistemas estructurales verticales para resistir fuerzas sísmicas
horizontales es bastante limitada. Los tres sistemas más comunes ilustrados
en la Fig. 5.2 comprenden:
 -Muros de corte
 marcos arriostrados
 Cuadros de momentos.
Aunque cada sistema también es capaz de resistir fuerzas de gravedad, su
función principal, en el contexto de este libro, es proporcionar resistencia
horizontal.

18. Requisitos estructurales
La Figura 5.2(a) ilustra un edificio simple donde las fuerzas sísmicas son resistidas por
cuatro muros de corte, dos actuando en cada dirección ortogonal. Las fuerzas de
inercia se transfieren a las paredes mediante diafragmas en cada nivel. Las fuerzas
cortantes y los momentos de flexión en un muro aumentan con la distancia desde el
techo y alcanzan sus valores máximos en los cimientos (ver Fig. 5.3). Un muro
estructuralmente adecuado posee la resistencia suficiente para resistir tanto las fuerzas
de corte como los momentos de flexión.

20. Material y altura del muro de corte
Como se señaló anteriormente, un muro de corte se puede construir con cualquier
material estructural. Siempre que la resistencia del material no sea significativamente
más débil que la de la estructura circundante, es probable que el material de
construcción sea estructuralmente viable. La elección de la materialidad del muro de
corte también está influenciada por la altura del edificio y otras restricciones, como se
resume en la Tabla 5.1. Lectores con la pregunta frecuente: '¿Cuántos muros de corte
de qué espesor y longitud son necesarios para mi proyecto?' debe esperar hasta el
siguiente capítulo para obtener una respuesta.

24. Ductilidad de la pared de corte
Suponga que un arquitecto ha elegido muros de corte como sistema de resistencia
sísmica para al menos una dirección ortogonal de un edificio. Si se prefieren muros de
cortante cortos en lugar de largos, tal vez para aliviar las restricciones de planificación
arquitectónica, se recomiendan muros dúctiles con sus fuerzas de diseño
inherentemente más bajas y longitudes más cortas.

26. Muros de hormigón armado acoplado
Un muro de cortante acoplado en términos de su resistencia y rigidez se puede
imaginar como si estuviera a medio camino entre un gran muro no penetrado y dos
muros individuales cuyas longitudes combinadas son iguales a las del muro simple
(Fig. 5.21). Considere un muro de cortante acoplado como dos o más muros acoplados
o conectados por vigas de acoplamiento profundas, o alternativamente como un solo
muro altamente penetrado.

27. Tipos de marcos arriostrados
A menudo ocultos dentro de las paredes de los núcleos de los edificios, los marcos
arriostrados están en voladizo vertical desde sus cimientos para resistir las fuerzas
sísmicas transferidas desde los diafragmas. Los tipos básicos de pórticos arriostrados
se ilustran en la figura 5.23.

28. Requisitos estructurales
Como se mencionó en la introducción de este capítulo, los pórticos arriostrados son
esencialmente estructuras unidas por pasadores. La mayor parte de su capacidad de
carga horizontal se logra cuando sus miembros trabajan en compresión o tensión
pura. Aparte de las vigas de los pórticos arriostrados excéntricamente, los miembros
individuales no resisten momentos de flexión significativos.

29. Materiales y alturas
Los dos materiales más comunes de los marcos arriostrados son la madera y el acero.
La madera es adecuada para construcciones de poca altura y peso ligero. Aunque no
hay razones estructurales que impidan su uso como arriostramiento de
superestructuras, se observa con mayor frecuencia como arriostramiento de cimientos
(Fig. 5.28). Los miembros de madera son capaces de resistir tanto la tracción como la
compresión, pero se necesitan grandes secciones transversales para evitar el pandeo
de las diagonales largas.

31. MARCOS DE MOMENTO
 Introducción:
Se utiliza el "marco de momento" como versión abreviada de 'marco resistente a momentos'. Si bien
la terminología varía entre países y algunos ingenieros estructurales simplemente prefieren 'marco',
el término 'marco de momento' está destinado para recordar a los lectores el método principal.
Donde quiera que ocurra flexión en un marco, se acompaña de cortante. fuerza. Los dos son
inseparables. A menos que esté rigurosamente diseñado para sísmico fuerzas de acuerdo con el
enfoque de Diseño por Capacidad columnas, vigas y Las juntas viga-columna fallan por cortante
antes de doblarse.

32. Los marcos de momento pueden tomar una miríada de formas. Hasta ahora uno y dos bahías Se
han presentado marcos rectilíneos. Los marcos de varias bahías son comunes y también lo son los
marcos cuya geometría se libera de la ortogonalidad para incluir vigas inclinadas o incluso abrazar
la curva. pero siempre ciertos requisitos estructurales se cumplen casi cualquier escala o forma de
pórtico de momento es posible.
Los marcos de momento cumplen con las aspiraciones de los propietarios y habitantes de edificios
contemporáneos por un mínimo interrupción de la planificación espacial, huellas estructurales
mínimas y oportunidades máximas para la luz natural y las vistas. Sin embargo, después de haber
lectores informados de la libertad geométrica y de configuración asociada con los pórticos
resistentes a momento algunos requisitos estructurales necesarios debe ser mencionado.

33. Requisitos Estructurales
Columnas relativamente profundas son el primer requisito previo para un momento sísmico
cuadro. El canto de la columna medido en la dirección en que actúa el pórtico, y en menor
medida el ancho de la columna si es de sección transversal rectangular, debe proporcionar
suficiente rigidez, resistencia a la flexión y al corte.
Para garantizar una columna fuerte dúctil, marcos de vigas débiles las profundidades de las
columnas suelen ser iguales o mayores que las de las vigas Dado que los pórticos resistentes a
momentos de hormigón armado requieren El refuerzo que detalla cualquier sección transversal
de la columna debe ser mayor que 230 mm de ancho por 400 mm de profundidad e incluso
entonces un miembro tan pequeño podría resulte estructuralmente inadecuado para un edificio
de más de un piso de altura.

34. Donde un sistema de piso de placa plana o losa plana transporta la gravedad fuerzas un sistema
separado y reconocido de resistencia a la fuerza lateral necesita a proporcionar en cada dirección
ortogonal. Idealmente, las vigas del marco de momento deberían ser continuas y formar una línea
recta. línea en planta.
Los pórticos que son regulares en elevación y planta muestran el mejor desempeño sísmico. Los
marcos regulares comprenden aquellos con aproximadamente anchos de bahía iguales y donde
todas las columnas están orientadas en la dirección correcta dirección.
La experiencia sugiere una distancia óptima entre las líneas centrales de las columnas de entre 5 y 8
m. Una vez que un tramo supera los 8 m de vigas más profundas puede requerir una mayor altura
entre pisos.

35.  Materiales y alturas de los marcos.
Los pórticos resistentes a momentos se fabrican con madera, hormigón armado y acero. Estructuras
de madera laminada encolada y laminada (LVL) son razonablemente populares en países bien
dotados de bosques. los El principal desafío que enfrentan los diseñadores es cómo lograr vigas-
columnas rígidas. Articulaciones. Su complejidad explica por qué la unión rígida más práctica en la
construcción de madera aserrada se forma con una riostra diagonal. Los pórticos de momento de
madera son normalmente restringida a edificios ligeros de poca altura.
Ductilidad
Los dos requisitos básicos de un marco de momento dúctil son: en primer lugar, un configuración
dúctil y, en segundo lugar, miembros dúctiles. Aplicación de el enfoque de diseño de capacidad
asegura que ambos estén satisfechos como se explica abajo.
Marco de momento el rendimiento es sensible a los pequeños diseños y detalles errores que pueden
tener graves consecuencias. Si hay duda sobre los estándares de garantía de calidad considerar el uso
muros de corte en lugar de marcos para resistir las fuerzas sísmicas.

36.  SISTEMAS MIXTOS
Así como un artista que mezcla pinturas de diferentes colores evita una selección con una apariencia
turbia, por lo que un arquitecto tiene cuidado al mezclar estructuras sistemas para resistir fuerzas sísmicas.
Un ejemplo de sistemas mixtos es donde los muros de corte y los marcos de momento actúan en paralelo
en la dirección x.
Una combinación exitosa de sistemas estructurales ocurre en edificios de gran altura. edificios donde las
paredes y los marcos de momento trabajan juntos para resistir fuerzas horizontales. Las deflexiones o
derivas entre plantas de un marco de momento son mayores cerca de su base que más arriba su altura. La
situación inversa ocurre con un muro de cortante.
Donde actuando en paralelo con una pared, un marco resiste la mayoría de las fuerzas superiores, incluidas
las fuerzas de inercia del muro sí mismo. A medida que las fuerzas viajan hacia la base de la combinación
estructura se mueven gradualmente a través de diafragmas de piso en el pared. Cerca de la base del
edificio, el muro resiste la mayor parte del fuerza. En el ejemplo de gran altura, cada sistema complementa
al otro.

37. Algunos códigos recompensan la redundancia al permitir fuerzas de diseño más bajas. Sin embargo, aunque aumentar la
redundancia puede ser tan sencillo ya que al aumentar el número de muros de cortante que actúan en una dirección puede también
se puede lograr mezclando sistemas estructurales. Pero debido al potencial problemas de incompatibilidad descritos anteriormente
y la necesidad de una decisión sobre un grado aceptable de redundancia para ser informado por un buen juicio de ingeniería, los
sistemas mixtos deben ser discutidos primero entre un arquitecto y un ingeniero estructural experimentado antes de ser adoptados.
El ingeniero estructural debe por lo tanto, aplique rigurosamente el enfoque de diseño de capacidad para lograr un edificio dúctil
en general. Esto se realiza conceptualmente mediante la adopción de la principio de nunca permitir un sistema estructural más débil
o más flexible estar debajo de uno que es más fuerte o más rígido.
REFERENCIAS
1 Fintel, M. (1995). Comportamiento de edificios con muros de cortante en sismos de los últimos treinta años. Periódico PCI, 40: 3,
62–80.
2 Paulay, T. y Priestly, M.J.N.( 1992). Diseño Sísmico de Hormigón Armado y Edificios de mampostería , John Wiley &Sons , pág. 402.
3 Brzev, S. (2007). Construcción de mampostería confinada resistente a terremotos. Centro Nacional de Información de Ingeniería
Sísmica, Instituto Indio de Tecnología, Kanpur, India.
4 Ghaidan, U. (2002). Edificaciones de Mampostería Sismorresistentes: Lineamientos básicos para el diseño de escuelas en Irán.
División de Políticas y Estrategias Educativas Apoyo a Países en Crisis y Reconstrucción, UNESCO.
5 Beca Carter Hollings y Ferner (1991). Estudio de terremotos en Indonesia. Tomo 6: Manual para el diseño de estructuras normales
de hormigón armado y mampostería armada. Inédito.
6 Malley, J. O. (2005). Las disposiciones sísmicas del AISC de 2005 para el acero estructural edificios: una visión general de las
disposiciones . Revista ESTRUCTURA, noviembre, 2– 37 .
7 Charleson, A.W. y Patience, D.B.( 1993). Revisión de los métodos actuales de unión de madera estructural. Revista de la Sociedad
de Diseño de Madera de Nueva Zelanda, 2 : 3 , 5– 12 . 8 Elsesser, E. (2006). Nuevas ideas para la configuración estructural.
Procedimientos de la
8va Conferencia Nacional de EE. UU. sobre Ingeniería Sísmica, del 18 al 22 de abril, 2006, San Francisco, California, EE. UU.,
Documento No. 2182, págs. 9.

38. 6 DISEÑO SÍSMICO Y ARQUITECTURA
 INTRODUCCIÓN
En este capítulo se aborda cómo las medidas horizontales y horizontales discutidas anteriormente
Los sistemas de resistencia sísmica vertical se unen en la fabricación. de arquitectura Si bien la
integración de la estructura con la arquitectura en En general es un desafío que enfrentan los
arquitectos, la tarea de integrar una estructura resistente a sísmicos es aún más formidable debido a
la relativa grandes huellas estructurales requeridas para resistir las fuerzas sísmicas; al menos, en
regiones de sismicidad media a alta.
Ubicado en un área de alta sismicidad y en suelo blando: ambos de los cuales conducen a grandes
fuerzas de diseño - ilustra cómo sísmica la estructura resistente puede impactar significativamente
sobre la huella estructural de un edificio La estructura sísmica puede afectar profundamente a un
arquitecto.

39. INTEGRACIÓN DE ESTRUCTURA Y ARQUITECTURA SÍSMICOS
Los lectores pueden preguntarse si la arquitectura en zonas sísmicas podría ser insípida. y aburrido
dado su potencial para ser dominado por los requisitos estructurales. Como se ilustra arriba, el
tamaño de la estructura de resistencia sísmica puede ser grande en comparación con el requerido
para resistir la gravedad. y fuerzas del viento. Además, los lectores recordarán las recomendaciones
de el capítulo anterior, como siempre que sea posible, las estructuras resistentes a sismos son
simétricas y regulares y que la columna del marco de momento Las dimensiones son mayores que las
de las vigas. Seguramente la antítesis de ¡Arquitectura emocionante!
Un diseño estructural similarmente diverso es posible si, por ejemplo, el los muros de corte se
reemplazan por marcos de momento de una o varias bahías. Hay tantos diseños posibles, cada uno
de los cuales puede contribuir en de alguna manera a una arquitectura más expresiva y convincente.
Los marcos unidireccionales en las direcciones x e y pueden formar y articular la circulación o ayudar
en la creación de formas arquitectónicas.

40.  Concepto arquitectónico y planificación.
Dos requisitos previos para la integración exitosa de la estructura con el el concepto de diseño
arquitectónico y la planificación, son la actitud de los arquitectos hacia la estructura y el sentido del
tiempo. Con una actitud positiva que abarca la posibilidad de que la estructura sísmica enriquezca un
un diseño, una Es más probable que el arquitecto se comprometa pronto con los requisitos
estructurales. después de comenzar el proceso de diseño en lugar de posponerlo. los situación ideal
es que, poco después de aceptar el programa, un arquitecto determinará los requisitos sísmicos. Para
la mayoría de los diseños, Las primeras discusiones con un ingeniero estructural aclararán la
importancia problemas.
Estructura resistente a la gravedad
Como se explicó anteriormente, la integración arquitectónica de la estructura resistente a la gravedad
gravedad y a los sismos y la colaboración entre el arquitecto y el ingeniero estructural es mejor
comenzar temprano en el proceso de diseño. En los primeros días de la sísmica diseño cuando los
pisos suspendidos se moldearon en el lugar en lugar de utilizar hormigón prefabricado, se
proporcionó la resistencia sísmica de los edificios enmarcados por pórticos bidireccionales
resistentes al momento. Cada columna era un miembro de dos marcos ortogonales diseñados para
fuerzas de gravedad y sísmicas.

41. Además de crear la oportunidad de contrastar la regularidad y la grandes dimensiones de la
estructura sísmica con una planificación más flexible y estructura de gravedad esbelta, separación de
los dos sistemas de resistencia a la fuerza ofrece otras posibilidades de diseño. Observe que la
disposición de los muros estructurales es simétrica respecto a una diagonal. Moviéndose a lo largo
de ese eje imaginario alejándose de la parte inferior izquierda esquina uno se mueve de la opacidad
a la apertura o de la posible zonas íntimas o privadas en un ámbito público o más transparente.
Peter Cook cuestiona cómo la estructura es "ser staccato, ocupada, acogedora o simbólico del
tecnicismo? ’3 La diversidad o jerarquía estructural resultante de la separación de estos sistemas
estructurales invita a la explotación arquitectónica en busca de respuestas.
Sistemas horizontales y verticales
Una estructura resistente a los sismos requiere la integración de estructuras horizontales y estructura
verticales. Juntos, estos dos sistemas resisten fuerzas de inercia y transferirlos a lo largo de caminos
de fuerza predeterminados por los diseñadores a los cimientos. En la mayoría de los edificios, como
se explica en el Capítulo 4, suspendido Los pisos proporcionan una resistencia y rigidez de diafragma
adecuadas sin necesitando una modificación significativa.

42. Estructura sísmica y sistemas mecánicos.
En la mayoría de los proyectos de construcción, el arquitecto, el ingeniero estructural y mecánico
colaboran para integrar la estructura y los sistemas mecánicos. Este desafío se ve acentuado por la
presencia de estructuras sísmicas.
Las vigas del pórtico resistente al momento pueden ser tan profundas que no haya suficiente
profundidad entre ellas y la altura de techo final prevista para cualquier servicio para pasar por
debajo. Debido al acero de refuerzo altamente congestionado: particularmente en juntas viga-
columna – los diseñadores pueden no tener espacio para ubicar tuberías verticales en columnas de
pórticos resistentes al momento.
¿CUÁNTA ESTRUCTURA SE NECESITA?
Cuando los arquitectos diseñan una estructura cargada de gravedad en un diseño preliminar pueden
hacer referencia a muchas ayudas de diseño para ayudarlos a dimensionar los miembros como vigas,
armaduras y columnas. Desafortunadamente, información similar para el dimensionamiento de la
estructura sísmica no está disponible. La razón es simple: hay demasiadas variables que afectan
significativamente la estructura dimensiones.

43. Construyendo peso
La fuerza de inercia que actúa sobre estructuras verticales como muros de corte o marcos de
momento está relacionado con la construcción de masa o peso. Si se rediseña el edificio de cuatro
pisos, construido con materiales pesados asumiendo una construcción mediana y luego liviana, su
estructura las dimensiones se reducen significativamente. Una construcción de peso medio consiste
en una estructura de acero que sostiene un piso de concreto con una mezcla de paredes interiores y
exteriores enmarcadas ligeras y pesadas. La construcción liviana asume pisos y paredes de madera.
Altura del edificio
Si el edificio de cuatro pisos aumenta en altura a ocho pisos, pero mantiene el mismo peso total
usando materiales de construcción más livianos, entonces la figura 6.13 muestra que los muros de
corte deben casi duplicarse. en longitud; sin embargo, las dimensiones del marco de momento
aumentan solo marginalmente.
Sin embargo, la reducción en la fuerza de inercia es insuficiente para contrarrestar los mayores
momentos de vuelco debidos a la mayor altura del edificio. Más sensible al momento de vuelco que
los marcos que tienen 20 m de largo, las paredes relativamente cortas requieren un mayor aumento
de dimensiones para hacer frente a la edificación adicional altura. Tanto para muros como para
pórticos, la deflexión horizontal, en lugar de La resistencia a la flexión o al corte es el criterio
estructural crítico que determina los tamaños finales de los miembros.

44. Zona sísmica
Las zonas sísmicas de la mayoría de los países propensos a terremotos reflejan niveles de sismicidad. En
países grandes como EE. UU. e India, la sismicidad varía de muy alta a cero. En áreas donde la amenaza
sísmica es baja, los diseñadores pueden ignorar los efectos sísmicos y las fuerzas del viento se convierten
en la fuerza de diseño horizontal dominante. Pero los códigos estructurales de algunos países todavía
requiere sabiamente estándares mínimos de detalle, al menos para refuerzos construcción de hormigón:
para proporcionar algo de ductilidad o resiliencia debe ocurrir un terremoto inesperado.
Condiciones del suelo
El tipo de suelo debajo de un edificio afecta el desempeño sísmico. En comparación con suelo duro o roca,
suelos blandos o flexibles amplificar las aceleraciones del lecho rocoso. Los edificios sobre suelos blandos
requieren más estructura que las construidas sobre roca. La cantidad de estructura adicional depende de
los requisitos del código de diseño sísmico de un país. Si el edificio iba a ser reubicados de un sitio de
suelo blando a una roca sitio, su huella estructural sísmica se reduce aproximadamente a la mitad.
Números de elementos estructurales
A medida que un diseñador aumenta el número de elementos, como muros de corte, que resisten las
fuerzas sísmicas, la huella estructural total aumenta. Se aumenta la edificación. La razón principal de este
incremento se debe a la hecho de que la rigidez estructural de un miembro como un muro de corte
esbelto o una columna es proporcional a su profundidad al cubo. La rigidez horizontal de, digamos, una
columna de 2 m de profundidad es equivalente a la combinación rigidez de ocho columnas de 1 m de
profundidad, pero la columna de 2 m de profundidad sólo tiene una cuarta parte de su huella estructural.

45. ESTRUCTURAS ESPECIALES
Hasta ahora en este libro solo se han mencionado tres sistemas estructurales: muros de cortante,
pórticos arriostrados y pórticos de momento. Aunque estos son por Hasta ahora, los sistemas de
resistencia sísmica más comunes, varios elementos arquitectónicos las formas dependen de otros
sistemas para la resistencia sísmica. Ejemplos incluyen membranas de tensión y estructuras de
caparazón. Las membranas de tensión suelen ser tan ligeras que las fuerzas de inercia son mucho más
pequeñas que las fuerzas del viento. Si una membrana de tensión se encuentra con el requisitos
estructurales para la gravedad y la fuerza del viento que normalmente puede asuma que funcionará
satisfactoriamente durante un terremoto.

46. ARQUITECTURA CONTEMPORÁNEA EN REGIONES SÍSMICAS
Sin entrar en el territorio de la Arquitectura Sísmica, donde las ideas y conceptos expresivos de los
efectos sísmicos inspiran diseños arquitectónicos, se justifica un breve examen de la arquitectura
contemporánea en regiones sísmicamente activas. es la arquitectura de regiones sísmicas diferentes
de las áreas sísmicamente inactivas? Hacer las reglas y recomendaciones sobre regularidad, simetría,
etc. exigidos por la sismicidad, ejercen una influencia embrutecedora sobre arquitectura y hacer que
se vuelva menos interesante y emocionante?
La primera razón es que a menudo la estructura de resistencia sísmica, al igual que la gravedad
estructura, está oculta. Considere el Museo de Arte Moderno de San Francisco Art, diseñado por
Mario Botta y terminado en 1995. Interno Los marcos reforzados con acero aseguran que la
estructura cumpla con los requisitos del código sísmico de California.

47. Cuando un arquitecto rompe con la regularidad y la simetría, la fuerza los caminos se vuelven más
complejos. Se hacen más demandas sobre los elementos de los sistemas sísmicos. Espere un mayor
número de diafragmas de transferencia, colectores y lazos, y sistemas mixtos, como marcos de
momento trabajando junto con muros de cortante en la misma dirección ortogonal.
Compare la trayectoria de la fuerza a través de una pared geométricamente irregular del Biblioteca
Pública de Seattle, y diseñada por OMA, con la de un muro regular y continuo. Adicional estructuras
para estabilizar aquellas áreas donde las fuerzas cambian de dirección a lo largo de su camino puede
ser extenso y costoso. Trayectorias de fuerza complejas requieren un diseño de ingeniería sofisticado.

48. CASO DE ESTUDIO: LA VILLA SAVOYE
Como ejemplo de cómo cumplir con los requisitos de una estructura resistente a los terremotos y el
desafío de integrarla arquitectónicamente, considere uno de los edificios icónicos del siglo XX: el edificio
de Le Corbusier. Villa Saboya. Completado en 1929, está ubicado en la ciudad sísmicamente benigna de
París. ¿Qué pasaría si se construyera un edificio idéntico en una ciudad sísmicamente activa como Tokio o
Estambul? los Las fuerzas de gravedad de la Villa son soportadas por losas planas de hormigón armado
que incluyen algunas vigas y columnas. En el edificio original, las fuerzas horizontales del viento son
resistidas por hormigón no armado enlucido muros de mampostería: los bloques colocados después de
colar los postes y vigas de hormigón armado circundantes. En en ambas plantas los muros están
razonablemente bien distribuidos en planta, aunque en la planta baja el centro de la resistencia se
encuentra hacia la parte trasera del edificio, creando una excentricidad torsional.
Muy pocos muros son continuos en la altura del edificio. Los diafragmas en ambos niveles son penetrados
por la rampa y el el diafragma del techo ha perdido la mayor parte de su integridad debido a los cortes
para las dos terrazas. ¿Cómo proporcionar una resistencia sísmica confiable? Si el edificio fuera de
construcción de madera, podría ser posible tratar cada muro existente como un muro de cortante de
madera contrachapada. Esto podría proporcionar suficiente refuerzo en cada dirección ortogonal. Dado
que las paredes de la planta baja y del primer piso están desplazadas, el diafragma del primer piso tendría
que funcionar como un diafragma de transferencia. Estructuras de piso adicionales, como vigas de
transferencia, se requeriría para resistir las tensiones y compresiones inducidas por el vuelco de las
cuerdas de cada uno de los muros del primer piso y transfiera esas fuerzas puntuales a las columnas y
cimientos de la planta baja. Dado que la Villa Savoye es de construcción pesada, la estructura de
resistencia sísmica preferida es una que es más racional con trayectorias de fuerza simples y directas.

49. Ahora comienza la difícil tarea de encontrar ubicaciones y espacios para los nuevos sistemas
estructurales. Necesitan para ser continuo desde los cimientos hasta el techo sin afectar drásticamente
la planificación espacial existente. Una solución es diseñar dos muros de cortante para resistir fuerzas
en la dirección. A partir de cálculos preliminares realizado por RESIST suponiendo una ubicación de
suelo blando en Wellington, dos muros de hormigón armado dúctil 2,4 m de largo por 0,35 m de
espesor son suficientes. Si el efecto de arriostramiento del Muro 1 existente, que ocurre solo en el
planta baja, se aprovecha haciéndola estructural las dimensiones de los dos nuevos muros se pueden
reducido. La pared trasera que atraviesa el espacio del chofer y el tocador de arriba tiene poco impacto
en planificación, pero la pared de la izquierda reduce significativamente la luz en el cuarto de servicio.

50. El diafragma del techo está mucho más penetrado. Está casi dividido en dos secciones, A y B. Se
necesita un colector o elemento de amarre fuerte tanto en tensión como en compresión para
conectar ambas áreas a lo largo del lado derecho. Entonces aproximadamente la mitad de las fuerzas
de inercia en la dirección y del área B se puede transferir a un área del diafragma fuertemente
conectada al muro de corte posterior. A se requiere un lazo similar a lo largo del lado izquierdo para
transferir las fuerzas de inercia desde el lado izquierdo del área B en el muro de corte de ese lado del
edificio.
En resumen, es posible recrear la Villa Savoye en un área sísmicamente activa. Pero la propuesta La
solución estructural está lejos de ser elegante dada la incompatibilidad de la estructura resistente a
sismos con planificación interior existente. El estudio de caso advierte sobre las consecuencias
negativas que surgen cuando los arquitectos posponen su compromiso con los requisitos de diseño
sísmico.

51. REFERENCIAS Y NOTAS
1 La cantidad de estructura necesaria para resistir las fuerzas horizontales se determina utilizando RESIST,
un programa informático de diseño estructural preliminar descrito casi al final del capítulo. Se asumen
pórticos y muros de corte dúctiles y las fuerzas están de acuerdo con el estándar de carga de Nueva
Zelanda, NSZ 4203:1992.
2 Para una exploración detallada de cómo la estructura puede contribuir arquitectónicamente aparte de
su función de soporte de carga, véase Charleson, A.W. (2005). Estructura como arquitectura: un libro de
consulta para arquitectos e ingenieros estructurales. Elsevier.
3 Cook, P. (1996). cartilla Ediciones de la Academia, pág. 85 .
4 La siguiente referencia es una de las muchas que proporcionan dimensiones aproximadas de miembros
estructurales: Schodek, D.L. (2001). Estructuras (4ª Ed.). Prentice-Hall, Inc.
5 Revisión editorial (2004). ‘RESIST’ – software de modelado estructural. conector, vol. XIII, núm. 1, 12–13.
6 Chase, J. (2006). LA 2000 Nueva arquitectura en Los Ángeles. Prensa Monacelli.
7 Meyhöfer, D. (ed.) (1993). Arquitectura japonesa contemporánea. Benedicto Taschan.
8 Carroll, C. et al. (2005). Sede de CCTV, Beijing, China: diseño de ingeniería estructural y aprobaciones. El
Diario Arup , 2, 3 – 9 .
9 Charleson, A.W. Comparación entre la forma arquitectónica contemporánea en ciudades con alta versus
baja sismicidad. Pendiente de publicación en Earthquake Espectros

52. BIBLIOGRAFÍA
 Documento subido al aula virtual www.eva.puce.edu.ec en la materia de métodos
computacionales por el Ing. Marcelo Guerra.
 www.deepl.com