Propuesta de un método simplificado para la determinación de algunos factores de calidad en la integración del factor R del código AGIES 1996.

Abstract

INTRODUCCIÓN.

Guatemala, por su situación geológica, presenta una alta actividad sísmica. Se encuentra localizada en una zona en donde convergen tres placas tectónicas importantes, que son la placa de Norteamérica, la placa de Cocos y la placa del Caribe. El movimiento relativo de las placas tectónicas genera actividad sísmica a lo largo de las zonas en las que existe contacto. Además, debido a la interacción de las tres placas, se han generado zonas de fallas secundarias que son capaces de producir sismos. Es atravesada por una cadena volcánica, conocida como el Cinturón de Fuego del Pacífico, por lo que se pueden producir sismos de origen volcánico. El movimiento que producen los sismos en el terreno es impredecible, y por lo tanto también lo son los efectos a los que se ven sometidos los elementos de una estructura. La experiencia acumulada por sismos pasados ha mostrado que las edificaciones que presentan configuraciones sencillas, continuas, simétricas, rectilíneas y repetitivas, han sido las que han presentado un mejor comportamiento ante los efectos sísmicos. Si se pueden prever estos efectos, entonces se pueden calcular edificaciones que los resistan. Este no es el caso en edificaciones en las que se presenta asimetría horizontal y asimetría vertical, que producen efectos de torsión y volteo respectivamente, los cuales son difíciles de establecer con un grado de certeza aceptable. Tampoco tienen buen comportamiento las configuraciones en las que se presentan cambios de resistencia y rigidez entre niveles. Por lo anterior, es importante tener conocimiento de los factores que afectan la configuración de una edificación, es decir, de los factores de calidad, ya que son los que se utilizan para integrar el valor del factor de reducción de respuesta sísmica. La mayoría de los países han creado reglamentos de construcción en los que se especifican normas a seguir para el diseño y la construcción de estructuras seguras. En Guatemala desde 1986, con el afán de uniformar el criterio para la construcción sismoresistente de acuerdo a condiciones locales, la Asociación Guatemalteca de Ingeniería Estructural y Sísmica, AGIES, elaboró las "Normas Estructurales de Diseño y Construcción Recomendadas para la República de Guatemala". Esta norma, en uno de sus capítulos para la integración de los efectos sísmicos, propone valores de los factores de calidad basándose en aspectos de la configuración. De acuerdo con las normas, lo que se pretende es calificar la edificación con aspectos que sean entendibles por diseñadores y propietarios. Estos factores de calidad se relacionan con aspectos de la configuración, que de acuerdo con la norma AGIES 1996, sección 3-1.4, son:

Con base en la redundancia estructural: q1: número de tramos q2: número de ejes estructurales q3: presencia de muros o riostras

Con base en la configuración en planta: q4: regularidad en planta q5: excentricidades en planta q6: isotropía en planta

Con base en la configuración vertical: q7: regularidad en elevación q8: condición de piso suave.

Los anteriores factores están determinados en alto porcentaje por las características de rigidez de las estructuras, por lo tanto en la fase de diseño es importante que se determinen configuraciones que sean favorables ante los efectos sísmicos que le pudieran afectar, ya que esto ayuda a establecer puntos en los que la estructura pudiera resultar dañada. En el presente trabajo de tesis se pretende explicar e ilustrar los aspectos que afectan la configuración de una edificación, siguiendo los temas que especifica la norma AGIES 1996 en cuanto a redundancia estructural, configuración vertical y configuración horizontal. Todo esto se presenta en la sección 3-1 de la norma. Para lo anterior se presenta una definición y una ilustración, con lo que se espera que se tenga una mejor comprensión de los términos. Además, se presentan valores prácticos para definir algunas características de las edificaciones. Algunos de los métodos utilizados para determinar características de rigidez se definen en forma teórica, para luego proponer un método, que a nuestro criterio, sea sencillo y práctico de usar. Se presenta la planta de una edificación, variando algunas características. Con base en esto y para una mejor comprensión del uso de las normas, se analizan ejemplos prácticos que ayuden a determinar rangos para valores de los factores de calidad. Para esto se aplican los métodos expuestos.