ESTRUCTURAS III Tema: EDIFICIOS EN ALTURA - TABIQUES
Ing. José María Canciani Ar A r q a . Cecilia Cei
EDIFICIOS EN ALTURA Tipologías estructurales
Clasificación General: En la actualidad, los edificios en altura, según los elementos estructurales que se hayan elegido para su proyecto, pueden dividirse en edificios de 1ª, 2ª o 3ª generación: 1.-Tabiques 1ª generación: hasta 20 pisos 2.-Pórticos Múltiples -1ª generación hasta 20 pisos 3.-Sistemas combinados de tabiques y pórticos.-1ª generación hasta 50 pisos 4.-Sistemas de Enrejados-2ª generación más de 50 pisos 5.-Viga de tubo calado2ª generación más de 50 pisos 6.-Macropòrticos.-2ª generación más de 50 pisos
TABIQUES: Son elementos de espesor relativamente pequeño frente a sus otras dimensiones capaces de resistir cargas importantes en su plano
Las cargas gravitacionales N y las horizontales F debidas a sismos y vientos cumplen con esta condición.-
Esto los hace una solución conveniente para tales acciones.-
CLASIFICACION DE LOS TABIQUES
COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE LOS TABIQUES
En una torre pueden existir tabiques combinados con columnas convencionales Las columnas para tomar las cargas horizontales (viento o sismo) como colaboran poco, no se las considera, siendo los tabiques los que toman el esfuerzo horizontal Pero para las cargas gravitacionales se consideran ambos sistemas columnas y tabiques
Para averiguar que parte de la carga horizontal (viento o sismo) toman los tabiques es necesario considerar los siguientes aspectos: 1.- La acción de 1 fuerza horizontal (viento) puede ejercerse desde cualquier lado, no obstante hay zonas con direcciones predominantes.
En caso del viento, esta acción horizontal produce un diagrama de cargas repartidas en toda la altura del edificio
La resultante de viento Wi = suma de las concentradas
El edificio, bajo la acción de las cargas de viento, se comporta como una ménsula empotrada en el suelo 2.-Como los entrepisos en su plano horizontal, tienen gran inercia, se lo considera INFINITAMENTE RIGIDO EN TANTO SE CUMPLA QUE
3.-La ubicación de los elementos resistentes en planta y sus rigideces relativas respecto al conjunto Los tabiques se comportan como vigas de gran altura, por consiguiente la solicitación más importante es la flexión, bajo la acción del viento todos los tabiques tienen igual deformación en el piso considerado
Cada tabique toma 1 parte de la carga total y de acuerdo a la cual se deforma. Al estar unidos entre sí por las vigas y las losas, la posición de los tabiques no varía.Como el edificio se comporta como 1 ménsula empotrada, se pueden dar 2 tipos de movimientos debidos a las cargas horizontales:
1.-TRASLACIÓN
2.-ROTOTRASLACION: además de trasladarse, el edificio puede girar
a) TABIQUES PARALELOS
Simétricos: De acuerdo con la siguiente diferenciación Cuando se cumplen estas 2 condiciones los tabiques paralelos simétricos tienen un movimiento de traslación frente a las cargas horizontales.-
CASO PARTICULAR: tabiques iguales: la carga se reparte por partes iguales
La distribución de las fuerzas horizontales es independiente de la posición relativa de los tabiques en planta, siempre y cuando se respete la simetría.
TABIQUES ASIMETRICOS:
Cada Tabique desarrolla una reacción F proporcional a su momento de inercia
Coincidiendo la distribución en planta y los momentos de inercia se halla la recta de acción de la Resultante FT , considerando los momentos de inercia como fuerza y mediante un polígono funicular. Debido a la asimetría Wi no coincide con Ft siendo la distancia "d" entre ambas la excentricidad Habrá un par Mi = Wi . d El edificio va a rotar: Tabiques paralelos asimétricos: Rototraslación Para determinar que % de carga toma cada tabique, se descompone la deformación en 2 efectos
CONCLUSIONES Cuando hay gran excentricidad (d) el momento es muy grande (hay mayor rotación que traslación lo que requiere soluciones caras porque hay tabiques desaprovechados y otros sobrecargados
Aun con una distribución asimétrica de tabiques puede suceder que Wi coincida con Fi: en este caso el edificio se deformará únicamente por traslación.Si bien es un caso particular, es la solución más favorable desde el punto de vista económico, hacia este tipo de planta debe tender un buen diseño
LA EXCENTRICIDAD PUEDE CORREGIRSE 1.-Cambiando la ubicación de los tabiques para lograr simetría geométrica 2.-Modificando los momentos de inercia de los tabiques hasta hacer coincidir la recta de acción de la Resultante de inercias con la recta de acción de Wi
CASOS PARTICULARES
TABIQUES ORTOGONALES
El punto o (intersección de ambas rectas) es el centro de inercias, en torno al cual gira la construcción, y con respecto al cual se tomarán las distancias de cada tabique (aj). 1.-En la traslación sólo colaboran los tabiques paralelos a la Dirección del viento. 2.-En la rotación colaboran todos los tabiques. 3.- Los tabiques perpendiculares colaboran sólo en la rotación. 4 – Los tabiques paralelos colaboran en la traslación y en la rotación
CASOS PARTICULARES
