Planteamiento de la Investigación

ÍNDICE

Generalidades

            ¿Por que hay terremotos y dónde ocurren los movimientos sísmicos?

            Soluciones generales frente a los movimientos sísmicos en construcción

                        Resistencia

                                   Hormigón

                        Flexibilidad

                                   Madera

                                               ensambles y nudos

                                   Acero

                                               uniones y articulaciones

                        Tipologías estructurales

                                   volumetría

                                   centro de gravedad

Comportamiento de las estructuras de acero para reducir el daño durante movimientos sísmicos

           

            Uniones entre los elementos de la estructura

                       

articuladas-flexibles (nudos según movimiento)

                                   permiten el movimiento horizontal

                                   permiten el movimiento vertical

                                   permiten el giro

                                   combinaciones

empotramientos y soldaduras - rígidas

Construcción de elementos prefabricados flexibles en los interiores de los edificios

            Elementos verticales

                        Paredes

                                   tabiquería prefabricada

                                   ventanas

                                   barandillas

                                   puertas

                                  

            Elementos Horizontales

                        Suelos

                        Techos

                              Techos falsos

                                   tipos de falsos techos

                        Acabados

                                   Cornisas

                                   Rodapiés

 Comportamiento estructural de tipologías en madera tipo pagoda

 

           

            Introducción

             A lo largo de la historia hemos visto como el ser humano tiene el continuo deber de adaptarse a la naturaleza para poder seguir avanzando como civilización. Esta adaptación depende de un infinito número de factores como pueden ser el clima o la topografía. Las soluciones constructivas para protegerse o relacionarse con la naturaleza dependen en su mayoría de la situación geográfica en la que se encuentran. Los terremotos son uno de esos elementos naturales que el ser humano a tenido que entender dentro de su complejidad para poder seguir viviendo en ciertas zonas de la tierra. Los terremotos se producen debido al movimientos de las placas tectónicas que encontramos a muy grandes profundidades y se debe a que estas se sitúan sobre materia inestable como puede ser el magma del interior de la tierra. Nosotros percibimos el terremoto cuando dos placas colindantes se mueven separándose, juntándose o deslizándose una sobre otra ya que este comportamiento produce movimiento superficial. Por lo tanto, los lugares con mayor probabilidad de percibir un terremoto son aquellos que se encuentran en el encuentro de las placas. Esto quiere decir que el diseño arquitectónico y estructural en estos lugares debe ser capaz de convivir con los movimientos sísmicos que ocurren sin saber cuando.

            En términos generales, hemos adoptado dos manera de defendernos de un sismo y estas son apostar por la resistencia ante el sismo o por otra parte la flexibilidad. Estas adopciones se producen debido al comportamiento del material que utilizamos en las estructuras: hormigón o acero. El hormigón no admite deformaciones mientras que el acero si ya que sus tipologías estructurales suelen estar solucionadas con articulaciones flexibles. Es importante mencionar que la flexibilidad debe tener un límite ya que con una flexibilidad demasiado alta el edificio se desconfiguraría creando consecuencias catastróficas en el interior. Por ello, se adoptan soluciones que combinan la rigidez y la flexibilidad.

            A lo largo de la historia en los países sísmicos nos hemos dado cuenta de que los problemas en un terremoto no sólo vienen debido a la capacidad estructural de edificio de resistir o no el sismo sino que también los interiores de los edificios tienen una gran importancia. Aunque el edificio resista el terremoto estructuralmente, es muy posible que en su interior esté completamente destrozado y sería un edificio no eficaz sismicamente ya que los usuarios y bienes pueden ser perjudicados con gran probabilidad. Por esto es muy importante que las soluciones constructivas de los interiores de los edificios, se puedan mover o no, estén en armonía con la estructura. Esto reducirá los daños en el interior del edificio y facilitará la evacuación durante el terremoto.

Desarrollo
            Para realizar esta investigación se estudiara el comportamiento de diversas tipologías estructurales para ampliar el conocimiento y entender el funcionamiento de las respuestas antisísmicas planteadas hasta el momento. Para este estudio se realizarán investigaciones primordialmente en estructuras de acero y poco a poco se va a ir reduciendo la escala de la investigación. Es decir, primero se comenzará investigando las topologías estructurales para poder entender la estructura de forma global. Entender que la importancia del equilibrio volumétrico y estructural es necesario desde un principio para atajar los movimientos sísmicos. 
            Metiéndonos dentro de la estructura y con una escala más precisa se va a realizar una investigación sobre las uniones de estos elementos estructurales. Al tratarse de acero las uniones pueden ser empotramientos o articulaciones. Se indagará sobre como estas permiten o no el movimiento según se reciba. Es necesario averiguar formas de configuración de estas uniones para que den un mejor resultado frente a los terremotos.
            Los movimientos estructurales tienen un efecto inmediatos sobre los elementos constructivos del interior de los edificios. Por ello, se investigarán los elementos de unión entre estructura e interiores. Estos interior cuando hay un terremoto de rompen o caen creando muchos más daños a los usuarios de los edificios. Hay diferentes soluciones para defender a los falsos techos, suelos, ventanas, tabiques prefabricado, etc. de los movimientos estructurales durante un terremoto.
            Aunque el material es diferente, encontramos una tipología estructural muy eficaz frente a terremotos en la arquitectura tradicional Japonesa. La pagoda es un sistema estructural en el que se han inspirado grandes arquitectos y que hoy en día imitan en acero sus características para poder crear edificaciones que puedan lidiar con los movimientos sísmicos. Por ellos el sistema constructivo será un elemento de inspiración a lo largo de todo el desarrollo de la investigación.
Hipótesis
La combinación de estos conocimientos que tratan todos sobre la construcción antisísmica llevará a la creación de un documento específico que relaciona el funcionamiento de las estructuras de madera con el funcionamiento de las estructuras de acero frente a movimientos sísmicos. Las posibilidades son muchas ya que se puede indagar sobre el nudo en elementos de acero y como este se puede desarrollar para que imite el comportamiento de los ensambles de madera al permitir esa flexibilidad necesaria. Se trata de ver que se puede sacar de esa hibridación. Se requiere el entendimiento de los ensambles de la pagoda y el entendimiento de las articulaciones en estructuras de acero. Como norma general, sabemos que el movimiento en estructuras de acero se puede o no permitir según las articulaciones y el tipo de estas que se utilicen. La articulaciones pueden permitir el giro, el movimiento horizontal y el movimiento vertical. En el caso de las empotraciones estaríamos rigidizando la capacidad estructural frente al sismo de la estructura.
Conclusiones

La energía que recibe una estructura durante un terremoto puede ser soportada de tres maneras diferentes:

Por resistencia: Consiste en dimensionar los elementos estructurales de tal modo que tengan suficiente resistencia como para soportar las cargas sísmicas sin romperse. Éste método requiere unas sobredimensiones bastante importantes de los elementos estructurales y tiene algunos riesgos de rotura frágil.