FALLO DE EDIFICACIONES POR PISO BLANDO

FALLA DE EDIFICACIONES PROVOCADAS POR PISO BLANDO

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Henry Wilfrido Pilligua Lucas1

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Facultad de Ingeniería, ULEAM, Manta, Ecuador.

e-mail: henrypiwi95@gmail.com

RESUMEN: Después de un sismo de una intensidad considerable podemos observar que edificaciones han colapsado, y una de las fallas más frecuentes ha sido el denominado piso blando, en el presente artículo vamos a hablar sobre sus características, porque se origina, que nos dice la Norma Ecuatoriana de la Construcción sobre estos, como se comporta durante un sismo, las posibles soluciones y también vamos a analizar estructuras que han fallado en sismos recientes.

Palabras claves: Colapso de edificaciones, piso blando, sismos

ABSTRACT: After an earthquake of considerable intensity we can see that buildings have collapsed, and one of the most frequent failures has been the so-called soft floor, in this article we will talk about its features, because it originates, that the Standard Ecuadorian tells us Building on these, as it behaves during an earthquake, possible solutions and we will also analyze structures that have failed in recent earthquakes.

Keywords: Collapsed buildings, earthquakes, flat soft.

1.        INTRODUCCIÓN:

Uno de los principios básicos en el diseño de estructuras sismo resistentes es que exista una cierta regularidad tanto en sus plantas como en su elevación. Ésta es una condición para que nuestra estructura se comporte de una manera correcta en un sismo, ya que si no cumplimos este principio corremos el riesgo de tener problemas tales como el colapso parcial o total de nuestra estructura en el peor de los casos.

Un problema constante que se ha podido apreciar en las últimas décadas han sido fallas de estructuras por tener piso blando.

Se denomina piso blando a aquellos edificios cuya planta baja es parqueadero de tal forma que sólo existen elementos verticales y en los pisos superiores es vivienda con mampostería armada o no pero lo cierto es que la planta baja tiene menor rigidez que las plantas superiores cuando debe ser lo contrario, las plantas inferiores deben ser más fuertes que las plantas superiores.

Las estructuras con pisos blandos se originan con fines de aprovechar el espacio que genera el no contar con muros en la planta inferior, estos son usados en como parqueaderos ya que los edificios ubicados en lugares céntricos disponen de un espacio limitado para hacer parqueaderos a los

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alrededores, no obstante esto suele pasar con mayor frecuencia en países latinoamericanos, porque en países más desarrollado en los cuales en los cuales también hay riesgo sísmico, han optado por construir edificaciones destinadas solamente para parqueaderos, con diseños mucho más simétricos en todas sus plantas.

El uso de éste piso blando es una práctica común que realizan los arquitectos buscando soluciones de espacios, ya que resulta muy beneficioso tener esos espacios amplios en la parte baja del edificio para ubicar restaurantes, sala de eventos, parqueaderos entre otros, pero desde el punto de vista sismo resistente no es recomendado usarlos, y las normas de diferentes países que están en peligro sísmico se están adaptando a mejorar y buscar la manera de evitar estos fallos.

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Figura1: Edificio con piso blando, (fuente: diario el sol)

1.1 Antecedentes:

Antiguamente se suponía que el piso blando podría trabajar como una especie de fusible sísmico (como los aisladores de hoy en día), que permita la transmisión de fuerzas hacia los niveles superiores no más allá de la capacidad resistente del piso blando.[1]

Este concepto es erróneo porque estaríamos comparando una columna de gran altura a

diferencia de un aislador de menos altura y de materiales diferentes que fueron diseñados específicamente para absorber la carga vertical excéntrica.

En los últimos años se ha construido mucho este tipo de edificios más flexibles, con menos muro estructural en la base. Había confianza en ese diseño porque hubo muchos avances, mucha innovación en la calidad de los materiales de construcción. Pero vamos a tener que esperar las pruebas que se están haciendo a estos edificios para determinar si hay que precisar más las normas para esas estructuras –indicó a CIPER el profesor de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile, Rodolfo Saragoni, uno de los 30 especialistas que participaron en la reformulación de la norma chilena de diseño sísmico de construcciones (NCh 433) después del terremoto de 1985.[2]

Otro motivo por el cual llegó a construirse edificaciones con piso blando fue que éste genera una solución llamada „‟pilotis‟‟ que es cuando la planta baja queda exenta de mampostería, y esto fue establecido por el arquitecto francés Le Corbusier como uno de los cincos puntos fundamentales de su arquitectura, en su obra ¨Vers une architecture¨ considerada como un hito en la arquitectura moderna.[3]

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Figura 2: Villa Saboya diseñada por el arquitecto Le Corbusier, se puede apreciar el principio de dejar la superficie libre ¨pilotis¨, construida en 1929.

(Fotografía :Flick -bdeckmyn- fuente: 360º en concreto)

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2.        PISO BLANDO

El piso blando se origina generalmente se cuando se cuenta con un entrepiso en el cual su rigidez es considerablemente menor a la de los niveles subyacentes y adyacentes, los modos de vibrar de la estructura, así como la respuesta general, en comparación con una estructura regular en altura, son diferentes. [4]

El piso blando se puede presentar en cualquier nivel del edificio, pero uno de los casos que se presenta con más frecuencia es en el primer nivel conocido como „primer piso flexible‟. Ésta configuración estructural hace referencia a la existencia de un nivel con rigidez mucho menor a la de los entrepisos superior e inferior, ésta disminución de rigidez es causada debido a la ausencia de elementos resistentes tales como muros existentes en otros niveles.

Éste problema de piso blando se da por una configuración estructural irregular, la norma ecuatoriana de la construcción nos dice que los ingenieros y arquitectos deben procurar que la estructura tenga una configuración simple y regular para lograr un adecuado desempeño sísmico.

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Figura 3: Configuración estructural recomendada. (Fuente NEC_SE_DS 2015; Pag-48)

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Estas imágenes nos mostraron cual debería ser la configuración recomendada por la Norma Ecuatoriana de la Construcción actual (2015)

Si bien la norma nos recomienda usar estas configuraciones ideales también se pueden realizar configuraciones más complejas, éstas mismas provocan cambios abruptos de rigidez y resistencia por lo cual deberían ser evitadas ya que en muchos casos no tienen una adecuada respuesta en sismos fuertes.

Al usar una configuración no recomendada el diseñador deberá demostrar el adecuado desempeño sísmico de su estructura, siguiendo los lineamientos especificados en la NEC-SE-RE.[5]

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Los pisos blandos y débiles son considerados generalmente por los ingenieros sísmicos como muy perjudiciales para el comportamiento global de las estructuras, porque la mayoría de las deformaciones laterales durante un terremoto ocurren en el piso blando y débil (SEAOC, 1999). El concentrar el comportamiento inelástico y el daño en un solo piso es muy peligroso; es muy probable que el daño exceda la capacidad de deformación de las columnas, llevando a la estructura a tener degradación de rigidez, inestabilidad geométrica, y posiblemente al colapso. La Figura 4 muestra dos pisos blandos típicos creados por las Planta Bajas.

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Figura 4. El edificio a la izquierda es un edificio de mediana altura relativamente nuevo. El edificio a la derecha es un edificio de mediana altura en construcción. Ambos tienen la típica Planta Baja, que crea pisos blandos y débiles. (Créditos: Gary R- Eduardo A-2004)

A menudo, la Planta Baja es también más alta que el piso típico, como se muestra en la Figura 5. Las columnas más altas empeoran el comportamiento del piso blando comparado con los pisos superiores. En el edificio mostrado en la Figura 5, la combinación de columnas de uno y dos pisos crea diferencias grandes de rigidez en las columnas del primer piso. En vez de que todas las columnas resistan cargas aproximadamente iguales, las columnas cortas tomarán inicialmente la mayoría de la

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