Cálculo de Estructuras Sismorresistentes


Generalidades

La norma NCSR-02 de estructuras sismorresistentes indica en su capítulo 3 que el objeto del cálculo sismorresistente es verificar la seguridad de las construcciones ante las acciones sísmicas que puedan actuar sobre ellas durante su período de vida útil.

A tal efecto, la Norma proporciona los criterios para la determinación de:

  1. Las masas del edificio a considerar en el cálculo
  2. Los períodos y modos de vibración de la estructura
  3. La respuesta de la estructura ante las acciones sísmicas resultantes de la aplicación del capítulo 2 (Información Sísmica)
  4. La verificación de la seguridad de la estructura.

En general, los métodos de cálculo indicados en el capítulo 3 se refieren a edificios.

Masas que Intervienen en el Cálculo

Para efectuar los cálculos de las solicitaciones debidas a sismos se consideran

  • las masas correspondientes a la propia estructura,
  • las masas permanentes, y
  • una fracción de las restantes masas (siempre que éstas tengan un efecto desfavorable sobre la estructura) de valor para las sobrecargas de uso indicadas a continuación:
Viviendas, hoteles y residencias 0,5
Edificios públicos, oficinas y comercios 0,6
Locales de aglomeración y espectáculos 0,6
Sobrecarga de nieve, si ésta permanece más de 30 días al año 0,5
Almacenes, archivos, etc. 1,0
Tabiquerías 1,0
Piscinas o grandes depósitos de agua 1,0

En las construcciones en que no coinciden el centro de masas con el de torsión, ya sea por irregularidad geométrica ó mecánica, o bien por una distribución no uniforme de las masas, habrá que tener en cuenta el efecto de torsión que se produce.

En todas las construcciones, incluso en las que se prevea que coincidan el centro de masas y el de torsión, se deberá considerar siempre una excentricidad adicional de las masas ó de las fuerzas sísmicas equivalentes en cada planta, no menor de 1/20 de la mayor dimensión de la planta en el sentido perpendicular a la dirección del sismo, a fin de cubrir las irregularidades constructivas y las asimetrías accidentales de sobrecargas.


Verificación de la Seguridad

Se comprobarán los estados límite últimos con las combinaciones de acciones, incluyendo la acción sísmica, que fijen las diferentes instrucciones, normas y reglamentos para cada tipo de material.

Se utilizarán los coeficientes de seguridad y simultaneidad establecidos en ellas.

En el caso de que dichos coeficientes no estén fijados expresamente en las citadas instrucciones, normas y reglamentos, para la combinación de la acción sísmica con las restantes acciones se considerará la hipótesis sísmica como una situación accidental, ponderando para el cálculo de los estados límite últimos todas las acciones variables desfavorables y permanentes con coeficientes de mayoración iguales a la unidad, y las variables favorables con cero.

La construcción debe resistir la acción horizontal del sismo en todas las direcciones, lo que obliga a analizarlo en más de una dirección. En general basta hacerlo en dos direcciones ortogonales en planta; en este caso, las solicitaciones obtenidas de los resultados del análisis en cada dirección se combinarán con el 30% de los de la otra.

Las solicitaciones verticales y en planta se podrán considerar como casos de carga independientes.

En los edificios no exentos se calcularán también los desplazamientos horizontales debidos a la acción sísmica de cálculo, en las direcciones en que puedan producirse choques con las construcciones colindantes.

Podrá hacerse un estudio específico para considerar la interacción suelo-estructura sin que con ello pueda reducirse la acción sísmica más de un 30% del valor que se obtendría con la construcción supuesta sobre base rígida.

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