miércoles, 5 de abril de 2017

La Construcción con Madera Posee Grandes Ventajas en Zonas con Actividad Sísmica

Hace unos 1400 años fueron construidas pagodas de madera de hasta 19 pisos de altura en Japón. A pesar de la gran actividad sísmica de la zona - incluido el terremoto de 6,8 grados de magnitud Hyogo-ken Nambu de 1995 que causó graves daños en la zona - estas estructuras están aún en pie.

El Servicio Geológico de los Estados Unidos estima que cada año tienen lugar más de un millón de terremotos en todo el mundo. Ninguno puede evitarse, pero el diseño y la construcción pueden minimizar los daños estructurales. Las estructuras de madera, al igual que las pagodas de Japón, se comportan excepcionalmente bien bajo las fuerzas laterales generadas por la actividad sísmica. Años de desarrollo de normativas han demostrado que la construcción con madera alcanza y en muchos casos supera los requerimientos de diseño sísmico.

La madera tiene propiedades intrínsecas que proporcionan ventajas sobre los edificios diseñados con hormigón, ladrillo o acero. Consecuentemente, la madera puede ser el material idóneo en zonas proclives a la actividad sísmica.

Ligereza
Muchos de los daños de un terremoto se producen por las ondas sísmicas que hacen que el suelo se mueva. Cuando el movimiento del suelo es lo suficientemente intenso, genera sacudidas en los cimientos de los edificios. Las fuerzas sísmicas son proporcionales a la masa de la estructura, por lo que las estructuras pesadas de acero y hormigón experimentan mayores esfuerzos. La construcción con madera es sustancialmente más ligera que otros tipos de construcción y se caracteriza por una gran proporción entre resistencia y peso. Como resultado, un edificio correctamente diseñado y construido con madera se comporta mejor bajo actividad sísmica.

Ductilidad
Las estructuras de madera tienen muchas juntas y uniones clavadas. Esto proporciona una ductilidad inherente - mucho mayor que la de los sistemas de hormigón y albañilería, mucho más rígidos. Los edificios con estructura de madera son flexibles, pudiendo absorber y disipar energía cuando se ven sometidos a repentinas fuerzas sísmicas.

Redundancia
De forma similar, los revestimientos y acabados unidos a viguetas y otros elementos de madera proporcionan vías redundantes para el tránsito de los esfuerzos sísmicos. Múltiples conexiones pequeñas y vías alternativas pueden disipar las fuerzas sísmicas. Si algunas de las uniones se sobrecargaran o fallaran, las uniones adyacentes proporcionarían vías alternativas de transmisión de los esfuerzos y ayudarían a evitar el colapso. Dicho esto, cualquier sistema con un diseño pobre de transmisión de esfuerzos sería proclive a dañarse o incluso colapsar, independientemente del material utilizado.

Resistencia y rigidez
Las fuerzas horizontales que genera un seísmo tienden a distorsionar las paredes de un edificio, pudiendo llegar a arrancarlas. Los muros pantalla utilizados en construcción con madera proporcionan la resistencia necesaria frente al arranque. La rigidez y resistencia de las paredes se puede aumentar en zonas proclives a actividad sísmica incrementando el grosor de los paneles estructurales, el tamaño de los conectores, y el número o tamaño de los elementos de clavado.

Conectividad
Un conexión segura de los elementos estructurales en muros, forjados y cubiertas produce un elemento único y solidario, lo cual es crítico para resistir las fuerzas sísmicas. Todos los elementos estructurales se han de anclar a los cimientos para resistir al arranque, deslizamiento y vuelco durante un terremoto. Las uniones estándar y los anclajes fabricados para cargas grandes lo consiguen de manera bastante sencilla.

Diseño sísmico
La clave de cualquier diseño sísmico es asegurar su buen comportamiento, no suficiente fuerza bruta. Esto es muy real en estructuras de madera, dado que poseen un alto grado de ductilidad. Así como muchos edificios construidos con madera poseen redundancia y ductilidad a través de los múltiples zonas de disipación de carga creadas a través de su propia arquitectura, la estructura de madera se está usando cada vez más en estructuras amplias y diáfanas tales como viviendas de diseño con gran acristalamiento, colegios y edificios comerciales. La normativa norteamericana no es especialmente clara en este aspecto, pero el principio de diseño por prestaciones ha de aplicarse a las estructuras de madera como se aplicaría a cualquier otra estructura.

Los sistemas de madera, con diseño y construcción consistentes, han demostrado que soportan los efectos de terremotos de considerable potencia. La versatilidad de la madera y sus prestaciones estructurales ofrecen ventajas adicionales que la hacen ideal para diversos tipos de edificio y ubicaciones.




Eric Karsh es cofundador de Equilibrium Consulting Inc. y ha sido reconocido internacionalmente como un líder en el campo de la ingeniería con madera. Los últimos cinco años ha estado activamente involucrado en la promoción de la construcción masiva con madera como una alternativa viable y sostenible a la construcción con hormigón.

Traducción personal, no oficial, por el Blog Técnico de la Madera


Artículo original http://csengineermag.com/article/wood-frame-construction-advantageous-in-areas-prone-to-seismic-activity/

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