RIGIDECES DE LAS VIGAS DE ATADO VERTICALES
La normativa sísmica indica que las vigas de atado verticales pueden utilizarse adecuadamente en las esquinas de los edificios, en las secciones intermedias de los muros y en los bordes de las aberturas de puertas y ventanas, pero no se proporciona ninguna orientación sobre cómo deben considerarse en los cálculos. Por lo tanto, no existe obligación de considerar las rigideces de las vigas de atado verticales según la normativa sísmica ni según el reglamento de edificios en riesgo.
Asumiendo que el usuario puede no desear considerar la rigidez de las vigas de atado verticales, el programa no divide automáticamente los muros en segmentos cuando se dibuja una viga de atado vertical. Si se va a considerar la rigidez de las vigas de atado verticales, puede ser apropiado dibujar los muros en dos partes de modo que la viga de atado vertical no pase por el interior de cada parte.
Si se marca la opción de incluir las rigideces de las vigas de atado verticales en el cálculo, se tienen en cuenta las rigideces de las vigas de atado verticales. El programa trata la viga de atado vertical como un muro con un coeficiente de rigidez especial que actúa en las direcciones X e Y.
El programa calcula la rigidez de la viga de atado vertical mediante la siguiente fórmula:
Rigidez relativa de la viga de atado vertical := valor_abs(Edh_Eds * longitud del lado corto de la viga de atado vertical (cm) * longitud del lado largo de la viga de atado vertical (cm) / 100 / 100 / Altura libre adyacente a la viga de atado vertical (m);
En la formulación:
Edh\_Eds: Razón del módulo de elasticidad de la viga de atado vertical al módulo de elasticidad del muro. (Multiplicador de rigidez relativa de la viga de atado vertical respecto a los muros)
Altura libre adyacente a la viga de atado vertical: Cuando existe una abertura de puerta o ventana adyacente a la viga de atado vertical en la dirección relevante, la altura libre de la viga de atado vertical es la menor de las alturas de puerta y ventana en la dirección de cálculo. Cuando no existe puerta ni ventana adyacente a la viga de atado vertical en la dirección sísmica relevante, la altura libre de la viga de atado vertical se toma igual a la altura de planta.
Normativa sísmica 2007 Tabla 2.1 B1 — La fórmula de planta débil para edificios de hormigón armado se indica de la siguiente manera:
ΣAe = Área de cortante eficaz en cualquier planta en la dirección del sismo considerado
ΣAg = Suma de las áreas de las secciones transversales de los elementos del sistema resistente que actúan como muros de cortante en la dirección paralela a la dirección del sismo considerado en cualquier planta
ΣAk = Suma de las áreas de los muros de relleno de mampostería (excluyendo las aberturas de puertas y ventanas) paralelos a la dirección del sismo considerado en cualquier planta
Aw = Área del alma eficaz de la sección transversal del pilar (excluyendo el área de las salientes del pilar perpendiculares a la dirección sísmica)
ΣAw = Suma de las áreas de alma eficaces Aw de las secciones transversales de los pilares en cualquier planta
Como se desprende de la fórmula, la rigidez relativa de los elementos de hormigón armado respecto a los muros es 1/0,15 = 6,66 veces mayor. En nuestra opinión, el valor de Edh_Eds puede tomarse como 6,66.
En el libro "Introducción a la Ingeniería Sísmica" del Prof. Dr. Zekai CELEP, la razón del módulo de elasticidad de la camisa de refuerzo al módulo de elasticidad del muro (multiplicador de rigidez relativa de la camisa de refuerzo respecto a los muros) se toma como 5. Dado que las vigas de atado verticales son también elementos de hormigón armado, puede considerarse apropiado, con un enfoque similar, tomar la razón como 5.
Si las vigas de atado verticales se consideran como elementos de tipo muro que trabajan en ambas direcciones, sus rigideces pueden tomarse como 1.
La normativa sísmica exige que los edificios de mampostería se verifiquen únicamente frente al esfuerzo cortante. Además, la formulación de rigidez es incompatible con el hormigón armado (dado que se utilizan valores de rigidez relativa y se trata de una fórmula simplificada/aproximada). Por lo tanto (teniendo en cuenta también nuestras discusiones con el ámbito académico), no consideramos que el uso de relaciones de módulo de elasticidad puras sea un método seguro para asignar valores de rigidez relativa a las vigas de atado verticales.
En una consulta con el Prof. Dr. Zekai Celep, este no consideró apropiado tener en cuenta especialmente las rigideces de las vigas de atado verticales en los sistemas estructurales de mampostería que no forman un pórtico regular.
Durante las inspecciones visuales de numerosos edificios realizadas por nuestro equipo tras el terremoto de Van, se realizaron las siguientes observaciones en edificios de un piso con forjado de madera: se observaron fisuras debidas a movimientos fuera del plano de hasta 2 a 4 cm en las esquinas de los edificios y en las secciones intermedias de los muros; en edificios con forjado de hormigón armado y sin vigas de atado verticales (2 a 3 plantas), se observaron fisuras de cortante diagonales en X en los paneles de muro sólido entre aberturas de puertas y ventanas con espesores de 0,5 a 1,5 cm; en edificios con vigas de atado verticales 20/20 en las secciones intermedias de los muros, se observaron fisuras de cortante en X del orden de 0 a 0,5 mm. El material de los muros en casi la totalidad de los aproximadamente 300 edificios de mampostería inspeccionados era bloque hueco.
La iniciativa respecto a las rigideces de las vigas de atado verticales corresponde al usuario y/o a los ingenieros supervisores.