Comportamiento sísmico de estructuras porticadas de hormigón armado reacondicionadas sísmicamente con muros de fábrica de ladrillo

Abstract

Introducción y Objetivos Los muros de fábrica de ladrillo se emplean en todo el mundo formando parte de cerramientos exteriores o como particiones interiores. Estudios de campo e inspecciones de estructuras que han sufrido terremotos severos en el pasado han puesto de manifiesto que en determinadas condiciones (continuidad, ausencia de aberturas etc.), estos muros (normalmente considerados elementos no estructurales) pueden ayudar a reducir la vulnerabilidad de las estructuras. Hay también evidencias de un comportamiento sísmico negativo de estos muros, bien por provocar torsiones debidas a efectos de rigidización que desplazan el centro de torsión del centro de masas, bien por inducir concentraciones de daño en las plantas que no disponían de muros, bien por salir violentamente expulsados del plano del pórtico en los primeros ciclos de carga que impone el terremoto, por provocar efectos "columna corta", entre otras causas. Aunque existen estudios sobre cómo influyen los muros de cerramiento o particiones en la respuesta sísmica de estructuras porticadas, son escasas las investigaciones centradas en emplear muros de fábrica de ladrillo como solución para reacondicionar sísmicamente estructuras existentes, antes o después de haber experimentado un terremoto severo. Este trabajo se centra en la aplicación de los muros de fábrica de ladrillo para reacondicionar estructuras porticadas de hormigón armado (HA) de baja o media altura (hasta 2-3 plantas). Investigaciones previas han puesto de manifiesto que el comportamiento bajo cargas cíclicas de los muros de fábrica de ladrillo enmarcados en pórticos de HA es menos favorable que el de otras soluciones más avanzadas como por ejemplo la adición de disipadores de energía. Los muros presentan unas curvas fuerza-desplazamiento lateral con un fuerte efecto de "pinzamiento" (pinching effect), y una capacidad de deformación plástica limitada, lo cual conduce a una capacidad límite última de disipación de energía mucho menor que, por ejemplo, los disipadores basados en la plastificación de elementos metálicos o los de tipo viscoso o viscoelástico. Sin embargo, entre las ventajas de emplear muros de fábrica de ladrillo para reacondicionar sísmicamente estructuras existentes de HA de poca altura están el considerable aumento de resistencia lateral que aportan, y su bajo coste económico. Esta segunda razón unida a su reducido nivel tecnológico las convierte en una solución muy adecuada para su empleo masivo, especialmente cuando los recursos económicos son limitados o en países en vías de desarrollo. Un ejemplo claro y muy reciente de la necesidad de soluciones de reacondicionamiento sísmico económicas y de bajo nivel tecnológico es Haití, donde el terremoto de 2010 ha dejado miles de estructuras porticadas de HA con daños estructurales importantes (entre ellas muchos colegios) que requieren una reparación a muy corto plazo y con un coste reducido. Esta investigación puede contribuir también al conocimiento del comportamiento sísmico de la tabiquería en los edificios, tanto en España como en otros muchos países donde se emplean soluciones constructivas similares a las de nuestro país para resolver los cerramientos exteriores y las particiones interiores. Conviene resaltar que la participación de estos elementos no se tiene en cuenta normalmente a la hora de realizar el proyecto sísmico de una estructura, pero su influencia en la respuesta puede llegar a ser muy significativa (tanto en sentido positivo como negativo). En este contexto, en este trabajo se investiga el empleo de muros de fábrica de ladrillo como solución de bajo coste para el reacondicionamiento sísmico de estructuras de hormigón armado de hasta tres plantas de altura. El trabajo se centra y aplica al caso concreto de los edificios de uso educativo que fueron seriamente dañados en Haití durante el reciente terremoto sufrido por este país. El objetivo es proponer disposiciones cualitativas (distribución en planta) y cuantitativa (área de muros en relación al área total en planta del edificio) adecuadas para garantizar un determinado nivel de comportamiento de la estructura bajo la acción del terremoto de proyecto.