NUEVAS REGLAMENTACIONES EUROPEAS RELATIVAS AL USO DE FIJACIONES EN ZONAS SÍSMICAS

Las exigencias del diseño sísmico de fijaciones están reguladas por la EOTA TR045 (hasta la publicación de la norma EN 1992-4) Este documento hace referencia a la evaluación sísmica de las fijaciones que figuran en el anexo E de la Guía ATE 001, lo que implica la diferenciación de uso en categorías de rendimiento sísmico C1 y C2.

La categoría de rendimiento sísmico C1 trata las capacidades de las fijaciones únicamente en términos de resistencia límite, mientras que la categoría de rendimiento sísmico C2, la más exigente, trata las capacidades a la vez en términos de resistencia límite y de deformación y del estado límite de daños. La tabla adjunta asocia las exigencias sísmicas al nivel de actividad sísmico y a la categoría de importancia de los edificios.

Nivel de actividad sísmicaa Categoría de importancia según la norma en EN 1998-1:2004, 4.2.5
Categoría ag Sc I II III IV
Muy débilb ag S ≤ 0,05 g Ninguna exigencia suplementaria
Débilb 0,05 g < ag S ≤ 0,10 g C1 C1d ó C2e C2
> Débil ag S > 0,10 g C1 C2

 

a – Los valores definen los niveles de actividad sísmica que figuran en el anexo francés de la norma EN 1988-1.
b – Definición según la norma EN 1998-1:2004, 3.2.1.
c – ag designa la aceleración del suelo sobre un suelo tipo A (EN 1998-1:2004, 3.2.1)
S – Factor suelo (ver por ejemplo EN 1998-1:2004, 3.2.2).
d – C1 para las uniones de tipo ‘B’ (ver TR045 §5.1) para las fijaciones de elementos no estructurales sobre las estructuras.
e – C2 para las uniones de tipo ‘A’ (ver TR045 § 5.1) para las fijaciones de elementos estructurales sobre las estructuras.

Muchas regiones europeas están afectadas por el riesgo de temblores de tierra. Los temblores sísmicos pueden constituir un daño para las vidas humanas así como para la funcionalidad y la integridad física de las edificaciones.

Seismic Map

Mapa de riesgo sísmico en Europa, representando las zonas en las que la probabilidad de actividad sísmica en los próximos 50 años es del 10%.

Los temblores sísmicos en las construcciones dañan a la vez los componentes estructurales y los componentes no estructurales. En las últimas décadas, el principal aspecto a tener en cuenta por la ingeniería civil ha sido la dinámica estructural para evitar en primer lugar el colapso de los edificios. Este problema ha sido tratado por la elaboración de análisis de diseño afinados, incluso en las reglamentaciones actuales, con el descubrimiento de nuevas soluciones, como aislantes o amortiguadores. Últimamente, el estudio se ha dirigido sobre la respuesta a los seísmos de los elementos no estructurales y del contenido de los edificios.

ESTRUCTURAS

El temblor de tierra es uno de los sucesos más peligrosos pudiendo causar efectos perjudiciales considerables en las estructuras. Una construcción puede resistir las acciones sísmicas horizontales por un comportamiento frágil o dúctil, según las condiciones límite. La unión entre los diferentes elementos es un punto fundamental de disipación de la energía, en un caso de comportamiento sísmico global eficaz.

ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

Si tenemos en cuenta los recientes acontecimientos sísmicos de gran intensidad (L’Aquila 2009, Chile 2010, Christchurch 2011, Tohoku 2011, Emilie-Romagne 2012), los daños ocasionados a los elementos no estructurales provocaron unas pérdidas económicas considerables y un importante tiempo de paro hasta restablecer el correcto funcionamiento de los edificios.

Múltiples aspectos influyen en el comportamiento sísmico de una estructura y sobre la respuesta dinámica de los equipos: la actividad sísmica regional, la proximidad de una falla activa, las condiciones locales del suelo y las características dinámicas del edificio, son solamente algunos de estos aspectos. Sin embargo, muchos otros factores importantes influyen en la respuesta sísmica de los elementos no estructurales. Entre todos estos factores, la ubicación del elemento en el edificio, las características dinámicas del elemento no estructural y la unión con la estructura así como la configuración geométrica y su sistema de unión forman parte de los más relevantes.

El comportamiento global de un componente no estructural puede ser comprendido mejor si tomamos en cuenta las diferentes categorías de los efectos que se producen durante un seísmo. Estas categorías son enumeradas seguidamente.

  1. Efectos de la inercia – Los elementos expuestos a este fenómeno pueden ser igualmente definidos como “sensibles a la aceleración”. Esta respuesta puede provocar Cette réponse peut provoquer un vuelco o deslizamiento en función de sus condiciones de fijado (por ejemplo armarios no fijados, bibliotecas autónomas, estanterías, grupos electrógenos de emergencia).
  2. Deformaciones del edificio – Este efecto y la deformación entre los pisos tienen una influencia significativa en los componentes no estructurales “sensibles al desplazamiento” (por ejemplo las ventanas, cerramientos interiores y exteriores, otros elementos solidamente bloqueados en la estructura).
  3. Separación del edificio – Un golpeo (choque entre los edificios que se deforman de maneras distintas) de edificios muy próximos los unos a los otros, puede producirse en el transcurso del seísmo. Esto puede dañar los elementos no estructurales sensibles a la deformación que atraviesan la separación (por ejemplo parapetos, cornisas en las fachadas, canalizaciones, conducciones de extinción, tuberías y sistemas de calefacción, ventilación o climatización, cerramientos o techos).
  4. Interacción no estructural – Los componentes no estructurales pueden interactuar cuando se encuentran en un mismo espacio, como en un techo falso o en un paso de tuberías. Estos sistemas pueden tener formas, tamaños y distintas características dinámicas, así como diferentes requisitos de montaje que pueden vibrar de manera diferente el uno del otro, causando una interacción dinámica (por ejemplo conductos de distribución de los sistemas de extinción interactuando con el techo, las tuberías adyacentes, los equipos técnicos suspendidos oscilando y golpeando cualquier elemento adyacente).

Para cada categoría de efectos, es posible identificar una solución distinta para evitar daños o fallos en los componentes no estructurales, esto también tiene efectos directos sobre el sistema de fijación a adoptar. Por estas razones, es preciso escoger y diseñar las fijaciones a instalar cuidadosamente para garantizar un comportamiento satisfactorio y fiable en condiciones sísmicas.

INVESTIGACIÓN EN COLABORACIÓN CON ITW

El programa “Aplicación sísmica de las fijaciones” elaborado por ITW Construction Products Italia con el servicio de ingeniería civil, ambiental y arquitectura de la universidad de Pádova a abordado la cuestión del comportamiento sísmico de las fijaciones. La primera parte del proyecto en particular ha sido dedicada al estudio de dispositivos de fijación instalados a posteriori por los elementos no estructurales a través de test sobre la mesa vibratoria.

La puesta en marcha de la campaña experimental a permitido profundizar considerablemente en el conocimiento de los rendimientos dinámicos de los productos seleccionados. Las aplicaciones más críticas y las más habituales en las que los dispositivos de fijación son instalados, han sido estudiadas. Con todos los resultados, los trabajos de investigación han proporcionado una ayuda a la elaboración de nuevos productos y han traído a nuevos campos de aplicación no incluidos en las reglamentaciones.

La configuración de test y las unidades estructurales han sido diseñadas para reproducir los efectos inducidos por un seísmo sobre los componentes no estructurales situados en el interior de los edificios, como los equipos mecánicos o médicos. Los test han sido realizados en el Laboratorio de dinámica estructural y supervisión de vibraciones del centro de investigación ENEA (Roma). El programa dirigido a dispositivos de fijación sobre dos materiales base muy extendidos: los elementos en hormigón y los muros de mampostería. La categoría de hormigón utilizada es C25/30 y los muros de mampostería han sido realizados con tabiques de ladrillo hueco Poroton®. Las muestras de fijaciones instaladas en el hormigón han sido testadas en hormigón fisurado y no fisurado. Una capa de yeso de alrededor de 1cm se aplicó a la superficie de los paneles de mampostería para simular las condiciones reales.

Seismic

Seismic

Seismic