Por: Ing. Alejandro Donnadieu e Ing. Antonio Castillo
La importancia de considerar adecuadamente un sistema de piso para satisfacer su función primaria que es resistir y distribuir de manera eficiente las cargas verticales, así como su extensión y aplicación a cargas accidentales como sismo o viento no debe extrapolarse directamente sin hacer un análisis adecuado de cómo estos sistemas de piso resisten y distribuyen las cargas laterales. El dar por hecho que un sistema de piso o techo está compuesto por diafragmas rígidos y resistentes sin ningún tipo de estudio (analítico y/o experimental) puede comprometer seriamente la integridad de la estructura ante acciones accidentales de importancia. Por lo que es importante tener en cuenta las siguientes consideraciones:
Diafragma Flexible – Un diafragma flexible cambia de forma cuando es sometido a cargas laterales. Su cuerda a tensión se dobla hacia afuera y la cuerda a compresión se dobla hacia adentro. Se supone que los diafragmas flexibles son incapaces de transmitir torsión a elementos resistentes. Un diafragma flexible distribuye la fuerza de éste en proporción a sus áreas tributarias.
Un diafragma flexible es aquel que tiene una máxima deflexión lateral mayor a dos veces el promedio de su deflexión habitual.
En general, los diafragmas de paneles estructurales de madera, cubierta de metal de calibre liviano y cubiertas de metal de calibre liviano con un relleno acústico aislante se consideran diafragmas flexibles.
Ejemplo: distribuya las fuerzas para los muros de cortante A, B y C basado en un análisis de diafragma flexible:
VA = 297.63 Kg/m x 15.24/2 m = 2,267.9 Kg
VB = 297.63 Kg/m x 15.24 m = 4,535.9 Kg
Vc = 297.63 Kg/m x 15.24/2 m = 2,267.9 Kg
Diafragma rígido: No cambia su forma en planta cuando se somete a cargas laterales ya que sigue siendo del mismo tamaño y las esquinas siguen siendo cuadradas.
No hay flexión. Los diafragmas rígidos son capaces de transmitir torsión a elementos resistentes principales (generalmente a los elementos más externos). El cortante lateral acumulado, se distribuye a los elementos resistentes en proporción a las rigideces de esos elementos.
Por lo general, entrepisos y techos superiores sobre miembros de acero, losas de concreto, sistemas de losas y vigas, etc. se consideran diafragmas rígidos.
Ejemplo: Distribuya las fuerzas para los muros de cortante A, B y C basado en un análisis de diafragma rígido:
Vi = ((Ri) / ∑ R) * (V)
V = (297.63 kg/m x 30.48 m) = 9,071.7 Kg
VA = ((1.5)/(1.5 + 0.5 + 1.0)) x (9,071.7 Kg) = 4,535.8 Kg
VB = ((0.5)/(1.5 + 0.5 + 1.0)) x (9,071.7 Kg) = 1,511.9 Kg
VC = ((1.0)/(1.5 + 0.5 + 1.0)) x (9,071.7 Kg) = 3,023.9 Kg
