Criterios de identificación para evaluar la rigidez de diafragmas de piso ante cargas sísmicas

Abstract

La suposición de comportamiento rígido de diafragmas en diseño estructural puede comprometer la integridad estructural si no se valida. Esta investigación tiene como objetivo establecer criterios para determinar cuándo un diafragma de piso se comporta como rígido ante cargas sísmicas. Para ello, se creó un modelo paramétrico conformado por dos paños de losa apoyado en tres muros, idealizado como una viga horizontal sobre tres resortes. Se aplicó el método de la rigidez, variando parámetros clave como relación de aspecto y espesor. Los resultados obtenidos mediante la aplicación de criterios internacionales revelaron imprecisiones y falta de conservadurismo. En respuesta, se propuso un nuevo criterio que identifica el comportamiento rígido de diafragmas en función de su relación de aspecto y espesor. Este enfoque mejora la evaluación de los diafragmas y a su vez la seguridad en el diseño estructural, contribuyendo significativamente a la evaluación y diseño de estructuras sometidas a cargas sísmicas. Este estudio proporciona una herramienta valiosa para ingenieros civiles y estructurales, permitiéndoles evaluar y diseñar diafragmas de manera más precisa y segura. Los resultados de esta investigación pueden aplicarse en la práctica profesional para garantizar la integridad estructural y reducir el riesgo de daños en estructuras sometidas a cargas sísmicas.

The assumption of rigid behavior of diaphragms in structural design can compromise structural integrity if not validated. This research aims to establish criteria to determine when a floor diaphragm behaves as rigid under seismic loads. To achieve this, a simple parametric model consisting of two slab panels supported by three walls was created, idealized as a horizontal beam on three springs. The stiffness method was applied, varying key parameters such as aspect ratio and thickness. The results obtained through the application of international criteria revealed inaccuracies and lack of conservatism. In response, a new criterion was proposed to identify the rigid behavior of diaphragms based on their aspect ratio and thickness. This approach enhances the evaluation of diaphragms and, in turn, improves safety in structural design, significantly contributing to the evaluation and design of structures subjected to seismic loads. This study provides a valuable tool for civil and structural engineers, enabling them to evaluate and design diaphragms more accurately and safely. The results of this research can be applied in professional practice to ensure structural integrity and reduce the risk of damage to structures subjected to seismic loads.