DIFERENCIAS Y COMPORTAMIENTOS DE DIAFRAGMAS RIGIDOS Y FLEXIBLES

DIAFRAGMAS RIGIDOS Y FLEXIBLES

Realmente me sorprende la forma en que se escriben los libros de texto y las Normas, al menos en el área Estructural. En cuanto a los libros de texto porque a veces debes  tener mucha paciencia para desenmarañar los conceptos que el autor quiere transmitir. En el caso de las Normas, cuando nos vamos al Capítulo 21 del ACI considero muy vaga e insuficiente la explicación sobre el tema de los diafragmas en particular.

También en las Universidades dan por valido que el estudiante sabe cosas que muchas veces no aparecen fácilmente o simplemente no aparecen y se van acumulando creando dudas en el profesional.

Por esa razón vamos a tocar el tema de los diafragmas, losas y placas de cimentación.

Vamos a dividir el tema en 4 partes:  

1.-Que es un diafragma y que es una losa.

2.-Que es un diafragma o losa rígido y  flexible.

3.-Que implicaciones estructurales tiene cada uno.

4.-Como podemos saber cuándo un diafragma o una losa funciona como rígido y cuando funciona como flexible.

Demás está decir que, como en los artículos anteriores que he publicado, expreso en todos ellos mi punto de vista  personal sobre el tema. Es decir que es posible que exprese criterios diferentes a textos o criterios que no aparezcan en textos. Por lo que aceptare cualquier observación contraria, en función de llegar a la verdad. Pero mientras no lleguemos a la verdad estaremos en discusión.

En este primer artículo abordaremos el tema desde el punto de vista cualitativo y

En el segundo, desde el punto de vista del análisis estructural.

Comenzaremos por las definiciones:

Losa es un elemento de geometría tridimensional que recibe las cargas en un plano bidimensional, pero cuyas deformaciones ocurren en el eje de menor dimensión que es la direccion de las cargas . O sea que esta cargada en el plano de menor inercia. La palabra losa la podemos asociar con cargas estaticas.

La losa tiene mayor rigidez con respecto a los ejes de las dimensiones grandes y, viceversa, tiene menor rigidez con respecto al eje de deformación que es el de dimensión menor (Puede parecer capcioso o redundante decirlo, pero es necesario).

Un diafragma es un elemento tridimensional que recibe la solicitación en un “plano” uniaxial que es uno de los de mayor rigidez.

Un diafragma rígido es el que se considera que solo se desplaza en dos direcciónes que son las de sus dimensiones grandes en el caso de diafragmas horizontales y tiene una rotacion sobre la otra direccion. Cuando el diafragma es vertical, como los muros, igualmente tiene dos desplazamientos  pero uno de ellos es en el eje de la dimension menor. La rotacion ocurre sobre uno de los ejes de la dimension mayor. Las  cargas estan en la direccion de una de las dos inercias mayores.

El diafragma flexible en cambio puede curvearse.

En el caso de las losas o placas sobre el terreno por igual.

Las implicaciones estructurales que tienen cada cual son:

-El diafragma rígido y la losa o placa al desplazarse igual puede trasmitir el desplazamiento a otros elementos como muros los cuales lo harán todos a la vez y de igual forma.

-El Diafragma flexible al curvearse tiene diferentes desplazamientos, deformaciones y rotaciones lo cual complica el análisis. También al ser poco rígido no es capaz de transmitir con eficiencia ni totalmente las solicitaciones.

Sin calcularlo sabemos que un techo de láminas como el zinc, madera, etc.   no es rígido, por lo que es necesario conectar los muros a través de vigas (En zonas sísmicas).

Igualmente cuando tenemos losas inclinadas, el plano de la geometria no coincide con el de la accion de la carga. Recuerden que en el caso sismico esa carga es ficticia porque lo que sucede es una aceleracion del terreno que sacude al edificio y usamos el concepto de carga para simplificar y las concentramos en los diafragmas. Pero en articulos nuevos veremos que eso tiene implicaciones, cuando les hable del metodo de desplazamiento directo. Igualmente que en el caso de los diafragmas flexibles en las losas inclinadas deberemos usar vigas perimetrales rigidas que conecten todos los elementos que participen para mantener el criterio de desplazamientos iguales.

En el caso de placas de cimentación, si es flexible posibilitara la ocurrencia de asentamientos diferenciales. O sea, que en las distintas partes de la losa podrá ocurrir asentamientos diferentes, pero también rotaciones en los distintos ejes.

En el caso de placas rígidas todos los desplazamientos serán iguales y solo habrá una rotación. Es decir, que el análisis se simplifica.

En un segundo artículo hablaremos de los métodos para decidir o saber cuándo la

Placa o losa es rígida o flexible y veremos la parte analítica ademas de .que pondremos mas graficas para entender el fenomeno.