Análisis sísmico de edificaciones con emplazamiento escalonado en laderas: revisión de literatura y caso práctico (2021)
RESUMEN : La topografía de Colombia, la cual es atravesada por la cordillera de los Andes, además de la ubicación de los mayores asentamientos urbanos del país y su constante crecimiento, ha exigido la expansión y desarrollo de las urbes hacia las laderas, lo que sumado a la amenaza sísmica en gran parte del territorio nacional en la que se concentran los municipios con mayor población (Banco Mundial Colombia, 2012), conlleva a la necesidad de realizar diseños sismo - resistentes de las edificaciones que tienen como característica el estar cimentadas sobre laderas. Un ejemplo claro de estas situaciones se presenta en la ciudad de Medellín, la cual se encuentra emplazada en el valle del rio Aburrá y que ha presentado un rápido crecimiento en su población lo que ha provocado que la mayor parte de la misma se encuentre asentada en edificaciones en zonas de ladera. De acuerdo con los estudios realizados para la determinación del grado de amenaza sísmica de las diferentes regiones del país se encontró que 16.45 millones de colombianos se encuentran en zonas de amenaza sísmica alta, es decir el 39.7% de la población nacional; 19.62 millones de habitantes están localizados en zonas de amenaza sísmica intermedia, equivalente al 47.3% de la población del país; y 5.39 millones de habitantes están localizados en zonas de amenaza sísmica baja, es decir el 13% del total de la población nacional según la información suministrada por el DANE proveniente del censo de 2005 (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, 2010). En muchos casos las cimentaciones de las edificaciones en ladera son planteadas de forma escalonada, con la finalidad de aprovechar la pendiente del terreno y no realizar grandes intervenciones sobre el mismo que impliquen la estabilización de taludes de gran altura o grandes movimientos de tierra que, en gran medida pueden hacer de un proyecto inviable. Estas características generan que dichas edificaciones estén soportadas por estructuras con grandes irregularidades en altura, ya que presentan una tendencia a tener una ampliación en área conforme la edificación va escalando sobre la ladera, esto provoca una variación de geometría y de masas de gran importancia. Lo anterior tiene como consecuencia importantes efectos torsionales y grandes concentraciones de esfuerzos en algunos elementos. Asimismo, se evidencia que no hay un consenso absoluto acerca de variables de gran importancia para el análisis de una estructura, tal y como es la base sísmica de la edificación, esto debido a que, dadas las características previamente mencionadas, dichas edificaciones presentan cierto grado de confinamiento en la dirección paralela a la ladera en los pisos con geometría escalonada. Teniendo en cuenta lo anterior, se hace evidente que el estudio y modelación de las estructuras concebidas en terrenos montañosos, de altas pendientes y de condiciones topográficas complejas que estimula a la construcción de edificaciones irregulares, debe ser una parte fundamental en el ejercicio profesional y continuo de los diseñadores estructurales y arquitectos, motivo por el cual es importante la recopilación de información acerca del tema, con la finalidad de brindar conceptos claros que permitan a los ingenieros estructurales analizar de forma adecuada las edificaciones con estas características.