valia la pena exposar-la o no. Realment ens trobem davant un dels camps més complexos del
càlcul d’estructures arquitectòniques: el càlcul dels edificis enfront a sisme.
El caràcter divulgatiu de la secció, lligat a l’extrema dificultat del tema, és el que feia trontollar la
seva idoneïtat. En qualsevol cas s’ha considerat que qualsevol tema pot ser tractat, si es deixa
ben clar d’inici les simplificacions que necessàriament s’hauran de fer, de forma planera i
entenedora. A més, el tema pot ser de l’interès dels oïents i lectors ja que, desgraciadament,
periòdicaments ens arriben notícies dels efectes devastadors que determinats terratrèmols
tenen en diversos punts geogràfics mentre que, altres indrets amb un alt grau de moviments
sísmics, gairebé mai són notícia per les destrosses que aquests produeixen en les
construccions. El bon disseny i càlcul dels edificis, per tant, és un factor absolutament clau en
el desenllaç final d’aquests fenòmens naturals.
El càlcul d’estructures arquitectòniques, normalment, es fa sobre cossos que estan quiets i que
els moviments que experimenten (tals com la deformació d’un sostre o el desplaçament
horitzontal degut a l’empenta del vent) són de magnitud molt petita. És el món de l’estàtica.
El càlcul sísmic, per altra banda, si es pren en tota la complexitat (lluny de les normatives que
en simplifiquen la seva dificultat determinant forces horitzontals per la seva aplicació en models
de càlcul estructural habituals) s’entra plenament en el món del càlcul dinàmic.
Depenent de l’edifici que es dissenyi, de la seva esbeltesa (relació de la seva altura en relació
la seva base), de la seva geometria i de l’activitat sísmica de l’emplaçament on es construeixi
serà absolutament vàlida l’aplicació de sistemes de càlcul simplificats o, per contra, caldrà
realitzar un càlcul dinàmic avançat.
Cal comentar l’elevada especialització de la temàtica, havent-hi infinitat de centres
d’investigació arreu del món vinculats, o no, a les principals universitats d’arquitectura i
enginyeria civil.
El moviment que produeix un sisme consisteix en la vibració de la terra produint moviments
segons les 3 components espaials: X, Y i Z. Aquest moviment vibratori, per tant, produeix
unes forces que sacsegen l’edifici tan horitzontal com verticalment.
En general, les forces horitzontals tenen una perillositat molt més elevada que les verticals, ja
que aquestes últimes, excepte en determinades excepcions, són paliades per les pròpies
forces gravitatòries de l’edifici (el seu per propi).
Per contra cal deixar constància que s’han detectat, en sismes de gran intensitat,
acceleracions horitzontals pròximes a la gravetat (g= 9,8 m/s2) ! La qual cosa significaria que,
per realitzar un càlcul sota aquestes premisses, l’edifici s’hauria de calcular capgirat 90º (com
un gran voladís de longitud tota la seva altura i encastat a un extrem!).
En el càlcul sísmic també apareixen forces de rotació, sovint induïdes per un disseny incorrecte
de l’edifici. Per tal de reduir al màxim aquestes forces de rotació és imprescindible tenir un
control estricte sobre la situació del centre de masses de l’edificació. El millor disseny és
aquell que distribueix les masses de forma simètrica en planta i equilibrada. Sobre aquest
aspecte, si imaginem per exemple la col.loció d’un gran nucli rígid (per exemple corresponent a
un nucli d’escala i ascensors d’una edificació en altura), serà convenient que aquest estigui
situat al centre de l’edifici o que, en el seu defecte, que se’n situin dos simètricament. Si es
tenen en compte aquestes premisses de disseny s’aconsegueix centrar la reacció a les forces
horitzontals i, en conseqüència, evitar excentricitats que provoquen l’indesitjat efecte rotacional
de l’edifici.
D’igual forma cal dissenyar els edificis de manera que les seves masses també quedin
repartides de forma màximament uniforme en vertical, evitant canvis bruscs en la rigidesa dels
elements estructurals que generarien punts dèbils de concentració de tensions.
Malgrat la especialització del tema cal incidir, també, en un aspecte fonamental del disseny
estructural, no específicament del cas sísmic, sinó en general: la ductilitat de l’estructura.
Un material dúctil és aquell que allunya suficientment el seu límit elàstic del seu límit de roptura,
és a dir, que abans de col.lapsar (trencar) deforma molt. La traducció en un vocabulari més
senzill seria que un material dúctil és aquell que ens avisa, mitjançant deformacions molt grans,
abans que es trenqui. La fragilitat és la propietat antagòncia a la ductilitat i el material que millor
exemplifica un comportament fràgil és el vidre.
Doncs bé, el cas d’un correcte disseny d’un edifici que ha de fer front a importants accions
sísmiques és aquell que evita un trencament fràgil, ja que posseeix una elevada capacitat
deformacional abans del seu col.lapse. Cal tenir present que en cas de produir-se una situació
accidental, com és un sisme, la funció única dels edificis és restar dempeus per tal de
possibilitar l’evacuació dels seus ocupants, encara que, un cop passada aquesta situació, restin
inservibles pels danys deformacionals que han sofert.
A nivell espanyol la normativa vigent en referència a aquest aspecte és la NCSE (Norma de
construcción sismoresistente). Aquesta és una simplificació del complex comportament dels
edificis en cas de patir un sisme i el seu objectiu és oferir al dissenyador unes forces
horitzontals equivalents que simulen l’efecte del terratrèmol i que poden ser introduïdes en els
models de càlcul habitualment usats.
Per tal de tabular la magnitud d’aquestes forces la normativa distingeix, entre d’altres
paràmetres, la importància dels edificis (no és el mateix el disseny d’un magatzem de palla que
d’un hospital) i la situació geogràfica de l’emplaçament on caldrà construir.
A nivell europeu, també vigent a l’Estat Espanyol, l’Eurocodi 8 és el que regeix la construcció
sismoresitent i es titula “Disposicions pel projecte d’estructures sismoresistents”.
aa alentornialentornarquitectesslp
Jaume Alentorn i Puigcerver –arquitecte-.
Tel: 93.885.26.13
jaumealentorn@yahoo.es
www.alentornarquitectes.com
