57978560 criterios de estructuracion

7/30/2019 57978560 Criterios de Estructuracion

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11.2.1Configuracin en Elevacin


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F

E

D

C

B

A

A

D

C

B

E

F

A

D

C

B

E

F

A

D

C

B

E

F

A

D

C

B

E

F

a

b

b

a

Tipo 1A - Irregularidad de rigidez (piso blando)

Rigidez KC < 0.70 Rigidez KDo

Rigidez KC < 0.80 (KD + KE + KF)/3

Tipo 2A - Irregularidad de peso (masa)

mD > 1.50 mEo

mD > 1.50 mC

Tipo 3A - Irregularidad vertical geomtrica

a > 1.30 b

Tipo 4A - Discontinuidad en el plano de los

elementos verticales resistente a las fuerzas

laterales

b > a

Tipo 1A - Discontinuidad en capacidad (piso dbil)

Resistencia Piso B < 0.70 Resistencia Piso C


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Figura 11.1 Irregularidades en elevacin

La Tabla 11.1 define posibles irregularidades verticales, y requerimientos adicionales de detalle, que deben satisfacerse si las irregularidadesestn presentes. Cinco diferentes tipos de irregularidad estructural vertical estn definidos: Irregularidad de rigidez (piso blando); Irregularidad depeso (masa); Irregularidad vertical geomtrica; Discontinuidad en el plano de los elementos verticales resistentes a las fuerzas laterales yDiscontinuidad en capacidad (piso blando)., puede considerarse de que no existen irregularidades de rigidez y de peso cuando para todos lospisos, la deriva de cualquier piso es menor de 1.3 veces la deriva del piso siguiente hacia arriba.

Es conveniente que no existan cambios bruscos en las dimensiones, masas, rigideces y resistencias del edificio, para evitar concentraciones de

esfuerzos en determinados pisos que son dbiles con respecto a los dems. Los cambios bruscos en elevacin hacen tambin que ciertas partesdel edificio se comporten como apndices, con el riesgo de que se produzca el fenmeno de amplificacin dinmica de fuerzas conocido comochicoteo. En la Figura 11.1 se muestran las diferentes irregularidades con ms detalle.

Tipo Definicin de irregularidad

1A Irregularidad de rigidez (piso blando)Un piso blando es aquel cuya rigidez lateral es menor del 70% de la rigidez delpiso superior o menor del 80% de la rigidez promedio de los 3 pisos superiores alpiso blando, en tal caso se considera irregular.

2A Irregularidad de peso (masa)Debe considerarse que existe irregularidad de masa cuando la masa efectiva decualquier piso es mayor del 150% de la masa efectiva de uno de los pisoscontiguos. No es necesario considerar un techo que sea ms liviano que el pisoinferior.

3A Irregularidad vertical geomtricaSe considera que existe irregularidad vertical geomtrica cuando la dimensinhorizontal del sistema de resistencia a las fuerzas laterales en cualquier piso es

mayor del 130% de la de un piso colindante. No es necesario considerar los pisosde azotea de un solo nivel.

4A Discontinuidad en el plano de los elementos verticales resistente a lasfuerzas lateralesSe considera este tipo de irregularidad, cuando existe un desplazamiento en elplano de los elementos resistentes a las cargas laterales mayor que la longitud deesos elementos.

5A Discontinuidad en capacidad (piso dbil)


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Un piso dbil es aquel en que la resistencia del piso es menor del 80% de laresistencia del piso inmediatamente superior, en tal caso se considera irregular.La resistencia del piso es la resistencia total de todos los elementos resistentes alas fuerzas ssmicas que comparten el esfuerzo cortante del piso en la direccinbajo consideracin.

Tabla 11.1 Irregularidades verticales estructurales

11.2.2Configuracin en Planta

Tipo Definicin de irregularidad

1P Irregularidad Torsional por considerarse cuando los diafragmas no sonflexiblesSe debe considerar que existe irregularidad torsional cuando el mximodesplazamiento relativo del piso (deriva), calculado incluyendo la torsinaccidental, en un extremo de la estructura transversal a un eje es ms de 1.2veces el promedio de los desplazamientos relativos del piso de los dos extremosde la estructura.

2P Esquinas reentrantesLa configuracin del plano de una estructura y su sistema resistente a las fuerzaslaterales que contienen esquinas reentrantes, se considera irregular, cuandoambas proyecciones de la estructura, ms all de una esquina reentrante sonmayores del 150% de la dimensin en el plano de la estructura en dicha direccin,

3P Discontinuidad de diafragmaSe considera irregular, cuando los diafragmas con discontinuidades abruptas ovariaciones de rigidez, incluyendo las causadas por reas recortadas o abiertas

mayores del 50% del rea bruta encerrada del diafragma o cambios en la rigidezefectiva del diafragma mayores del 50% de un piso al siguiente

4P Desviaciones fuera del planoSe considera irregularidad, cuando existen discontinuidades en una trayectoria defuerza lateral, como desviaciones fuera del plano de los elementos verticales

5P Sistemas no paralelosSe considera irregular, cuando los elementos verticales resistentes a las cargaslaterales no son paralelos ni simtricos con respecto a los ejes ortogonales


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principales del sistema que resiste las fuerzas laterales.

Tabla 11.2 Irregularidades estructurales en planta

La Tabla 11.2 define posibles irregularidades en planta y requerimientos adicionales de detalles, que deben satisfacerse si las irregularidadesestn presentes. Cinco diferentes tipos de irregularidades en planta son definidos: Irregularidad torsional a ser considerado cuando los diafragmasno son flexibles; Esquinas reentrantes; Discontinuidad de diafragma; Desviacin fuera del plano y Sistemas no paralelos. Las estructurasregulares son definidas como aquellas que no tienen discontinuidades fsicas significativas en su configuracin en planta y vertical o en susistema resistente a las fuerzas laterales.

En la Figura 11.2 se muestra en forma grfica detallada las irregularidades mencionadas en la Tabla 11.2.


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CAB

D

C

A

DB

C

AD

E

B

Tipo 1P - Irregularidad Torsional

("((

Tipo 2P - Esquinas Reentrantes

A > 0.15 ByC > 0.15 D

1 1 2

Tipo 3P - Discontinuidad de Diafragma

C D > 0.5 A By

(C D + C E) > 0.5 A B

Tipo 4P - Desviaciones Fuera del Plano

Tipo 5P - Sistemas No Paralelos

Direccin bajo

estudio

Desplazamineto del

plano de accin

Sistemas No Paralelos

(

(1

2


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Figura 11.3

Si existe continuidad y monolitismo en un sistema estructural, es decir, que sea hiperesttico, entonces mayor ser la posibilidad de que, sinconvertirse en un mecanismo inestable, se formen articulaciones plsticas, con alta capacidad de absorcin de la energa proveniente del sismo.Se evitan tambin fallas locales serias, debidos a grandes esfuerzos locales engendrados por lo grandes desplazamientos y rotaciones causadaspor el sismo presentes en uniones entre vigas y losas, y entre vigas y columnas.

Puede convenir disear estructuras que durante un sismo intenso los daos se concentren en zonas previstas para servir como disipadores,

mediante deformaciones inelsticas, sin que se produzcan daos graves en el resto de la estructura. As, es preferible utilizar una serie de murosacoplados por trabes que se diseen para que en ellas se formen articulaciones plsticas, ver Figura 11.3.

11.2.5Columna Fuerte, Viga Dbil

En estructuras de edificios aporticados es requisito que los miembros horizontales fallen antes que los verticales, permitiendo de esa manera elretraso del colapso total de una estructura. Las vigas y las losas generalmente no fallan an despus de un dao severo en aquellos lugares que

Articulaciones

Plsticas


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se hayan formado las articulaciones plsticas, en cambio las columnas colapsan rpidamente bajo su carga vertical, cuando haya ocurridoaplastamiento del hormign. Esto conduce a que las vigas peraltadas sobre columnas ligeras, no son apropiadas en regiones ssmicas.

11.3SISTEMAS ESTRUCTURALES

Los sistemas estructurales deben clasificarse como uno de los tipos enunciados en la Tabla 12.7 y se definen es esta seccin:

Figura 11.4 Sistemas estructurales

(a) Prtico Resistente a Momentos

(c) Sistema Doble (Dual)

(b) Sistema de Muros Portantes

(d) Sistemas de Estructuras de

Edificacin


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11.3.1Sistema de muros Portantes

Es un sistema estructural sin una estructura espacial de soporte de cargas verticales. Los muros de carga o sistemas de arriostramientoproporcionan el soporte a todas o a la mayora de las cargas por gravedad. La resistencia a las cargas laterales la proporcionan los muros decorte o las estructuras arriostradas.

11.3.2Sistemas de Estructuras de Edificacin

Es un sistema estructural con una estructura espacial esencialmente completa que proporciona soporte a las cargas por gravedad. La resistenciaa las cargas laterales la proporcionan los muros de corte o las estructuras arriostradas que no cumplen con los requisitos de un sistema doble.

11.3.3Sistema de Prtico Resistente a Momentos

Es un sistema estructural con una estructura espacial esencialmente completa que proporciona soporte a las cargas por gravedad. Los prticosresistentes a momentos proporcionan resistencia a las cargas laterales principalmente por la accin de flexin de sus elementos

11.3.4Sistema Doble (Dual)

Es un sistema estructural con las siguientes caractersticas:

1. Estructura espacial esencialmente completa que proporciona apoyo a las cargas por gravedad.

2. La resistencia a las cargas laterales la proporcionan los muros de corte o las estructuras arriostradas y prticos resistentes a momentos(SMRF, IMRF, MMRWF, o OMRF en acero). Los prticos resistentes a momentos deben disearse para resistir independientemente porlo menos el 25% del esfuerzo cortante basal mximo admisible de diseo.

3. Los dos sistemas deben disearse para resistir el esfuerzo cortante basal mximo admisible total de diseo en proporcin a sus rigidecesrelativas considerando la interaccin del sistema doble en todos los niveles.

11.4SELECCIN DEL MTODO DE ANLISIS

En base a los requisitos de configuracin y los sistemas estructurales descritos anteriormente, se elige el mtodo de anlisis entre los que setiene:


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El mtodo de la fuerza lateral esttica puede utilizarse para las siguientes estructuras:

1. Todas las estructura regulares e irregulares, en la Zona Ssmica 1 y en los Destinos de las Categoras 4 (destinos estndar) y 5 (destinosmiscelneos) de la Zona Ssmica 2.

2. Estructuras regulares menores de 73 m. (240 ft) de altura cuya resistencia a las fuerzas laterales la proporcionan los sistemas enunciadosen la Tabla 12.7, excepto edificaciones localizadas en lugares que tengan un perfil tipo SF y que tengan un periodo mayor de 0.7segundos.

3. Estructuras irregulares de no mas de 5 pisos o 20 m. (65 ft) de altura.

4. Estructuras que tienen una parte superior flexible apoyada en una parte inferior rgida donde ambas partes de la estructura consideradasseparadamente pueden clasificarse como regulares, la rigidez del piso promedio de la parte inferior es por lo menos 10 veces la rigidezdel piso promedio de la parte superior y el periodo de la estructura total no es mayor de 1.1 veces el periodo de la parte superiorconsiderada como una estructura separada fija en la base.

El mtodo de las fuerzas laterales dinmicas debe utilizarse para todas las dems estructuras, incluyendo las siguientes:

1. Estructuras de 73 m. (240 ft) o ms de altura con excepcin de estructuras en la Zona Ssmica 1 y en estructuras de destinos estndar yestructuras miscelneas como se define en la Tabla 12.8 de la Zona Ssmica 2.

2. Estructuras que tienen una irregularidad de rigidez, peso o irregularidad vertical geomtrica de los Tipos 1, 2 3 como se define en laTabla 11.1 u 11.2

3. Estructuras de ms de 5 pisos o 20 m. (65 ft) de altura en las Zonas Ssmicas 3 y 4 que no tengan el mismo sistema estructural a travsde toda su altura.

4. Estructuras, regulares o irregulares, ubicadas en el Tipo de Perfil de Suelo SF que tengan un periodo mayor de 0.7 segundos. El anlisisdebe incluir los efectos del suelo en el sitio

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