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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
MÓDULO 2: Reglamento Sismorresistente INPRES-CIRSOC 103, Parte I - 2013
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA
ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Ing. Francisco Javier Crisafulli
Ing. Eduardo Daniel Quiroga
Ushuaia, 21 y 22 de Setiembre de 2017
Provincia de Tierra del Fuego, A. e I. del A. S.
Ministerio de Obras y Servicios Públicos
Auspician:
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
• INTRODUCCIÓN. GLOSARIO
• CRITERIOS DE DISEÑO SISMORRESISTENTE
• ZONIFICACIÓN SÍSMICA. CLASIFICACIÓN SITIO.
REGULARIDAD ESTRUCTURAL (Cap. 2)
• ESPECTROS DE DISEÑO. ACCIONES Y
COMBINACIONES (Cap. 3)
• FACTORES DE COMPORTAMIENTO DE LA
CONSTRUCCIÓN (Cap. 5)
• MÉTODO ESTÁTICO (Cap. 6)
• ANÁLISIS Y MODELACIÓN ESTRUCTURAL (Cap. 8)
• PARTICULARIDADES DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN.
FUNDACIONES (Cap. 9)
TEMARIO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
INPRES – CIRSOC 103Construcciones Sismorresistentes
PARTE I. Construcciones en General1º Edic. 1982. Actualización en 1991 (Vigente)
Versión 2008 (Discusión Pública)
Versión aprobada por CIRSOC 2013
PARTE II. Construcciones de Hormigón Armado1º Edic. 1982.
Actualización en 1991
Nueva Versión 2005 (Recientemente puesta en vigencia)
PARTE III. Construcciones de Mampostería1º Edic. 1982.
Re-Edición 1991 (Vigente)
Nueva Versión 2016
PARTE IV. Construcciones de Acero1º Edic. 2005. (Recientemente puesto en vigencia)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
CAP. 1. OBJETIVOS, CAMPO DE VALIDEZ Y ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
CAP. 2. ACCIÓN SÍSMICA. ZONIFICACIÓN Y MÉTODOS DE EVALUACIÓN
CAP. 3. ESPECTROS, ACCIONES Y COMBINACIÓN DE DISEÑO
CAP. 4. VERIFICACIÓN SISMPLIFICADA DE LA ACCIÓN SÍSMICA
CAP.5. FACTORES DE COMPORTAMIENTO DE LA CONSTRUCCIÓN
CAP 6. MÉTODO ESTÁTICO
CAP 7. MÉTODOS DINÁMICOS
CAP. 8. ANÁLISIS ESTRUCTURAL
CAP. 9. PARTICULARIDADES DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN
CAP. 10. PARTES DE LA CONSTRUCCIÓN Y COMPONENTES NO
ESTRUCTURALES
CAP. 11. CONSTRUCCIONES EXISTENTES
FUENTES: CCSR-87 , IC 103 (Partes I a IV), UBC-97, FEMA-NEHRP, ASCE-7
ESTRUCTURA DEL REGLAMENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
CAPÍTULO 1
OBJETIVOS,
CAMPO DE VALIDEZ Y
ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
1.1. OBJETIVOS.
Propósito principal de evitar colapso total o parcial de la construcción y
pérdidas de vida. No contempla el objetivo de limitar los daños o mantener
las funciones de las construcciones luego de la ocurrencia de un terremoto
destructivo.
1.2. ALCANCE
Prevalece esta Parte I por sobre las partes II, III y IV y otros reglamentos.
1.3.1.1. Responsabilidad de Profesionales
Los profesionales a cargo de las distintas áreas de especialización (como por
ejemplo instalaciones, equipamiento, ornamentación, etc.) son responsables de
la aplicación de las disposiciones de este Reglamento en sus respectivas áreas.
CAPÍTULO 1
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
•COMPONENTE o MIEMBRO. Viga,
Columna, Diagonal
•ELEMENTO. Conjunto de componentes
con la misma deformación horizontal.
Por ej. Pórticos, Tabiques, Triangulaciones,
Muros.
•SISTEMA RESISTENTE. Totalidad de
elementos vinculados de tal forma que
pueden contribuir a resistir las acciones
sobre le conjunto de la construcción.
• Sistema (Conjunto)
• Elemento (plano)
• Componente o miembro
GLOSARIO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Resistencia Requerida o Última [Ru]. Demanda de resistencia que
surge de las solicitaciones
Resistencia Nominal [Rn]. Resistencia teórica en una sección de un
componente calculada utilizando las dimensiones reales provistas, y las
resistencias especificadas de los materiales.
Resistencia de Diseño [Rd]. Resistencia confiable mínima a ser
provista a las secciones estructurales.
und RRR
GLOSARIO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Ejemplo:
Edificio de 10 pisos de 3m c/u
Tipo Estructural: Tabiques y
Pórticos
Planta 20 x 25m
Período T = 0.8 seg
•¿Se comparan las acciones sísmicas y las de viento?
•¿Son parecidas en magnitud?
30
20
25
VIENTO - SISMO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Sismo
Período T = 0.8 seg
Peso W = 20 x 25 x 1.0t/m² x 10 = 5000t
Sa = 0.80 (Zona 3 s/CIRSOC 103)
V = Sa . W = 0.80 . 5000t = 4000t
Viento
Carga = 200kg/m²
Cara Mayor (25 x 30 = 750m²)
Wu = 1,60 (200kg/m² x 750m² )= 240t
Cara Menor (20 x 30 = 600m²)
W = 1,60 (200kg/m² x 600m² )= 192t
PERSPECTIVA
Fuerza Sísmica / Fuerza Viento = 4000/240= 17 veces!!!
30
20
25
VIENTO - SISMO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
• Puedo diseñar la estructura para una acción mucho menor
que la de Respuesta Elástica.
Por ejemplo 5 veces menos V = 4000/5 = 800 t
• Deberá soportar varios ciclos de carga (ida y vuelta)
• Deberá ser capaz de deformar 5 o 6 veces más allá de la
deformación de fluencia
• No deberá perder resistencia. Evitar el colapso
• Puede quedar totalmente dañado, incluso para demolerse
• Objetivo primario: minimizar pérdida de vidas
NECESITA DETALLES Y
CONSTRUCCIÓN ADECUADOS
LAS BUENAS NOTICIAS !!!
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
• La Fuerza Sísmica Real será mayor que la de cálculo
(Espectro Elástico Reducido)
• Estructura sufrirá grandes desplazamientos por las
deformaciones inelásticas (Disipación de Energía)
• Habrá daño estructural y no estructural
OBLIGACIONES DEL DISEÑADOR
1.CONTROL DEL DAÑO
DETALLADO (Proyecto) y CONSTRUCCIÓN (Dirección)
2.CONTROL DE LAS DEFORMACIONES (Proyecto)
QUÉ HACER?
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
•Cuando Energía ingresa:
1.Consumirla con la estructura Permitir Respuesta Inelástica
2.Disiparla con dispositivos Aumentar Amortiguamiento
•Evitar que Energía ingrese al edificio Aislamiento Sísmico
La solución “consumir energía con la estructura” es la
adoptada por la mayoría de los códigos modernos
La Respuesta Inelástica implica “daño” (fluencia)
El diseño sismorresistente consiste en
Diseñar y controlar el daño con éxito
ESTRATEGIAS DE DISEÑO SISMORRESISTENTE
INPRES-CIRSOC 103 Parte I 2013. Objetivos
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
DISEÑO SISMORRESISTENTE
DISEÑO
ELÁSTICO
DISEÑO
INELÁSTICO
DISEÑO
INNOVADOR
(S.P.S.)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
MECANISMO DE PLASTIFICACIÓN
Plano Estructural sin deformar
Pórtico
Plano Estructural deformado
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
MECANISMO DE PLASTIFICACIÓN
Estructura móvil Mecanismo de Plastificación
Nº rótulas = 11 R = 7 Cd = 5,5
Rótula
Plástica
• Zonas de Disipación
de Energía
• Protección de fallas
Frágiles
• Factores de
Comportamiento
R y Cd (Tabla 5.1–IC 103)
• Dependen del
Tipo Estructural
Ángulo de Rotación
Inelástica
Nudo 90º
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
ZONIFICACIÓN
SÍSMICA
ESPECTRO
ELASTICO DE
DISEÑO
Pseudo Aceleración
Sa
CARACTERÍSTICAS
DEL SITIO
PERIODO DE LA
CONSTRUCCIÓN
DESTINO DE LA
CONSTRUCCIÓN
Factor de Riesgo grSE AMPLIFICA
POR gr
ACCIÓN SÍSMICA
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
CAPITULO 2
ACCIÓN SÍSMICA: ZONIFICACIÓN Y
MÉTODOS DE EVALUACIÓN
2.1. Introducción
2.2. Zonificación sísmica
2.3. Clasificación del sitio
2.4. Clasificación de las construcciones
2.5. Aplicación de los requerimientos sismorresistentes
2.6. Regularidad estructural
2.7. Métodos para la evaluación de la acción sísmica
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
ZONIFICACIÓN SÍSMICA (www.inpres.gov.ar)
ZONA 1, 2 o 3
Río Grande
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
GRUPO FACTOR DE RIESGO gr
Ao 1.5
A 1.3
B 1.0
C 0.8
DESTINO. FACTOR DE RIESGO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
PARA LA DETERMINACIÓN DE ACCIONES SÍSMICAS EL
REGLAMENTO CALIFICA AL SITIO DONDE SE EMPLAZARÁ LA
CONSTRUCCIÓN
SE ESTIMA QUE LA MASA DE SUELO QUE PARTICIPA EN LOS
EFECTOS DE SITIO ESTÁ COMPRENDIDA EN LOS PRIMEROS
30 m
PARA DEFINIRA EL TIPO DE SITIO SE CONSIDERAN LOS
VALORES PROMEDIO DE LOS PARÁMETROS GEOTÉCNICOS
EN LOS PRIMEROS 30 m de PROFUNDIDAD
EL PARÁMETRO MÁS ADECUADO PARA CARACTERIZAR EL
SITIO ES LA VELOCIDAD MEDIA DE LA ONDA DE CORTE Vsm
30mVsm
CLASIFICACIÓN DEL SITIO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
si
i
sm
V
t
30V
i
i
m
N
t
30N
i
i
m
Su
t
30Su
30m
Estrato 3
Estrato 2
Estrato 1
ti
CLASIFICACIÓN DEL SITIO. Ejemplo
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Se supone emplazada la construcción en Río Grande con la siguiente
estratigrafía:
•De 00 a 6 m: granular fino con SPT ≈10
•De 6 a 30 m: Arcilla compacta SPT≈ 40
Con 15<Nm<50
Sitio SD Tipo Espectral II (Tabla 2.2)
30m
SPT=40
SPT=10
6m
24m
25
40
24
10
6
3030
i
i
m
N
tN
Aplicando Ec. 2.2
CLASIFICACIÓN DEL SITIO. Ejemplo
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
CAPITULO 3
ESPECTROS DE DISEÑO
ACCIONES Y COMBINACIONES
3.1. Introducción
3.2. Componentes Horizontales de la Acción Sísmica
3.3. Componente Vertical de la Acción Sísmica
3.4. Nivel de Referencia
3.5. Espectros de Diseño
3.6. Acciones Gravitatorias a Considerar para las Acciones Sísmicas
3.7. Combinación de Acciones
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Earthquake
Acciones Horizontales
EH
Acciones Verticales
EV
ACCIONES SÍSMICAS
Para el Conjunto de la Estructura
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Para los COMPONENTES INDIVIDUALES
Acciones Horizontales
EHCap. 10. Partes de la
Construcción
Acciones Verticales
EVCap. 6. Acciones Sísmicas
Verticales en Componentes
ACCIONES SÍSMICAS
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Para el Conjunto de la Estructura
E = EHORIZ + EVERT
Acción Sísmica
Horizontal EH
Espectros de Diseño
Acción Sísmica
Vertical EV
Sa
Ca
COMPONENTES DE LA ACCIÓN SÍSMICA
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
i2i1ii SfLf D (H) W
Acciones Gravitatorias p/ Acción Sísmica Horizontal EH
D Carga Muerta
L Carga Viva o Sobrecarga de uso
f1 Factor de participación de la carga viva
f2 Factor de participación de la carga de nieve
ACCIONES GRAVITATORIAS
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
PARA Acción Sísmica Vertical EV
Di Carga permanente (dead load)
Wi(vert) = Di
ACCIONES GRAVITATORIAS
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Sa
[g
]
T [s]
ZONA 4
Tipo Espectral 1 Tipo Espectral 2 Tipo Espectral 3
ZONA SÍSMICA 4
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
ACCION SÍSMICA HORIZONTAL
R
SaC r
Hor
g WCE HorHor
ra
Ver2
CC g
ACCION SÍSMICA VERTICAL
DCE VerVer
ACCIONES SÍSMICAS
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Ciudad de Ushuaia. Sitio D .
Edificio 10 Niveles. Destino Oficinas
ZONA SÍSMICA 3
Sitio “D” Tipo Espectral “2”
FACTOR DE RIESGO
gr= 1,00
PERIODO DE LA CONSTRUCCIÓN
Tn= 0,80 s
ACCIONES SÍSMICAS. Ejemplo
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Ushuaia. Sitio D . Edificio de 10 de Oficinas. Tn=0,80 s
ZONA SÍSMICA 3 Sitio “D” Tipo Espectral “2”
Ca = 0,32 .1,0 = 0,32 Cv = 0,47 . 1,2 = 0,56
ACCIONES SÍSMICAS. Ejemplo
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
32,0Ca 56,0Cv
14,0T2,0T 21
71,0)Ca5,2/(CT v2
n
va2n
T
CSTT
70,080,0
56,0aS 16,00,1
2
32.0
2
CaC rVer g
80,0C5.2 a
ACCIONES SÍSMICAS. Ejemplo
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
EJEMPLO DE ACCIONES SÍSMICAS VERTICALES EN VIGAS
ACCIONES GRAVITATORIAS
D= 2,00 t/m L =0,90 t/m
verver CDE
m/t32,000,216,0Ever
16,00,12
32.0
2
CaC rVer g
ACCIONES SÍSMICAS
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Estado Límite Último
COMBINACIÓN DE ACCIONES
1,2 D ± 1,0 E +f1 L + f2 S
0,9 D ± 1,0 E
E = EH + EV
1,2 D ± 1,0 EH + EV +f1 L + f2 S
0,9 D ± 1,0 EH - EV
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
16,00,12
32.0
2
CaC rVer g
COMBINACIÓN DE ACCIONES
1,2 D ± 1,0 EH + EV +f1 L + f2 S
0,9 D ± 1,0 EH - EV
Estado Límite Último
verver CDE Zona 3
1,2 D ± 1,0 EH + 0,16 D +f1 L + f2 S
0,9 D ± 1,0 EH – 0,16 D
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
COMBINACIÓN DE ACCIONES
Estado Límite Último
1,36 D ± 1,0 EH +f1 L + f2 S
0,74 D ± 1,0 EH
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
CAPITULO 5
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
1- FACTOR DE REDUCCIÓN [R]
2 - FACTOR DE AMPLIFICACIÓN [Cd]
DE DEFORMACIONES
3 - FACTOR DE SOBRERRESISTENCIA [W0]
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
• Comportamiento en Estado Último
• Para cada dirección de análisis
• Función del Tipo Estructural y del Material
• Estructuras compuestas por distintos tipos
• Comportamiento Elástico. R = 1,5
• Relación entre Deformación Elástica c/acción reducida y Deformación Última
• Para cada dirección de análisis
• Función del Tipo Estructural y del Material
• Estructuras compuestas por distintos tipos
• Relación entre Resistencia Última Efectiva y Resistencia de Diseño (Reglamento)
C = Sa . gr / R
D = Cd . Ds
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
R = Rm . RW
Rm
T
RW
T
X
R
T
R = constante
R = constante e independiente
del período
R = función del
Tipo Estructural
=
Reducción por
Sobrerresistencia
Reducción por
Comportamiento No
Lineal (ductilidad)Factor de Reducción = X
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Ve = Corte elástico (Respuesta Elástica)
Vy = Corte de Capacidad (Totalmente Plastificada)
Vs = Corte de diseño (Reglamento)
De = Deformación elásticaD(Cd) = Deformación plástica del SistemaDs = Deformación p/Corte de Diseño (Reglamento)
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
Rd = Factor de Reducción por DuctilidadWo= Factor de Reducción por Sobrerresistencia
R = Factor de Reducción global
Cd = Factor de Amplificación de desplazamientos
Deformación
D
Corte Basal, V
D = Ds . Cd
Wo=
Reducción por sobrerresistencia
• Reducción por Sistema Estructural
• Reducción por Materiales
• Reducción por Diseño
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Deformación
D
Corte Basal, V
De
Me
Ve
Ve
De
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Deformación
D
Corte Basal, V
DeVe
Ds=De/R
Ms
Vs=Ve/R
Ve
De
Vs
Ds
Me
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Deformación
D
Corte Basal, V
DeVe
Vs=Ve/R
Dy
My
Vy
Ve
De
Vy
Vs
Ds Dy
Ds=De/R
Rótulas Plásticas
Me
Ms
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Deformación
D
Corte Basal, V
D = Ds . Cd
DeVe
Vs=Ve/R
DyVy
Ve
De
Vy
Vs
Ds Dy
Ds=De/R
Rótulas Plásticas
Ms
Me
My
Vs=Ve/R
D=Ds.CdD=Cd.(De/R)
Rótula (Sólo una)
D
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00
Pse
ud
oa
ce
lera
ció
n [g
]
Periodo [s]
ESPECTROS INPRES CIRSOC 103(Zona 4) R= 1 y R=6
Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1/R Tipo 2/R Tipo 3/R
R
de = Desplazamiento obtenido con acciones sísmicas de diseño (Reducidas)
FACTOR DE REDUCCIÓN “R”
MÉTODOS DINÁMICOS
FACTOR DE AMPLIFICACIÓN “Cd”
MÉTODO ESTÁTICO
FACTORES DE COMPORTAMIENTO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
CAPITULO 6
MÉTODO ESTÁTICO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Rr / . C 2.5 C a g R/ . S C ra g
T≤ T2 T> T2
Ejemplo: Zona 3, Tipo Esp. 2; Tabiques Esbeltos R=5
Cmín = 0.20/R = 0.04
Coeficiente Sísmico Mínimo C ≥ 0,8 as Nv/R
COEFICIENTE SÍSMICO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
•UN PERIODO Tn PARA CADA DIRECCIÓN DE ANÁLISIS
•DEBE RESPETAR LA DISTRIBUCIÓN DE MASAS
•PUEDE CONTEMPLAR LA DEFORMABILIDAD DEL SUELO.
•PARA HºAº SE DEBE UTILIZAR LAS SECCIONES
FISURADAS (Parte II).
PROPIEDADES DINÁMICAS: PERÍODO
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL
PERIODO
•Modelo en Software de análisis estructural
• Cualquier método basado en la dinámica estructural
(Rayleigh)
• Mediante ecuaciones empíricas reconocidas (P. ej.
Reglamento)
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
1.60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Pe
río
do
[Se
gun
do
s]
Nº de Pisos
Período de Edificios
Porticos acero Porticos de Hº Aº Pórticos acero con diagonales excéntricas Tabiques - Mampostería
Pórticos A° a = 0,0724; n =0,80
Pórticos H° A° a = 0,0466; n = 0,90
Triang.-Tabiques a = 0,0488; n = 0,75
np = N° de pisos
N = 10 (Pórticos)
N = 18 (Tabiques)
PROPIEDADES DINÁMICAS: PERÍODO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Tn [seg]
Acele
r.[g
]
ESPECTROS ZONA SÍSMICA 3
Tipo Espectral 1
Tipo Espectral 2
Tipo Espectral 3
au TCT
PROPIEDADES DINÁMICAS: LÍMITE SUPERIOR DEL PERÍODO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
NO HAY VARIACIÓN RESPECTO DE REGLAMENTOS ANTERIORES
• EN ALTURA
• EN PLANTA
TORSIÓN DEBIDA A LA EXCENTRICIDAD ACCIDENTAL
• Estructuras con Irregularidad Torsional Baja: Ea= 0 (Cero!!)
• Estructuras con Irregularidad Torsional Media: Ea= +/- 5%Li
• Estructuras con Irregularidad Torsional Extrema: Ea= +/- 10%Li (*)
(*) No se permite irregularidad torsional extrema en zonas sísmicas 3 y 4 para
edificios de más de 3 pisos.
DISTRIBUCIÓN DE ACCIONES SÍSMICA
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
SE DEBE CONTROLAR LA DISTORSIÓN HORIZONTAL DE PISO
SE DEBEN CONTROLAR EN EL BORDE MÁS DESFAVORABLE DE LA
CONSTRUCCIÓN
redC g/ du d
sksksk1ukuksk h/h/dd
CONTROL DE DEFORMACIONES
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
CAPITULOS 8 y 9
ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y PARTICULARIDADES
DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Vo
V1=0.5 Vo V2=0.3 Vo V3=0.1 Vo V4=0.1 Vo
V1
V2
V3=V4
V0
V
ddy1 dy2 dy3dy4
Vo
V1=0.4 Vo V2=0.3 Vo V3=0.15 Vo V4=0.15 Vo
V1
V2
V3=V4
V0
V
ddy1 dy2 dy3dy4
ANÁLISIS ESTRUCTURAL: REDISTRIBUCIÓN DE CORTANTES
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
DIAFRAGMA TOTALMENTE FLEXIBLE
MODELACIÓN ESTRUCTURAL
RELACIONES GEOMÉTRICAS
A) RELACIÓN DE LADOS: L/B ≤3
B) ÁNGULOS ENTRANTES CON DIMENSIONES ≤25% DEL LADO PARALELO
C) HUECOS CON :
área ≤10% (L*B)
Long. Total de Huecos ≤1/3 L (ó B)
Distancia a los bordes ≥1/4 L (ó B)
Máxima Deformación
del Diafragma MDD
Desplazamiento Promedio de Elementos
Verticales (DPEV)
Nota: El Diafragma es flexible si MDD> 2 (DPEV)
8.2.1. Deformabilidad de los diafragmas
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
8.3.1.1. IRREGULARIDADES EXTREMAS
ZONAS SÍSMICAS 3 Y 4
SI HAY IRREGULARIDADES EXTREMAS DE:
TORSIÓN: bk/mk ≥ 1,4
RIGIDEZ: mk ≥ 1,7 mk+1
LA ESTRUCTURA DEBE REDISEÑARSE!!
(Están eximidas las edificaciones de hasta 3 pisos)
PARTICULARIDADES ESTRUCTURALES
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
• Fundaciones: basados en Capacidad de Carga (última)
• Distribución uniforme de presiones del suelo
• Resultante presiones coincide con Punto aplicación de la carga
Su≤ . Sn
• Su = Resistencia Requerida Demanda de las acciones
• Sn = Resistencia Nominal Estudio de suelos (qu)
• = Factor de Resistencia
• = 0.4 Combinación sin Sismo
• = 0.7 Combinación sin Sismo
• = 1.0 Acciones por Capacidad
FUNDACIONES
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
qadm= qu/FS
FS (D+L) = 3.50
FS (D+hL+E) = 1.50
Tensiones Admisibles
Factores de
Carga y
Resistencia
Su ≤Sd
Su ≤ s . Sn = s . qu
s (D+L) = 0.4
s (D+hL+E) = 0.7
s (D+hL+E) = 1.0 (1)
(1): Solicitaciones por Capacidad
FUNDACIONES: Comparación
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
P (D+L) = 45 + 15 = 60 t
P (D+hL) = 45 + 0.5 15 = 52.5 t
s(s/sismo) = 60 / 4 m² = 15 t/m² (94%)
e = M/P = 25/52.5 = 0.48 m
A efect = 2.10 m² [ B x (L-2.e)]
s(c/sismo) = 52.5/2.1 m² = 25 t/m² (67%)
Tensiones Admisibles Factores de Carga y Resistencia
Datos
PD = 45 t; PL = 15 t
ME = 25 tm; qu = 56 t/m²
Datos
Base 2 x 2 m
S/sismo s adm = 56/3.5 = 16 t/m²
C/sismo s adm = 56/1.5 = 37 t/m²
S/sismo s adm = 56 * 0.4 = 24 t/m²
C/sismo s adm = 56 * 0.7 = 42 t/m²
P (1.2D+1.6L) = 54 + 24 = 78 t
P (1.4D+0.5L+E) = 63+0.5 . 31.5 = 70.5 t
P (0.7D+E) = 0.7 . 45 = 31.5 t
s(s/sismo) = 78 / 4 m² = 19.5 t/m² (81%)
e1 = M/P = 25/70.5 = 0.35 m
e2 = M/P = 25/31.5 = 0.79 m
A efect1/2 = 2.58 m² / 0.83 m²
s(c/sismo)1= 70.5/2.58= 27.3 t/m² (65%)
s(c/sismo)2 = 31.5/0.83= 38.2 t/m² (91%)
FUNDACIONES: Comparación
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
Solicitaciones Análisis
S/sismo s adm = 56 * 0.4 = 24 t/m²
C/sismo s adm = 56 * 0.7 = 42 t/m²
P (1.4D+0.5L+E) = 63+0.5 . 31.5 = 70.5 t
P (0.7D+E) = 0.7 . 45 = 31.5 t
ME = 25 tm
e1 = M/P = 25/70.5 = 0.35 m
e2 = M/P = 25/31.5 = 0.79 m
A efect1/2 = 2.58 m² / 0.83 m²
s(c/sismo)1= 70.5/2.58= 27.3 t/m² (65%)
s(c/sismo)2 = 31.5/0.83= 38.2 t/m² (91%)
C/sismo s adm = 56 * 1.0 = 56 t/m²
P (1.4D+0.5L+E) = 110.0 t (Capacidad)
P (0.7D+E) = 50 t (Capacidad)
ME = 39 tm (Capacidad)
e1 = M/P = 39/110 = 0.35 m
e2 = M/P = 25/31.5 = 0.79 m
A efect1/2 = 2.58 m² / 0.83 m²
s(c/sismo)1= 110/2.58= 42.6 t/m² (71%)
s(c/sismo)2 = 31.5/0.83= 59.5 t/m² (99%)
Solicitaciones Por Capacidad
FUNDACIONES: Comparación
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
• Propiedades dinámicas del edificio
• Espectro Elástico y Reducción.
Coeficiente Sísmico (Riesgo)
• Corte Sísmico Basal
• Distribución de Fuerzas en altura
• Deformabilidad de Diafragmas
• Distribución en planta:
• Diafragma rígido
• Diafragma flexible
• Período
• Códigos. Ductilidad
Destino del Edificio
• V = C.W
• Fsi= V .[mi.hi/(mi.hi)]
• Rígidos o flexibles:
Dimensiones, agujeros, esquinas
• Corte + Torsión
[ Torsión baja por áreas elementos]
• Corte sin Torsión
[ Por área tributaria ]
ANÁLISIS SÍSMICO
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
INPRES CIRSOC 103. Parte I. Método Estático Equivalente
1. Zona Sísmica (1 a 4)
2. Tipo de Sitio (1 a 3)
3. Aceleración Sa (Elástica) T
4. Categoría de Edificio (Destino) gr
5. Tipo Estructural (Mecanismo de
Plastificación - Ductilidad) R
6. Peso del Edificio (W)
C = Sa . gr / R
Vo = C . W
• Capítulo 2
• Capítulo 2
• Capítulo 3
• Capítulo 3
• Capítulo 5
• Capítulo 3
• Capítulo 6Coeficiente sísmico
Corte Basal
COEFICIENTE SÍSMICO Y CORTE BASAL
JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES
• Fuerzas Sísmicas
• Espectro Elástico
• Espectro Inelástico
• Reducción de Fuerza
• Ductilidad
• Proyecto de Daño
• Control del Daño
• Muy Importantes (vs Viento)
• Verdadera Energía
• Fuerzas Reducidas
• Ductilidad Elementos
• Daño Estructural y No
Estructural
• Control de deformación
• Detalles y Construcción
CONCLUSIONES
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