Cambios a las NTC para diseño sismo resistente de ... · D.F.$Autor$de$los$libros$de$texto$Aspectos$Fundamentales$del$Concreto$Reforzado$y$ Análisis$Estructural,$ambos$de$Editorial$LIMUSA.$

DR. OSCAR MANUEL GONZALEZ CUEVAS Ingeniero civil por la Universidad de Yucatán; maestro y doctor en ingeniería por la UNAM. ParHcipó en el grupo fundador de la Universidad Autónoma Metropolitana en 1974 y ocupó diversos puestos en esta insHtución de la cual fue Rector General de 1985 a 1989. Actualmente sigue siendo profesor de Hempo completo en la Unidad Azcapotzalco. Fue Presidente de la Academia Nacional de Ingeniería, en la cual es Académico de Honor, y de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, en la cual es Miembro Honorario. Miembro del Comité Asesor en Seguridad Estructural del Gobierno del D.F. Autor de los libros de texto Aspectos Fundamentales del Concreto Reforzado y Análisis Estructural, ambos de Editorial LIMUSA.

Simposio SMIE ConmemoraHvo a 30 Años del Sismo de 1985

Cambios a las NTC para Diseño y

Construcción de Estructuras de Concreto

Oscar M. González Cuevas

Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de

Estructuras de Concreto

Gerardo Aguilar R. Sergio Alcocer M. José Carlos Arce R Juan Luis Co]er C. Francisco García J * Oscar González C.

Carlos Javier Mendoza E. José María Riobóo M

Desarrollo de las NTC-‐C

•  En 1966 se publicó un Reglamento, pero no había Normas Técnicas. Se usaban esfuerzos de trabajo, aunque ya se permida el diseño plásHco.

•  Primera versión “moderna” en 1977. Ya hay Normas Técnicas.

•  Normas de emergencia después del sismo de 1985 •  Revisión en 1987 •  Revisión somera en 1993 •  Versión actual en 2004 •  Revisión en proceso

ObjeHvo de la pláHca

•  Plantear los temas que se están discuHendo en el seno del subcomité de estructuras de concreto.

•  En varios temas todavía no hay resoluciones definiHvas

•  Las opiniones que se reciban serán de uHlidad para completar el trabajo de revisión.

Diseño de Edificaciones

Elección del Material

Predimensionamiento

Análisis

Dimensionamiento y Refuerzo

Revisión de Estados Limites de Servicio

Estructuración

Cambio en el formato de la Norma para igualar el proceso de diseño

Cap. 1 CONSIDERACIONES GENERALES 1.1 Alcance 1.2 Unidades 1.3 Criterios de diseño 1.3.1 Estados límite de falla 1.3.2 Estados límite de servicio 1.3.3 Diseño por durabilidad 1.3.4 Diseño por sismo 1.3.5 Diseño por capacidad o por deformaciones (dependiente de decisión Norma Sismo Pushover)



Predimensionamiento

Análisis



Estructuración

2. Materiales 2.1 Concreto 2.2 Materiales componentes para concretos clase 1 y 2 2.3 Resistencia a compresión 2.4 Resistencia a tensión 2.5 Módulo de elasHcidad 2.6 Contracción por secado 2.7 Deformación diferida 2.8 Acero

•  f’c en lugar de f*c •  Se incluye acero normal de

grados 42 y 52, y de baja aleación grados 42 y 56



Predimensionamiento

Análisis



Estructuración



Predimensionamiento

Análisis



3. CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO 3.1 Estructuración 3.1.1 Sistema estructural resistente a fuerzas gravitacionales y sísmicas (SERFGS) 3.1.2 Irregularidades en elevación 3.1.2.1 Irregularidad en rigidez verBcal 3.1.2.2 Irregularidad en peso 3.1.2.3 Irregularidad verBcal geométrica 3.1.2.4 DisconBnuidad en un plano de elementos verBcales resistentes a fuerzas laterales 3.1.2.5 Desplazamientos fuera del plano de elementos estructurales 3.1.2.6 Piso débil 3.1.3 Irregularidades en planta 3.1.3.1 Sensibilidad torsional 3.1.3.2 Sistemas no ortogonales

Estructuración

3. CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO 3.1.4 Restricciones y limitaciones para SERFGS que deban resisBr acciones sísmicas

Tabla Estructuraciones – Q -‐ distorsiones permiHdas

MARCOS DE CONCRETO

Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite

gli max

Marcos de concreto

(monolíHcos)

Alta Con miembros y nudos de ducHlidad alta 4 0.03

Media Con miembros y nudos de ducHlidad media 3 0.02

Baja Con miembros y nudos de ducHlidad baja 2 0.015

Marcos a base de elementos prefabricados

Media Con nudos monolíHcos y conexiones dúcHles ubicadas fuera de las zonas críHcas

3 0.02

Baja Con conexiones en zonas críHcas o en los nudos

2 0.015

SISTEMA MIXTO A BASE DE MARCOS Y MUROS DE CONCRETO REFORZADO

Sistema mixto a base de marcos y muros de concreto reforzado

Alta

Cuando los marcos sean de ducHlidad alta y tomen más del 30% de la fuerza sísmica y los muros sean también de ducHlidad alta

4 0.03

Media

Cuando los marcos sean de ducHlidad media y tomen más del 30% de la fuerza sísmica y los muros sean también de ducHlidad media

3 0.02

Baja Los demás casos 2 0.015


gli max

SISTEMAS A BASE DE MUROS ESTRUCTURALES

Sistemas a base de muros estructurales

Alta Con muros de concreto que sean capaces de resisHr el 100% de las fuerzas sísmicas del entrepiso, y sean de ducHlidad alta

4

0.035 para estructuras mayores a 20 m. de altura 0.025 para estructuras menores a 20.0m de

altura

Media

Con muros de concreto que sean capaces de resisHr el 100% de las fuerzas sísmicas del entrepiso, y sean de ducHlidad media

3 0.02

Baja Con muros de concreto que sean capaces de resisHr el 100% de las fuerzas sísmicas del entrepiso y sean de ducHlidad baja

2 0.015

Sistema de muros acoplados

Media

Cuando los muros sean de ducHlidad media y las trabes de acoplamiento cumplen con especificaciones de ducHlidad media

3 0.02

Baja Cuando los muros sean de ducHlidad baja y las trabes de acoplamiento cumplen con especificaciones de ducHlidad baja

2 0.015


gli max

MARCOS RIGIDIZADOS CON CONTRAVENTEOS

Marcos rigidizados con contraventeos

Alta

Marcos con diseño y detallado de alta ducHlidad que toman más del 50% de la fuerza sísmica y contraventeos restringidos al pandeo

4 0.03

Media Marcos con diseño y detallado de ducHlidad media que toman más del 50% de la fuerza sísmica y contraventeos concéntricos dúcHles

3 0.02

Baja Marcos de ducHlidad baja y contraventeos que trabajan solo en tensión.

2 0.015

Marcos rigidizados con contraventeos

Alta Marcos con diseño y detallado de alta ducHlidad con contraventeos restringidos al pandeo

4 0.02

Media Marcos con diseño y detallado de ducHlidad media con contraventeos concéntricos dúcHles

3 0.015


gli max

SISTEMA A BASE DE MARCOS CON MUROS DIAFRAGMA

Sistema a base de marcos con muros diafragma de concreto sin refuerzo conHnuo en toda la altura de dichos muros

Alta

Marcos con diseño y detallado de ducHlidad alta que resistan por lo menos el 70% de la fuerza horizontal con muros diafragma de concreto

4 0.03

Media

Marcos con diseño y detallado de ducHlidad media que resistan por lo menos el 60% de la fuerza horizontal con muros diafragma de concreto.

3 0.02

Baja Marcos de ducHlidad baja que resistan por lo menos el 50% de la fuerza horizontal con muros diafragma de concreto

2 0.015

Sistema a base de marcos con muros diafragma de de mampostería

Revisar las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería y para Diseño por Sismo


gli max

SISTEMA SUSPENDIDO O EN VOLADIZO

Sistema de un solo piso suspendido o en voladizo sobre columna o sistema de columnas que trabajen en voladizo

Media Columnas con diseño y ducHlidad de ducHlidad alta

3 0.015

Baja Columna o sistema de columnas con diseño y detallado de ducHlidad media o alta

2 0.010

Sistema suspendido o en voladizo soportado por un núcleo resistente

Media

Con sistema central a base de un núcleo de muros de concreto reforzado o marcos de ducHlidad alta, que resistan el 90% de las fuerzas sísmicas

3 0.02

Baja

Con sistema central a base de un núcleo de muros de concreto reforzado o marcos de ducHlidad media, que resistan el 90% de las fuerzas sísmicas

2 0.010


gli max

SISTEMA TUBO EN TUBO

Sistema tubo en tubo

Alta

Con marcos perimetrales y un núcleo interior a base de muros o marcos, o una combinación de ambos, con diseño y detallado de ducHlidad alta

4 0.03

Media

Con marcos perimetrales y un núcleo interior a base de muros o marcos, o una combinación de ambos, con diseño y detallado de ducHlidad media

3 0.02

Baja

Con marcos perimetrales y un núcleo interior a base de muros o marcos, o una combinación de ambos, con diseño y detallado de ducHlidad baja

2 0.015


gli max


gli max

Marcos exteriores como sistema primario con columnas interiores capaces de admiHr deformaciones y con sistema de piso de diafragma horizontal rígido

Media

Marcos exteriores con detallado y diseño dúcHl capaces de tomar más del 90% de la fuerza sísmica y columnas internas y conexiones columna-‐losa con capacidad para deformarse lo mismo que los marcos exteriores

3 0.02

Baja

Marcos con detallado de ducHlidad media o baja y columnas interiores y conexiones columna-‐losa con capacidad para deformarse lo mismo que los marcos exteriores

2 0.015

SISTEMAS CON LOSAS PLANAS


gli max

Sistema de marcos o marcos y muros con losa plana

Media Marcos o muros de concreto reforzado con diseño y detallado de ducHlidad media o alta con losa plana

3 0.02

Baja

Marcos o muros de concreto reforzado con diseño y detallado de ducHlidad media o baja con losa plana

2 0.015

Sistema de columnas y losa plana

Baja Columnas con losas planas 2 0.015

Elemento Momento de inercia

Vigas y muros agrietados1 0.5Ig

Columnas agrietadas 0.7Ig

C o l u m n a s y m u r o s n o agrietados

Ig

Tabla 3.2.1[1.1] Momentos de inercia para cálculo de rigideces

3.2 Análisis

Ig Story UX T 1 STORY4 0.0131 C 1 STORY3 0.0115

STORY2 0.009 STORY1 0.005

Ig Story UX T 0.5 STORY4 0.022 C 0.7 STORY3 0.019

STORY2 0.015 STORY1 0.008

Ig Story UX T 0.3 STORY4 0.034 C 0.5 STORY3 0.030

STORY2 0.022 STORY1 0.0126

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

0 0.01 0.02 0.03 0.04

Altura (m

)

Diaphragm CM Displacements (m)

M2

T1,C1

T0.5,C0.7

T0.3,C0.5

3.6[1.7] Factores de resistencia De acuerdo con las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, las resistencias deben afectarse por un factor de reducción, FR. Con las excepciones indicadas en el texto de estas Normas, los factores de resistencia tendrán los valores siguientes: a) FR=0.9 para flexión. b) FR=0.75 para cortante y torsión. c) FR=0.7 para transmisión de flexión y cortante en losas o zapatas. d) Para flexocompresión:

FR=0.75 cuando el elemento falle en tensión; FR=0.75 cuando el núcleo esté confinado con refuerzo transversal circular que cumpla con los requisitos del inciso 6.2.4, o con estribos que cumplan con los requisitos del inciso 7.3.4.b; y FR=0.65 si el núcleo no está confinado y la falla es en compresión.

e) Para aplastamiento: FR=0.65

Para calcular los factores de reducción FR de elementos a flexión o flexocompresión se permite usar las disposiciones del apéndice A.

Razones para cambiar los factores de reducción

Se cambiaron los factores de carga.

Ahora son 1.3 para carga muerta y 1.5 para carga viva. Se eliminó f*c

Se hizo un trabajo de confiabilidad estructural Dra. Sonia Ruiz

εt = 0.002 εt = 0.005

0.90

0.75

0.65

c/dt = 0.6 c/dt = 0.375

Controlado a compresión

Controlado a tensión

Transición

Espiral

Otro

FR=𝟎.𝟕𝟓+( 𝜺↓𝒕 −𝟎.𝟎𝟎𝟐)(𝟓𝟎)

FR=𝟎.𝟔𝟓+( 𝜺↓𝒕 −𝟎.𝟎𝟎𝟐)(𝟐𝟓𝟎/𝟑)



Predimensionamiento

Análisis



Estructuración

4.  REQUISITOS DE DURABILIDAD

Requisitos básicos Clasificación de exposición Requisitos para diferentes grados de exposición Requisitos para resistencia a la abrasión Restricciones sobre contenidos de químicos contra la corrosión Requisitos para el recubrimiento del acero de refuerzo Reacción álcali -‐ agregado

Tipo de miembro

Máximo contenido de iones de cloruro (CL-‐) solubles en agua en el concreto, porcentaje en peso del

cemento Concreto presforzado 0.06 Concreto reforzado expuesto a cloruros en condiciones de servicio húmedas

0.15

Concreto reforzado expuesto a cloruros en condiciones de servicio secas o protegidas de la humedad

1.00

Otras construcciones de concreto reforzado 0.30

Tabla 4.8.1[4.4] Valores máximos de contenido de ion cloruro en el concreto al momento del colado



Predimensionamiento



Estructuración

El orden de secciones será en el orden de diseño: •  Requisitos generales y alcance •  Dimensionamiento, •  Resistencia y proporcionamiento de refuerzo •  Revisión de mínimos y máximos, •  Detallado

5. ESTADOS LIMITES DE FALLA 5.1 Flexión 5.2 Flexocompresión 5.2 Cortante 5.3 Torsión

•  Se incluye un Método opcional alternaHvo para diseño a cortante

•  Todo Cortante y torsión en la misma sección, incluyendo con presfuerzo

•  Para cortante en presfuerzo se permiHrá calcular VcR como el menor de Vci y Vcw



Predimensionamiento



Estructuración

6. REQUISITOS COMPLEMENTARIOS 6.1 Anclaje 6.2 RevesHmientos 6.3 Tamaño máximo de agregados 6.4 Paquetes de barras 6.5 Dobleces del refuerzo 6.6 Uniones de barras 6.7 Refuerzo por cambios volumétricos 6.8 Separación entre barras de refuerzo 6.9 Inclusiones

Cap. 7. Diseño de Estructuras de DucUlidad Baja 7.1 Materiales, uniones, soldaduras, requisitos especiales para dicha ducHlidad 7.2 Vigas 7.3 Columnas 7.4 Muros 7.5 Losas apoyadas perimetralmente 7.6 Losas planas 7.7 Conexiones 7.8 Diafragmas y elementos a compresión 7.9 Elementos en cimentaciones



Predimensionamiento

Análisis



Estructuración

Cap.8. Diseño de Estructuras de DucUlidad Media 8.1 Materiales, uniones, soldaduras, requisitos especiales para dicha ducHlidad 8.2 Vigas 8.3 Columnas 8.4 Muros 8.5 Losas apoyadas perimetralmente 8.6 Losas planas 8.7 Conexiones 8.8 Diafragmas y elementos a compresión 8.9 Elementos en cimentación

Cap. 9. Diseño de Estructuras de DucUlidad Alta 9.1 Materiales, uniones, soldaduras, requisitos especiales para dicha ducHlidad 9.2 Vigas 9.3 Columnas 9.4 Muros 9.5 Losas apoyadas perimetralmente 9.6 Losas planas 9.7 Conexiones 9.8 Conexiones con arHculaciones lejadas de la columna 9.8 Diafragmas y elementos a compresión 9.9 Elementos en cimentación

Q=2 Q=3 Q=4

•  Q=2 PrácHcamente igual •  Q=4 Casi sin cambios •  Q=3 Cambios importantes simplificando y haciendo mas prácHca su uHlización

7.8 Elementos de cimentación Se incluyen: •  Zapatas •  Trabes de liga •  Contratrabes •  Pilas •  Pilotes •  muros

Temas no incluidos en esta pláHca Muros

Concreto presforzado Ménsulas

Vigas de gran peralte ……

12. CONCRETOS ESPECIALES 12.1 Concreto de Alta Resistencia 12.2 Concretos Autocompactantes 12.3 Concretos Ligeros 12.4 Concretos con Fibras 12.5 Concretos Reciclado 12.6 Concreto Lanzado

13. CONCRETO SIMPLE 13.1 Limitaciones 13.2 Juntas 13.3 Método de Diseño 13.4 Esfuerzos de Diseño



Predimensionamiento



Estructuración

12.2 Concreto de alta resistencia

12.2 Concreto de alta resistencia 12.2.1 Empleo de concretos de alta resistencia 12.2.1.1 Disposiciones generales 12.2.1.2 Limitaciones al empleo de concretos de alta resistencia 12.2.2 Propiedades mecánicas 12.2.2.1 Módulo de elas<cidad 12.2.2.2 Resistencia a tensión 12.2.3 Contracción por secado 12.2.4 Flujo plásHco

Concretos de Alta Resistencia

12.3 Concreto autocompactante

12.3.1 Alcance

12.3.2 Diseño estructural

12.3.3 Propiedades de los materiales

12.3.3.1 Cemento

12.3.3.2 Agregados

12.3.3.3 Aditivos

12.3.4 Propiedades del concreto autocompactante

12.3.5 Composición

12.3.6 Propiedades mecánicas

12.3.6.4 Consistencia

12.3.6.5 Módulo de elasticidad

12.3.6.6 Resistencia a fuerza cortante

12.3.7 Contracción por secado

12.3.8 Flujo plástico

Concreto Autocompactante

Concretos reforzados con fibras

2.5 Concretos reforzados con fibras

12.5.1 Alcance

12.5.2 Propiedades de los materiales

12.5.2.1 Fibras

12.5.2.2 Concreto 12.5.3 Criterio de diseño

12.5.4 Propiedades mecánicas

12.5.4.1 Resistencia a compresión

12.5.4.2 Resistencia a tensión

12.5.4.3 Resistencia a flexión

12.5.4.4 Tenacidad en flexión

12.5.4.5 Desempeño bajo cargas dinámicas

12.5.5 Contracción por secado y flujo plástico

12.5.6 Resistencia a congelación-deshielo

12.5.7 Resistencia a abrasión/cavitación/erosión

12.6 Concreto Lanzado

12.6.1 Procesos de lanzado

12.6.1.1 Proceso de mezcla seca

12.6.1.2 Proceso de mezcla húmedas

12.6.2 Comparación de los procesos

12.6.2.1 Concreto lanzado con agregado grueso

12.6.3 Propiedades

12.6.3.1 Resistencia a compresión

12.6.3.2 Propiedades a flexión

12.6.3.3 Resistencia a la adherencia

12.6.3.4 Contracción por secado

12.6.3.5 Absorción y volumen de vacíos permeable

12.6.3.6 Otras propiedades

Concreto Lanzado

12.7 Concretos reciclados 12.7.1 Requisitos generales 12.7.2 Requisitos para el agregado grueso reciclado 12.7.3 Durabilidad 12.7.4 Diseño estructural

Concretos Reciclados



Predimensionamiento



Estructuración

14. ESTADOS LIMITES DE SERVICIO 14.1 Esfuerzos bajo condiciones de servicio 14.2 Deflexiones 14.2.1 Deflexiones en elementos no presforzados que trabajan en una dirección 14.2.1.1 Deflexiones inmediatas 14.2.1.2 Deflexiones diferidas 14.2.2 Deflexiones en elementos presforzados que trabajan en una sola dirección 14.3 Agrietamiento en elementos no presforzados que trabajan en una dirección 14.4 Vibraciones

14.4.2 Percepción humana

La sensibilidad humana a la vibración estructural es principalmente función de la aceleración. Usualmente se cuantifica en términos de la amplitud y de la frecuencia empleando un factor de sensibilidad, K, definido como

K=df22 1+(f/fo)2 (14.4.1) donde

d es la amplitud de la vibración, mm

f es la frecuencia en Hz

fo = 10 Hz

Tabla 14.4.1 Percepción humana de vibraciones estructurales

K Clase Percepción humana K<0.10 A ImpercepHble 0.10 ≤ K < 0.25 B Ligeramente percepHble 0.25 ≤ K < 0.63 C PercepHble 0.63 ≤ K < 1.60 D Fácilmente percepHble 1.60 ≤ K < 4.00 E Fuertemente percepHble 4.00 ≤ K < 10.00 F Muy fuertemente percepHble 10.00 ≤ K < 25.00 G Muy fuertemente percepHble 25.00 ≤ K < 63.00 H Muy fuertemente percepHble 63.00 ≤ K I Muy fuertemente percepHble

15. CONSTRUCCIÓN 15.1 Cimbra 15.2 Acero 15.3 Concreto (Alta resistencia) 15.4 Requisitos complementarios para concreto presforzado 15.5 Requisitos complementarios para estructuras prefabricadas 15.6 Tolerancias

Diseño

Construcción

Supervisión

Problemas y ciclo de vida

•  Uniones soldadas •  DisposiHvos mecánicos. •  Requisitos de control de concretos de alta resistencia

•  Alta resistencia criterios de aceptación

fc = fc '+1.34σ

16. Inspección, evaluación, reparación, rehabilitación y pruebas de carga para estructuras nuevas y existentes Directrices – métodos no destrucHvos

Diseño

Construcción

Supervisión

Problemas y ciclo de vida

Muchas gracias

Documents

Cambios a las NTC para diseño sismo resistente de ... · D.F.$Autor$de$los$libros$de$texto$Aspectos$Fundamentales$del$Concreto$Reforzado$y$ Análisis$Estructural,$ambos$de$Editorial$LIMUSA.$