Criterios de Aplicacion Del ACI 318 Por Sismo

Reglamento de Construcciones de la zona Reglamento de Construcciones de la zona metropolitana de Guadalajara.metropolitana de Guadalajara.

Criterios de Aplicación del ACI 318 por sismo.Criterios de Aplicación del ACI 318 por sismo.

Alfonso Rodríguez PérezAlfonso Rodríguez PérezI N G E N I E R O C I V I LI N G E N I E R O C I V I L

U N I V E R S I D A D D E G U A D A L A J A R AU N I V E R S I D A D D E G U A D A L A J A R A

P R O F E S O R : I T E S O , U. D E G.P R O F E S O R : I T E S O , U. D E G.

C A L C U L I S T A : C A U T I NC A L C U L I S T A : C A U T I N

Mayo 2012Mayo 2012 ESTRUCTURAS DE CONCRETOESTRUCTURAS DE CONCRETO 22

TemarioTemario

Reglamento de Construcciones de la zona metropolitana de Reglamento de Construcciones de la zona metropolitana de GuadalajaraGuadalajara

Artículo 1660 y 1661 del RCGArtículo 1660 y 1661 del RCG--9797 ACI 318ACI 318--20022002 Factor de carga por sismoFactor de carga por sismo Combinaciones de carga por sismo UBCCombinaciones de carga por sismo UBC--94 y tipo de 94 y tipo de

movimiento del suelomovimiento del suelo Distorsión de entrepiso permitida UBCDistorsión de entrepiso permitida UBC--94 y RCG94 y RCG--9797 Periodo de retorno para distinta vida útil y riesgo de fallaPeriodo de retorno para distinta vida útil y riesgo de falla ¿Cómo pasar de un espectro a otro?¿Cómo pasar de un espectro a otro? ConclusionesConclusiones


Reglamento de Construcciones de Reglamento de Construcciones de la zona metropolitana de la zona metropolitana de GuadalajaraGuadalajara

RCGRCG--1997 1997 Reglamento Orgánico del Municipio de Reglamento Orgánico del Municipio de Guadalajara. Guadalajara. (29 dic. 1997)(29 dic. 1997)–– Fundamento UBCFundamento UBC--94, y RDF94, y RDF--8787–– Coeficiente sísmico (c = 0.36), y espectros de diseño para Coeficiente sísmico (c = 0.36), y espectros de diseño para

diferentes tipos de suelodiferentes tipos de suelo–– 50% de la carga viva para diseño sísmico50% de la carga viva para diseño sísmico–– ACIACI–– AISCAISC–– Módulo de elasticidad del concretoMódulo de elasticidad del concreto–– Disposiciones especiales para Disposiciones especiales para detallamientodetallamiento y diseño sísmicoy diseño sísmico–– NTC para sismo, viento, concreto, acero, mampostería y NTC para sismo, viento, concreto, acero, mampostería y

cimentacionescimentaciones


Artículo 1660. RCGArtículo 1660. RCG--9797

Los elementos estructurales de concreto de cualquier Los elementos estructurales de concreto de cualquier estructura cumplirestructura cumpliráán con los requisitos mn con los requisitos míínimos nimos especificados en el especificados en el ““Reglamento de las Construcciones Reglamento de las Construcciones de Concreto Reforzadode Concreto Reforzado”” elaborado por el Comitelaborado por el Comitéé 318 318 del Instituto Americano del Concreto (ACI). La edicidel Instituto Americano del Concreto (ACI). La edicióón n oficial vigente seroficial vigente seráá la la úúltima publicaciltima publicacióón en espan en españñol del ol del citado reglamento que el Instituto Mexicano del citado reglamento que el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C. haya hecho. El uso de Cemento y del Concreto, A.C. haya hecho. El uso de una ediciuna edicióón mn máás reciente del Reglamento ACI 318 que s reciente del Reglamento ACI 318 que no haya sido traducida todavno haya sido traducida todavíía no se contrapondra no se contrapondráá con con lo establecido anteriormente en este artlo establecido anteriormente en este artíículo.culo.

DeberDeberáá cumplirse con el capcumplirse con el capíítulo de Disposiciones tulo de Disposiciones Especiales para el DiseEspeciales para el Diseñño So Síísmico del Reglamento ACI smico del Reglamento ACI 318, tal y como lo establece para regiones de elevado 318, tal y como lo establece para regiones de elevado riesgo sriesgo síísmico.smico.


Artículo 1661. RCGArtículo 1661. RCG--9797

El mEl móódulo de elasticidad dulo de elasticidad EcEc, para concreto de peso , para concreto de peso normal debernormal deberáá considerarse como 10,000 (fconsiderarse como 10,000 (f’’cc))1/21/2 a a menos que mediante pruebas autorizadas por la menos que mediante pruebas autorizadas por la DirecciDireccióón de Obras Pn de Obras Púúblicas se determine otro valor. No blicas se determine otro valor. No deberdeberáá tomarse el valor indicado en el Captomarse el valor indicado en el Capíítulo 8 del tulo 8 del Reglamento ACI 318.Reglamento ACI 318.


ACI 318ACI 318--20022002

20022002–– Método de diseño por factores de cargaMétodo de diseño por factores de carga

–– Inclusión de los factores de carga ASCE 7Inclusión de los factores de carga ASCE 7--98 y factores de 98 y factores de reducción de resistencia modificadosreducción de resistencia modificados

–– Inclusión de un sencillo método de cálculo para una capa de Inclusión de un sencillo método de cálculo para una capa de refuerzo en miembros sujetos a flexión y cargas axialesrefuerzo en miembros sujetos a flexión y cargas axiales

–– Eliminación de impedimentos para el uso de concreto de alta Eliminación de impedimentos para el uso de concreto de alta resistenciaresistencia

–– Aclaración de las disposiciones para torsiónAclaración de las disposiciones para torsión

–– Modificación de las disposiciones para refuerzo cortante y Modificación de las disposiciones para refuerzo cortante y apoyos en losasapoyos en losas

–– Claras disposiciones para miembros parcialmente Claras disposiciones para miembros parcialmente presforzados sujetos a flexiónpresforzados sujetos a flexión

–– Actualización a las disposiciones para diseño sísmicoActualización a las disposiciones para diseño sísmico


Factor de carga por sismoFactor de carga por sismo

Sección del ACI 318 Sección del ACI 318 -- 08, R 9.2.1 (c). Los reglamentos modelos de 08, R 9.2.1 (c). Los reglamentos modelos de construcción y otras publicaciones sobre cargas de diseño han adconstrucción y otras publicaciones sobre cargas de diseño han adoptado las optado las fuerzas sísmicas correspondientes al nivel de resistencia, redujfuerzas sísmicas correspondientes al nivel de resistencia, redujeron el factor eron el factor de carga por sismo a de carga por sismo a 1.00 E1.00 E

Comentario: en 1993, el ASCE 7 cambió las fuerzas al Comentario: en 1993, el ASCE 7 cambió las fuerzas al nivel de resistencianivel de resistencia..

NIVEL DE RESISTENCIA.NIVEL DE RESISTENCIA. Nivel de movimiento sísmico (sismo de diseño) Nivel de movimiento sísmico (sismo de diseño) que tiene una probabilidad del 10% de ser excedido en un periodoque tiene una probabilidad del 10% de ser excedido en un periodo de 50 de 50 años, o un periodo de retorno de 475 años.años, o un periodo de retorno de 475 años.

El reglamento exige el uso del factor de carga antiguo para las El reglamento exige el uso del factor de carga antiguo para las cargas por cargas por sismo, aproximadamente sismo, aproximadamente 1.40 E1.40 E, cuando se usan las fuerzas sísmicas , cuando se usan las fuerzas sísmicas correspondientes a los niveles de servicio de las ediciones antecorrespondientes a los niveles de servicio de las ediciones anteriores de estas riores de estas referencias.referencias.

NIVEL DE SERVICIO.NIVEL DE SERVICIO. Nivel de movimiento sísmico (sismo de servicio) que Nivel de movimiento sísmico (sismo de servicio) que tiene una probabilidad del 50% de ser excedido en un periodo de tiene una probabilidad del 50% de ser excedido en un periodo de 50 años, o 50 años, o un periodo de retorno de 73 años.un periodo de retorno de 73 años.


Combinaciones de carga por sismo Combinaciones de carga por sismo UBCUBC--94 y tipo de movimiento del 94 y tipo de movimiento del suelosuelo

Sección 1909.1Sección 1909.1U = 1.05 D + 1.275 L ± 1.4025 EU = 1.05 D + 1.275 L ± 1.4025 EU = 1.05 D ± 1.4025 EU = 1.05 D ± 1.4025 EU = 0.9 D ± 1.43 EU = 0.9 D ± 1.43 E

Sección 1921.27Sección 1921.27U = 1.4 D + 1.4 L ± 1.4 EU = 1.4 D + 1.4 L ± 1.4 EU = 0.9 D ± 1.4 EU = 0.9 D ± 1.4 E

Sección 1628.7.2 Elementos discontinuosSección 1628.7.2 Elementos discontinuosU = 1.00 D + 0.80 L ± 3(U = 1.00 D + 0.80 L ± 3(RwRw/8) E/8) EU = 0.85 D ± 3(U = 0.85 D ± 3(RwRw/8) E/8) E

Sección 1629Sección 1629TrTr = 475 años; espectro transparente, = 475 años; espectro transparente, sin sin sobrerresistenciasobrerresistencia, sin factores de , sin factores de redundancia, con un amortiguamiento del 5 % con respecto al crítredundancia, con un amortiguamiento del 5 % con respecto al crítico.ico.


Distorsión de entrepiso permitida Distorsión de entrepiso permitida UBCUBC--94 y RCG94 y RCG--9797

UBCUBC--9494

Para Te < 0.7 sPara Te < 0.7 s

Para Te ≥ 0.7 sPara Te ≥ 0.7 s

RCGRCG--9797

Para Te < 0.7 sPara Te < 0.7 s

Para Te ≥ 0.7 sPara Te ≥ 0.7 s

ee

w

hhR

005.0 ó 04.0

=∆=∆

ee

w

hhR

004.0 ó 03.0

=∆=∆

ee hQh 005.0 ó 0.015 =∆=∆

ee hQh 004.0 ó 0.011 =∆=∆

( )( ) 5.4 5.1 3 5.1 3 4

12 ==== factor

Q

Rw

2 ≈Ω


Periodo de retornoPeriodo de retorno

El periodo de retorno es el tiempo promedio transcurrido entre dos movimientos sísmicos que tienen la misma aceleración del suelo, para el caso de peligrosidad sísmica se lo determina así:

( )tpT

1

11

1

−−

=


Periodo de retorno para distinta Periodo de retorno para distinta vida útil y riesgo de fallavida útil y riesgo de falla

14514573734444292915150.500.50

995099504975497529852985199019909959950.010.01

4950495024752475148514859909904954950.020.02

195019509759755855853903901951950.050.05

95095047547528528519019095950.100.10

348348174174105105707035350.250.25

1001005050303020201010

VIDA UTIL (años)VIDA UTIL (años)RIESGO RIESGO DE DE

FALLAFALLA



%%90.0090.000.900.90Probabilidad de NO excedencia en n años =Probabilidad de NO excedencia en n años =

%%10.0010.000.100.10Riesgo en n años = Riesgo en n años =

añosaños5050Vida útil, n = Vida útil, n =

%%99.7999.790.99790.9979Probabilidad de NO excedencia por año =Probabilidad de NO excedencia por año =

%%0.210.210.00210.0021Probabilidad de excedencia por año =Probabilidad de excedencia por año =

añosaños475475Periodo de retorno, T = Periodo de retorno, T =


















¿Cómo pasar de un espectro ¿Cómo pasar de un espectro a otro? a otro?

44186331

67672

67672475log

8633173log

. .

.

. ) (

. ) (

=

=

=

10169901

86331

8633173log

6990150log

. .

.

. ) (

. ) (

=

=

=

Dos ejemplos:


ConclusionesConclusiones

Para diseñar ante fuerzas sísmicas y utilizar el factor de cargaPara diseñar ante fuerzas sísmicas y utilizar el factor de carga1.00E1.00E, se debe emplear un espectro de diseño o espectro de sitio , se debe emplear un espectro de diseño o espectro de sitio para un periodo de retorno de 475 años, sin para un periodo de retorno de 475 años, sin sobrerresistenciasobrerresistencia, sin , sin factores de redundancia, y para un 5% de amortiguamiento del factores de redundancia, y para un 5% de amortiguamiento del crítico. Se recomienda utilizar el IBC.crítico. Se recomienda utilizar el IBC.

Al diseñar estructuras de concreto reforzado con el ACI 318 y elAl diseñar estructuras de concreto reforzado con el ACI 318 y elRCGRCG--97, se debe usar el factor de carga 1.40E y 1.43E donde 97, se debe usar el factor de carga 1.40E y 1.43E donde corresponda. Espectros para un periodo de retorno de 475 años, corresponda. Espectros para un periodo de retorno de 475 años, con con sobrerresistenciasobrerresistencia,, sin factores de redundancia, y para un 5% de sin factores de redundancia, y para un 5% de amortiguamiento del crítico.amortiguamiento del crítico.

Es importante e ineludible actualizar el Reglamento de Es importante e ineludible actualizar el Reglamento de Construcciones de Guadalajara; sobre todo el análisis sísmico, pConstrucciones de Guadalajara; sobre todo el análisis sísmico, para ara evitar en un futuro daños irreparables.evitar en un futuro daños irreparables.

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