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Manual de Normativas
Clculo Espacial de Estructuras Tridimensionales Rev. 8.1.40, marzo 2015
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Reservados todos los derechos. Prohibida la reproduccin total o parcial de este manual, aun citando su procedencia.
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reservndose en dicho caso, el derecho a aplicar las clusulas de rescisin de la licencia de uso,
que figuran en dicha Licencia.
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Leibnitz No. 270 - 202 - Colonia Nueva Anzures 11590 Mxico D.F. (Mxico) Tel. (+52) (55) 5254 1160 Fax (+52) (55) 5254 1190
http://www.arktec.com [email protected]
5
ndice
CAPTULO 1 .................................................................................................................15
ESPAA .......................................................................................................................15
Introduccin ............................................................................................................................... 15 Resistencia al fuego de la estructura ........................................................................................ 15
Normas NCSE-94 y NCSE-02 ........................................................................................................ 15 Tipos de Carga: Cargas ssmicas ............................................................................................. 16 Criterios constructivos adoptados por la norma sismorresistente NCSE-94 ................................... 18 Criterios constructivos adoptados por la norma sismorresistente NCSE-02 ................................... 22 Cargas ssmicas ..................................................................................................................... 25
Norma NBE AE-88 ....................................................................................................................... 30 Tipos de Carga: Cargas de Viento............................................................................................ 30
Norma EH-91 .............................................................................................................................. 30 EH-91: Hiptesis y combinaciones de cargas ............................................................................ 31 Clculo del armado de barras .................................................................................................. 33 Mnsulas cortas de hormign armado ...................................................................................... 38 Clculo de zapatas: clculo estructural del cimiento .................................................................. 40 Muros de stano .................................................................................................................... 42 Forjados reticulares y forjados de losa maciza .......................................................................... 42 Fichas de forjados reticulares .................................................................................................. 43 Armado de muros resistentes de hormign .............................................................................. 47
Norma EHE (1998) ...................................................................................................................... 48 EHE: Hiptesis de cargas ........................................................................................................ 48 EHE: Combinacin de acciones realizadas por ................................................................ 51 Materiales ............................................................................................................................. 68 Modelizacin de la estructura .................................................................................................. 72 Estado Lmite de Agotamiento frente a solicitaciones normales .................................................. 72 Estado Lmite de Inestabilidad................................................................................................. 73 Estado Lmite de Agotamiento frente a cortante ....................................................................... 74 Estado Lmite de agotamiento por Torsin en elementos lineales................................................ 78 Estado Lmite de Punzonamiento ............................................................................................. 81 Estado Lmite de Fisuracin .................................................................................................... 83 Estado Lmite de Deformacin ................................................................................................. 84 Elementos de cimentacin ...................................................................................................... 85 Armado de muros resistentes de hormign .............................................................................. 86 Capacidad resistente de los nudos ........................................................................................... 87 Mnsulas Cortas .................................................................................................................... 89
Norma EFHE (2002) .................................................................................................................... 90 Fichas de Forjados ................................................................................................................. 90 Opciones de clculo ............................................................................................................... 92 Consideraciones sobre el clculo ............................................................................................. 93 Armado de negativos en forjados de viguetas ........................................................................... 94
Norma EHE-08 ............................................................................................................................ 96 EHE-08: Hiptesis de cargas ................................................................................................... 97
Norma NBE EA-95 ..................................................................................................................... 141 Planteamiento ..................................................................................................................... 141
Norma CTE ............................................................................................................................... 162 Norma CTE DB-SE ..................................................................................................................... 162
Anlisis estructural y del dimensionado .................................................................................. 162
6
Capacidad portante (Estados Lmite ltimos) .......................................................................... 164 Aptitud al servicio (Estados Lmite de Servicio) ........................................................................ 165
Norma CTE DB SE-AE ................................................................................................................ 167 Acciones permanentes .......................................................................................................... 167 Acciones variables ................................................................................................................ 167
Norma CTE DB SE-A .................................................................................................................. 177 Coeficientes parciales de seguridad para determinar la resistencia ............................................ 178 Materiales............................................................................................................................ 178 Anlisis estructural ............................................................................................................... 179 Estabilidad lateral global ....................................................................................................... 184 Estados Lmite ltimos .......................................................................................................... 185
Norma CTE DB SE-C .................................................................................................................. 195 Bases de clculo .................................................................................................................. 195 Cimentaciones directas ......................................................................................................... 197
Norma CTE DB SE-F .................................................................................................................. 209 Norma CTE DB SE-M ................................................................................................................. 209 Norma CTE DB SI ...................................................................................................................... 209
Generalidades ...................................................................................................................... 209 Norma EAE (2011) .................................................................................................................... 217
CAPTULO 2 ............................................................................................................... 219
MXICO D.F. .............................................................................................................. 219
Introduccin ............................................................................................................................. 219 Disposiciones generales ............................................................................................................. 220 Resistencia al fuego de la estructura ........................................................................................... 221 Criterios de diseo estructural .................................................................................................... 221
Estados lmites. .................................................................................................................... 221 Clasificacin de las acciones .................................................................................................. 222 Combinaciones de solicitaciones realizadas. ............................................................................ 224 Factores de carga ................................................................................................................ 230
Diseo por Sismo ...................................................................................................................... 231 Espectros para diseo ssmico ............................................................................................... 233 Espectros definidos por el usuario .......................................................................................... 234 Reduccin de fuerzas ssmicas ............................................................................................... 234 Factor de Comportamiento ssmico ........................................................................................ 235 Efectos de torsin ................................................................................................................ 235 Anlisis modal ...................................................................................................................... 235 Revisin por cortante basal ................................................................................................... 236
Diseo por Viento ...................................................................................................................... 236 Mtodo Esttico de Diseo por Viento .................................................................................... 237
Diseo y Construccin de Estructuras de Cimentaciones ............................................................... 239 Verificacin de la seguridad de cimentaciones ......................................................................... 240 Verificacin de la seguridad de cimentaciones someras (zapatas y losas) .................................. 241 Cimentaciones con Pilotes o Pilas ........................................................................................... 242 Muros de contencin ............................................................................................................ 243
Diseo y Construccin de Estructuras de Concreto ....................................................................... 243 Consideraciones generales .................................................................................................... 243 Criterios de diseo ............................................................................................................... 243 Comprobacin de pandeo. Esbeltez........................................................................................ 243
Diseo y Construccin de Estructuras Metlicas ............................................................................ 263
7
Materiales ........................................................................................................................... 263 Tipos de estructura y mtodos de anlisis .............................................................................. 263 Propiedades geomtricas ...................................................................................................... 263 Relaciones ancho / grueso y pandeo local .............................................................................. 264 Resistencia .......................................................................................................................... 267
Comisin Federal de Electricidad 2008. Diseo por Viento ............................................................. 288 Clasificacin de las estructuras segn su importancia .............................................................. 288 Clasificacin de las estructuras segn su respuesta ante la accin del viento ............................. 288 Presin actuante sobre una construccin determinada, pz ........................................................ 288 Determinacin de la velocidad bsica de diseo, VD ................................................................ 289 Categoras de terrenos y clases de estructuras ....................................................................... 289 Mapas de isotacas. Velocidad regional VR ............................................................................... 289 Factor de exposicin, Frz ....................................................................................................... 289 Anlisis esttico ................................................................................................................... 293 Fuerzas en miembros estructurales aislados ........................................................................... 294
Comisin Federal de Electricidad 2008. Diseo por Sismo ............................................................. 297 Ubicacin de la estructura .................................................................................................... 297 Clasificacin de las estructuras .............................................................................................. 299 Espectros de diseo ............................................................................................................. 301 Estructuras Tipo 1: Estructuras de Edificios ............................................................................ 302 Estructuras Tipo 3: Muros de retencin .................................................................................. 307 Estructuras Tipo 6: Estructuras Industriales............................................................................ 308 Opciones definibles en el programa ....................................................................................... 308
Glosario y equivalencias entre trminos tcnicos y normativas de Mxico D.F. y de Espaa .............. 310
CAPTULO 3 .............................................................................................................. 311
ARGENTINA ............................................................................................................... 311
Introduccin ............................................................................................................................. 311 Reglamentos de cargas ............................................................................................................. 311
CIRSOC 102-1982. Accin del viento sobre las construcciones ................................................. 311 CIRSOC 201-1982. Proyecto, Clculo y Ejecucin de Estructuras de Hormign Armado y Pretensado ............................................................................................................................... 344
Materiales ........................................................................................................................... 344 Principios para la determinacin de las solicitaciones ............................................................... 345
CIRSOC 201-2005. Estructuras de Hormign ............................................................................... 355 Durabilidad.......................................................................................................................... 355 Materiales ........................................................................................................................... 356 Especificaciones especiales para diseo sismorresistente ......................................................... 358 Otras diferencias con ACI 318M-11 ........................................................................................ 358
CIRSOC 301-1982 Proyecto, Clculo y Ejecucin de Estructuras de Acero para Edificios y CIRSOC 302-1982 Fundamentos de clculo para los problemas de estabilidad del equilibrio en las estructuras de acero. ....................................................................................................... 358
Aceros de uso estructural ..................................................................................................... 358 Resistencia al fuego de la estructura ........................................................................................... 364
CAPTULO 4 .............................................................................................................. 367
AISC 360-10 Y AISI S100-07/S2-10 ...................................................................... 367
Introduccin ............................................................................................................................. 367 Resistencia al fuego de la estructura ...................................................................................... 367 Materiales ........................................................................................................................... 368
8
Tipos de Cargas ................................................................................................................... 368 AISC 360-10 ............................................................................................................................. 370
Comprobacin y revisin de barras de acero ........................................................................... 370 Clasificacin de las secciones para el pandeo local .................................................................. 371 Elementos a traccin ............................................................................................................ 371 Elementos a compresin ....................................................................................................... 372 Elementos a flexin .............................................................................................................. 373
AISI S100-07/S2-10 ................................................................................................................... 375 Comprobacin y revisin de barras de acero conformado ......................................................... 375 Incremento del lmite elstico y la resistencia por el conformado .............................................. 376 Lmites dimensionales ........................................................................................................... 376 Seccin efectiva ................................................................................................................... 376 Elementos sometidos a traccin ............................................................................................. 377 Elementos sometidos a compresin centrada .......................................................................... 377 Elementos sometidos a flexin .............................................................................................. 378 Comprobacin a cortante ...................................................................................................... 378 Esfuerzos combinados .......................................................................................................... 379 Listados de Comprobacin de barras de acero ........................................................................ 380
CAPTULO 5 ............................................................................................................... 385
ACI 318M-11 ........................................................................................................... 385
Introduccin ............................................................................................................................. 385 Sistema de Unidades y Nomenclatura .................................................................................... 386
Materiales ................................................................................................................................. 387 Tipos de Cargas ........................................................................................................................ 388 Detalles de los refuerzos ............................................................................................................ 390
Distancia entre refuerzos ...................................................................................................... 390 Armadura de retraccin y temperatura ................................................................................... 390
Anlisis y clculo. Consideraciones generales ............................................................................... 390 Redistribucin de momentos negativos en vigas ...................................................................... 390 Mdulos de elasticidad .......................................................................................................... 391
Requerimientos de resistencia y utilidad ...................................................................................... 391 Resistencia de diseo ........................................................................................................... 391 Resistencia de diseo de las armaduras ................................................................................. 392 Control de flechas ................................................................................................................ 392
Flexin y cargas axiles ............................................................................................................... 393 Dominios de deformacin y diagramas tensin deformacin .................................................. 393 Principios generales .............................................................................................................. 394 Limitacin de la fisuracin ..................................................................................................... 394 Armadura de piel ................................................................................................................. 395 Lmites de la armadura en elementos comprimidos ................................................................. 395 Esbeltez ("slenderness") de elementos comprimidos ................................................................ 395
Cortante y torsin ..................................................................................................................... 399 Esfuerzo cortante ................................................................................................................. 399
Anclajes y empalmes de armaduras ............................................................................................ 404 Anclaje de refuerzos General .............................................................................................. 404 Desarrollo de redondos traccionados ...................................................................................... 405
Losas en dos direcciones ............................................................................................................ 408 Refuerzos de losa ................................................................................................................. 408 Procedimientos de diseo y clculo ........................................................................................ 408
9
Muros resistentes de hormign armado ....................................................................................... 409 Armadura mnima de refuerzo ............................................................................................... 409
Zapatas .................................................................................................................................... 409 Momentos en zapatas .......................................................................................................... 409 Cortante en zapatas ............................................................................................................. 410
Prescripciones especiales para clculo ssmico ............................................................................. 410 Requisitos especiales (SDC D, E F) ..................................................................................... 411
Hormign en masa estructural ................................................................................................... 415 Mtodo de clculo ................................................................................................................ 415
Resistencia al fuego .................................................................................................................. 417 Generalidades ..................................................................................................................... 417 Soportes ............................................................................................................................. 417 Muros resistentes de hormign armado ................................................................................. 418 Vigas .................................................................................................................................. 418 Losas macizas ..................................................................................................................... 418 Losas nervadas .................................................................................................................... 419 Capas protectoras ................................................................................................................ 419
CAPTULO 6 .............................................................................................................. 421
AF&PA/ASCE STANDARD 16-95 ................................................................................ 421
Introduccin ............................................................................................................................. 421 Materiales ................................................................................................................................ 421
Madera aserrada .................................................................................................................. 421 Madera laminada encolada ................................................................................................... 422
Tipos de Cargas ........................................................................................................................ 423 Propiedades del material............................................................................................................ 423
Valores caractersticos .......................................................................................................... 423 Valores de clculo ................................................................................................................ 423
Acciones de clculo ................................................................................................................... 425 Estado lmite de servicio ............................................................................................................ 425
Clculo de flechas ................................................................................................................ 425 Estados lmite ltimos ................................................................................................................ 426
Comprobacin a flexotraccin ............................................................................................... 427 Comprobacin a flexocompresin .......................................................................................... 427 Comprobacin a cortante y torsin ........................................................................................ 427 Barras de inercia variable ..................................................................................................... 427 Barras curvas o con intrads curvo ........................................................................................ 427
Estabilidad de piezas ................................................................................................................. 428 Clculo de los factores de pandeo y vuelco lateral ................................................................... 428
Estabilidad estructural frente al fuego ......................................................................................... 429 Generalidades ..................................................................................................................... 429 Acciones de incendio ............................................................................................................ 430 Carbonizacin de la madera .................................................................................................. 430 Comprobacin por el mtodo de la seccin reducida ............................................................... 431
Listados de Comprobacin de barras de madera .......................................................................... 431 Listado Resumido de Comprobacin de Secciones ................................................................... 431 Listado Completo de Comprobacin de Secciones ................................................................... 432
Listados y grficas de barras de madera ..................................................................................... 433
10
CAPTULO 7 ............................................................................................................... 435
PORTUGAL ................................................................................................................. 435
Introduccin ............................................................................................................................. 435 RSA (Reglamento de Seguridad y Acciones para Estructuras de Edificios y Puentes). ....................... 435
Sistema de unidades ............................................................................................................ 436 Estados lmites ..................................................................................................................... 436 Clasificacin de las acciones .................................................................................................. 436 Criterios de cuantificacin de acciones ................................................................................... 438 Valores de clculo para las acciones ....................................................................................... 439 Combinacin de acciones ...................................................................................................... 439 Accin del viento .................................................................................................................. 442 Accin del sismo .................................................................................................................. 443
REBAP: Reglamento de Estructuras de Hormign Armado y Pretensado (Decreto Ley n349-C/83 de 30 de Julio). ................................................................................................................. 451
Materiales y sus propiedades ................................................................................................. 451
CAPTULO 8 ............................................................................................................... 459
CHILE ....................................................................................................................... 459
Introduccin ............................................................................................................................. 459 Resistencia al fuego de la estructura ...................................................................................... 459
Materiales ................................................................................................................................. 460 Norma NCh170 Of.1985 Hormign - Requisitos Generales ........................................................ 460
Decreto Supremo N 60 (V. y U.) de 2011. Diseo y Clculo para el Hormign Armado ................... 461 Recubrimiento de las armaduras ............................................................................................ 461 Refuerzo transversal para elementos comprimidos .................................................................. 462 Prescripciones especiales para clculo ssmico ........................................................................ 462
Norma NCh432.Of71. Clculo de la accin del viento sobre las construcciones ................................ 462 Presin bsica del viento ....................................................................................................... 463
Norma NCh433 Of.1996 mod.2009 + D.S. N 61 (V. y U.), 2011. Diseo Ssmico de Edificios ........... 465 Disposiciones de aplicacin general ........................................................................................ 465 Disposiciones generales sobre diseo y mtodos de anlisis ..................................................... 466
CAPTULO 9 ............................................................................................................... 477
EUROCDIGOS ESTRUCTURALES ..................................................................................... 477
Introduccin ............................................................................................................................. 477 Eurocdigo 0: Bases de clculo de estructuras ............................................................................. 479
Situaciones de proyecto ........................................................................................................ 479 Estados Lmite ltimos .......................................................................................................... 479 Estados Lmite de Servicio ..................................................................................................... 481 Coeficientes de seguridad y de combinacin de las acciones .................................................... 481
Eurocdigo 1: Acciones en estructuras ........................................................................................ 483 Peso propio ......................................................................................................................... 483 Sobrecargas de uso .............................................................................................................. 484 Viento ................................................................................................................................. 484
Eurocdigo 2: Proyecto de estructuras de hormign ..................................................................... 495 Bases de clculo .................................................................................................................. 496 Materiales............................................................................................................................ 497 Durabilidad y recubrimiento de la armadura ........................................................................... 500 Anlisis Estructural ............................................................................................................... 502
11
Eurocdigo 3 y EAE: Proyecto de estructuras metlicas ................................................................ 528 Bases de Clculo .................................................................................................................. 529 Materiales ........................................................................................................................... 529 Coeficientes parciales de seguridad para determinar la resistencia ............................................ 532 Anlisis estructural y clculo de la solicitaciones ...................................................................... 533 Estados lmite de utilizacin .................................................................................................. 534 Estados lmite ltimos .......................................................................................................... 534 Clasificacin de las secciones ................................................................................................ 535 Seccin eficaz de perfiles abiertos conformados en fro ........................................................... 538 Resistencia de las secciones .................................................................................................. 540 Resistencia al fuego ............................................................................................................. 558
Eurocdigo 4: Proyecto de estructuras mixtas .............................................................................. 565 Tipologas de forjados de chapa ............................................................................................ 565 Criterios de clculo ............................................................................................................... 565 Comprobacin de secciones .................................................................................................. 566
Eurocdigo 5 y CTE DB SE-M: Proyecto de estructuras de madera ................................................. 571 Clculo de esfuerzos ............................................................................................................ 571 Estados lmite ltimos (E.L.U.) .............................................................................................. 571 Estados lmite de servicio (E.L.S.) .......................................................................................... 574 Estabilidad de las piezas: Pandeo por flexin y compresin combinadas .................................... 574 Estabilidad de las piezas: Vuelco lateral de vigas .................................................................... 577
Eurocdigo 6 y CTE DB SE-F: Proyecto de Estructuras de Fbrica .................................................. 584 Propiedades de muros de fbrica........................................................................................... 584
Eurocdigo 8. Proyecto de estructuras sismorresistentes .............................................................. 600 Requerimientos ................................................................................................................... 601 Tipos de terreno .................................................................................................................. 601 Accin ssmica ..................................................................................................................... 602
Eurocdigo 9: Proyecto de estructuras de aluminio ...................................................................... 616 Bases de Clculo .................................................................................................................. 616 Materiales ........................................................................................................................... 616 Coeficientes parciales de seguridad para determinar la resistencia ............................................ 618 Anlisis estructural y clculo de la solicitaciones ...................................................................... 619 Estados lmite de utilizacin .................................................................................................. 620 Estados lmite ltimos .......................................................................................................... 620 Clasificacin de las secciones ................................................................................................ 620
CAPTULO 10 ............................................................................................................ 635
PER ....................................................................................................................... 635
Norma Tcnica de Edificacin E.030 Comit Tcnico Permanente NTE E.030 Diseo Sismorresistente ....................................................................................................................... 635
Definicin de los espectros de respuesta ................................................................................ 635
CAPTULO 11 ............................................................................................................ 639
COSTA RICA .............................................................................................................. 639
Cdigo Ssmico de Costa Rica 2002 (CSCR-2002) ......................................................................... 639 Zonas Ssmicas .................................................................................................................... 639 Tipos de Terreno (Sitios de cimentacin) ............................................................................... 639
12
CAPTULO 12 ............................................................................................................. 643
ECUADOR ................................................................................................................... 643
Cdigo Ssmico CPE INEN 5 ........................................................................................................ 643 Zonas Ssmicas. Factor de Zona ............................................................................................. 643 Tipos de Terreno .................................................................................................................. 643 Coeficiente de suelo S y Coeficiente Cm ................................................................................. 644 Factor de importancia "I" ...................................................................................................... 644 Factor de reduccin de resistencia ssmica "R" ........................................................................ 644 Coeficientes de configuracin en planta .................................................................................. 645 Coeficientes de configuracin en elevacin ............................................................................. 646 Procedimiento dinmico de clculo de fuerzas......................................................................... 647 Efectos PDelta ..................................................................................................................... 648 Espectros de Respuesta ........................................................................................................ 648 Carga gravitatoria participante .............................................................................................. 650 Efectos combinados de viento y sismo ................................................................................... 650 Un ejemplo .......................................................................................................................... 650
CAPTULO 13 ............................................................................................................. 651
VENEZUELA ................................................................................................................ 651
Cdigo Ssmico Convenin 1756-1:2001 ........................................................................................ 651 Gua de aplicacin y fundamentos bsico ................................................................................ 651 Zonificacin ssmica .............................................................................................................. 652 Formas espectrales tipificadas de los terrenos de fundacin ..................................................... 653
CAPTULO 14 ............................................................................................................. 657
COLOMBIA ................................................................................................................. 657
Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente (NSR-10) ............................................. 657 Introduccin ........................................................................................................................ 657 Accin del sismo .................................................................................................................. 657 Cargas ................................................................................................................................ 665 Estructuras de hormign ....................................................................................................... 666 Estructuras de mampostera (Muros de fbrica) ...................................................................... 666
CAPTULO 15 ............................................................................................................. 679
REPBLICA DOMINICANA ............................................................................................. 679
Reglamento para el anlisis y diseo ssmico de estructuras. Repblica Dominicana. Noviembre 2010. ....................................................................................................................... 679
Zonificacin ssmica .............................................................................................................. 679
CAPTULO 16 ............................................................................................................. 687
ITALIA ...................................................................................................................... 687
Norma Ssmica Italiana NTC 1401 2008 ....................................................................................... 687 Accin ssmica ..................................................................................................................... 687
CAPTULO 17 ............................................................................................................. 699
ARGELIA .................................................................................................................... 699
Reglas antissmicas argelinas RPA 99 / Versin 2003 .................................................................... 699
13
Criterios de clasificacin ....................................................................................................... 699 Masas intervinientes en el clculo .......................................................................................... 700 Mtodo de clculo dinmico modal - espectral ........................................................................ 700
CAPTULO 18 ............................................................................................................ 705
BRASIL ..................................................................................................................... 705
Introduccin ............................................................................................................................. 705 ABNT NBR 6118:2014: Proyecto de estructuras de hormign - Procedimiento ................................ 705
Estados limites .................................................................................................................... 705 Clasificacin de las acciones .................................................................................................. 706 Combinaciones de esfuerzos realizados .................................................................................. 707 Carga del viento (NBR-6123-1988) ........................................................................................ 708 Carga de sismo .................................................................................................................... 709 Materiales y sus propiedades ................................................................................................ 710 Flexin ................................................................................................................................ 713 Compresin - pandeo ........................................................................................................... 713 Torsin ............................................................................................................................... 715 Esfuerzo cortante ................................................................................................................. 716 Solicitaciones combinadas ..................................................................................................... 718 Punzonamiento .................................................................................................................... 718 Verificacin de la seguridad: estados limites de uso ................................................................ 719 Disposiciones constructivas ................................................................................................... 720 Vigas .................................................................................................................................. 721 Pilares ................................................................................................................................ 722 Losas .................................................................................................................................. 722 Zapatas .............................................................................................................................. 723 Hormign en masa ............................................................................................................... 723
ABNT NBR 8800:2008: Proyecto de estructuras de acero y de estructuras mixtas de acero y hormign de edificios ................................................................................................................ 723
Introduccin ........................................................................................................................ 723 Campo de aplicacin ............................................................................................................ 724 Materiales ........................................................................................................................... 724 Cargas ................................................................................................................................ 725 Resistencia .......................................................................................................................... 726 Estabilidad y anlisis estructural ............................................................................................ 727 Condiciones especficas para el dimensionamiento de elementos de acero ................................ 730 Barras prismticas en traccin ............................................................................................... 734 Barras prismticas en compresin ......................................................................................... 734 Barras prismticas sometidas a flexin ................................................................................... 735 Barras prismticas sometidas a cortante ................................................................................ 737 Barras prismticas sometidas a esfuerzos combinados ............................................................ 739 Barras sometidas a torsin, axil, flexin y cortante .................................................................. 740 Deformaciones mximas admisibles ....................................................................................... 741
ABNT NBR 14762:2010: Dimensionamiento de estructuras de acero constituidas por perfiles conformados en frio .................................................................................................................. 742
Introduccin ........................................................................................................................ 742 Campo de aplicacin ............................................................................................................ 742 Materiales ........................................................................................................................... 743 Cargas ................................................................................................................................ 743 Resistencia .......................................................................................................................... 744
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Estabilidad y anlisis estructural ............................................................................................ 744 Mtodos para el dimensionamiento de las barras .................................................................... 744 Condiciones especficas para el dimensionamiento de barras .................................................... 745
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Captulo 1
Espaa
Introduccin
El programa permite seleccionar tres conjuntos de normas para Espaa en la solapa Normativa
de la funcin Archivo>Preferencias:
EHE-08, NCSE y CTE
EHE, EFHE, NCSE, EA-95, NBEs, EC-5 y EC-6
EH-91, EF-96, NCSE, EA-95, FL-90, NBEs y EC-5
Para EC-5 y EC-6 puede consultarse el captulo I correspondiente a los Eurocdigos.
Cuando se selecciona el primer conjunto de normas, es posible elegir entre dos normas para la compro-bacin de las secciones de Acero Estructural:
CTE DB SE-A
EAE
Resistencia al fuego de la estructura
La resistencia al fuego de la estructura se realiza de acuerdo a las siguientes normas:
Para el primer conjunto de normas, se utiliza el CTE DB SI, salvo el caso de elementos de hormign
armado, en los que de forma opcional, se puede sustituir por lo indicado en el Anejo 6 de la EHE-08. Vase el apartado correspondiente al CTE DB SI de este Captulo.
Para el segundo y tercer conjunto de normas, se utilizan los Eurocdigos Estructurales. Vase el Cap-tulo I de este Manual de Normativas.
Normas NCSE-94 y NCSE-02
La norma NCSE es la Norma de Construccin Sismorresistente: parte general y Edificacin, de la que ha habido hasta el momento dos revisiones: la de 1994 y la de 2002. La primera de ellas derog la norma PDS-1-74.
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Tipos de Carga: Cargas ssmicas
En todos los conjuntos de normas para Espaa, se pude definir la accin ssmica por mtodos dinmicos de acuerdo con la norma NCSE, tanto en su edicin de 1994 como en la de 2002, incluyendo, de manera opcional, sus respectivos requerimientvos constructivos. Tambin se permite definir la accin ssmica por mtodos estticos de acuerdo con la norma PDS-1-74.
Si se utiliza el mtodo del tipo dinmico, el clculo de las cargas ssmicas se realiza mediante un anlisis modal espectral de la estructura, mtodo propuesto como preferente por la norma NCSE-94 (Art. 3.6.2.
Anlisis modal espectral) y NCSE-02 (Art. 3.6.2. Anlisis mediante espectros de respuesta).
Las diferencias ms sustanciales entre NCSE-94 y NCSE-02, relativos al clculo de la accin ssmica son:
Diferente mapa de peligrosidad ssmica, con zonas (como Galicia) en las que en NCSE-02 s existe una aceleracin ssmica bsica mayor o igual a 0,04g.
Diferente formulacin de la aceleracin ssmica de clculo, funcin del coeficiente de riesgo y, en NCSE-02, de un coeficiente de amplificacin del terreno.
Diferentes tipos de terreno (del tipo I al III en NCSE-94 y del tipo I al IV en NCSE-02).
Diferente formulacin del espectro de respuesta elstico.
En NCSE 02 aumenta el porcentaje de las sobrecargas (en viviendas, hoteles y residencias) y la nieve a considerar en el sismo (del 30% al 50%) respecto a NCSE-94.
Disminucin, en NCSE-02, del amortiguamiento (y aumento consiguiente del coeficiente de respues-ta) en estructuras de hormign y estructuras de muros.
Estos cambios pueden suponer, en algunos casos (estructuras de hormign, terreno II, edificio de vi-viendas, por ejemplo) aumentos en la accin ssmica de ms del 50% en NCSE-02 respecto a NCSE-94.
Matriz de masa considerada: masa traslacional y masa rotacional
La masa considerada en el anlisis modal espectral es la siguiente:
0 + [mx.(1+2, 7+8, 9+10) + (11+12+...+20)/NMov] + 22
donde
0 es la hiptesis de carga permanente.
1+2, 7+8 y 9+10 son las parejas de cargas alternativas (sobrecargas de uso y tabiquera).
11 a 20 son las hiptesis de cargas mviles (puentes gra, por ejemplo).
22 es la hiptesis de carga de nieve.
es un factor, entre 0,3 y 0,6 (NCSE-94) entre 0,5 y 0,6 (NCSE-02), funcin del uso del edificio.
es 1,0 0,3 (NCSE-94) y 0,5 0,0 (NCSE-02) en funcin del tiempo de permanen-cia de la nieve (n de das / ao).
NMov es el nmero de cargas mviles activas.
(Si se utilizan combinaciones explcitas, las hiptesis de carga permanente, peso propio, sobrecargas y nieve pueden variar con respecto a las aqu indicadas).
Si se utiliza el mtodo esttico de PDS-1-74, es preciso definir previamente los prticos de la estructura, ya que las fuerzas equivalentes de sismo se calcularn y se aplicarn sobre los nudos situados en los prticos.
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Obtencin de la aceleracin caracterstica
En la Norma NCSElos espectros de respuesta estn normalizados para una aceleracin del terreno de 1
m/s2.
perodo T en segundos
Aceleracin en m/s
Grfico de respuesta espectral tpico de la norma NCSE
Zonas ssmicas
Las normas NCSE-94 y NCSE-02 determinan la situacin de un edificio por dos valores: la aceleracin ssmica bsica y el coeficiente de contribucin. La aceleracin ssmica bsica es la aceleracin horizontal sufrida por el terreno en un terremoto con un perodo de retorno de 500 aos. Sus valores, en Espaa, se sitan entre 0 y 0,25g, siendo g la aceleracin de la gravedad. Si se desea averiguar la aceleracin ssmica bsica en funcin del grado ssmico I en M.S.K. indicado por la antigua PDS-1/74, se puede utili-zar la expresin
)/(10 2)2321,0330103,0( scma IC
La aceleracin ssmica de clculo es la aceleracin con la que se debe calcular la estructura, y en NCSE-94 viene dada por un factor, entre 1,0 y 1,3, que multiplica la aceleracin ssmica bsica en funcin de la importancia de la edificacin. Dicha importancia se determina mediante el perodo de vida estimado, 50 aos para edificios de normal importancia y 100 aos para edificios de especial importancia. En NCSE-02 viene dada por dos factores: el primero, idntico al de NCSE-94; el segundo, un factor S de amplifica-cin del terreno que es funcin del tipo de terreno.
El coeficiente de contribucin, K, tiene en cuenta la distinta contribucin a la peligrosidad ssmica en cada punto de Espaa de la sismicidad de la Pennsula y de la proximidad a la falla Azores - Gibraltar. Sus valores se sitan entre 1,0, para todo el territorio nacional salvo Andaluca occidental y sudoeste de Extremadura, y 1,5.
La edicin de 2002 de la NCSE (NCSE-02) ha modificado el mapa de peligrosidad ssmica de la anterior edicin (NCSE-94).
Centro de masas y centro de rigideces
La norma NCSE considera adems, una excentricidad adicional de un 1/20 de la mxima dimensin del plano, medido ortogonalmente a la direccin de sismo considerada.
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Criterios constructivos adoptados por la norma sismorresis-tente NCSE-94
La norma NCSE-94 refleja una serie de criterios a tener en cuenta cuando la aceleracin ssmica de clculo, ac, es superior o igual a 0,12g. (1,18 m/s
2). Salvo la referente a vigas de cimentacin, ninguna
de estas prescripciones eran recogidas por la normativa anterior.
La caja de dilogo Opciones Sismo dentro de las opciones de clculo del armado de las barras de la
estructura, permite independizar la aplicacin de los criterios constructivos ante la accin ssmica de los datos considerados en el clculo de la accin ssmica, introducidos en la definicin de cargas.
En general, estas prescripciones son ms restrictivas cuanto mayor sea la ductilidad de la estructura, lo que en cierto modo, viene a compensar las menores cargas ssmicas que recibe una estructura cuanto mayor es su ductilidad.
A continuacin se indican las prescripciones ms significativas.
Prescripciones generales
Si existe una excentricidad entre el eje de un pilar y el de una viga superior a un cuarto del ancho del pilar (medido ortogonalmente a la directriz de la viga), se debern tener en cuenta los efectos de torsin producidos. En es necesario que el usuario introduzca manualmente un momento adicional que
deber modelizar esta situacin.
Se deben evitar los pilares apeados y grandes vigas embrochaladas. Si existieren, se deber tener en
cuenta el sismo vertical y se deber mayorar el esfuerzo cortante en dichas piezas por el coeficiente de ductilidad (que puede variar entre 1,0 y 4,0). Cuando se calcula con sismo vertical, siempre
considera una ductilidad igual a 1,0 (como aconseja NCSE-94). Por tanto, esta prescripcin no es necesa-rio comprobarla, no realizndose ninguna mayoracin del esfuerzo cortante, segn el prrafo anterior.
Cimentaciones
Si ac 0,08g, se deben atar las zapatas perimetrales.
Si ac 0,16g, se deben atar todas las zapatas en dos direcciones.
no realiza ninguna comprobacin respecto a los dos apartados anteriores ni da, por tanto, ningn
mensaje de aviso si stas no se cumplen. El proyectista debera comprobar el cumplimiento de estas normas de diseo y modelizar correctamente la estructura en el programa.
Las vigas de cimentacin deben soportar, al menos, un axil de valor (ac/g)mx.[N1, N2], siendo N1 y
N2 los normales transmitidos por los pilares a las zapatas. realiza el clculo de las vigas teniendo
en cuenta este criterio.
Estructuras de Hormign armado
Adems de las prescripciones impuestas por la norma EH-91, se deben considerar las siguientes:
Si ac 0,16 g, o la ductilidad es alta o muy alta, no se deben utilizar vigas planas. no efect-
a ningn control ni advertencia sobre este aspecto. Se deja a criterio del proyectista la decisin de la relacin ancho-canto que delimita cuando una viga se considera plana. Como recomendacin el
19
proyectista puede tomar el criterio de que una viga es plana es cuando su ancho supera vez y media su canto.
Si ac 0,16g, debe cumplirse:
fck 200 Kp/cm2 (20 MPa)
fyk 5100 Kp/cm2 (500 MPa)
Utilizar acero de dureza natural
Aumentar los anclajes 10
Si los materiales que se pretenden utilizar en el armado de la estructura no cumplen estas condiciones aparece una ventana como la de la figura y no se puede salir de la caja de dilogo de definicin de ma-teriales hasta que se cumpla lo anteriormente expuesto.
Vigas
Las longitudes de anclaje de las armaduras longitudinales superiores de las vigas se aumentarn un 15% en los nudos extremos de los prticos (extremo izquierdo de la barra del caso de la derecha en la figura siguiente). no tiene en cuenta esta consideracin, por lo que ser criterio del proyectista actuar
en consecuencia modificando si es preciso los armados de .
Para ductilidad alta o muy alta y aceleracin de clculo mayor o igual a 0,12g se indican una serie de armaduras longitudinales y transversales mnimas bastante exigentes, como se detalla a continuacin, y que considera en la definicin del armado.
Sea As el armado superior, Ai el armado inferior, h el canto de la viga y l la longitud de los extremos de la viga, medida desde la cara del pilar, en la que el estribado es mayor.
Si la ductilidad es muy alta (igual a 4), y 0.12g ac < 0.16g:
As y Ai, 2 14
AsAs, mx / 4
Estribos: c6 mm
l2h
en l, la separacin entre cercos debe ser:
6 mn. arm. long.; h/4; 15 cm; 24c
en el resto, la separacin entre cercos debe ser: h/2
Si la ductilidad es alta (igual a 3), y 0.12gac
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AsAs,mx / 4
As,mn = Ai,mn = mximo de los dos mnimos superior e inferior
En los extremos de las vigas, AiAs/2
Estribos: c6 mm
Mayorar por 1.25 el cortante de clculo
l2h
en l, la separacin entre cercos debe ser:
6 mn.arm. long.; h/4; 10 cm; 24c
en el resto, la separacin entre cercos debe ser: h/2
Pilares, para ac 0,16g
Si la ductilidad es muy alta (igual a 4), el pilar debe ser de seccin mayor o igual a 30x30 cm. Si es alta (igual a 3), el pilar debe ser de seccin mayor o igual a 25x25 cm. Estas prescripciones se evalan en
en el clculo del armado de pilares, y se avisa al usuario mediante el mensaje "Forma no permi-
tida".
Se debe aumentar la armadura mnima longitudinal un 25% sobre lo indicado en el artculo 38.3 de la EH-91, y debe estar constituida por al menos tres redondos por cada cara (es decir, ocho redondos por pilar de seccin rectangular).
La separacin entre barras longitudinales debe ser menor o igual a 15 cm.
El solape entre una planta y la siguiente se realizar a media altura del soporte, fuera de la zona tupida de cercos, lo cual es bastante inusual. no tiene en consideracin este tema, por lo que el pro-
yectista debera detallarlo aparte como considere oportuno.
Si la ductilidad es alta o muy alta, se establece un estribado ms tupido en ambos extremos del pilar, que detalla en el cuadro de pilares (ver grficos). Como disposicin constructiva, dicho estribado
debe prolongarse en el interior del nudo formado por el pilar y la viga. Dicho estribado debe cumplir lo siguiente:
Sea L la longitud del pilar medida desde la cara superior del forjado inferior y la cara inferior de la viga superior de ms canto de entre las que acometen al pilar. Sea H la parte de dicha longitud L, de ambos extremos del pilar, en la que los estribos tienen una separacin menor. Sean las dimensiones del pilar,
AxB, con B A.
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Estribos para pilares de ductilidad muy alta (= 4):
Deben penetrar dentro del nudo, con una separacin igual a la menor de entre el pilar inferior y el superior.
HA; HL/5; H60 cm
En H:
Mayorar la cuanta (disminuir la separacin) un 25%
c6 mm; c L / 4
La separacin debe ser:
10 cm; Ao/4, Ao=A-2recubrimiento; 6L
Estribos para pilares de ductilidad alta (= 3):
Deben penetrar dentro del nudo, con una separacin igual a la menor de entre el pilar inferior y el superior.
HA; HL/6; H45 cm
En H:
Mayorar la cuanta (disminuir la separacin) un 25%
c6 mm; c L / 4
La separacin debe ser:
15 cm; Ao/3, Ao=A-2recubrimiento; 8 L
A continuacin se describe como se expresan las distintas zonas de estribado de pilares y la referencia de cada una.
22
Las zonas de estribado se definen de abajo arriba, independientemente de que el nudo de menor nume-racin del pilar se encuentre en el forjado inferior o en el superior. La zona L3 indica el estribado hasta la cara inferior de la viga superior de ms canto, de entre las que acometan al pilar, aunque se acote a la cara superior.
Acero laminado
Si ac0,16g, los nudos deben ser rgidos. Slo se pueden utilizar pilares y vigas de seccin doblemente
simtrica y de alma llena no efecta ningn control ni advertencia sobre este aspecto. Se deja a
criterio del proyectista la decisin de decidir qu nudos deben ser rgidos y cules no.
Criterios constructivos adoptados por la norma sismorresis-tente NCSE-02
La entrada en vigor de NCSE-02 es el 27/09/2004. Se incorporan los criterios constructivos de su captulo "4. REGLAS DE DISEO Y PRESCRIPCIONES CONSTRUCTIVAS EN EDIFICACIONES" reflejados a conti-nuacin.
Cimentacin
Elementos de atado
En el artculo 4.3.2 se indica que los elementos de cimentacin que transmitan al terreno cargas vertica-les significativas deben enlazarse con los elementos contiguos en dos direcciones capaces de resistir un esfuerzo axial, tanto de traccin como de compresin, igual a la carga ssmica horizontal transmitida en cada apoyo. En el programa no se verifica la existencia de estas vigas de cimentacin, y como axil a considerar, se toma la reaccin horizontal total transmitida por la zapata o encepado paralelo a la viga de cimentacin (lo cual queda siempre del lado de la seguridad).
Encepados y pilotes
Se comprueba que la armadura longitudinal est formada por barras de dimetro mayor o igual que 12 mm, en nmero mnimo de 6 y separadas como mximo 20 cm, y cuya cuanta (en el caso de pilotes hormigonados in situ) no sea menor del 0,4 % de la seccin total.
La armadura transversal, que en es constante en toda la longitud del pilote, estar constituida
por cercos de dimetro mayor o igual de 6 mm y separados no ms de 10 cm.
Muros resistentes de fbrica
Criterios generales
Se comprueba que si ac 0,08g, la altura de cada planta no es mayor de 20 veces el espesor del muro.
Tambin se comprueba que el espesor de los muros no sea menor de 12 cm ( 14 cm si ac 0,08g),
que son las dimensiones mnimas indicadas en el articulado para muros interiores.
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Rozas (en muros de fbrica)
Slo se admiten rozas verticales cuya profundidad no exceder de la quinta parte de su espesor. En cualquier caso, el grueso reducido no ser inferior a los valores especificados en el apartado anterior.
Refuerzos (en muros de Termoarcilla)
Cuando ac 0,12 g, en los muros de fbrica debe haber refuerzos verticales y horizontales a distancias
menores de 5 m. EC-6 y CTE son ms restrictivos: 0,6 m en vertical, 4 m en horizontal, por lo que en , slo se comprueba que si el muro no es confinado, se obliga a que haya armaduras verticales.
Estructuras de Hormign Armado
Criterios generales
En el artculo 4.5.1 se indica que las piezas cortas, tales como enanos, conviene comprobarlas para el cortante que resulte de considerar en las secciones extremas momentos iguales a la capacidad resistente a flexin que posean y con signo opuesto. lo aplica a pilares de menos de 150 cm de altura.
Vigas de ductilidad alta ( = 3)
Si se define que la ductilidad es alta ( = 3) se comprueba que:
El ancho del descuelgue, b, es al menos 0,20 m.
En la cara superior y en todo su desarrollo se disponen al menos 2 14.
En la cara superior, la armadura de continuidad en un nudo interior tendr una seccin menor de b h / 40 (es decir, cuanta menor del 2,5%), siendo h el canto total de la viga.
En la cara inferior y en todo su desarrollo se disponen al menos 2 14 y el 4 .
En la cara inferior llegar efectivamente anclada al extremo al menos una armadura A/3, siendo A la cuanta mxima de la armadura superior de traccin de ese mismo extremo.
Tanto en la cara superior como en la inferior, se dispondr, en todo su desarrollo, una armadura mnima A/4, siendo A la cuanta de la mxima armadura negativa entre los dos extremos.
La capacidad resistente a cortante de las secciones ser un 25% superior a la requerida por el clcu-lo.
En las zonas extremas de la viga, en una amplitud de dos cantos a partir de la cara del soporte, se dispondrn cercos de al menos 6 mm de dimetro y con una separacin no mayor que:
h/4.
8 L siendo L el dimetro de cualquier armadura longitudinal comprimida.
0,15 m.
En el resto de la viga los cercos tendrn una separacin mxima de h/2.
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Vigas de ductilidad muy alta ( = 4)
Si se define que la ductilidad es muy alta ( = 4), se comprueba que, adems de lo indicado para ductili-dad alta, se cumple que:
No se produce inversin de momentos, es decir, el caso ssmico no provoca en extremos de las vigas momentos de ambos signos.
El ancho del descuelgue, b, ser al menos 0,25 m.
En la cara inferior, llegar efectivamente anclada al extremo sin continuidad al menos una armadura A/2, siendo A la cuanta de la armadura de traccin de ese mismo extremo.
Tanto en la cara superior como en la inferior, se dispondr, en todo su desarrollo una armadura mnima A/3, siendo A la cuanta de la mxima armadura negativa entre los dos extremos.
Existir una armadura de piel longitudinal de al menos 2 10, cada 0,25 m de canto.
En las zonas extremas de la viga, en una amplitud de dos cantos a partir de la cara del soporte, se dispondrn cercos de dimetro de al menos 6 mm y con una separacin menor de:
6 L, siendo L el dimetro de cualquier armadura longitudinal comprimida.
Vigas con aceleracin de clculo ac 0,16g
Independientemente del valor de , cuando ac 0,16 g, la armadura longitudinal de las vigas principales ser al menos de 2 16, y de 0,004 bh, extendida a todo su desarrollo, y la separacin de cercos, en una amplitud de 2 h desde la cara del soporte, no ser superior a 0,10 m (del grfico adjunto, se deduce que As 0,004bh es slo aplicable a la armadura inferior).
Pilares con aceleracin de clculo ac 0,12g
Cuando ac 0,12g se debe cumplir:
La dimensin mnima no ser inferior a 0,25 m.
El armado longitudinal estar constituido por al menos tres barras en cada cara (seis en secciones circulares), con un intervalo no superior a 0,20 m.
La capacidad resistente a cortante de las secciones ser un 25% superior a la requerida por el clcu-lo.
En las zonas extremas del soporte, en una amplitud medida a partir del entronque con el forjado o viga de al menos dos cantos (y al paso por el nudo), se dispondrn cercos de dimetro de al menos 6
mm y con un intervalo no mayor que:
c/3, siendo el canto c la dimensin menor del soporte.
0,10 m si la armadura longitudinal es 12 14, y 0,15 m si es 16 o mayor.
Pilares con aceleracin de clculo ac 0,16g
Cuando ac 0,16g, adems de lo indicado para ac 0,12g, se debe cumplir:
La dimensin mnima no ser inferior a 0,30 m.
El intervalo entre barras longitudinales no ser superior a 0,15 m.
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La seccin de la armadura longitudinal no ser inferior al 1% ni superior al 6% de la seccin de hor-mign.
En las zonas extremas del soporte, en una amplitud medida a partir del entronque con el forjado o viga de al menos dos cantos (y al paso por el nudo) se dispondrn cercos de dimetro al menos 8 mm y con un intervalo no mayor que:
c/4, siendo c la dimensin menor del soporte.
0,07 m si la armadura longitudinal es 12 14, y 0,10 m si es 16 o mayor.
Muros Resistentes de hormign armado
Si se define ac 0,16g o ductilidad alta o muy alta, ( = 3 = 4), se verifica:
El espesor b ser al menos 0,15 m y mayor que h/20. (h es el ancho del muro).
La separacin de armaduras ser no superior a 0,15 m.
La seccin de cada familia de mallas no ser inferior al 0,25% ni superior al 4% de la seccin de hormign.
En la parte baja de los dos bordes laterales de la pantalla se dispondrn cercos (aunque en , los estribos son constantes en todo el muro):
cercos de 8 o superior.
extendidos horizontalmente en al menos h/5 desde los bordes.
en una altura no menor de h ni de H/6 (H es la altura total del muro).
separados en altura no ms de b/3 ni 10 (siendo el dimetro de la armadura vertical).
Cargas ssmicas
En el caso de PDS-1/74 se recuerda que es una norma que est derogada, y que requiere que se hayan definido prticos sobre la estructura, ya que las cargas ssmicas se calculan exclusivamente sobre los prticos definidos en el momento de solicitar el clculo de las cargas ssmicas. Tambin es posible utilizar la opcin de sismo Genrico.
Segn PDS-1/74
La definicin de cargas ssmicas segn la PDS-1/74 calcula fuerzas puntuales aplicadas en los nudos.
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El clculo de una estructura frente a la accin ssmica debe de realizarse considerando la actuacin del sismo segn dos direcciones perpendiculares. La funcin Direcciones Sismo, permite introducir grfica-mente las direcciones.
calculan fuerzas en los nudos de los prticos definidos antes de solicitar el clculo de las fuerzas de
sismo.
El procedimiento a seguir para realizar un clculo automtico de la accin ssmica, segn la PDS-1/74, es el siguiente:
Definir los valores correspondientes a la accin ssmica segn PDS1-74 en el men Cargas> Definir....
Si la opcin de sismo est inactiva, verificar la opcin Sismo en el men Cargas>Opciones.... Si se quiere el clculo en los dos sentidos, activar la opcin Sentido +- en esta misma caja de dilogo. Seleccionar en la opcin Norma la PDS1-74.
Seleccionar la funcin Cargas>Cargas Ssmicas.
El programa calcula la accin del sismo como cargas puntuales en nudos en las dos direcciones definidas siguiendo los criterios expuestos en NBE-PDS-1/74 y NTE-ECS.
El coeficiente a introducir en la opcin de Combinaciones de Sismo referente a las Sobrecargas Gravita-torias segn la norma NCSE-94 tiene un valor entre 0.3 y 0.6 (coincide con el valor de la matriz de masa considerada en el clculo de las cargas ssmicas -ver apartado Matriz de masa considerada-), mientras que segn la PDS/1-74 vara entre 0.5 y 0.8.
Segn NCSE
introducen sobre cada plano horizontal donde exista un forjado unidireccional, reticular o losa,
dos cargas puntuales por cada modo de vibracin, segn las dos direcciones de los ejes horizontales generales X y Z. Si la opcin de clculo de sismo Considerar la Excentricidad Accidental se encuentra habilitada, las fuerzas se aplican a una distancia del centro de masas del plano, segn una excentricidad definida por la norma. Adems se introducen dos momentos por cada modo de vibracin como resultado
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de trasladar las fuerzas a nudos de la estructura. Si dicha opcin no est habilitada, las fuerzas se intro-ducen en el centro de masas,
En el caso de forjados unidireccionales las cargas calculadas son del tipo Puntual en Nudo y Momento en Nudo. En el caso de forjados reticulares son del tipo Puntual en Plano y Momento en Plano. Sobre cada uno de los nudos donde no haya forjado horizontal se introducen las dos cargas puntuales horizontales segn los ejes X y Z.
Si existe sismo vertical, se aade una tercera carga puntual por cada modo de vibracin en la direccin del eje Y, en cada uno de los nudos. Si existe masa rotacional y se define una aceleracin ssmica rota-cional, tambin se introducen dos momentos rotacionales en cada modo de vibracin en el eje Y en cada plano de forjado horizontal y en cada nudo no perteneciente a ningn forjado horizontal.
La direcciones de actuacin del sismo, definidas en la funcin Direcciones de sismo para PDS-1/74, no se utilizan cuando se calcula mediante la norma NCSE.
El procedimiento a seguir para realizar un clculo automtico de la accin ssmica segn la NCSE es el siguiente:
Verificar que la opcin Sismo en el men Cargas>Opciones... est activada. Si se quiere considerar el clculo de la accin del sismo en dos sentidos opuestos, activar la opcin Sentido +. Seleccionar en la opcin Norma NCSE.
Definir los valores correspondientes a la accin ssmica segn NCSE en el men Cargas>Definir.... Apa-recer una caja de dilogo como la de la figura. Particularmente, se debe indicar con qu norma (NCSE-94 NCSE-02) se desea calcular.
Seleccionar la funcin Cargas>Cargas Ssmicas. Si no se tiene activada la opcin Forjados horizontales en su plano del men Clculo>Esfuerzos>Opciones..., el programa pregunta si se desea activar en ese momento, antes de continuar con el clculo.
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Sismo Genrico
Se remite al apartado del captulo 5 Sismo tipo Genrico donde se recoge el significado de cada opcin.
Definicin
Las cajas de dilogo para ambas normas permiten definir diferentes valores y variables recogidas en las mismas, a las cuales se remite para obtener su significado. El botn ... situado en el grupo Ubicacin de la estructura permite, en la norma espaola NCSE, acceder a una caja de dilogo en la que seleccionar la provincia y municipio en la que se ubica la estructura, con lo que los datos de aceleracin ssmica bsica y coeficiente de contribucin son fijados automticamente.
Las cajas de definicin de cargas ssmicas por mtodos dinmicos de ambas normas tienen un botn Avanzadas... que permite acceder a una caja de dilogo como la de la figura con una serie de opciones especiales para el clculo de la accin ssmica. El programa se suministra con las opciones ms habitua-les y ajustadas a la normativa, no siendo necesaria su modificacin salvo en casos muy especiales.
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Clculo de Modos de Vibracin
Permite indicar si se desea que el clculo de los modos de vibracin se realice para cada direccin (X, Y, Z) de forma separada o de forma global. El clculo de los modos de vibracin de forma global puede realizarse con o sin condensacin esttica. (Se remite al manual del programa para ms infor-macin).
Considerar Masa Rotacional
Permite indicar si se desean considerar las componentes de giro segn el eje Y general en la matriz de rigidez y de masa para el clculo de los modos de vibracin.
Considerar la Excentricidad Accidental
Permite indicar si se desea tener en cuenta o no la excentricidad adicional de la carga ssmica respec-to al centro de rigideces de cada forjado recogida en la normativa. Debe de utilizarse cuando se habi-lita el clculo por direcciones separadas.
Combinar las acciones ssmicas horizontales segn la "regla del 30%"
Se considera un porcentaje del 30% del esfuerzo en la otra direccin.
Aceleracin Ssmica Rotacional
Permite determinar una accin ssmica como rotacin del suelo alrededor de un eje vertical. Para ello se fija un factor de conversin entre la aceleracin angular ssmica de clculo (rd/s2) y la aceleracin lineal ssmica de clculo (cm/s2). Un valor de cero indica que no se considere este tipo de sismo rota-cional.
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Nmero de modos de vibracin a componer( 1 a 30)
Fija el nmero mximo (entre 1 y 30) de modos de vibracin que se desean utilizar para el clculo de esfuerzos.
% de Masa Efectiva mnima a componer (1 a 100)
Fija el nmero de modos de vibracin a utilizar para el clculo de modos de vibracin de forma que
se movilice un determinado tanto por ciento de la masa de la estructura. Un valor habitual es de 90%. Si se considerasen todos los modos de vibracin (uno por cada grado de libertad), se movilizar-a el 100 % de la masa. Entre esta condicin y la anterior, el programa utilizar la ms restrictiva.
Las cargas provenientes de la accin del sismo aparecen sealadas con tres asteriscos en el listado de cargas (***).
Si se eligi un mtodo dinmico de clculo, tambin es posible visualizar las cargas ssmicas prove-nientes de cada modo de vibracin: el modo aparece indicado entre parntesis a la derecha de la hiptesis de sismo.
Es posible eliminar automticamente todas las cargas en barra o en nudo provenientes de una carga sismo (funcin Cargas>Eliminar>Por Tipos...).
Norma NBE AE-88
Esta norma (Norma Bsica de la Edificacin Acciones en la Edificacin) se utiliza slo en la segunda y tercera coleccin de normativas para Espaa indicadas en la introduccin de este captulo. Para la prime-ra coleccin, esta norma se sustituye por el CTE DB SE-AE.
Tipos de Carga: Cargas de Viento
Los valores de los coeficientes de presin y de succin siempre deben de ser positivos. El sentido de las fuerzas de viento calculadas estar determinado por el sentido de la normal al plano que forme el menor ngulo con la direccin definida por el usuario, con los siguientes casos particulares:
Si el ngulo que forma el plano con la direccin definida por el usuario es de 90 grados, no se calcularn fuerzas, excepto en planos horizontales, en cuyo caso la fuerza tendr sentido Yg+.
Si el plano forma con la horizontal un ngulo inferior a 20 grados, y la fuerza que se est introduciendo es de presin, el programa cambia de forma automtica el sentido de la fuerza. (Caso recogido en la Norma NBE-AE88).
