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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES MÓDULO 2: Reglamento Sismorresistente INPRES-CIRSOC 103, Parte I - 2013 JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES Ing. Francisco Javier Crisafulli Ing. Eduardo Daniel Quiroga Ushuaia, 21 y 22 de Setiembre de 2017 Provincia de Tierra del Fuego, A. e I. del A. S. Ministerio de Obras y Servicios Públicos Auspician:

MÓDULO 2: Reglamento Sismorresistente INPRES … de 10 pisos de 3m c/u Tipo Estructural: Tabiques y Pórticos Planta 20 x 25m Período T = 0.8 seg •¿Se comparan las acciones sísmicas

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JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

MÓDULO 2: Reglamento Sismorresistente INPRES-CIRSOC 103, Parte I - 2013

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA

ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Ing. Francisco Javier Crisafulli

Ing. Eduardo Daniel Quiroga

Ushuaia, 21 y 22 de Setiembre de 2017

Provincia de Tierra del Fuego, A. e I. del A. S.

Ministerio de Obras y Servicios Públicos

Auspician:

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

• INTRODUCCIÓN. GLOSARIO

• CRITERIOS DE DISEÑO SISMORRESISTENTE

• ZONIFICACIÓN SÍSMICA. CLASIFICACIÓN SITIO.

REGULARIDAD ESTRUCTURAL (Cap. 2)

• ESPECTROS DE DISEÑO. ACCIONES Y

COMBINACIONES (Cap. 3)

• FACTORES DE COMPORTAMIENTO DE LA

CONSTRUCCIÓN (Cap. 5)

• MÉTODO ESTÁTICO (Cap. 6)

• ANÁLISIS Y MODELACIÓN ESTRUCTURAL (Cap. 8)

• PARTICULARIDADES DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN.

FUNDACIONES (Cap. 9)

TEMARIO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

INPRES – CIRSOC 103Construcciones Sismorresistentes

PARTE I. Construcciones en General1º Edic. 1982. Actualización en 1991 (Vigente)

Versión 2008 (Discusión Pública)

Versión aprobada por CIRSOC 2013

PARTE II. Construcciones de Hormigón Armado1º Edic. 1982.

Actualización en 1991

Nueva Versión 2005 (Recientemente puesta en vigencia)

PARTE III. Construcciones de Mampostería1º Edic. 1982.

Re-Edición 1991 (Vigente)

Nueva Versión 2016

PARTE IV. Construcciones de Acero1º Edic. 2005. (Recientemente puesto en vigencia)

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

CAP. 1. OBJETIVOS, CAMPO DE VALIDEZ Y ASPECTOS ADMINISTRATIVOS

CAP. 2. ACCIÓN SÍSMICA. ZONIFICACIÓN Y MÉTODOS DE EVALUACIÓN

CAP. 3. ESPECTROS, ACCIONES Y COMBINACIÓN DE DISEÑO

CAP. 4. VERIFICACIÓN SISMPLIFICADA DE LA ACCIÓN SÍSMICA

CAP.5. FACTORES DE COMPORTAMIENTO DE LA CONSTRUCCIÓN

CAP 6. MÉTODO ESTÁTICO

CAP 7. MÉTODOS DINÁMICOS

CAP. 8. ANÁLISIS ESTRUCTURAL

CAP. 9. PARTICULARIDADES DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN

CAP. 10. PARTES DE LA CONSTRUCCIÓN Y COMPONENTES NO

ESTRUCTURALES

CAP. 11. CONSTRUCCIONES EXISTENTES

FUENTES: CCSR-87 , IC 103 (Partes I a IV), UBC-97, FEMA-NEHRP, ASCE-7

ESTRUCTURA DEL REGLAMENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

CAPÍTULO 1

OBJETIVOS,

CAMPO DE VALIDEZ Y

ASPECTOS ADMINISTRATIVOS

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

1.1. OBJETIVOS.

Propósito principal de evitar colapso total o parcial de la construcción y

pérdidas de vida. No contempla el objetivo de limitar los daños o mantener

las funciones de las construcciones luego de la ocurrencia de un terremoto

destructivo.

1.2. ALCANCE

Prevalece esta Parte I por sobre las partes II, III y IV y otros reglamentos.

1.3.1.1. Responsabilidad de Profesionales

Los profesionales a cargo de las distintas áreas de especialización (como por

ejemplo instalaciones, equipamiento, ornamentación, etc.) son responsables de

la aplicación de las disposiciones de este Reglamento en sus respectivas áreas.

CAPÍTULO 1

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

•COMPONENTE o MIEMBRO. Viga,

Columna, Diagonal

•ELEMENTO. Conjunto de componentes

con la misma deformación horizontal.

Por ej. Pórticos, Tabiques, Triangulaciones,

Muros.

•SISTEMA RESISTENTE. Totalidad de

elementos vinculados de tal forma que

pueden contribuir a resistir las acciones

sobre le conjunto de la construcción.

• Sistema (Conjunto)

• Elemento (plano)

• Componente o miembro

GLOSARIO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Resistencia Requerida o Última [Ru]. Demanda de resistencia que

surge de las solicitaciones

Resistencia Nominal [Rn]. Resistencia teórica en una sección de un

componente calculada utilizando las dimensiones reales provistas, y las

resistencias especificadas de los materiales.

Resistencia de Diseño [Rd]. Resistencia confiable mínima a ser

provista a las secciones estructurales.

und RRR

GLOSARIO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Ejemplo:

Edificio de 10 pisos de 3m c/u

Tipo Estructural: Tabiques y

Pórticos

Planta 20 x 25m

Período T = 0.8 seg

•¿Se comparan las acciones sísmicas y las de viento?

•¿Son parecidas en magnitud?

30

20

25

VIENTO - SISMO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Sismo

Período T = 0.8 seg

Peso W = 20 x 25 x 1.0t/m² x 10 = 5000t

Sa = 0.80 (Zona 3 s/CIRSOC 103)

V = Sa . W = 0.80 . 5000t = 4000t

Viento

Carga = 200kg/m²

Cara Mayor (25 x 30 = 750m²)

Wu = 1,60 (200kg/m² x 750m² )= 240t

Cara Menor (20 x 30 = 600m²)

W = 1,60 (200kg/m² x 600m² )= 192t

PERSPECTIVA

Fuerza Sísmica / Fuerza Viento = 4000/240= 17 veces!!!

30

20

25

VIENTO - SISMO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

• Puedo diseñar la estructura para una acción mucho menor

que la de Respuesta Elástica.

Por ejemplo 5 veces menos V = 4000/5 = 800 t

• Deberá soportar varios ciclos de carga (ida y vuelta)

• Deberá ser capaz de deformar 5 o 6 veces más allá de la

deformación de fluencia

• No deberá perder resistencia. Evitar el colapso

• Puede quedar totalmente dañado, incluso para demolerse

• Objetivo primario: minimizar pérdida de vidas

NECESITA DETALLES Y

CONSTRUCCIÓN ADECUADOS

LAS BUENAS NOTICIAS !!!

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

• La Fuerza Sísmica Real será mayor que la de cálculo

(Espectro Elástico Reducido)

• Estructura sufrirá grandes desplazamientos por las

deformaciones inelásticas (Disipación de Energía)

• Habrá daño estructural y no estructural

OBLIGACIONES DEL DISEÑADOR

1.CONTROL DEL DAÑO

DETALLADO (Proyecto) y CONSTRUCCIÓN (Dirección)

2.CONTROL DE LAS DEFORMACIONES (Proyecto)

QUÉ HACER?

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

•Cuando Energía ingresa:

1.Consumirla con la estructura Permitir Respuesta Inelástica

2.Disiparla con dispositivos Aumentar Amortiguamiento

•Evitar que Energía ingrese al edificio Aislamiento Sísmico

La solución “consumir energía con la estructura” es la

adoptada por la mayoría de los códigos modernos

La Respuesta Inelástica implica “daño” (fluencia)

El diseño sismorresistente consiste en

Diseñar y controlar el daño con éxito

ESTRATEGIAS DE DISEÑO SISMORRESISTENTE

INPRES-CIRSOC 103 Parte I 2013. Objetivos

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

DISEÑO SISMORRESISTENTE

DISEÑO

ELÁSTICO

DISEÑO

INELÁSTICO

DISEÑO

INNOVADOR

(S.P.S.)

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

MECANISMO DE PLASTIFICACIÓN

Plano Estructural sin deformar

Pórtico

Plano Estructural deformado

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

MECANISMO DE PLASTIFICACIÓN

Estructura móvil Mecanismo de Plastificación

Nº rótulas = 11 R = 7 Cd = 5,5

Rótula

Plástica

• Zonas de Disipación

de Energía

• Protección de fallas

Frágiles

• Factores de

Comportamiento

R y Cd (Tabla 5.1–IC 103)

• Dependen del

Tipo Estructural

Ángulo de Rotación

Inelástica

Nudo 90º

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

ZONIFICACIÓN

SÍSMICA

ESPECTRO

ELASTICO DE

DISEÑO

Pseudo Aceleración

Sa

CARACTERÍSTICAS

DEL SITIO

PERIODO DE LA

CONSTRUCCIÓN

DESTINO DE LA

CONSTRUCCIÓN

Factor de Riesgo grSE AMPLIFICA

POR gr

ACCIÓN SÍSMICA

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

CAPITULO 2

ACCIÓN SÍSMICA: ZONIFICACIÓN Y

MÉTODOS DE EVALUACIÓN

2.1. Introducción

2.2. Zonificación sísmica

2.3. Clasificación del sitio

2.4. Clasificación de las construcciones

2.5. Aplicación de los requerimientos sismorresistentes

2.6. Regularidad estructural

2.7. Métodos para la evaluación de la acción sísmica

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SISMICIDAD

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ZONIFICACIÓN SÍSMICA (www.inpres.gov.ar)

ZONA 1, 2 o 3

Río Grande

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

GRUPO FACTOR DE RIESGO gr

Ao 1.5

A 1.3

B 1.0

C 0.8

DESTINO. FACTOR DE RIESGO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

PARA LA DETERMINACIÓN DE ACCIONES SÍSMICAS EL

REGLAMENTO CALIFICA AL SITIO DONDE SE EMPLAZARÁ LA

CONSTRUCCIÓN

SE ESTIMA QUE LA MASA DE SUELO QUE PARTICIPA EN LOS

EFECTOS DE SITIO ESTÁ COMPRENDIDA EN LOS PRIMEROS

30 m

PARA DEFINIRA EL TIPO DE SITIO SE CONSIDERAN LOS

VALORES PROMEDIO DE LOS PARÁMETROS GEOTÉCNICOS

EN LOS PRIMEROS 30 m de PROFUNDIDAD

EL PARÁMETRO MÁS ADECUADO PARA CARACTERIZAR EL

SITIO ES LA VELOCIDAD MEDIA DE LA ONDA DE CORTE Vsm

30mVsm

CLASIFICACIÓN DEL SITIO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

CLASIFICACIÓN DEL SITIO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

si

i

sm

V

t

30V

i

i

m

N

t

30N

i

i

m

Su

t

30Su

30m

Estrato 3

Estrato 2

Estrato 1

ti

CLASIFICACIÓN DEL SITIO. Ejemplo

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Se supone emplazada la construcción en Río Grande con la siguiente

estratigrafía:

•De 00 a 6 m: granular fino con SPT ≈10

•De 6 a 30 m: Arcilla compacta SPT≈ 40

Con 15<Nm<50

Sitio SD Tipo Espectral II (Tabla 2.2)

30m

SPT=40

SPT=10

6m

24m

25

40

24

10

6

3030

i

i

m

N

tN

Aplicando Ec. 2.2

CLASIFICACIÓN DEL SITIO. Ejemplo

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

REGULARIDAD

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

REGULARIDAD

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

REGULARIDAD EN PLANTA

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

REGULARIDAD EN PLANTA

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

REGULARIDAD EN ALTURA

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CAPITULO 3

ESPECTROS DE DISEÑO

ACCIONES Y COMBINACIONES

3.1. Introducción

3.2. Componentes Horizontales de la Acción Sísmica

3.3. Componente Vertical de la Acción Sísmica

3.4. Nivel de Referencia

3.5. Espectros de Diseño

3.6. Acciones Gravitatorias a Considerar para las Acciones Sísmicas

3.7. Combinación de Acciones

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Earthquake

Acciones Horizontales

EH

Acciones Verticales

EV

ACCIONES SÍSMICAS

Para el Conjunto de la Estructura

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Para los COMPONENTES INDIVIDUALES

Acciones Horizontales

EHCap. 10. Partes de la

Construcción

Acciones Verticales

EVCap. 6. Acciones Sísmicas

Verticales en Componentes

ACCIONES SÍSMICAS

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Para el Conjunto de la Estructura

E = EHORIZ + EVERT

Acción Sísmica

Horizontal EH

Espectros de Diseño

Acción Sísmica

Vertical EV

Sa

Ca

COMPONENTES DE LA ACCIÓN SÍSMICA

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

i2i1ii SfLf D (H) W

Acciones Gravitatorias p/ Acción Sísmica Horizontal EH

D Carga Muerta

L Carga Viva o Sobrecarga de uso

f1 Factor de participación de la carga viva

f2 Factor de participación de la carga de nieve

ACCIONES GRAVITATORIAS

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

PARA Acción Sísmica Vertical EV

Di Carga permanente (dead load)

Wi(vert) = Di

ACCIONES GRAVITATORIAS

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

ESPECTROS DE DISEÑO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Sa

[g

]

T [s]

ZONA 4

Tipo Espectral 1 Tipo Espectral 2 Tipo Espectral 3

ZONA SÍSMICA 4

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

ACCION SÍSMICA HORIZONTAL

R

SaC r

Hor

g WCE HorHor

ra

Ver2

CC g

ACCION SÍSMICA VERTICAL

DCE VerVer

ACCIONES SÍSMICAS

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Ciudad de Ushuaia. Sitio D .

Edificio 10 Niveles. Destino Oficinas

ZONA SÍSMICA 3

Sitio “D” Tipo Espectral “2”

FACTOR DE RIESGO

gr= 1,00

PERIODO DE LA CONSTRUCCIÓN

Tn= 0,80 s

ACCIONES SÍSMICAS. Ejemplo

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Ushuaia. Sitio D . Edificio de 10 de Oficinas. Tn=0,80 s

ZONA SÍSMICA 3 Sitio “D” Tipo Espectral “2”

Ca = 0,32 .1,0 = 0,32 Cv = 0,47 . 1,2 = 0,56

ACCIONES SÍSMICAS. Ejemplo

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

32,0Ca 56,0Cv

14,0T2,0T 21

71,0)Ca5,2/(CT v2

n

va2n

T

CSTT

70,080,0

56,0aS 16,00,1

2

32.0

2

CaC rVer g

80,0C5.2 a

ACCIONES SÍSMICAS. Ejemplo

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

EJEMPLO DE ACCIONES SÍSMICAS VERTICALES EN VIGAS

ACCIONES GRAVITATORIAS

D= 2,00 t/m L =0,90 t/m

verver CDE

m/t32,000,216,0Ever

16,00,12

32.0

2

CaC rVer g

ACCIONES SÍSMICAS

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Estado Límite Último

COMBINACIÓN DE ACCIONES

1,2 D ± 1,0 E +f1 L + f2 S

0,9 D ± 1,0 E

E = EH + EV

1,2 D ± 1,0 EH + EV +f1 L + f2 S

0,9 D ± 1,0 EH - EV

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

16,00,12

32.0

2

CaC rVer g

COMBINACIÓN DE ACCIONES

1,2 D ± 1,0 EH + EV +f1 L + f2 S

0,9 D ± 1,0 EH - EV

Estado Límite Último

verver CDE Zona 3

1,2 D ± 1,0 EH + 0,16 D +f1 L + f2 S

0,9 D ± 1,0 EH – 0,16 D

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

COMBINACIÓN DE ACCIONES

Estado Límite Último

1,36 D ± 1,0 EH +f1 L + f2 S

0,74 D ± 1,0 EH

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

CAPITULO 5

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

1- FACTOR DE REDUCCIÓN [R]

2 - FACTOR DE AMPLIFICACIÓN [Cd]

DE DEFORMACIONES

3 - FACTOR DE SOBRERRESISTENCIA [W0]

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

• Comportamiento en Estado Último

• Para cada dirección de análisis

• Función del Tipo Estructural y del Material

• Estructuras compuestas por distintos tipos

• Comportamiento Elástico. R = 1,5

• Relación entre Deformación Elástica c/acción reducida y Deformación Última

• Para cada dirección de análisis

• Función del Tipo Estructural y del Material

• Estructuras compuestas por distintos tipos

• Relación entre Resistencia Última Efectiva y Resistencia de Diseño (Reglamento)

C = Sa . gr / R

D = Cd . Ds

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

R = Rm . RW

Rm

T

RW

T

X

R

T

R = constante

R = constante e independiente

del período

R = función del

Tipo Estructural

=

Reducción por

Sobrerresistencia

Reducción por

Comportamiento No

Lineal (ductilidad)Factor de Reducción = X

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Ve = Corte elástico (Respuesta Elástica)

Vy = Corte de Capacidad (Totalmente Plastificada)

Vs = Corte de diseño (Reglamento)

De = Deformación elásticaD(Cd) = Deformación plástica del SistemaDs = Deformación p/Corte de Diseño (Reglamento)

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

Rd = Factor de Reducción por DuctilidadWo= Factor de Reducción por Sobrerresistencia

R = Factor de Reducción global

Cd = Factor de Amplificación de desplazamientos

Deformación

D

Corte Basal, V

D = Ds . Cd

Wo=

Reducción por sobrerresistencia

• Reducción por Sistema Estructural

• Reducción por Materiales

• Reducción por Diseño

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Deformación

D

Corte Basal, V

De

Me

Ve

Ve

De

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Deformación

D

Corte Basal, V

DeVe

Ds=De/R

Ms

Vs=Ve/R

Ve

De

Vs

Ds

Me

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Deformación

D

Corte Basal, V

DeVe

Vs=Ve/R

Dy

My

Vy

Ve

De

Vy

Vs

Ds Dy

Ds=De/R

Rótulas Plásticas

Me

Ms

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Deformación

D

Corte Basal, V

D = Ds . Cd

DeVe

Vs=Ve/R

DyVy

Ve

De

Vy

Vs

Ds Dy

Ds=De/R

Rótulas Plásticas

Ms

Me

My

Vs=Ve/R

D=Ds.CdD=Cd.(De/R)

Rótula (Sólo una)

D

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00

Pse

ud

oa

ce

lera

ció

n [g

]

Periodo [s]

ESPECTROS INPRES CIRSOC 103(Zona 4) R= 1 y R=6

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1/R Tipo 2/R Tipo 3/R

R

de = Desplazamiento obtenido con acciones sísmicas de diseño (Reducidas)

FACTOR DE REDUCCIÓN “R”

MÉTODOS DINÁMICOS

FACTOR DE AMPLIFICACIÓN “Cd”

MÉTODO ESTÁTICO

FACTORES DE COMPORTAMIENTO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

CAPITULO 6

MÉTODO ESTÁTICO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Rr / . C 2.5 C a g R/ . S C ra g

T≤ T2 T> T2

Ejemplo: Zona 3, Tipo Esp. 2; Tabiques Esbeltos R=5

Cmín = 0.20/R = 0.04

Coeficiente Sísmico Mínimo C ≥ 0,8 as Nv/R

COEFICIENTE SÍSMICO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

•UN PERIODO Tn PARA CADA DIRECCIÓN DE ANÁLISIS

•DEBE RESPETAR LA DISTRIBUCIÓN DE MASAS

•PUEDE CONTEMPLAR LA DEFORMABILIDAD DEL SUELO.

•PARA HºAº SE DEBE UTILIZAR LAS SECCIONES

FISURADAS (Parte II).

PROPIEDADES DINÁMICAS: PERÍODO

MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL

PERIODO

•Modelo en Software de análisis estructural

• Cualquier método basado en la dinámica estructural

(Rayleigh)

• Mediante ecuaciones empíricas reconocidas (P. ej.

Reglamento)

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

1.60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Pe

río

do

[Se

gun

do

s]

Nº de Pisos

Período de Edificios

Porticos acero Porticos de Hº Aº Pórticos acero con diagonales excéntricas Tabiques - Mampostería

Pórticos A° a = 0,0724; n =0,80

Pórticos H° A° a = 0,0466; n = 0,90

Triang.-Tabiques a = 0,0488; n = 0,75

np = N° de pisos

N = 10 (Pórticos)

N = 18 (Tabiques)

PROPIEDADES DINÁMICAS: PERÍODO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Tn [seg]

Acele

r.[g

]

ESPECTROS ZONA SÍSMICA 3

Tipo Espectral 1

Tipo Espectral 2

Tipo Espectral 3

au TCT

PROPIEDADES DINÁMICAS: LÍMITE SUPERIOR DEL PERÍODO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

NO HAY VARIACIÓN RESPECTO DE REGLAMENTOS ANTERIORES

• EN ALTURA

• EN PLANTA

TORSIÓN DEBIDA A LA EXCENTRICIDAD ACCIDENTAL

• Estructuras con Irregularidad Torsional Baja: Ea= 0 (Cero!!)

• Estructuras con Irregularidad Torsional Media: Ea= +/- 5%Li

• Estructuras con Irregularidad Torsional Extrema: Ea= +/- 10%Li (*)

(*) No se permite irregularidad torsional extrema en zonas sísmicas 3 y 4 para

edificios de más de 3 pisos.

DISTRIBUCIÓN DE ACCIONES SÍSMICA

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

SE DEBE CONTROLAR LA DISTORSIÓN HORIZONTAL DE PISO

SE DEBEN CONTROLAR EN EL BORDE MÁS DESFAVORABLE DE LA

CONSTRUCCIÓN

redC g/ du d

sksksk1ukuksk h/h/dd

CONTROL DE DEFORMACIONES

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

CAPITULOS 8 y 9

ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y PARTICULARIDADES

DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

ANÁLISIS ESTRUCTURAL

Vo

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Vo

V1=0.5 Vo V2=0.3 Vo V3=0.1 Vo V4=0.1 Vo

V1

V2

V3=V4

V0

V

ddy1 dy2 dy3dy4

Vo

V1=0.4 Vo V2=0.3 Vo V3=0.15 Vo V4=0.15 Vo

V1

V2

V3=V4

V0

V

ddy1 dy2 dy3dy4

ANÁLISIS ESTRUCTURAL: REDISTRIBUCIÓN DE CORTANTES

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

DIAFRAGMA TOTALMENTE FLEXIBLE

MODELACIÓN ESTRUCTURAL

RELACIONES GEOMÉTRICAS

A) RELACIÓN DE LADOS: L/B ≤3

B) ÁNGULOS ENTRANTES CON DIMENSIONES ≤25% DEL LADO PARALELO

C) HUECOS CON :

área ≤10% (L*B)

Long. Total de Huecos ≤1/3 L (ó B)

Distancia a los bordes ≥1/4 L (ó B)

Máxima Deformación

del Diafragma MDD

Desplazamiento Promedio de Elementos

Verticales (DPEV)

Nota: El Diafragma es flexible si MDD> 2 (DPEV)

8.2.1. Deformabilidad de los diafragmas

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

8.3.1.1. IRREGULARIDADES EXTREMAS

ZONAS SÍSMICAS 3 Y 4

SI HAY IRREGULARIDADES EXTREMAS DE:

TORSIÓN: bk/mk ≥ 1,4

RIGIDEZ: mk ≥ 1,7 mk+1

LA ESTRUCTURA DEBE REDISEÑARSE!!

(Están eximidas las edificaciones de hasta 3 pisos)

PARTICULARIDADES ESTRUCTURALES

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

• Fundaciones: basados en Capacidad de Carga (última)

• Distribución uniforme de presiones del suelo

• Resultante presiones coincide con Punto aplicación de la carga

Su≤ . Sn

• Su = Resistencia Requerida Demanda de las acciones

• Sn = Resistencia Nominal Estudio de suelos (qu)

• = Factor de Resistencia

• = 0.4 Combinación sin Sismo

• = 0.7 Combinación sin Sismo

• = 1.0 Acciones por Capacidad

FUNDACIONES

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

qadm= qu/FS

FS (D+L) = 3.50

FS (D+hL+E) = 1.50

Tensiones Admisibles

Factores de

Carga y

Resistencia

Su ≤Sd

Su ≤ s . Sn = s . qu

s (D+L) = 0.4

s (D+hL+E) = 0.7

s (D+hL+E) = 1.0 (1)

(1): Solicitaciones por Capacidad

FUNDACIONES: Comparación

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

P (D+L) = 45 + 15 = 60 t

P (D+hL) = 45 + 0.5 15 = 52.5 t

s(s/sismo) = 60 / 4 m² = 15 t/m² (94%)

e = M/P = 25/52.5 = 0.48 m

A efect = 2.10 m² [ B x (L-2.e)]

s(c/sismo) = 52.5/2.1 m² = 25 t/m² (67%)

Tensiones Admisibles Factores de Carga y Resistencia

Datos

PD = 45 t; PL = 15 t

ME = 25 tm; qu = 56 t/m²

Datos

Base 2 x 2 m

S/sismo s adm = 56/3.5 = 16 t/m²

C/sismo s adm = 56/1.5 = 37 t/m²

S/sismo s adm = 56 * 0.4 = 24 t/m²

C/sismo s adm = 56 * 0.7 = 42 t/m²

P (1.2D+1.6L) = 54 + 24 = 78 t

P (1.4D+0.5L+E) = 63+0.5 . 31.5 = 70.5 t

P (0.7D+E) = 0.7 . 45 = 31.5 t

s(s/sismo) = 78 / 4 m² = 19.5 t/m² (81%)

e1 = M/P = 25/70.5 = 0.35 m

e2 = M/P = 25/31.5 = 0.79 m

A efect1/2 = 2.58 m² / 0.83 m²

s(c/sismo)1= 70.5/2.58= 27.3 t/m² (65%)

s(c/sismo)2 = 31.5/0.83= 38.2 t/m² (91%)

FUNDACIONES: Comparación

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

Solicitaciones Análisis

S/sismo s adm = 56 * 0.4 = 24 t/m²

C/sismo s adm = 56 * 0.7 = 42 t/m²

P (1.4D+0.5L+E) = 63+0.5 . 31.5 = 70.5 t

P (0.7D+E) = 0.7 . 45 = 31.5 t

ME = 25 tm

e1 = M/P = 25/70.5 = 0.35 m

e2 = M/P = 25/31.5 = 0.79 m

A efect1/2 = 2.58 m² / 0.83 m²

s(c/sismo)1= 70.5/2.58= 27.3 t/m² (65%)

s(c/sismo)2 = 31.5/0.83= 38.2 t/m² (91%)

C/sismo s adm = 56 * 1.0 = 56 t/m²

P (1.4D+0.5L+E) = 110.0 t (Capacidad)

P (0.7D+E) = 50 t (Capacidad)

ME = 39 tm (Capacidad)

e1 = M/P = 39/110 = 0.35 m

e2 = M/P = 25/31.5 = 0.79 m

A efect1/2 = 2.58 m² / 0.83 m²

s(c/sismo)1= 110/2.58= 42.6 t/m² (71%)

s(c/sismo)2 = 31.5/0.83= 59.5 t/m² (99%)

Solicitaciones Por Capacidad

FUNDACIONES: Comparación

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

• Propiedades dinámicas del edificio

• Espectro Elástico y Reducción.

Coeficiente Sísmico (Riesgo)

• Corte Sísmico Basal

• Distribución de Fuerzas en altura

• Deformabilidad de Diafragmas

• Distribución en planta:

• Diafragma rígido

• Diafragma flexible

• Período

• Códigos. Ductilidad

Destino del Edificio

• V = C.W

• Fsi= V .[mi.hi/(mi.hi)]

• Rígidos o flexibles:

Dimensiones, agujeros, esquinas

• Corte + Torsión

[ Torsión baja por áreas elementos]

• Corte sin Torsión

[ Por área tributaria ]

ANÁLISIS SÍSMICO

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

INPRES CIRSOC 103. Parte I. Método Estático Equivalente

1. Zona Sísmica (1 a 4)

2. Tipo de Sitio (1 a 3)

3. Aceleración Sa (Elástica) T

4. Categoría de Edificio (Destino) gr

5. Tipo Estructural (Mecanismo de

Plastificación - Ductilidad) R

6. Peso del Edificio (W)

C = Sa . gr / R

Vo = C . W

• Capítulo 2

• Capítulo 2

• Capítulo 3

• Capítulo 3

• Capítulo 5

• Capítulo 3

• Capítulo 6Coeficiente sísmico

Corte Basal

COEFICIENTE SÍSMICO Y CORTE BASAL

JORNADAS DE ACTUALIZACIÓN TÉCNICA - ESTRUCTURAS METÁLICAS SISMORRESISTENTES

• Fuerzas Sísmicas

• Espectro Elástico

• Espectro Inelástico

• Reducción de Fuerza

• Ductilidad

• Proyecto de Daño

• Control del Daño

• Muy Importantes (vs Viento)

• Verdadera Energía

• Fuerzas Reducidas

• Ductilidad Elementos

• Daño Estructural y No

Estructural

• Control de deformación

• Detalles y Construcción

CONCLUSIONES