02.1-Acciones Sísmicas en Edif Acero (GVC)

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1.1. La Ductilidad

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En condiciones normales, las deformaciones se presentan en rangos elásticos

�� 1. La Respuesta Sísmica de los Edificios de Acero

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Conceptos Generales

⇒ al

retirar las cargas desaparecen las deformaciones

No obstante, los sismos pueden inducir deformaciones en rango inelástico ⇒

al retirar P's, deformaciones permanentes. permanentes.

Gabriel Valencia Clement ��

1.1. La Ductilidad

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1.1. La Ductilidad

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1.1. La Ductilidad

La habilidad de sostener deformaciones inelásticas sin pérdida de resistencia.

Diseñar las estructuras para responder en rango elástico ante los sismos de diseño Es antieconómico, con frecuencia innecesario, y  hasta indeseable (se pueden generar fallas frágiles)  

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Comportamiento Comportamiento inelástico y Factor R:

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Esta definición debe tenerse muy Definición de R y del factor de amplificación clara: Ω 0 Se usa en muchos sitios

1.1. La Ductilidad

Proceso de plastificación progresiva:

1.1. La Ductilidad

Simplificación:

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1.1. La Ductilidad

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1.1. La Ductilidad

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1.1. La Ductilidad

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1.1. La Ductilidad

Debería usarse un proceso iterativo basado en etapas tales como: • Diseñar la estructura para para un factor R inicial dado. • Evaluar el comportamiento comportamiento de la estructura. • Comprobar el cumplimiento de las suposiciones de diseño .

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1.1. La Ductilidad

1.2. Inestabilidad

La primera etapa, elegir el R, depende exclusivamente exclusivamente de la expectativa del nivel de ductilidad

El mantener mantener la estructura estructura en rango rango elástico elástico durante sismos fuertes puede ser una solución no racional, dado el alto costo

La segunda, evaluación evaluación del R real, es más crítica, puesto que la evaluación de la Respuesta dinámica inelástica requiere cálculos engorrosos La última etapa cierra el procedimiento, Es la ductilidad real = supuesta?

Y...

¿Cómo mantener en rango elástico un pórtico? ¡Fácil ! → analizar con R = 1

Si no lo es, debería rediseñarse (en especial si es menor) ��

1.2. Inestabilidad

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1.2. Inestabilidad

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1.2. Inestabilidad

La evaluación de la ductilidad local se basa en la

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1.2. Inestabilidad

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1.2. Inestabilidad

1.2. Inestabilidad

En zonas de amenaza sísmica alta, la rotación requerida debe ser mayor que en las de baja.

Los miembros pueden presentar pandeo local: - Antes de alcanzar esfuerzos esfuerzos de fluencia. fluencia. - Después de alcanzar Fy, pero con baja ductilidad.

Se esperan articulaciones en gran número de zonas de la estructura, y así disipar gran parte de la energía que induce un sismo. ⇒ las

articulaciones plásticas deben poder rotar significativamente, con el fin de que se puedan desarrollar articulaciones articulaciones en otras zonas de la estructura.

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1.2. Inestabilidad

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Inestabilidad de de Columnas

Así mismo, para una buena ductilidad se requiere que no

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Bajo cargas cíclicas suele presentarse una degradación muy significativa en pocos ciclos:

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Inestabilidad de Vigas

El comportamiento de una viga � depende, entre otros parámetros, de la separación entre soportes laterales

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1.2. Inestabilidad

1.2. Inestabilidad

Se define la Capacidad de Rotación como:

Curva M – θ:

Suponiendo b/t < Lim: OA: pandeo lateral elástico o inelast.

En zonas zonas de amenaz amenazaa sísmi sísmica ca interm intermed edia ia o alta, alta, se requiere mayor capacidad de rotación: Baja sismicidad Alta sismicidad

 CR  CR

>3 >7

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1.3. Configuración del edificio

Los edificios de planta rectangular o cuadrada, con plantas

1.4. Resonancia

OB: pandeo lateral en rango plástico OC: pandeo lateral con rotación suficiente

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1.5. Redundancia

En regiones de media y alta sismicidad, debe revisarse que

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1.5. Redundancia

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1.5. Redundancia

Configuraciones de PRM’s: - PRM’s espaciales - PRM’s en los perímetros, PRM-P - PRM’s en pocos vanos perimetrales, PRM-PVP.

1.5. Redundancia

Índice

PRM espacial

de daño

Entre el segundo y el tercer caso, la reducción de cone conexi xion ones es resi resist sten ente tess a mome moment ntoo sign signifific icaa un incremento en el índice de daños. Mazzolani presenta un caso: ��

1.5. Redundancia

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1.5. Redundancia

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1.5. Redundancia

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1.5. Redundancia

1.5. Redundancia

1.5. Redundancia

Para evaluar el, nivel de redundancia de una estructura hay varias propuestas.

NSR-10 en A.3.3.8 plantea para φ r : 1) Para sistemas sistemas con DMI, DMI, φ r = 1.0

a) En sistemas con PAC una cualquiera de las riostras o su conexión pierde su resistencia.

NSR-10 adoptó la propuesta de FEMA 450.

2) Para sistem sistemas as con DMO DMO ó DES, φ r = 1.0, pero si se cumple que: en todos los pisos en los que actúe un cortante mayor que el 35% del basal, en la dirección de interés, en el

c) En sistemas con PRM, las conexiones viga-columna pierden su resistencia,

En A.3.3.3, NSR-10 plantea que se debe aplicar una reducció reducciónn a R , adem además ás de las las redu reducc ccio ione ness por por irregulari irregularidad dad si no se cumplen cumplen ciertos requisitos requisitos de

b) En sistemas con PAE un vínculo pierde su resistencia.

d) En sistemas con muros de corte , un muro de corte,

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1.6. Estabilidad por efectos P-∆.



En NSR-10 A.6.2.3 se pide calcular el índice de estabilidad:

En todos los pisos se debe cumplir

Origen de la Ec A.6.2-2 :

Qi ≤ 0.30

(A.6.2-2) Si Qi > 0.3 Pi = suma de de (D + L) del del piso i , y todos los pisos por encima, con γ D = γ L = 1.0. ∆cm = deriva del piso so i . .

⇒



la estructura es potencialmente inestable debe rigidizarse. rigidizarse.

Por otra otra parte parte,, si Qi Qi > 0.10

⇒ las

solicitaciones se deben

Ante las acciones sísmicas, se desea que se presente mecanismo de vigas. La Ec. de Q i busca garantizar garantizar que ese Mec se presente antes que un fenómeno de inestabilidad por la acción de los momentos P ∆

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Esto es:

Los límites que establece NSR-10 son:

Zona de panel:

De estas Ecs  el índice Q de NSR-10: Si M p∆ es << M V , los efectos P ∆ no serán significativos,

Si Qi ≤ 0.10



Si 0.10 < Q i ≤ 0.30

 Considerar

Si



Q > 0.30

No considerar P∆ P∆

Posible Inestabilidad

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2. Los sistemas Sismo-resistentes

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La concepción del edificio está estrechamente ligada a las características características de la estructura portante Todas odas las carga cargass que deben deben ser ser trans transfer ferida idass a la cimentación Por lo que el tipo de estructura depende en buena medida de las cargas para las que deba diseñarse Se diseñará para estados límite

Transferencia de las cargas gravitacionales Viguetas Vigas Columnas

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Viento

Viento

Variación con la altura:

En función de la forma del edificio, se adoptan coeficientes de forma. Finalmente, se determinan fuerzas estáticas equivalentes:

Sismo δ

F = fuerza m = masa a = aceleración aceleración

La aceleración del

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