02.2-Análisis NSR-10_Título F3 (GVC)

�

��

��

��

�

NSR-10 NSR-10 – Título F3, F3, Contenido Contenido

��

1. Provisiones generales

��

2. Requisitos generales de diseño sísmico.

��

3. Análisis sis 4. Requisitos generales de diseño de miembros y conexiones

��

5. Pórticos resistentes a momento.

��

6. Sistemas arriostrados y muros de cortante 7. Pórticos resistentes a momento compuestos.

Gabriel Valencia Clement ��

�

��

NSR-10 NSR-10 – Título Título F3, Contenido Contenido

F.3.1. Provisiones Generales

8. Sistemas arriostrados y muros de cortante, compuestos

1. Alcance. NSR-10 es aplicables al diseño, fabricación y montaje de:

9. Fabricación y Montaje. 10. Control de calidad y supervisión técnica. 11. Ensayos para calificación de conexiones.

��

�

��

F.3.1. Provisiones Generales Generales

- Miembros y conexiones de los sistemas de resistencia sísmico, - Empalmes y bases de columnas en sistemas para cargas cargas de graved gravedad, ad, en edific edificacio aciones nes con PRM, PRM, pórticos arriostrados y muros de cortante, - De acero - Compuestos ��

�

��


2. Definiciones.

Si se usa análisis elástico  modelar - Concreto con secciones fisuradas - Acero con sección completa

- Ángulo de deriva de piso.

⇒ Se

podrá utilizar lizar la reducción reducción en las derivas del del numeral numeral A.6.4.1.1 A.6.4.1.1.. En caso de utilizarse la sección completa del concreto, no se deberá hacer dicha reducción.

��

�

�

��

��

��

�

��

�

�

��

��

F.3.1. Provisiones Generales - Definiciones

F.3.1. Provisiones Generales Generales - Definiciones

- Área k: zona de unión alma-alet alma-aletaa con posibilidades posibilidades de presentar baja tenacidad.

- El factor de amplificación Ω0

�

��

� � � � � � � � � � � � � � �

��

�

��

Ω0

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

�

��



Otras definiciones:

- Conexión compuesta parcialmente restringida

En PAC:

Refuerzo negativo longitudinal

��

Viga compuesta Columna de acero ��

�

��

��

Ángulo de asiento ��

��



- Esfuerzo Esfuerzo a la fluencia fluencia esperado: esperado: Ry�F y.

- Placas de continuidad - Zona de panel panel

- Resistencia Resistencia a la tensión ón esperada: esperada: Rt �F u. - Muro de de cortante cortante compuest compuesto: o: el armad armadoo con lámina lámina de acero con concreto por una o las dos caras - Sección de viga reducida .

��

�

��

��

��

��

��

��

�

�

��

��



- Soldadura Soldadura de demanda demanda crítica: ca: aquella aquella cuya demanda demanda de deformaciones inelásticas requiere de un control de calidad especial.

1.4. Materiales

- Zona Protegida: área de miembros que requiere cuidados especiales En este este numera numerall se define definenn varios varios sistema sistemass sismosismoresistentes que han sido estudiados y codificados en los últimos 15 años. ��

��

��


Algunos Algunos aceros de reciente reciente desarrollo que se incluyeron en NSR-10:  ASTM A913 y A992 → F y, máx = 345 MPa  ASTM 1043 NSR-10 incluye un artículo sobre las propiedades de los materiales, donde define las resistencias esperadas a fluencia, RyF y y a tensión , Rt F u.  Tabla con valores

de Ry y Rt .

��

��

��


Tipo deAcero

Perfiles y barras laminados en caliente ASTM A36/A36M ASTMA5 ASTMA572 72/A /A5572M Grad Gradee 42 (29 (290) ASTM A992/A992M Otros Secciones rectangulares huecas ASTM A500, A501, Tubos ASTM A53/A53M Plancha ASTM A36 ASTM A572 … ��

�

��

R y

R t

1.5 1.3 1.1 …

1.2 1.1 1.1 1.1 …

1.4

1.3

1.6 1.3 1.3 1.1

1.2 1.2 1.2 1.2

��

1.5. Planos y Especificaciones Se especifica la información que deben incluir los planos:  Definición del sistema de resistencia sísmica, SRS  Definición de miembros y conexiones del SRS  Configuración de las conexiones  Localización de las soldaduras con demanda crítica  Ubicación de cartelas en las que se esperen deformaciones inelásticas  ��

��

��

F.3.2. Requisitos Generales de Diseño.

F.3.2. Requisitos Generales de Diseño.

2.1. Diseño sísmico.

2.2. Cargas y combinaciones. - Cargas: de acuerdo con NSR-10, Título B.

1) Zonas de amenaza sísmica  NSR-10, A.3: - Baja  DMI - Intermedia  DMO o DES -Alta  DES

-

Para Para cierto ciertoss caso casos, s, deberá deberá usarse usarse el fact factor or de amplificación de cargas sísmicas, Ωo  Tabla A.3-1

2.3. Tipo de sistema. Errata en NSR-10: debe decir PA en lugar de PAC. Es decir decir,, se aceptan aceptan pórtic pórticos os arriostrad ostrados, os, no solo solo concéntricos ��

�

��

��

��

��

��

��

�

�

��

��

F.3.4. .3.4. Requis Requisito itoss de Diseño Diseño de Miembr Miembros os y Conexi Conexione oness

F.3.3. Análisis.

Se hace un breve planteamiento sobre los tipos de análisis estructural que se pueden usar.

4.1. Requisitos de los miembros. Condiciones de los miembros de PRM, PA y MC

Para el caso de análisis no-lineal, se remite r emite a NSR-10, F.2

1 – Clasificación de las secciones s/ductilidad. Se definen miembros de ductilidad moderada o alta. La ductilidad depende principalmente de � La relación ancho-espesor - Alta ductilidad  bajas relaciones b/t. - Moderada  límites b/t mayores � la separación entre soportes laterales.

��

��

��

��

��

��

F.3.4. .3.4. Requis Requisito itoss de Diseño Diseño de Miembr Miembros os y Conexi Conexione oness 4.1.2 Estabilidad lateral. En este este numera numeral,l, NSR-10 NSR-10 sumini suministr straa condici condiciones ones requeridas para evitar pandeo flexo-torsional, para - Ductilidad moderada - Ductilidad idad alta alta Las condiciones cubren: - Resistencia y rigidez de las riostras - Límites tes de Lb. GVC: ¡Inexplicable! Los límites de L b son mayores que los de F.2, pj para acero con F y = 350 MPa: F.2  L b ≤ 42.5 42.5 r y (Ec. F.2.6.2-5) F.3  L b ≤ 49.9 49.9 r y (§ F.3.4.1.2.2) F.3.4.1.2.2)

��

��

��

��

��

��

�

�

��

��

Donde se esperan articulaciones plásticas, Amba Ambass alet aletas as de las las viga vigass debe debenn arri arrios ostrtrar arse se lateralmente, en forma directa o indirecta.

��

��

��

�

�

��

Porque si no se arriostran …

��

�

F.3.4. .3.4. Requis Requisito itoss de Diseño Diseño de Miembr Miembros os y Conexi Conexione oness - Las riostras deben cumplir requisitos especiales. Adicionalmente, deben ponerse riostras:  donde haya cargas concentradas  donde haya cambios de sección  cualquier sitio donde se esperan articulaciones plásticas Resistencia requerida = 6% de M u /h . o

��

��

��

F.3.4. .3.4. Requis Requisito itoss de Diseño Diseño de Miembr Miembros os y Conexi Conexione oness

��

��

��

F.3.4. .3.4. Requis Requisito itoss de Diseño Diseño de Miembr Miembros os y Conexi Conexione oness b

4.1.3 Zonas Protegidas. Son zonas de los miembros que requieren cuidados especiales Las discontinuidades deben ser reparadas tack weld = Sold para mantener mantener en su lugar lugar piezas piezas a soldar soldar erection erection aids = ayuda ayudass de montaje montaje air-arc gouging gouging = acanalar con con proceso arco + aire termal cutting = corte con calor

d

Zona Protegida: (cont)

db/ / 2

2) No pone ponerr cone conect ctor ores es de cort cortan antte ni amar amarre ress de lámina colaborante en aletas 3) No inst instal alar a r ancl anclaj a jes e s de fachadas, muros, ductos, etc Excepción : las 2 condiciones anteriores pueden violarse si

las conexiones a usar han sido ensayadas con esos elementos instalados. ��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.1. Requisitos de los miembros. F.3.4.1.1 Clasificación por ductilidad. F.3.4.1.2 Estabilidad lateral. F.3.4.1.3 Zonas Protegidas. F.3.4.1.4 Columnas.

��

��

��

F.3.4. .3.4. Requis Requisito itoss de Diseño Diseño de Miembr Miembros os y Conexi Conexione oness 4.1.4 Columnas. 1 Resistencia: Se plantean 4 valores de resistencia para las columnas: 1) Las cargas cargas resultan resultantes tes de los análisis análisis del SRS SRS 2) Las resultantes del análisis estructural con Ω0. 3) Las liberadas por miembros del SRS con 1.1Ry 4) Las resultan resultantes tes del análisis sis de volcamie volcamiento. nto.

F.3.4.1.5 Diafragmas compuestos ��

�

��

��

��

��

��

��

�

�

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2 Columnas embebidas :

��

�

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones estribos de confinamiento

Requieren refuerzo Las condiciones varían s/alta o moderada ductilidad. Estas condiciones incluyen: - Características del refuerzo transversal - Condiciones de los empalmes - No se permite malla electrosoldada. - Si ductilidad alta, se requieren estribos que confinen ��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones

Además de lo establecido en F.2, La resistencia nominal a cortante será la del perfil de acero, sin tener en cuenta la del concreto.

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2. Requisitos de las conexiones. Además de cumplir las especificaciones de F.2.10, se establecen condiciones especiales. 4.2.2 Juntas con Pernos - Usar pernos de alta resistencia (no A307), y pretensionados - Superficies preparadas para Clase A o superior Pueden usarse huecos estándar o poco agrandados perpendiculares a la línea de acción de la carga, estos últimos solo en una de las placas a unir ��

�

��

��

��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.1.5 Diafragmas compuestos.

4.3. Columnas compuestas rellenas

��

Deben cumplir: Ash min s/Ec F.3.4.1-8 Límites de espaciamiento

��

Se tratan dos temas: - Transferencia de carga de diafragmas a colectores - Resistencia a cortante de los diafragmas. En el caso de lámin a colaborante, solo considerar el concreto sobre las ondas.

��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones - La resistencia a corte de los pernos se calcula como en uniones tipo aplastamiento - Para aplastamiento F.2.10.3, pero Rn ≤ 2.4dtF u - No se acepta trabajo conjunto de pernos y soldadura

4.2.3. Soldadura. Se anota solo que se deben diseñar con F.2.10. ��

��

��

�

�

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.4. Placas de continuidad .

��

�

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones El corte puede tener radio:

En placas de continuidad y en atiesadores deben hacerse cortes en frente al filete de los perfiles. Esto con el fin de no afectar la zona k (que tiene baja tenacidad)

��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones O falsa escuadra:

��

4.2.5. Empalmes de columnas .

��

��

F.3.4.2.5. Empalmes de columnas. (Cont.) 2) Resistencia: la mayor que, - la resistencia requerida de la columna

��

Empalme

��

F.3.4.2.5. Empalmes de columnas. (Cont.)

a) Si se usan soldaduras de filete, deben resistir el 200% de lo esperado. a) La resistencia de diseño de cada aleta debe ser al menos 50% de ( Ry F y A f ), con Af el de la menor columna.

No es necesario que resista lo mismo que la columna. Tan solo lo Max que el SRS le pueda transmitir a las columnas

�

��

2 m / 0 2 . H H 1 ó

Si para alguna combinación de cargas se espera tensión en el empalme, el metal de aportación debe cumplir condiciones de tenacidad, y además:

- La solicitación hallada con cargas amplificadas (esto es, con Ω0)

��

��


1) Localizació n: el eje del empalme debe ubicarse a 1.20 m como mínimo de la conexión viga-columna . O si la columna tiene menos de 2.40 m ⇒ en la mitad Si soldaduras CJP, el empalme podrá estar hasta una Dist d c de la aleta de viga ��

��

��

��

��

��

��

��

�

�

��

��



c) Empalmes hechos con CJP y si el esfuerzo de tensión en la aleta más delgada es mayor que 0.3Fy

3) Resistencia a cortante:

�

GVC: ¿no debería ser 2M pc /H?

transiciones graduales entre aletas de espesor o ancho distinto: Sin transición

⇒

Chaflanada ��

��

��

F.3.4.2.5. Empalmes de columnas. (Cont.) 4) Configuración de empalmes: Se permite hacerlos empernados, soldados o soldados a una de las columnas y empernado a la otra

��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.6. Bases de columnas . La conexión de las columnas a sus bases y las bases a los cimientos, deben diseñarse para 1. Carga axial 2. Corte 3. Flexión

��

��

��


��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 6.2. Resistencia requerida � ��:

6.1 Resistencia axial requerida:

a) Resistencia de la conexión de la riostra

Resistencias requeridas de barras concurrentes Este axial no debe ser menor que: a) Pu del análisis considerando Ω0. b) Pu calculado para diseño del empalme ��

�

��

��

��

ó b) el V calculado para el diseño del empalme s/F.3.4.2.5.2 Pero además se recuerda que el caso (b) incluye revisiones de muchos otros numerales. ��

��

��

�

�

��


��

�

4.2.6. Bases de columnas .

6.3. Resistencia requerida � ��: a) Resistencia de la conexión de la riostra

��

b) M = 1.1�R yFyZx ó el M calculado con combinaciones amplificadas  Ω0 ��

��


��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.7. Conexiones compuestas.

TAREA para la próxima clase:

Estudiar el comentario C8.5 de AISC-05. Aporta muchas luces sobre el diseño de las bases de las columnas.

Hay infinidad de propuestas, por lo que no se ofrece un detallado estándar Por ejemplo Deben tener capacidad de deformación suficiente para resistir las solicitaciones de diseño para derivas de diseño.

��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.7. Conexiones compuestas . Requisitos. 1) La fuerza debe ser transferida entre el acero y el concreto mediante: a) Mecanismos de aplastamiento interno: conectores de cortante de espigo u otros dispositivos b) Conexiones a cortante c) Fricción por cortante. La fuerza de agarre proporciona el refuerzo normal al plano de transferencia. d) Combinación de lo anterior ��

�

��

��

��

��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.7. Conexiones compuestas. Requisitos. Al combinar mecanismos, se debe estudiar la compatibilidad de rigideces y deformaciones. Para esa transferencia, no se debe considerar la adherencia entre el perfil y el concreto.

��

��

��

�

�

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.7. Conexiones compuestas - Requisitos

��

�

4.2.7. Conexiones compuestas. Requisitos. 3) Si las vigas están embebidas:

2) La resistencia nominal al aplastamiento y al cortante por fricción deben cumplir Título C (C.10 y C.11) Para algunos tipos de SRS, la resistencia a fricción se debe reducir en 25%

��

��



4.2.7. Conexiones compuestas - Requisitos

4.2.7. Conexiones compuestas - Requisitos

4) La resistencia nominal a cortante de las zonas de panel embebidas en concreto reforzado será la suma de:

5) Se debe suministrar refuerzo para resistir todas las fuerzas de tensión en los componentes de concreto Adicionalmente, el concreto debe ser confinado con refuerzo transversal Todo el refuerzo debe prolongarse más allá del punto teórico hasta el que se requiere

Resistencia del panel del perfil de acero  Resistencia del panel de concreto reforzado 

��

Longitudes de anclaje s C.12 ��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.7. Conexiones compuestas - Requisitos 6) Requisitos adicionales: a) Cuando la losa transfiere cargas horizontales de diafragma, el refuerzo de la losa se debe diseñar y anclar para que trasmita todas las fuerzas de tensión en el plano, incluidas: � Conexiones a las vigas � Conexiones a las columnas � Conexiones a riostras y muros ��

�

Gran ventaja: No hay soldaduras de patines en obra

��

��

��

��

��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 6) Requisitos adicionales: b) En la conexión de vigas de acero o compuestas y columnas de concreto reforzado o compuestas embebidas, se deben suministrar estribos de confinamiento Errata en NSR-10: Falta “-318, Sec”

Diseño según ACI-318, Sec 21.7, pero con modificaciones. ��

��

��

��

�

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.2.8. Pernos de Anclaje.

�

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.3. Compatibilidad de deformaciones de miembros y conexiones que no hagan parte del SRS

Cuando se utilicen - anclajes tipo espigo, o - barras de refuerzo soldadas

Elementos que no pertenecen al SRS, pj:

Como parte de los SRS DMO o DES,  su

resistencia a cortante y tensión debe reducirse un 25% de la hallada con F.2.9.

��

��

��

��

A pesar de grandes rotaciones inelásticas, se debe poder transmitir la cortante ��

��

��

F.3.4. Requisitos de Diseño de Miembros y Conexiones 4.4. Pilotes de Acero. El tema apareció en AISC sísmico 2002. Se fijan criterios para su diseño, tanto si son verticales como si tienen alguna inclinación Normalmente se usan perfiles H. La parte superior del pilote se debe considerar como zona protegida ��

��

��

Sistema sismo-resistentes

��

��

��


En NSR-10, Título F.3, están definidos los siguientes sistemas sismo-resistentes:

3.7. Pórticos resistentes a momento compuestos. 3.8. Sistemas arriostrados y muros de cortante, compuestos

Para exponer los requisitos de cada uno de los sistemas enunciados, NSR-10 usa el siguiente formato: 1. Alcance 2. Bases de diseño. 3. Análisis. 4. Requisitos del sistema 5. Miembros. 6. Conexiones.

��

��

3.5. Pórticos resistentes a momento. 3.6. Sistemas arriostrados y muros de cortante

�

Sistemas Sismo-resistentes

��

��

��

��

��

��

�

��

��

�

Pórticos Resistentes a Momento, PRM

Sistema sismo-resistentes 3.5. Pórticos resistentes a momento. 3.6. Sistemas arriostrados y muros de cortante. 3.7. Pórticos resistentes a momento compuestos. 3.8. Sistemas arriostrados y muros de cortante, compuestos.

��

��

��

PRM - Introducción

��

PRM - Introducción Posibles sitios para formación de articulaciones plásticas

��

��

Tienen gran ductilidad Su comportamiento puede ser altamente inelástico, pues se forman articulaciones plásticas

��

��

��

��

��

��

��

��

PRM - Introducción Formación de Articulaciones:

Alternativa 2: Articulaciones en la zona de panel:

Alternativa 1: en las vigas

��

�

��

��

��

��

��

�

��

��

PRM - Introducción

�

PRM - Introducción NSR-10, F3 establece 3 categorías de PRM:

Alternativa 3: en las columnas:

  

PRM con disipación especial, PRM - DES PRM con disipación moderada, PRM - DMO PRM con disipación mínima, PRM - DMI

Con posible inestabilidad por P∆

��

��

��

PRM - Introducción

��

Hasta 1994, se utilizó en USA una conexión que parecía responder en forma apropiada:

��

��

Placas de continuidad ��

��

��

PRM - Introducción

PRM - Introducción

De acuerdo con los ensayos de Popov y Stephen, 1972, esta conexión podía aceptar rotaciones inelásticas hasta de 0.015 rad. Tales rotaciones, que corresponden a derivas del orden del 2.5%, se consideraban suficientes en 1972 … Pero resultaron insuficientes para cambios en materiales, soldadura, tipología de pórticos y tamaño de miembros. Además, de que se demostró que la demanda de rotaciones en sismos fuertes es mayor que ese 0.015 rad (Krawinkler y Gupta, 1998)

Los PRM definidos por NSR-10 se espera que tengan una capacidad de rotación inelástica de:

��

�

��

PRM - Introducción

Conexiones Viga – Columna

��

��

��

��

��

PRM-DES  0.03 rad  0.04 rad PRM-DMO  0.01 rad  0.02 rad PRM-DMI  mínima (en Ppio permanecen rad. elásticos)  0.01 Puede suponerse que la rotación inelástica es igual a la deriva inelástica, por lo tanto las rotaciones totales que podrían sufrir serán: ��

��

��

��

�

��

Se establece una nueva definición: el ángulo de deriva

Se incluyen provisiones para los siguientes sistemas: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

��

��

��

F.3.5.1. PRM – DMI.

PRM – DMI PRM – DMO PRM – DES PCD SCV – DMI SCV – DES

Pórticos con cerchas dúctiles Sistema de columna vertical

��

��

��

F.3.5.1. PRM – DMI.

Se espera que alcancen apenas mínimas deformaciones inelásticas cuando se presente el sismo de diseño NSR-10 aclara que si bien las especificaciones fueron desarrolladas para estructuras con perfiles �, pueden usarse para otros tipo de perfiles, C, , ensamblados. pero con precaución

��

�

F.3.5. PÓRTICOS RESISTENTES A MOMENTO, PRM.

PRM - Introducción 

��

��

��

F.3.5.1. PRM – DMI.

Se aclara que no se requiere cumplir requisitos especiales para: - Análisis - Definición del SRS - Miembros - Zonas protegidas  no se necesitan

��

��

��

F.3.5.1. PRM – DMI.

5.1.6 Uniones y Conexiones Viga – Columna Pueden ser:  Totalmente restringidas  TR  Parcialmente restringidas  PR Las soldaduras acanaladas de patines de viga a columna  serán tipo demanda crítica.

5.1.6.2. En TR, M u debe ser el menor de: 1) M u = 1.1 Ry M p de la viga V u = con cargas s/NSR-10, B + un sismo Emh.

2) M u = El máximo momento que le libere el sistema V u = la cortante asociada a ese M. Se exige el uso de placas de continuidad.

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

�

La expresión dada viene de:

F.3.5.1. PRM – DMI. GVC: Lo que hay detrás del anterior planteamiento es muy importante, dice NSR-10:

“La resistencia requerida a cortante Vu de la conexión debe basarse en las combinacio nes de carga del Título B incluyendo la carga sísmica amplificada, en la cual el efecto de las fuerzas horizontales incluyendo la sobreresistencia deben ser tomadas como:”

��

��

��

F.3.5.1. PRM – DMI.

Es decir, se parte de que hay mecanismo Entonces se plantea que habrá una fuerza horizontal por sismo capaz de producir M p en las vigas. ��

��

��

��

��

F.3.5.1. PRM – DMI.

3) Condiciones adicionales: � Soldaduras  AISC 358 � Patines de vigas soldadas a columna con CJP � Huecos de acceso  AWS – D1.8 � Requisitos de placas de continuidad � Alma de viga conectada a columna con CJP.

��

��

��

F.3.5.1. PRM – DMI.

��

F.3.5.1. PRM – DMI. 1.6.3. Conexiones PR: a) Diseñar para combinaciones de carga F.3.2.2 b) La rigidez y la resistencia de las PR deben considerarse al analizar y diseñar la estructura, incluyendo sus efectos en la estabilidad general. c) La resistencia nominal a flexión ≥ 50% M p de viga

Retirar platina prolongación De soldadura (weld tab)

d) La cortante se determinará con un sismo E mh. Soldar ��

�

Por lo demás, los PRM-DMI se diseñan siguiendo las pautas de NSR-10, F.2. ��

��

��

��

��

��

��

�

��

F.3.5.2. PRM – DMO.

��

�

F.3.5.2. PRM – DMO

Se espera que alcancen deformaciones inelásticas limitadas cuando se presente el sismo de diseño, por: - Fluencia por flexión de las vigas y columnas, - Fluencia por cortante de la zona de panel

5.2.5. Miembros - Deben satisfacer condiciones para ductilidad moderada - Aletas de vigas: no se permiten cambios bruscos de sección ni huecos en ellas, salvo calificación. - Zonas protegidas : en los extremos de las vigas donde se espere comportamiento inelástico .

F.3.5.2.4. Requisitos del sistema Soporte lateral de las vigas para ductilidad moderada

��

��

��

F.3.5.2. PRM – DMO

��

��

��

F.3.5.2. PRM – DMO

5.2.6. Conexiones - Definición de las soldaduras de demanda crítica. - Requisitos de las conexiones. 1) Ángulo de deriva de piso debe ser ≥ 0.02 rad 2) La resistencia a la flexión de la conexión, para ese ángulo debe ser ≥ 80% M p de la viga. - Validación de la conexión: � Las conexiones deben ser precalificadas, o � Deben calificarse. ��

��

��

��

��

��

��

��

��

F.3.5.2. PRM – DMO Conexiones en AISC-358:

��

�

��

��

�

��

F.3.5.2. PRM – DMO

��

��

�

F.3.5.2. PRM – DMO

��

��

��

��

��

��

��

F.3.5.2. PRM – DMO

��

�

��

��

�

��

Ensayos para calificar conexiones.

��

�


Montaje típico para ensayo de conexiones: Etc, etc, etc ��

��

��

Investigación: Universidad Nacional de Colombia

�


�

��

��

Conexiones al eje débil de columna


Conexiones al eje débil de columna

��

��

�


Hay casos en los que se pueden obviar las conexiones al eje débil → pórticos planos en dos sentidos

��

��

��

��

�

��

Pero habrá casos en los que será necesario diseñar pórticos espaciales.

��

�

Conexiones al eje débil de las columnas tipo � Cuidadosa modelación con MEF – análisis inelástico

��

��

��

Conexiones al eje débil de las columnas tipo �

��

Conexión viga

�

��

��

a columna tubular

MEF simulando el ensayo. Se aplica carga cíclica:

��

��

��

Conexión viga I a columna tubular


Ensayos para calificar conexiones. ��


�

��

��

��

��

��

�

��

��

�

Ensayos para calificar conexiones. ��

��

��

��

Conexiones de perfiles de lámina delgada

��

��

��

Conexiones de elementos de lámina delgada

Investigación U. Nacional

��

��

��

F.3.5.2. PRM – DMO

F.3.5.2. PRM – DMO

5.2.6. Conexiones 6.4 - Cortante La demanda de cortante para plastificación de las vigas, esto es, para el mecanismo:

5.2.6. Conexiones 6.5 – Zona de panel → de acuerdo con F.2. 6.6 – Placas de continuidad: → de acuerdo con F.3.5.3.6.6.

Errata en NSR-10: Dice F.5.3.6.6

6.7 – Empalmes de columnas → de acuerdo con F.3.4.2.5.

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

F.3.5.3. PRM – DES 5.3.2. Bases de diseño. Se espera que puedan experimentar grandes deformaciones en rango inelástico cuando son solicitados por sismos de gran intensidad, a través de: - Plastificación de las vigas - Deformaciones inelásticas de la zona de panel. Se exige cumplir la condición columna fuerte - viga débil 5.3.3. Análisis. → No hay requisitos especiales ��

��

��

F.3.5.3.4. Requisitos del sistema . 1. Relación de momentos: Debe satisfacerse Con:

��

(a) Columnas con P uc < 0.3 F yc A g, para las combinaciones de carga diferentes a las que contienen cargas de sismo, amplificadas, y que cumplan ciertos requisitos.

Es decir, hay una jerarquía de estados límite: 1º articulación plástica en vigas 2º plastificación de la zona de panel 3º articulación plástica en columnas ��

��

��

2. Arriostramiento de las vigas. Diseñar para cumplir requisitos de ductilidad alta F. 3.4.1.2.2. →

3. Arriostramiento de las conexiones. Si se demuestra que la columna permanece elástica por fuera de la zona de panel, solo se requiere arriostrarla al nivel de la aleta superior de la viga. Puede decirse que la columna permanece elástica, si la Ec de jerarquía es mayor de 2:

(b) Columnas de cualquier piso en las que φV n/ Vu sea ≥ 50% que en el piso superior.

��

��

F.3.5.3. PRM – DES

��

��

��

F.3.5.3. PRM – DES

Si no es seguro que la columna permanezca elástica por fuera del panel: (1) Las aletas de la columna deben arriostrarse al nivel de ambas aletas de la viga, superior e inferior. Los arriostramientos pueden ser directos o indirectos (2) La resistencia de las riostras = 2% de F y Afb

�

M* pc = suma de M’s en columnas de la junta hallados en la intersección de ejes de vigas y columnas ΣM* pb = suma de M’s en vigas hallados en intersección ejes Σ

F.3.5.3. PRM – DES

El requisito de jerarquía no aplica en los siguientes dos casos:

��

1.0

��

F.3.5.3. PRM – DES

��

�

��

��

��

En una columna de un sistema sísmico, en la que no haya arriostramiento lateral en una conexión, 

la longitud de pandeo normal al sistema sísmico será la que haya entre arriostramientos laterales Además, deben considerarse otros requisitos  F.3.5.3.4.3

��

��

��

��

�

��

��

PRM–DES - F.3.5.3.6. Conexiones.

PRM-DES - F.3.5.3.5. Miembros. 1. Requisitos básicos: Los miembros deben cumplir requisitos para ductilidad alta 2. Aletas de vigas: No se permiten cambios bruscos de sección ni huecos, salvo calificación que permita algo diferente. 3. Zonas protegidas: En extremos de vigas donde se espere comportamiento inelástico, salvo calificación que permita algo diferente. ��

�

��

��

1. Soldaduras: En principio, las soldaduras deben ser del tipo de demanda crítica , Salvo que en el documento de calificación se aclare que no se requieren de tal tipo. 2. Conexiones viga-columna. 1) Ángulo de deriva de piso debe ser ≥ 0.04 rad 2) La resistencia a la flexión de la conexión, para ese ángulo debe ser ≥ 80% M p de la viga ��

��

��

PRM–DES - F.3.5.3.6. Conexiones. . n ó i x e n o c a l n e o t n e m o M

��

4. Resistencia a cortante. V u debe hallarse para las combinaciones de Título B, más el V que resulte de la formación de articulaciones plásticas en la viga + sobreresistencia

Ángulo de deriva de piso ��

��

��


�

��

��

��

��

��


Tal como se mencionó atrás:

��

3. Validación de la conexión. Alternativas: a) Usar conexiones calificadas PRM-DES en AISC-358 b) Calificar la conexión  F.3.11.1 c) Usar una conexión precalificada  Literatura

5. Zona de Panel

��

��

��

��

��

�

��

��

�

Deformaciones en zona de panel


La fuerza cortante produce deformaciones

��

��

��


��

��

��


El espesor debe estar en concordancia con el del modelo precalificado

Si en el análisis se considera la deformación plástica del panel (F.2.10.10.6), φ Rn, con φ = 0.9, es:

Ru se determina

(a) Si P u ≤ 0.75P y

suponiendo que hay M p en las vigas

(b) Si P u > 0.75 P y Con:

t p = espesor zona de

panel incluidas placas de enchape

d c = peralte de la columna bcf = ancho de

aleta de la columna = espesor de aleta de la columna d b = peralte de la viga F y = mínima fluencia especificada de zona de panel t cf

��

��

��


��

��

��

��


Para evitar pandeo local, el espesor tanto del alma de la columna, como el de las placas de enchape, deben cumplir:

Con:

��

Placas de enchape:

d z = peralte entre placas de continuidad w z =

ancho de zona de panel, entre aletas de la columna

Pero si se suelda la placa de enchape al alma de la columna con soldaduras de tapón, se aplica la Ec al espesor total ��

�

��

��

��

��

��

�

��

��



Placas de enchape:

Placas de enchape:

Se pueden soldar con CJP o filetes que desarrollen la cortante requerida de las placas.

Si se diseñan separadas del alma de la columna … Deben ser dobles y deben soldarse en sus bordes superior e inferior a las placas de continuidad

Si se usan contra el alma de la columna, deben soldarse en sus bordes superior e inferior

��

��

��

��



Placas de continuidad:

Empalmes de columnas Además de lo dicho en F.3.4.2.5, los empalmes deben tener una resistencia ≥ Ry veces la resistencia de la columna menos fuerte

Su diseño se r egirá por: a) Requisitos de la calificación de la conexión (si la hay), o b) Condiciones de resistencia  F.5.3.6.6(b) ��

�

��

��

Pórticos con cerchas dúctiles, PCD.

��

��

��

��

La conexión en el alma debe resistir una carga ≥ Σ M pc / H

��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD.

Los PCD son PRM en los que las vigas son de celosía

4.2. Bases de diseño. Logran deformaciones inelásticas significativas dentro del tramo central de las vigas, denominado segmento especial, SE. - Luz límite = 20.0 m

Zona disipadora de energía

- Peralte límite = 1.80 m - Las columnas y la viga por fuera del SE deben diseñarse para permanecer elásticos.

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

3.5.4.4.1. El segmento especial:

��

�

F.3.5.4. PCD – Segmento Especial Puede ser:

Debe ubicarse dentro de los cuartos de la luz

Con diagonales: Unión obligatoria

O

d ≤ 1.80 m 0.1S a 0.5S

Vierendeel:

0.67 ≤ L / d ≤ 1.5

L S = Luz cercha ≤ 20 m

��

��

��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. El mecanismo:

No se acepta combinar diagonalado y vierendeel No se aceptan diagonalados diferentes a X ��

��

��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. En este tramo no se aceptan empalmes en los cuchillos

Segmento especial

Las fuerzas axiales en las diagonales del SE, debidas a 1.2D + 1.6L no deben exceder de ��

Diags (+) entran en fluencia Diags ( - ) pandean ��

��

��

Articulaciones plásticas ��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. Se requiere suministrar soporte lateral al SE en sus extremos, tanto C. superior como C. inferior. Puesto que se esperan Art. Plásticas allí, P br

= 6% Ry F y Af

Soporte lateral en los extremos de la viga (en conexión con columna). Puesto que allí NO se esperan Art. Plásticas, P br

0.03 F y Ag

El SE debe ser tratado como una zona protegida ��

��

��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. 4.5.1 Resistencia nominal de los miembros del SE: En estado de plastificación, el SE resistirá la cortante mediante la resistencia a flexión de los cuchillos y la resistencia axial de las diagonales, si las hay. - Los cuchillos deben proveer al menos el 25% de esa resistencia. - Pu cuchillos ≤ 0.45 φ Fy Ag, con φ = 0.9 - Si hay diagonales, deben ser de igual perfil

= 2% Ry P nc

��

�

P u =

��

��

��

��

��

��

��

�

��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. 4.5.2. Resistencia a cortante esperada del SE: Para generar el mecanismo en el SE, se espera que actúe una cortante:

��

�

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. Resistencia nominal de miembros fuera del SE: No es explícito NSR-10 al respecto. Pero si en F.3.5.4.5.2 se especifica la cortante que se espera actúe en la viga para el mecanismo,

Con:

Mnc = Mn del cuchillo del SE EI = rigidez elástica del cuchillo del SE L = luz de la cercha LS = longitud del SE Pnt y Pnc = resistencias nominales a (+) y a (-) de diagonales α = ángulo de las diagonales con la horizontal

��

��

��

Es decir,

⇒

se deduce que los miembros por fuera del SE, se deben diseñar para ese corte que libera el SE, V ne

��

��

��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. 4.5.3. Compacticidad Ancho / espesor limitado  F.3.4.1.1.2 Las diagonales del SE, si las hay, deben ser barras de sección rectangular con b/t ≤ 2.5 F.3.5.4.6. Conexiones. - Se definen las soldaduras de demanda crítica. - Conexión de diagonales, φ Rn ≥ Ry Fy Ag . - Empalmes de columnas.

��

��

��

F.3.5.4. Pórticos con cerchas dúctiles, PCD. De acuerdo con AISC-05 y con las investigaciones de Goel y otros, se logra buena ductilidad, con derivas > 3%

��

��

��

F.3.5.5. Sistema de columna en voladizo, SCV. A pesar de que usualmente se confunden los sistemas de péndulo invertido y de columna en voladizo no son lo mismo. En sistemas de péndulo invertido, en la parte superior de la estructura está concentrado más del 50% de la masa. En columna en voladizo, la masa puede estar distribuida a lo largo de la misma. ASCE7-10 limita su uso a edificios con h ≤ 12.0 m NSR-10 no establece límites!!!!

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

F.3.5.5. Sistema de columna en voladizo, SCV - DMI.

F.3.5.5. Sistema de columna en voladizo, SCV

El grado de redundancia de estos sistemas es muy reducido.

NSR-10 define 2 tipos de SCV:

Así mismo, su habilidad para generar un mecanismo de plastificación progresiva es mínima.

5.5 – SCV de capacidad mínima de disipación, SCV-DMI

Por lo anterior, el valor de R que le asignan los códigos es muy bajo, entre 1.5 y 2.5. En el Blue-Book del SEAOC, se recomienda para edificios de 2 o 3 pisos.

��

��

��


�

5.6 – SCV de capacidad especial de disipación, SCV-DES Para los SCV-DES, dice NSR-10: Se espera que posean una capacidad limitada de soportar derivas inelásticas por fluencia a flexión de las columnas. ��

��

��

F.3.6. SISTEMAS ARRIOSTRADOS Y MUROS DE CORTE. Se incluyen los siguientes sistemas:

3.5. Pórticos resistentes a momento. 3.6. Sistemas arriostrados y muros de cortante. 3.7. Pórticos resistentes a momento compuestos. 3.8. Sistemas arriostrados y muros de cortante, compuestos.

1. Pórticos arriostrados concéntricamente con capacidad de disipación de energía mínima, PAC-DMI. 2. Pórticos arriostrados concéntricamente con capacidad de disipación de energía especial, PAC-DES. 3. Pórticos arriostrados excéntricamente, PAE. 4. Pórticos arriostrados de pandeo restringido, PAPR. 5. Muros de cortante de acero, MCA-DES.

��

��

��

Pórticos con Arriostramientos Concéntricos, PAC

��

��

��

Pórticos con Arriostramientos Concéntricos, PAC Algunos tipos de PAC:

Son pórticos en los que los ejes de los elementos se interceptan en un único punto, creando un sistema cercha Los miembros resultan solicitados principalmente por carga axial ��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��


��

�


Algunos tipos de PAC:

��

��

��

Pórticos con Arriostramientos Concéntricos, PAC Se disipa energía y se logra ductilidad, al producirse  pandeo en las riostras ( - )  fluencia en las riostras ( + )

��

��

��

Pórticos con Arriostramientos Concéntricos, PAC Lo observado en sismos y laboratorio, en PAC diseñados según criterios existentes hasta hace pocos años: Ductilidad limitada Fracturas frágiles. Usual  fractura

de conexiones.

Una de las causas: carencia de compacticidad en riostras ⇒

��

��

��

Pórticos con Arriostramientos Concéntricos, PAC Por menor ductilidad riostras:  Grandes derivas  Grandes demandas de

ductilidad en otros elementos: vigas, columnas, conexiones.

��

��

��

Pórticos con Arriostramientos Concéntricos, PAC Principal ventaja: gran rigidez Desventajas: - menor ductilidad que otros sistemas - funcionalidad arquitectónica Comportamiento de una barra con carga axial cíclica:

(Astaneh-A. y otros, 1986) ��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

Respuesta general de un PAC diseñado con NSR-98 F.3:

��

�


Menos de 1.5% de deriva !!!

��

��

��


NSR-10 especifica el uso de 2 tipos de PAC:  PAC – DES  PAC – DMI

��

��

F.3.6.1 PAC-DMI Alcance: se espera que alcancen deformaciones inelásticas pequeñas El uso de PAC-DMI es restringido (  ASCE7-05)

��

��

��

F.3.6.1 PAC-DMI

F.3.6.1 PAC-DMI

6.1.4 Requisitos del sistema:

6.1.4 Requisitos del sistema: 1 Riostras en V y en Λ: La viga interceptada debe diseñarse considerando una carga desbalanceada Qb.

(1) La viga que es interceptada debe ser continua Tal viga, para 1.2D+1.6L debe diseñarse con L total

��

��

Se aceptan pequeñas excentricidades en las conexiones, pero se deben considerar en el diseño.

1 Riostras en V y en Λ:

�

��

��

��

No aplica para penthouses o edificios de 1 piso ��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

F.3.6.1 PAC-DMI

F.3.6.1 PAC-DMI

6.1.4 Requisitos del sistema: 1 Riostras en V y en Λ:

6.1.4 Requisitos del sistema: 1 Riostras en V y en Λ:

Lo exigido en (1)-(a), se debe a:

(2) En el punto de intersección las dos aletas de la viga deben arriostrarse, o debe demostrase que resisten un par + la flexión en ella:

�� θ ��

φ �� θ

θ

Mr = Ry Mp. ��

��

��

F.3.6.1 PAC-DMI

h0

��

��

��

F.3.6.1 PAC-DMI 6.1.5. Miembros: 2. Esbeltez:

Riostras en K:

No se permite su uso

��

M C 2% r h d 0

�

��

��

F.3.6.1 PAC-DMI

A-36  115

3.6.1.6. Conexiones. Conexión de la riostra: diseñar para P u que se halle con la carga amplificada (o sea con Ω0). Pero no es necesario que resista más de: • la resistencia nominal a tensión Ry F y Ag de riostra • la máxima fuerza que pueda llegar a transmitir a la riostra el sistema sísmico. ��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES PAC–DES puede aceptar deformaciones inelásticas mayores

Fallas en conexiones de riostras de PAC

Mediante el detallado apropiado, su ductilidad es mucho mayor que la PAC–DMI. Se aceptan pequeñas excentricidades en las conexiones, pero se deben considerar en el diseño.

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

F.3.6.2 PAC-DES

��

�

F.3.6.2 PAC-DES

6.2.3. Análisis: Considerar combinaciones con la carga sísmica amplificada (con Ω0), calculado para uno de 2 mecanismos: 1. Suponiendo que en las riostras actúan cargas iguales a sus resistencias.

Columnas: Su resistencia no es necesario que exceda: a) La hallada con modelo con riostras a compresión suprimidas.

2. Suponiendo que en las (+) = Ag�RyF y, en las (-) = 0.3 P cr .

b) Las solicitaciones halladas para levantamiento de fundaciones.

Interesante: al hacer el análisis, pueden despreciarse efectos P ∆, pero no P δ.

c) Las P’s de un análisis no lineal.

��

��

��

��

��

��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES

F.3.6.2 PAC-DES 6.2.4. Requisitos del sistema: 1. Distribución de la fuerza lateral: A lo largo de un eje de arriostramiento, un miembro (+) debe resistir al menos 30% pero no más del 70% de la fuerza horizontal. A no ser que φPn de la de (-) sea > P u con Ω0 NSR-10 define un eje de arriostramiento como aquel en el que no hay desviaciones mayores del 10%:

1. Riostras en V y en Λ: Similar a lo dicho para PAC-DMI (1) La viga que es interceptada debe ser continua para 1.2D+1.6L debe diseñarse con L total

��

F.3.6.2 PAC-DES

F.3.6.2 PAC-DES

1 Riostras en V y en Λ:

Riostras en K:

(2) En el punto de intersección las dos aletas de la viga deben arriostrarse, o debe demostrase que resisten un par + la flexión en ella:

Mr = Ry Mp.

M C 2% r h d 0

��

�

No se permite su uso

h0

��

��

��

��

��

��

��

�

��

F.3.6.2 PAC-DES

F.3.6.2 PAC-DES

6.2.5. Miembros - Riostras: 1. Esbeltez: KL/r ≤ 200

Zonas protegidas:

2. Miembros compuestos: • Conectores  l /r ≤ 0.4 KL/ r del miembro • Al menos 2 conectores entre elementos • ΣφVn de conectores ≥ a la φRn de c/elemento • No usar pernos en el cuarto central del miembro Se permite un tratamiento diferente si se demuestra que al pandear el miembro no se genera cortante en los conectores Ane no debe ser menor que Ag.

F.3.6.2 PAC-DES

Se exige garantizar que la conexión pueda alojar una rotación de 0.025 rad. Esto debido a que, s/AISC-10, se esperan derivas entre 2% y 3%. En principio esto podría lograrse con rotación inelástica de la viga. ��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES

��

��

En NSR-10 hay planteamiento extraño: Cuando una cartela se conecta tanto a viga como a columna, debe cumplir: Si articulada 

1) la conexión debe ser simple… ¿Simple y a la vez con la cartela conectada a la viga y a la columna?

��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES

Una fórmula para lograrlo es, por ejemplo la propuesta por Fahnestock, et. al., 2003

��

��

�

F.3.6.2 PAC-DES

6.2.6. Conexiones. 1. Soldaduras de demanda crítica: se definen varios sitios 2. Conexiones viga-columna:

�

��

��

��

��

En ese mismo numeral, F.3.6.2.6.2, se ofrece una alternativa más fácil para conexión con cartela soldada a viga y a columna: Diseñar como conexión a momento, cumpliendo ciertos requisitos de resistencia.

��

��

��

��

�

��

��

F.3.6.2 PAC-DES

F.3.6.2 PAC-DES

6.2.6.3. Resistencia requerida de conexiones de la riostra 1. Resistencia a la tensión: debe ser la menor de: • la resistencia nominal a tensión Ry F y Ag de riostra • la máxima fuerza que pueda llegar a transmitir a la riostra el sistema sísmico.

2. Resistencia a compresión de conexiones de riostras:

Este límite

�

Diseñar para resistir una carga de compresión de 1.1 Ry P n con P n la de pandeo de la riostra

cuando es un elemento distinto a la riostra en tensión el que controla la falla, pj elementos de cimentación diseñados con cargas amplificadas ��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES

��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES En la dirección en la que se espere que pandeará la riostra, la conexión debe 1. Resistir 1.1 Ry M p. O bien, 2. Las cartelas deben detallarse considerando el pandeo de la riostra

��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES

��

��

��

��

��

F.3.6.2 PAC-DES

��

��

�

��

��

��

��

��

�

��

F.3.6.2 PAC-DES

��

�

F.3.6.2 PAC-DES Empalmes de columnas: En los empalmes la conexión debe resistir al menos: - A flexión  50% de la resistencia del menor de los perfiles conectados.

��

- A cortante Σ Mpc / H ��

��

��

��

��

PÓRTICOS ARRIOSTRADOS EXCÉNTRICAMENTE (PAE)

F.3.6.2 PAC-DES Comentario final: No obstante su relativa baja ductilidad, los PAC se permiten en NSR-10 (  Tabla A.3-1), pero con restricciones:

Sistema

R0

PAC-DES PAC-DMI

5.0 3.5

Zona Sísmica Alta Media Baja 2.5 h ≤ 24 m h ≤ 30 m No Lim 2.5 N.P. h ≤ 30 m h ≤ 30 m Ω0

��

��

��

PAE

��

��

��

��

��

PAE

Algunos tipos de PAE:

Algunos tipos de PAE:

V = vínculo P = viga fuera del vínculo

��

�

��

��

��

��

��

�

��

PAE

��

�

PAE Algunos tipos de PAE:

��

��

��

PAE

��

��

��

PAE En esta tipología, la energía sísmica inducida, se disipa por medio de deformación inelástica del vínculo por cortante o por flexión .

��

��

��

PAE

��

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) Bases de diseño: se espera que alcancen deformaciones inelásticas muy significativas. Según NSR-10, esas deformacio nes inelásticas se presentarán a través de fluencia por cortante en los vínculos GVC: esto no es consistente con el planteamiento general. Se aceptan vínculos de 3 tipos: - cortos, en efecto, plastifican por cortante - largos, plastifican por flexión - intermedios: corte + flexión Es decir, el estado límite no necesariamente es plastificación por cortante.

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) En la conexión riostra diagonal – viga, los ejes deben interceptarse en el extremo del vínculo, o en el vínculo:

��

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) Para garantizar lo anterior, NSR-10 exige trabajar con sismo amplificado, Emh, calculado con α�Ry�V n del vínculo, α =

1.25 para secciones � = 1.40 para secciones cajón

Para el diseño de algunos miembros (viga por fuera vínculo, columnas en edificios altos, otros), puede reducirse lo anterior en 12%. Como en los PAC, al hacer el análisis, pueden despreciarse efectos P ∆, pero no P δ. ��

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) 6.3.4. Requisitos del sistema. Introducción al tema: En el vínculo, para el equilibrio:

��

�

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) Análisis: se hará con combinaciones de carga de Título B Las vigas fuera del vínculo, las columnas y las riostras,

se deben diseñar

Para que permanezcan elásticas con las fuerzas que libera plastificación y endurecimiento de los vínculos

��

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) El planteamiento es interesante, pues se propone hacer el análisis para el mecanismo: Esto es, ¿Qué cortante sísmico inducirá una fuerza Vnc?

��

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE)

El vínculo entrará en fluencia por cortante cuando: e < 2 Mp / V p  vínculo corto Teniendo en cuenta el endurecimiento por deformación se aplica una reducción del 20%: e ≤

Si V�e = 2M

⇒

5.0 M p / V p

 vínculo

largo

e = 2M / V

��

�

e >

1.6M p / V p

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��


�

Ensayo de un vínculo corto:

Por lo tanto, según su longitud el mecanismo del vínculo puede variar: a) Si

e < 1.6 M p / Vp

 plastifica

por cortante

b) Si 1.6 M p/Vp < e ≤ 2.6 Mp/Vp

 cortante

predominante

c) Si 2.6 M p/Vp < e ≤ 5.0 Mp/Vp

 flexión

d) Si

 plastifica

e > 5.0 M p / Vp

��

��

predominante por flexión

��

Ensayo de un vínculo corto:

Al iniciar el proceso

3.6.3.4.1. Ángulo de rotación del vínculo Al terminar el ensayo

��

El ángulo de rotación del vínculo, γp, se define como la rotación inelástica entre vínculo y viga: A su vez, el ángulo total de rotación del vínculo, incluye rotación elástica e inelástica

Con ∆p = Deriva plástica (conservadoramente = deriva de diseño) .

3.6.3.4.1. Ángulo de rotación del vínculo

3.6.3.4.2. Soporte lateral del vínculo:

γp no debe exceder los siguientes valores:

En los extremos del vínculo debe haber soporte lateral, tanto en la aleta inferior como en la superior.

(a) 0.08 rad para vínculos cortos, a saber: e ≤ 1.6 M p / V p (b) 0.02 rad para vínculos largos, a saber: e > 2.6 M p / V p

El arriostramiento debe resistir

M 6% hr 0

(c) Valor interpolado entre los anteriores para e intermedio ��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��



6.3.5. Miembros. Las relaciones ancho/espesor deben garantizar amplio comportamiento inelástico

6.3.5.2. Vínculos Limitaciones: se plantea el tipo de sección aceptada, inercia y ductilidad mínimas, etc. Resistencia a cortante :

En la viga por fuera del vínculo y en la riostra habrá P y M Luego diseño a flexocompresión

Si el vínculo es corto, plastifica por cortante, luego: Si en el vínculo Pu ≤ 0.15 Py  no es necesario considerar P ⇒ Vn = Vp = 0.6 Fy Aw Si Pu > 0.15 Py ⇒ ��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) Si el vínculo es largo, plastifica por momento, luego: V n = 2 M p / e Si en el vínculo P u ≤ 0.15 P y ⇒

�

 no

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) Curvas de Interacción V–P

M–P

es necesario considerar P

M p = Z xF y

Si P u > 0.15 P y ⇒

��

��

��

��

��

��


Atiesadores de vínculos: Dobles y de altura total en el extremo del vínculo donde llega la diagonal:

Intermedios: Su cantidad y ubicación depende de la longitud del vínculo: Si vínculos cortos o de longitud intermedia, se requieren varios y cercanos entre si, Si largos (e > 5.0M p/Vp ), no se requieren Si d ≤ 630 mm, pueden ser sencillos, Pero siempre de altura total

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��


��

�


Los atiesadores se usan para restringir el pandeo del alma por cortante:

��

��

��

��

��



También se fijan requisitos para atiesadores de vigas cajón.

6.3.6. Conexiones: 1. Soldaduras de demanda crítica: se define su ubicación y características.

Los atiesadores se soldarán al alma de la viga con soldaduras de filete con Rn = Ast F y. 3.6.3.5.3. Zonas protegidas: Los vínculos de los PAE son zonas protegidas y deben satisfacer los requisitos de la sección F.3.4.1.3.

��

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) Pero si se diseña como articulación, debe impedirse su rotación según el eje longitudinal de la viga, para lo que debe resistir un par:

��

2. Conexiones viga-columna: Cuando en el extremo de la viga no hay vínculo, se permite: - Conexión articulada - Conexión rígida. ��

��

��

3.6.3. Pórticos arriostrados excéntricamente (PAE) 4. Empalmes de columnas:

2% Fy bf tf

2% Fy bf tf

3. Riostras: se pueden conectar con junta de deslizamiento crítico (con huecos agrandados)

�

��

��

��

��

En los empalmes la conexión debe resistir al menos: - A flexión  50% de la resistencia del menor de los perfiles conectados. - A cortante Σ Mpc / H ��

��

��

��

�

��

��



5. Conexiones vínculo-columna:

No hay muchos ensayos en este tipo de conexiones, tanto:

Debe estar en capacidad de sostener la rotación máxima especificada atrás. Su resistencia a cortante, medida en la cara de la columna, debe ser al menos la resistencia nominal del vínculo, cuando está presente la máxima rotación. Para garantizar lo anterior: (a) Usar conexión precalificada para PAE, ó (b) Calificar la conexión mediante ensayos ��

��

��

3.6.4. Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR) Bases de diseño: Es un nuevo sistema estructural

�

- FEMA 350 - AISC 358 Son para PRM, y no necesariamente sirven para PAE

GVC: Algunos autores (pj Engelhardt, Popov) recomiendan no diseñar PAE’s con vínculos conectados a columnas. ��

��

��

��

��

3.6.4. Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR)

Siguiendo las pautas de diseño, el sistema puede admitir deformaciones inelásticas de considerable magnitud Las riostras se componen de un núcleo de acero y un sistema que restringe su pandeo  núcleo embebido (en mortero, pj). Estas riostras deben diseñarse para que el pórtico alcance una deriva de al menos 2% (o el doble de la de diseño)

��

��

��

��

��

Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR)

Riostra de pandeo restringido

Camisa

Núcleo de acero ��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��


�


A �

�

A Aislante Núcleo de acero

Camisa de acero

El núcleo de acero resiste toda la P (+) ó (-) La camisa NO toma carga axial su función es restringir el pandeo

Mortero ��

��

��

3.6.4. Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR) La resistencia de la riostra: - Parta tensión en función de RyF y. - Para compresión: una resistencia ajustada (evaluada mediante ensayos, Análisis: Se exige trabajar con sismo amplificado, E mh, calculado con base en la resistencia ajustada de las riostras. El análisis se realizará para estado límite de las riostras tanto en tensión como en compresión. ��

��

��

Comportamiento de una barra con carga axial

��

��

��

Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR) Como se vio atrás para otros sistemas arriostrados, al hacer el análisis, pueden despreciarse efectos P ∆, pero no P δ. P u de las columnas no necesita ser mayor que el menor

de los siguientes valores:

(a) Las fuerzas correspondientes a la resistencia de la cimentación al levantamiento. (b) Las fuerzas determinadas a partir de un análisis no lineal  F.3.3. ��

��

��


δ

P

Etapa 1

P

P

Tension

P de compresión δ δ

δ

Acortamiento

Alargamiento

P 1

PCR

Compresión ��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��


��

Pórticos con riostras con pandeo restringido, PRPR Mientras que la riostra con pandeo restringido:

Finalmente:

�

δ

P Py

P

δ

Comportamiento histerético PCR Py

(Astaneh-A. y otros, 1986) ��

��

��

Pórticos con riostras con pandeo restringido, PRPR Lo interesante es que, al no haber pandeo, las 2 riostras trabajan durante el sismo.

��

��

��

��

��

��

Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR) 6.4.4. Requisitos del sistema Se aceptan Riostras en V y en Λ: Viga interceptada, - para 1.2D+1.6L se debe diseñar con L total - debe ser continua - Se recalca la importancia del soporte lateral No se aceptan riostras en K. Conexión de la riostra debe resistir 6% P n perpendicular ��

��

��



6.4.5. Miembros Núcleo de acero Se debe diseñar para resistir la totalidad de la carga axial esperada en la diagonal La resistencia de diseño es:

Las conexión de las riostras así como los miembros vecinos deben diseñarse para resistir solicitaciones basadas en una resistencia ajustada de la riostra, RAR

φ P ysc =

Asc

0.9 Asc F ysc

La RAR es:

En compresión En tensión

No se usará Ry al calcular P ysc si F y se halló en laboratorio

= área del núcleo de acero

β = relación entre C máx y T máx de ensayo

F ysc

= su esfuerzo de fluencia especificado

��

�

��

��

��

ω = factor por endurecimiento por deformación ��

��

��

��

�

��

Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR) Las conexiones se deben validar mediante ensayos cíclicos  F.3.11.3 Son válidos los publicados en la literatura

��

�

Pórticos con riostras con pandeo restringido (PAPR) Ensayos cíclicos

El sistema restrictivo debe permitir que se presenten deformaciones iguales o mayores que las demandas de rotación s/ F.3.11.3.2 Zonas protegidas Las riostras y sus conexiones. ��

��

��

��

��

��



6.4.6. Conexiones. 1. Se definen las soldaduras de demanda crítica. 2. Conexiones viga-columna 3. Conexiones de la riostra

6.4.6.4. Empalmes de columnas En los empalmes la conexión debe resistir al menos: - A flexión  50% de la resistencia del menor de los perfiles conectados.

Incluidos los requisitos de las cartelas

- A cortante Σ Mpc / H ��

��

��

F.3.6.5 Muros de Corte de Acero, MCA

��

�

��

��

��

��

��


��

��

��

��

��

�

��


��

�

F.3.6.5 Muros de Corte de Acero, MCA Se comportan como muros de corte de otros materiales:

EBH Alma EBV

��

��

��


��

��  ��

��  ��

��

Analogía viga alma llena  campo tensionado

Se espera plastificación por tensión:

��

��

��


��

��  ��

��  ��

��

F.3.6.5 Muros de Corte de Acero, MCA Plastificación progresiva

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��


�

F.3.6.5 Muros de Corte de Acero, MCA Aceptan grandes deformaciones inelásticas en el alma cuando se presenta el sismo de diseño Los miembros perimetrales horizontales y verticales que confinan los paneles, En sus extremos podrán presentarse plastificaciones.

��

��

��


��

��

��

Solicitaciones:

Análisis: Se debe hacer con las combinaciones de carga de Título B, utilizando la carga sísmica amplificada Emh se evalúa suponiendo fluencia esperada por tensión diagonal en la o las almas. En los EBH se aplicará un M = 1.1 R y Mp.

F + P EBH

V EBH

V EBH F – P EBH

V F EBH

Ry F y t w

F + P EBH

F – P EBV

Ry F y t w

F Ry F y t w

Ry F y t w

Ry F y t w

V VBE

Ry F y t w

V EBV

Ry F y t w

P EBV ��

��

��

��

P EBV ��

��


Reacciones:

F

F

VEBV

VEBV RyFytw

PEBV (Der)

PEBV (Izq) ��

�

V EBH

��

��

��

6.5.4. Requisitos del sistema. Se plantean para: - Rigidez de los elementos de borde - Relación de momento  jerarquía VD-CF - Arriostramiento de EBH - Aberturas del alma Es necesario prolongar los miembros perimetrales hasta vigas y columnas ��

��

��

��

�

��

��



6.5.5. Miembros. 1. EBH y EBV deben ser de ductilidad alta. 2. Resistencia a cortante del alma, con φ = 0.9

6.5.6. Conexiones. 1. Soldaduras de demanda crítica 2. Conexiones EBH – EBV Las cortante se determina con el efecto de la fuerza sísmica amplificada, E nh,

V n = 0.42 F y t w Lcf sen(2α)

�

Al cual se sumará la cortante del alma y los efectos de las gravitacionales 3. Definición de las zonas protegidas ��

��

��


��

3.6.5.7. Almas perforadas RyFytw

Se fijan requisitos: 1. 2. 3. 4.

4. Empalme de columnas: igual a lo estudiado para otros sistemas arriostrados: - A flexió n  50% de la resistencia del menor de los perfiles conectados. - A cortante Σ M pc / H ��

��


�

��

Resistencia Espaciamiento Rigidez Esfuerzo esperado

��

��

F.3.7. PRM COMPUESTOS (PRMC)


��

��


3. Conexiones del alma a EBH y EBV:

��

��

��

��

��

NSR-10 define los siguientes sistemas compuestos: 1. PRMC con capacidad de disipación de energía mínima, PRMC-DMI. 2. PRMC con capacidad de disipación de energía moderada, PRMC-DMO. 3. PRMC con capacidad de disipación de energía especial, PRMC-DES 4. PRMC con conexiones PR, PRMC-PR

��

��

��

��

�

��

F.3.7.1. PRMC-DMI 2. Bases de diseño: se espera una muy baja capacidad de disipación en rango inelástico 3. Análisis: no hay requisitos especiales

7.2.2. Bases de diseño � Se espera una capacidad de deformación inelástica moderada. � El diseño de conexiones  basado en ensayos.

4. Requisitos del sistema: no hay requisitos especiales

7.2.3 Análisis: no hay requisitos especiales

5. Miembros: no hay requisitos especiales

7.2.4. Requisitos del sistema:  Arriostramiento de vigas

6. Conexiones: deben ser TR.

��

��

��

��

��

��

F.3.7.2. PRMC-DMO

F.3.7.2. PRMC-DMO

7.2.5. Miembros. Se plantean: � Requisitos básicos. � Aletas de vigas. � Zonas protegidas.

7.2.6. Conexiones, Cont. � Resistencia a cortante: combinaciones de Título B + efectos de la F horizontal, a saber:

7.2.6. Conexiones. � No hay soldaduras de demanda crítica. � Conexión viga – columna: � Capacidad rotación = 0.02 rad � Momento resistente para es rotación = 0.8 M p. � Validación  ensayos o literatura o FEA. ��

��

��

� �

Platinas de continuidad. Empalmes de columna: � M  Diseño para resistencia total.  ΣMp / h � V

��

��

��

F.3.7.3. PRMC - DES

F.3.7.3. PRMC - DES

7.3.1. Alcance. Para pórticos con conexiones TR La Sec es aplicable a PRM con:

Se deben diseñar de modo que se presenten deformaciones inelásticas significativas Primeramente en las vigas También en las columnas y Pero en las conexiones, limitadas

Columnas compuestas

�

F.3.7.2. PRMC - DMO

1. Alcance

ó

Y con vigas ��

�

��

Columnas de concreto reforzado De acero ó Compuestas ��

��

��

7.3.2. Bases de diseño � Se espera una capacidad de deformación inelástica alta  plastificación de vigas y de zona de panel. � Plastificación de columnas sólo en la base. � Se exige diseño de conexiones  ensayos ��

��

��

��

�

��

F.3.7.3. PRMC-DES

��

�

F.3.7.3. PRMC-DES

7.3.3. Análisis: no hay requisitos especiales 7.3.4. Requisitos del sistema. � Relaciones de momento: cumplir jerarquía: VD/CF � Arriostramiento de vigas � Arriostramiento de conexiones.

7.3.6. Conexiones. � �

7.3.5. Miembros. � Deben ser de alta ductilidad. � Aletas: no hacer cambios de sección abruptos � Zonas protegidas ��

��

��

F.3.7.3. PRMC-DES Viga interrumpid a

�

��

Viga NO interrumpid a

�

�

��

��

��

Resistencia a cortante: combinaciones de Título B + efectos de la F horizontal, a saber:

Platinas de continuidad. Empalmes de columna: � M  Diseño para resistencia total.  ΣMp / h � V

��

��

��

F.3.7.4. PRMC - PR

F.3.7.3. PRMC-PR

7.4.1. Alcance � Para pórticos con conexiones PR. � Columnas de acero. � Vigas compuestas.

7.4.3. Análisis: se debe considerar la rigidez de la conexión �

��

��

��

�

�

��

��

��

�

�

7.4.2. Bases de diseño � Se espera una capacidad de deformación inelástica significativa  plastificación conexiones � Plastificación de columnas sólo en la base. � Se exige diseño de conexiones  ensayos

�

��

F.3.7.3. PRMC-DES

�

��

Soldaduras de demanda crítica Conexiones viga-columna : � Ángulo de deriva ≥ 0.04 rad � Resistencia M n ≥ 0.80 M p. Validación de la conexión: hay tratamiento diferente si la viga está interrumpida o si no lo está.

��

� � � � � � � � �

��

a

��

�

��

θ

�

�� θ

pero ¿dónde es � � La rigidez inicial R ki no representa el comportamiento, pues vale solo para M pequeños ⇒ vale Rks. ��

��

��

��

�

��

��

F.3.7.3. PRMC-PR

F.3.7.3. PRMC-PR

7.4.4. Requisitos del sistema: no los hay especiales

7.4.6. Conexiones. Deben ser PR

7.4.5. Miembros. � Columnas para alta ductilidad. � Vigas: � No pueden ser embebidas � Totalmente compuestas

� �

�

��

��

��

F.3.7.3. PRMC-PR

La flexibilidad de la conexión debe contemplarse al estudiar la estabilidad de las columnas (el K). Para más de 4 pisos, si se usan PR en pórticos sísmicos, se debe considerar la no linealidad La inercia de las vigas es variable. En alguna forma debe considerarse su variación en el análisis. ��

��

F.3.8. SISTEMAS ARRIOSTRADOS Y MUROS, COMPUESTOS Se tratan los siguientes sistemas: 8.1. PAC con capacidad de disipación de energía mínima, PACC-DMI. 8.2. PAC con capacidad de disipación de energía especial. PACC-DES. 8.3. PAE compuestos, PAEC 8.4. Muros de cortante compuestos con capacidad de energía mínima, MCC-DMI. 8.5. Muros de cortante compuestos con capacidad de energía especial, MCC-DES. 8.6. Muros de cortante de acero compuestos, MCAC. ��

�

Soldaduras de demanda crítica Conexiones viga-columna : � Considerar la flexibilidad y efectos P-∆. � Resistencia, M n ≥ 0.50 M p de la viga � Ángulo de deriva ≥ 0.02 rad � Resistencia M n ≥ 0.50 M p para Rot = 0.02 rad Validación de la conexión: ensayos o literatura

��

��

��


Para edificios hasta de 4 pisos, el análisis se puede hacer simulando con resortes de comportamiento lineal

��

�

��

��

��


��

��

��

F.3.8.1. PACC - DMI 8.1.1. Alcance: mínima capacidad de disipación inelástica La Sec es aplicable a PACC con: Columnas de acero

ó

Columnas compuestas

Vigas y Riostras ��

ó

Columnas de concreto reforzado

De acero ó Compuestas ��

��

��

�

��

��

F.3.8.1. PACC - DMI

F.3.8.1. PACC - DMI

8.1.2. Bases de diseño Se permiten pequeñas excentricidades, siempre que se consideren al diseñar.

3. Análisis: no hay requisitos especiales

��

4. Requisitos del sistema: no hay requisitos especiales 5. Miembros: no hay requisitos especiales 6. Conexiones: deben satisfacer F.3.4.2.7.

��

��

��

F.3.8.2. PACC - DES

F.3.8.2. PACC - DES

8.2.1. Alcance: alta capacidad de disipación inelástica La Sec es aplicable a PACC con:

8.2.2. Bases de diseño Se permiten pequeñas excentricidades, siempre que se consideren al diseñar.

Columnas de acero


Columnas Embebidas o rellenas

Vigas y Riostras ��

�


��

��

��

��

��

Se espera que las deformaciones inelásticas se presenten en las riostras en tensión o en compresión. ��

F.3.8.2. PACC - DES

F.3.8.2. PACC - DES

3. Análisis: satisfacer F.3. 6.2.3

El concreto en las riostras compuestas (rellenas o embebidas) aporta 2 ventajas:

4. Requisitos del sistema: satisfacer F.3.6.2.4.

 Aumenta la capacidad

5. Miembros: hay requisitos especiales

 Disminuye posibilidad pandeo local

6. Conexiones: hay requisitos especiales.

Si compuestas, hay que garantizar que la conexión permita desarrollar la máxima capacidad de la riostra Se debe prever que pandeo de riostra  grandes rotaciones en extremos ⇒ eventual falla conexión

��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

F.3.8.3. Con arriostramientos excéntricos, PAEC 8.3.1. Alcance: La Sec es aplicable a PACC con: Columnas de acero


Columnas Embebidas o rellenas

Vigas ��

��

F.3.8.3. Con arriostramientos excéntricos, PAEC La Sec es aplicable a PACC con: Vínculos

De acero De acero ó Compuestas rellenas

Riostras


��

��

��

��

F.3.8.3. Con arriostramientos excéntricos, PAEC

F.3.8.3. Con arriostramientos excéntricos, PAEC

Los vínculos NO deben ser elementos embebidos.

8.3.2. Bases de diseño Deben satisfacer F.3.6.3.2.

El concreto incrementa su resistencia a cortante y no es fácil evaluarla …

- Viga fuera del vínculo puede estar embebida. Ídem, el concreto incrementa su resistencia a cortante

- La riostra pueden diseñarse en acción compuesta.

�



PAE no compuesto

Se espera una disipación inelástica significativa a través de fluencia por cortante en los vínculos. 3. Análisis: satisfacer F.3.6.3.3. 4. Requisitos del sistema: satisfacer F.3.6.3.4. 5. Miembros: satisfacer F.3.6.3.5. 6. Conexiones: satisfacer F.3.6.3.6 con excepciones.

��

��

��

��

��

��

F.3.8.4. Muros de cortante compuestos con DMI


8.4.1. Alcance:

Elementos de borde

La Sec es aplicable a muros de corte de concreto reforzado compuestos con perfiles de acero, sean:  Paneles encajados en marcos de acero.  Secciones

embebidas que actúan como refuerzo vertical.  Vigas de acoplamiento de 2 muros vecinos.

��

�

��

��

��

El perfil de acero de no está embebido

��

��

��

��

�

��

��



Elementos de borde

2. Bases de diseño Se espera una disipación inelástica baja.

Perfil de acero de borde embebido

�

Se aclara cuales elementos deben estar en capacidad de acomodar las derivas de diseño, y mediante que estado límite. 3. Análisis: satisfacer Título C + otras condiciones Conectores de cortante

Muro de

Estribos

concreto

También en vigas que interrumpan muros

4. Requisitos del sistema: en este numeral se explica cómo distribuir las solicitaciones entre los diferentes elementos que conforman el muro compuesto. ��

��

��



5. Miembros: Miembros de borde. 1) En muros de concreto encajados en elementos de acero no embebidos, la resistencia axia l requerida se determina suponiendo:

5. Miembros: 2) El diseño de las columnas depende de si califican como columnas compuestas o no.

- que la cortante es resistida por el muro de concreto reforzado. - que las fuerzas de volcamiento y las de gravedad por muro + elementos de acero. ��

��

��

3) Se requieren conectores de cortante de espigo o pelos soldados para transmitir la cortante entre columna y muro de concreto.

��

��

��



Vigas de acero de acople:

Los requisitos de diseño de las vigas de acople dependen de si son compuestas o no. Por ejemplo: Acero de refuerzo Diseñar con Pn = Vn de la viga

Se ubican entre dos muros de concreto reforzado ��

�

��

��

��

6. Conexiones: satisfacer F.3.8.4.5. ��

��

��

��

�

��

��

F.3.8.5. Muros de cortante compuestos con DES


1. Alcance:

2. Bases de diseño

La Sec es aplicable a muros de corte de concreto reforzado compuestos con perfiles de acero, sean:  Paneles encajados en marcos de acero.  Secciones

embebidas que actúan como refuerzo

vertical.  Vigas de acoplamiento de 2 muros vecinos.

��

��

��

Se espera una disipación inelástica significativa  fluencia en los muros de concreto reforzado y los elementos de acero o compuestos. Las conexiones de las vigas de acople y el diseño de los muros debe tomar en cuenta R y, y el endurecimiento por deformación de las vigas de acople

��

��

��



3. Análisis: como MCC-DES, más: (1) Para el análisis elástico  rigideces efectivas de secciones fisuradas s/NSR-10, C.10 para muros y vigas de acople compuestas. (2) Considerar el efecto de las distorsiones de cortante de la viga de acople y muros.

5. Miembros: como MCC-DMI, más: 1) Elementos dúctiles: elementos de acople serán zonas protegidas 2h 2) Elementos de borde: Refuerzo transversal

4. Requisitos del sistema: como MCC-DMI, con consideraciones adicionales. ��

��

��

�

Se requieren conectores de cortante o pelos soldados se debe extender 2h: ��

��

��



3) Vigas de Acoplamiento NO embebidas

4) Vigas de Acoplamiento embebidas

Además de Sec 3.8.4.5.2 (muros DMI)  cumplir 3.6.3.5.2 En principio suponer que la rotación inelástica es 0.08 rad

Cumplir Sec 3.8.5.5.3 (lo de las no embebidas), excepto lo relacionado con atiesadores en vínculos En AISC-Sism-05 se anotaba que no había suficiente investigación como para predecir la resistencia a corte. En la AISC-10, se incluirá una Ec., que está ya en NSR-10:

Se deben suministrar placas de aplastamiento ��

�

��

��

��

��

��

��

��

�

��

F.3.8.5. Muros de cortante compuestos con DES El comportamiento sísmico de los sistemas de muros con vigas de acoplamiento depende en gran medida de la relación de acoplamiento

��

�

F.3.8.6. Muros de corte de lámina – Compuestos, MCAC 1. Alcance. Muros de corte conformados por: Láminas metálicas + concreto por una o las dos caras.

Relaciones mayores del 60% pueden generar comportamientos inadecuados Pero si < 30% ⇒ estructuralmente ineficientes pues tienden los muros a trabajar solos Más … ��

��

��

F.3.8.6. Muros de corte de lámina – Compuestos, MCAC 2. Bases de diseño

Miembros de acero perimetrales.

��

��

��

F.3.8.6. Muros de corte de lámina – Compuestos, MCAC 3. Análisis.

Se espera una disipación inelástica significativa  de fluencia del alma. Los elementos de borde, EBH y EBV deben permanecer elásticos.

Considerar las aberturas en el alma. Elementos diferentes al alma se diseñan con lo que libera ésta para su estado límite de cortante, a saber: 0.6RyFyAsp Se acepta plastificación de los EBV en su base

��

��

��

F.3.8.6. Muros de corte de lámina – Compuestos, MCAC 4. Requisitos.

��

F.3.8.6. Muros de corte de lámina – Compuestos, MCAC

- Espesor mínimo del alma = 9.5 mm.

- Diseñar para ductilidad alta (F.3.4.1.1).

- Rigidez de EBV: como los de los muros de lámina sin concreto (F.3.6.5.4.1).

- Almas: su resistencia = 0.6 F yAsp.

- Riostras: cumplir ductilidad moderada (F.3.6.5.4.3.) - Aberturas en el alma: proporcionar miembros de borde

��

��

5. Miembros.

- Relación de momentos: jerarquía VD/CF (F.3.6.3.4.1).

�

��

��

��

��

- Elementos de rigidización del concreto: Se acepta que la placa está rigidizada si: - Estando embebida, o - Conectada al concreto reforzado se puede demostrar mediante análisis elástico de pandeo de placas, que puede resistir V ns ( Fy) ��

��

��

��

02.2-Análisis NSR-10_Título F3 (GVC)

Recommend Documents