IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES

IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES

“Año del Buen Servicio al Ciudadano”

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIRÍA CIVIL

DOCENTE

: Ing. CURI ROSALES, Miguel Ángel

CURSO

: Ingeniería Antisísmica

ALUMNO

: Ponce Arzapalo, Kendenny Erik

CICLO

: VIII

Pilcomayo – Huancayo - Junín 2017

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ÍNDICE

PÁG.

INTRODUCCIÓN________________________________________________3 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN LA CONSTRUCCIÓN_____4 BASADOS EN LA NORMA TÉCNICA PERUANA E.030_______________4 A. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA ____________4 B. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA ____________9

SEPERACIÓN ENTRE EDIFICIOS (s)______________________________11 CONCLUSIONES_______________________________________________12 BIBLIOGRAFÍA________________________________________________13

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INTRODUCCIÓN Los códigos sobre diseños ante sismos, suelen aceptar el equivalente de fuerza lateral para calcular las fuerzas de diseño. Este equivalente está basado en un análisis lineal, con los efectos de fluencia aproximados por un espectro de aceleración, reducido por un factor de modificación. En segundo lugar, esta aproximación asume que una distribución lineal de fuerzas laterales es razonable y conservadora respecto a una respuesta dinámica. Se ha observado que durante terremotos importantes las edificaciones regulares tienen un marcado mejor comportamiento que las estructuras irregulares; y su desempeño suele ser mejor que las predicciones numéricas. Mediante la comparación entre edificios regulares e irregulares afectados por sismos severos se confirma esta afirmación. Las irregularidades estructurales traen consigo la concentración de deformaciones y fuerzas internas y por tanto, daño concentrado y agotamiento del comportamiento inelástico. Cuando el daño es severo en elementos encargados de la estabilidad del edificio se suelen producir colapsos parciales o totales.

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IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN LA CONSTRUCCIÓN DEFINICIONES: Al margen de las debilidades de la estructura, imperfecciones en los códigos o errores en el análisis y diseño, la configuración estructural juega un rol vital en la dimensión de una catástrofe. La configuración de la edificación puede ser descrita como regular o irregular en términos del tamaño y forma de la misma, el arreglo de los elementos estructurales y de la masa. 

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Las configuraciones regulares respetan la simetría (en planta y elevación), y tienen una distribución uniforme tanto de fuerzas de gravedad como de resistencia lateral. Las configuraciones irregulares carecen de simetría, y presentan discontinuidades en geometría, masa, o elementos resistentes de carga. Pueden causar interrupción del flujo de fuerzas y concentración de esfuerzos. Las irregularidades de masa y rigideces de elementos, también pueden causar grandes fuerzas de torsión.

A su vez, las irregularidades pueden distinguirse como verticales u horizontales. 

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Las irregularidades verticales indican cambios súbitos de resistencia, rigideces, geometría y masa, y conducen a una distribución irregular de fuerzas y deformaciones a lo largo de la altura del edificio. Las irregularidades horizontales se refieren a formas asimétricas en planta (como F, L, T, U) o discontinuidades en elementos de resistencia horizontal (como cortes, aberturas, esquinas entrantes, u otros cambios abruptos).

BASADOS A LA NORMA TECNICA PERUANA (E-030) A. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA:

1. IRREGULARIDADES DE RIGIDEZ-PISO BLANDO: En cada dirección las sumas de las áreas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es de 8 5% de la correspondiente suma para el entrepiso superior, o es menor del 90% del promedio de los tres pisos superiores. No es aplicable en sótanos. Para pisos de alturas diferentes multiplicar los valores anteriores (hi/hd) donde hd es altura diferente de piso y hi es la altura típica del piso.

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Un piso blando es cuando:

 < 0.85+

O también:

 < 0.90(

+  +   3

La discontinuidad del piso blando incrementa la flexibilidad de la estructura, provocando grandes deflexiones en el primer piso, y en consecuencia, concentración de fuerzas en las conexiones del segundo piso. Los códigos consideran las pautas para calcular tanto la resistencia como la flexibilidad. Los muros de corte pueden ser empleados para incrementar la rigidez cuando es necesario y se desea una distribución uniforme en ambas direcciones.

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2. IRREGULARIDAD DE MASA: Se considera que existe irregularidad de masa cuando la masa de un piso es mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azotea. Los excesos de masa pueden incrementar las fuerzas laterales de inercia, incrementan la magnitud de las deformaciones entre pisos, evidenciándose en desfavorables efectos estructurales. Se requiere de un análisis dinámico para obtener una mejor distribución de las cargas de corte.

Un piso blando es cuando:

1.5+ <  1.5− < 

3. IRREGULARIDADES POR GEOMETRÍA VERTICAL: La dimensión en planta de las estructuras resistentes a cargas existentes es mayor que 130% de la correspondiente dimensión en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas y en sótanos. Se le puede visualizar como una esquina entrante en el sentido vertical. Se recomienza hacer secciones separadas de la edificación, y que puedan vibrar también en forma separada. En caso contrario, es necesario un análisis dinámico.

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4. DISCONTINUIDAD EN LOS SISTEMAS RESISTENTES: Desalineamiento de elementos verticales tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensión del elemento. Esta proximidad puede conducir al choque de dos edificios próximos. El golpe y los daños pueden ocasionar una respuesta irregular de las edificaciones a diferentes alturas. El daño es mayor cuando los pisos de los edificios tienen diferente nivel, con el riesgo de golpear las columnas. Cuando uno edificio es mayor que otro, el más pequeño actúa como una base para la parte superior del edificio más alto. Surgen complicaciones adicionales al agregarse otros factores, como características dinámicas distintas entre los edificios. Los daños pueden ser minimizados bajo un control exigente, por la separación de los edificios, y el alineamiento de los pisos en las edificaciones contiguas.

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En el caso de columnas o muros de corte que no continúan hacia el terreno, el corte inducido afecta a los otros elementos del piso inferior.

Los elementos más críticos se dan en los puntos de conexión, y en las columnas del nivel inferior

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B. IRREGULARIDES ESTRUCTURALES EN PLANTA:

1. IRREGULARIDAD TORSIONAL: Se considera solo en edificios con diafragmas rígidos en los que el desplazamiento promedio de algún entrepiso exceda del 50 % del máximo permisible; los cuales son: MATERIAL PREDOMINANTE

CONCRETO ARMADO ACERO ALBAÑILERIA MADERA

di/hei 0.007 0.010 0.005 0.010

En cualquier de las direcciones de análisis, el desplazamiento relativo máximo entre dos pisos consecutivos, en un extremo del edificio, es mayor que 1.3 veces el promedio de este desplazamiento máximo relativo con el desplazamiento relativo que simultáneamente se obtiene en el extremo opuesto. La torsión o excesiva deflexión lateral es generada en edificios asimétricos o excéntricos. Es más notoria en los puntos más lejanos del centro de torsión. Las irregularidades por torsión pueden disminuirse por la ubicación apropiada de elementos resistentes y distribución de masas.

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2. ESQUINAS ENTRANTES: La configuración en planta y el sistema resistente de la estructura, tiene esquinas entrantes, cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20% de la correspondientes dimensión total en planta. Tienden a producir variaciones de rigidez, y de ahí, movimientos diferenciales entre las diferentes partes del edificio. Además, provocan torsión.} Relación de esquinas entrantes:

0.20 <

 

Se recomienda separar las secciones, y en caso contrario, reforzar la capacidad de tensión de la esquina entrante.

3. DISCONTINUIDAD DE DIAFRAGMA: Esta irregularidad se presenta por abruptas variaciones en la rigidez, incluyendo aquellas provocadas por cortes o aberturas mayores al el 50% del área bruta encerrada en el diafragma. El diafragma actúa como una viga horizontal, y sus bordes se comportan como aleros. Por ello, la abertura debilita seriamente la capacidad de carga. Este es un problema común en diafragma de techos.

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SEPARACIÓN ENTRE EDIFICIOS (s) Toda estructura debe estar separada de las estructuras vecinas, desde el nivel del terreno natural, una distancia mínima “s” para evitar el contacto durante un movimiento sísmico, esta distancia

no será menor que la 2/3 de la suma de los desplazamientos máximos de los edificios adyacentes ni menor que: S = 0.006 h ≥ 0.03m

Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el nivel considerado para evaluar “s”.

El edificio se retirara de los límites de propiedad adyacentes a otros lotes edificables o con edificaciones, distancia no menor a 2/3 del desplazamiento máximo calculado, ni menores que s/2 si la edificación existente cuenta con una junta sísmica reglamentaria. En caso que no exista junta sísmica reglamentaria, el edificio deberá que separarse del edificio existente el valor de s/2 que le corresponde más el valor del s/2 de la estructura vecina REDUNDANCIA: Cuando sobre un solo elemento de la estructura, muro o pórtico actúa una fuerza de 30 % o más del total de la fuerza cortante horizontal en cualquier entrepiso, dicho elemento deberá diseñarse para el 125% de dicha fuerza. VERIFICACION DE RESISTENCIA ÚLTIMA: En caso se realice un análisis de la resistencia ultima, se podrá utilizar las especificaciones del ASCE/SEI 41 SEISMIC REHABILITATION OF EXISTING BUILDINGS, esta disposición no constituye una exigencia de la presente norma.

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CONCLUSIONES 

La experiencia demuestra que en general los edificios irregulares tienen un pobre desempeño en terremotos fuertes, razón por la cual las normas de diseño sismorresistente establecen fuerzas de diseño mayores para las estructuras irregulares.

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Las mayores fuerzas de diseño para las estructuras irregulares quedan definidas por las normas mediante factores que reducen los valores de R. La Norma Peruana establece como factor único de reducción el valor 0.75.

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En un paseo por nuestra ciudad de Huánuco se encontró gran cantidad de irregularidades estructurales siendo la principal la de esquinas entrantes.

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BIBLIOGRAFÍA 

DISEÑO SISMICO DE EDIFICIOS – ENRIQUE BAZAN Y ROBERTO MELI

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ANALISI DE EDIFICIOS – ANGEL SAN BARTOLOME

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ANÁLISIS SISMICO DE EDIFICIOS – ROBERTO AGUILAR FALCONI

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NORMA TÉCNICA PERUANA E. 030

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ANEXOS

IRREGULARIDADES POR MASA

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DISCONTINUIDAD EN LOS SISTEMAS RESISTENTES

PROXIMIDAD DE EDIFICIOS ADYACENTES (NO EXISTE JUNTAS)

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DISCONTINUIDAD EN LOS SISTEMAS RESISTENTES

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IRREGULARIDADES DE ESQUINAS ENTRANTES

IRREGULARIDADES POR GEOMETRIA VERTICAL

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IRREGULARIDADES DE DIAFRAGMAS DISCONTINUOS

VIVIENDA EDIFCADA CON FORMAS IRREGULARES

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