Norma Peruana de Diseño Sismorresistente NTE .030 2018
Alejandro Muñoz Peláez Profesor Principal PUCP 2018
PREÁMBULO CAPÍTULO 1.
GENERALIDADES
1.1
Nomenclatura
1.2
Objetivos de la Norma
1.3
Ambito de Aplica ción
1.4
Conc epció n Est ruc tu ral Sism or resis tente
1.5
Consideraciones Generales
1.6
Presentación del Proyecto
PREÁMBULO Filosofía y Princ ipio s del Diseño Sismorr esis tente
La filosofía … :
a. Evitar pérdida de vidas humanas. b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos. c. Minimizar los daños a la propiedad.
filosofía = “declaración de aspiraciones”
Los principios… : a. La Estructura no debería colapsar ni causar daños en sismos severos b. La estructura deberían soportar sismos moderados pudiendo tener daños reparables. c. Para edificaciones especiales.
esenciales
se
tendrán
ayb)
Debería
c)
consideraciones adicionales a la norma ?
consideraciones
“ es tremendamente diferente a “ :
debe
1.2 y 1.3 Objetivo s y ámbito de a plic ación • Edifi cacion es (NTE: Norma técnic a de Edifi cacion es ).
nuevas o existentes • Otra s obr as co mo rese rvorios , silos , etc. sólo en lo
que sea a pli cable
1.4 Concepción Estruct ural Sismo rresistente
1.6
Presentación del Proyecto Planos y documentos firmados por Ingeniero CIP Los Planos deberán incluir: • • • • • •
Sistema Estructural Periodo de Vibración Parámetros para Fuerza Sísmica o espectro Fuerza Cortante en la base Desplazamientos máximos Ubicación estaciones acelerométricas
CAPÍTULO 2. PELIGRO SISMICO
2.1
Zonificación
2.2 2.3
Microzon if icación Sísm ica y Estud ios de Sitio Condiciones G eotécnicas
2.4
Parámetros de Sitio (S, TP y TL)
2.5
Factor d e Amplificación Sísmica (C)
9 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Zonas Sísmicas 1963
Sismicidad ? / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
10
Zonas Sísmicas Norma 1977 Z=1.0 Z=0.7 Z=0.4 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
? 11
Aceleración Esperada TR = 500 años
Castillo y Alva 1993
12 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Zonas Sísmicas Normas 1997, 2003 Z=0.4 Z=0.3 Z=0.15 13 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
14 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Mapa de Peligro sísmico en suelo Firme Monroy y Bolaños 2004
15 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Mapa de Peligro sísmico Zenón Aguilar (2009)
16 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Mapa de Peligro sísmico IGP-2014
17 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Mapa de Zonificación sísmica Norma E.030-2016
18 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
1963
1977
1997
19
2016
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
20 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Amplificación de las ondas sísmicas causada por la topografía
Efecto de Vaso Geológico 21 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
22 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
23 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
24 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
25 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Amplificación de las solicitaciones sísmicas por los estrados de suelo 26 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
• El factor “S” depende
del suelo y de la Zona
• TP y TL solo dependen
del suelo TP define la plataforma de C, TL define el inicio de la zona espectral con desplazamiento constante. 27 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
SUBDUCCIÓN 28 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
29 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
30 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
0.2TP
TP
TL 31 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
C = 2,5
T < TP
C =2,5∙
TP T
TP < T < TL
C = 2,5 ∙
TP ∙ TL 2 T
T > TL
0.2TP
TP
TL 32
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
ZSCosta (Z-4)
≫
ZSSierra (Z-2)
≫
ZSSelva (Z-1)
S1
S3 Costa (Z-4)
Sierra (Z-2)
Selva (Z-1) 33
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
CAPÍTULO 3. CATEGORÍA, SISTEMA ESTRUCTURAL Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES 3.1 Categor ía de las E dif ic acion es y Factor d e Uso (U ) 3.2 Sistemas Estructurales 3.3 Categor ía y Sist emas Est ru ct ur ales 3.4 Sistemas E stru ctu rales y Coe fic iente Básico de R educció n de las Fuer zas Sísmi cas (R0) 3.5 Regularidad Estructural 3.6 Factor es de Irregularidad (Ia , Ip ) 3.7 Rest ri cci ones a la Irregul aridad 3.8 Coefici ente de Reducc ión de las F uerzas Sísm icas, R 3.9 Sistemas de Ai slami ento Sísmic o y Sistemas de Disip ación de Energía
35 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Tabla N° 5 CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES Y FACTOR “U” Catego ría
Descripción
Factor U
A1: Establecimientos de salud del Sector Salud (públicos y privados) del Ver segundo y tercer nivel, según lo normado por el Ministerio de Salud. Nota 1
s e l a i c n e s E
Edificaciones esenciales cuya severo función: no debería interrumpirse A2: inmediatamente después de un sismo - Establecimientos de salud no comprendidos en la categoría A1. - Puertos, aeropuertos, estaciones ferroviarias de pasajeros, sistemas masivos de transporte, locales municipales, centrales de comunicaciones. Estaciones de bomberos, cuarteles de las fuerzas
-
A
armadas y policía. Instalaciones de generación y transformación de electricidad, reservorios y plantas de tratamiento de agua.
-
Todas aquellas edificaciones que puedan servir de refugio después de un desastre, tales como instituciones educativas, … .
-
Edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, tales como grandes hornos, fábricas … Edificios ue almacenen archivos e información esencial del Estado.
-
1.5
36
Hospitales: Categoría A1 Las nuevas edificaciones de categoría A1 tendrán aislamiento sísmico de base en las zonas sísmicas 4 y 3. En las zonas sísmicas 1 y 2 … el valor de U será como mínimo 1.5. 37
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Colegios: Categoría A2
38 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
…
Aeropuertos: Categoría A2
39 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Tabla 5 CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES Y FACTOR “U” Categoría
Descripción
Factor U
Edificaciones donde se reúnen gran cantidad de personas tales como cines, teatros, estadios, coliseos, centros comerciales, terminales de pasajeros, establecimientos penitenciarios, o que guardan Importantes patrimonios valiosos como museos y bibliotecas. También se considerarán depósitos de granos y otros almacenes importantes para el abastecimiento.
1.3
B C
Comunes
D
Edificaciones comunes tales como: viviendas, oficinas, hoteles, restaurantes, depósitos e instalaciones industriales cuya falla no acarree peligros adicionales de incendios o fugas de contaminantes.
Construcciones provisionales para depósitos, casetas y otras similares.
Temporales
1.0
Ver Nota 2
Nota 2: En estas edificaciones deberá proveerse resistencia y rigidez adecuadas para acciones 40 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. laterales, a criterio del proyectista.
/
…
Estadios, Coliseos: Categoría B
U = 1.3 41 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
42 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
N
43 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Línea 1: Villa El Salvador – Av. Grau – San Juan de Lurigancho
Línea 2
Línea 1
44 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Componentes
Estaciones Cocheras y Depósitos
45
Vías
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
46 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Edificios con Aislamiento
Edificios con aislamiento U = 1 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
47
Edificios con Aislamiento
Edificios con Disipadores
Se permite la utilización de sistemas de aislamiento sísmico o de sistemas de disipación de energía en la edificación, siempre y cuando se cumplan las disposiciones de esta Norma y la ASCE/SEI 7-10. / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
48
49 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Edificios con pórticos
Edificios con muros 50
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
51 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
0%
100 % 80%
20%
30%
70%
0%
100 %
Clasificación de l os sistemas estructurales en concreto
52
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Sistema de M uros de Ductilidad Limitada 53 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
EMDL ahora hasta 8 pisos
54 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Los MDL ya NO se pueden los pisosusar en superiores de un edificio de muros convencional
55 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Pórticos Especiales Resistentes a Momentos (SMF)
Estructuras con arriostres (EBF) 56 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
57 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Tabla N° 6 CATEGORÍA Y SISTEMA ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES CategoríadelaEdificación
Zona 4y3
A1
SistemaEstructural Aislamiento Sísmico con c ualquier sistema estructural. Estructuras de acero tipo SCBF, OCBF y EBF.
2y1
Estructuras de concreto: Sistema Dual, Muros de Concreto Armado. Albañilería Armada o Confinada. Estructuras de acero tipo SCBF, OCBF y EBF.
A2 (*)
4, 3 y 2
Estructuras de concreto: Sistema Dual, Muros de Concreto Armado. Albañilería Armada o Confinada.
1
Cualquier sistema. Estructuras de acero tipo SMF, IMF, SCBF, OCBF y EBF.
B
4, 3 y 2
Estructuras de concreto: Pórticos, Sistema Dual, Muros de Concr Armado. Albañilería Armada o Confinada. Estructuras de madera
1
Cualquier sistema. 58
C
/ Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. 4,3,2/ yPUCP 1 Cualquier sistema.
/
59 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
R0 para cada dirección según el sistema estructural 60 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Tabla N° 7 SISTEMAS ESTRUCTURALES Sistema Estructural
Coeficiente Básico de Reducción R0 (*)
Acero: Pórticos Especiales Resistentes a Momentos (SMF) Pórticos Intermedios Resistentes a Momentos (IMF) Pórticos Ordinarios Resistentes a Momentos (OMF) Pórticos Especiales Concéntricamente Arriostrados (SCBF) Pórticos Ordinarios Concéntricamente Arriostrados (OCBF) Pórticos Excéntricamente Arriostrados (EBF)
8 7 6 8 6 8
Concre to Arma do: Pórticos Dual De muros estructurales Muros de ductilidad limitada
Albañilería Armada o Confinada. Madera (Por esfue rzos admisible s) / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
8 7 6 4 3 7
61
62 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
63 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares para : • Cumplir las restricciones de la Tabla Nº 10. • Establecer los procedimientos de análisis. • Determinar el coeficiente R de reducción de fuerzas sísmicas.
Estructuras Regulares: Las que no presentan las irregularidades indicadas en las Tablas N°8 y Nº 9. Ia ó Ip será igual a 1.0 64 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Ia , Ip )
65 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
• •
Ia : Ip :
Factor de irregularidad en altura “
“
en planta
a = Mayor valor entre las irregularidades en altura detectadas (Tabla 8) p = Mayor valor entre las irregularidad en planta detectadas (Tabla 9) 66 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Ia TABLA N° 8 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA
Factor de Irregularidad Ia
Irregularidad de Rigidez – Piso Blando. … cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, en un entrepiso la rigidez lateral es menor que 70% de la rigidez lateral del entrepiso inmediato superior, o es menor que 80% de la rigidez lateral promedio de los tres niveles
superiores adyacentes. Las rigideces laterales podrán calcularse como la razón entre la fuerza cortante del entrepiso y el correspondiente desplazamiento relativo en el centro de masas, ambos evaluados para la misma condición de carga. …
Irregularidades de Resistencia – Piso Débil. ...cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, la resistencia de un entrepiso frente a fuerzas cortantes es inferior a 80 % de la resistencia del entrepiso inmediato superior.
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
0.75
Ia TABLA N° 8 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA
Factor de Irregularidad Ia
Irregularidad Extrema de Rigidez (Ver Tabla Nº 10) … cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, en un entrepiso la rigidez lateral es menor que 60% de la rigidez lateral del entrepiso inmediato superior, o es menor que 70% de la rigidez lateral promedio de los tres niveles
superiores adyacentes. Las rigideces laterales podrán calcularse como la razón entre la fuerza cortante del entrepiso y el correspondiente desplazamiento relativo en el centro de masas, ambos evaluados para la misma condición de carga. .
0.50
Irregularidad Extrema de Resistencia (Ver Tabla Nº 10) … cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, la resistencia de un entrepiso frente a fuerzas cortantes es inferior a 65 % de la resistencia del entrepiso inmediato superior.
68 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
TABLA N° 8 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA
Factor de Irregularidad Ia
Irregularidad de Masa o Peso … cuando el peso de un piso, determinado según el numeral 4.3, es mayor que 1.5 veces el peso de un piso adyacente. no aplica en azoteas ni en sótanos.
0.90
Irregularidad Geométrica Vertical … cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, la dimensión en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que1.3 veces la correspondiente dimensión en un piso adyacente. no aplica en azoteas ni en sótanos.
0.90
Discontinuidad en los Sistemas Resistentes … cuando en cualquier elemento que resista más de 10 % de la fuerza cortante se tiene un desalineamiento vertical, tanto por un cambio de orientación, como por un desplazamiento del eje de magnitud mayor que 25 % de la correspondiente dimensión del elemento.
Discontinuidad extrema de los Sistemas Resistentes (Ver Tabla Nº 10) …cuando la fuerza cortante que resisten los elementos discontinuos según se
0.80
0.60 69
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ro Muñoz P. / total. describen en el ítem anterior, supere el 25% decala/ Alejand fuerza cortante
Irregularidad de Piso Blando 70 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
i
i+1
i+2
i+3
vi
Ki =
i
Vi+3
hi+3
Vi+2
hi+2
Ki < 0.7 Ki+1
Ki < 0.8
Ki+1+Ki+2+Ki+3 3
Vi+1
hi+1
hi
ó
Vi
Ki < 0.6 Ki+1 ó Ki < 0.7
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Al ejan dr o Mu ño z P. /
Ki+1+Ki+2+Ki+3 3
71
Irregularidad de Masa,
> 1.5 +
ó
= .90
> 1 .5 −
72 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Irregularidad de Geometría Vertical, = .
> 1.3 ×
73 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Discontinuidad en
. y > 0.25
Sistemas Resistentes,
≥ 0.1
Discontinuidad Extrema en Sistemas Resistentes,
≥ 0.25
. y > 0.25 74
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Ip TABLA N° 9 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA
Factor de Irregularida d IP
Irregularidad Torsional …cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, el máximo desplazamiento relativo de entrepiso en un extremo del edificio, calculado incluyendo excentricidad accidental (), es mayor que 1,3 veces el desplazamiento relativo promedio de los extremos del mismo entrepiso para la misma condición de carga (). Este criterio sólo se aplica en edificios con diafragmas rígidos y sólo si el máximo desplazamiento relativo de entrepiso es mayor que 50 % del desplazamiento permisible indicado en la Tabla Nº 11.
0.75
Irre gul arida d Torsio nal Extre ma (Ver Tabla Nº 10) … cuando, en cualquiera de las direcciones de análisis, el máximo desplazamiento relativo de entrepiso en un extremo del edificio, calculado incluyendo excentricidad accidental (), es mayor que 1,5 veces el desplazamiento relativo promedio de los extremos del mismo entrepiso para la misma condición de carga (). Este criterio sólo se aplica en edificios con diafragmas rígidos y sólo si el máximo desplazamiento relativo de entrepiso es mayor que 50 % del desplazamiento permisible indicado en la Tabla Nº 11.
0.6
Esquinas Entrantes La estructura se califica como irregular cuando tiene esquinas entrantes cuyas dimensiones en ambas direcciones son mayores que 20 % de la correspondiente dimensión total en planta.
0.90 75
TABLA N° 9 IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA
Factor de Irregularidad IP
Discontinuidad del Diafragma …cuando los diafragmas tienen discontinuidades abruptas o variaciones importantes en rigidez, incluyendo aberturas mayores que 50 % del área
bruta del diafragma. … cuando, en cualquiera de los pisos y para cualquiera de las direcciones de análisis, se tiene alguna sección transversal del diafragma con un área neta resistente menor que 25 % del área de la sección transversal total de la misma dirección calculada con las dimensiones totales de la planta.
0.85
Sistemas no Paralelos … cuando en cualquiera de las direcciones de análisis los elementos resistentes a fuerzas laterales no son paralelos. No se aplica si los ejes de los pórticos o muros forman ángulos menores que 30° ni cuando los elementos no paralelos resisten menos que 10 % de la fuerza cortante del piso.
0.90
76 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Irregularidad por Esquinas Entrantes, (a
> 0.2 )
y
. ( > 0.2 B )
77 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
78 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand/ ro MuñozIngeniería P. / PUCP/ Antisísmica 1/ A. Muñoz/ 2011
79
Méxi co , 1985. Cent ral de telecom un ic aci on es / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
81 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
82 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Irregularidad por Discontinuidad del Diafragma
.
Discontinuidad abrupta del Diafragma
83 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Irregularidad por Discontinuidad del Diafragma, Reducción del área del Diafragma.
. ′ > 50%
84 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
∆ = ∆á+∆ 2 Irregularidad Torsional, 75
. ∆á > 1.3 ∆ ∆á > 0.5 ∆ permisible ℎ ℎ ℎ ℎ Irregularidad Torsional Extrema, .60 ∆á > 1.5 ∆ ∆á > 0.5 ∆ permisible ℎ ℎ ℎ ℎ 85
86 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Tabla N° 10 CATEGORÍA Y REGULARIDAD DE LAS EDIFICACIONES Categoría dela Edificación
A1 y A2
B
Zona
Restricciones
4, 3 y 2
No se permiten irregularidades
1
No se permiten irregularidades extremas
4, 3 y 2
No se permiten irregularidades extremas
1
Sinrestricciones
4y3
No se permiten irregularidades extremas No se permiten irregularidades extremas
C
2
excepto en edificios de hasta 2 pisos u 8 m de altura total 87
1
Sinrestricciones
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Pis o Típi co (2do a 7mo ) Sist ema de Transferencia Muros en Estacionamiento 88 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
… no se permiten si st emas de 89 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Transferencia …
90 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
CAPÍTULO 4.
ANALISIS ESTRUCTURAL
4.1 Con sideracio nes Generales para el Análisi
Para estructuras Regulares: …el total de la fuerza sísmica actúa independientemente predominantes (x, y).
en
dos
direcciones
ortogonales
Para estructuras Irregulares: …la acción sísmica ocurre en la dirección que resulte más desfavorable para el diseño.
Fuerza sísmica vertical para elementos de grandes luces , elementos pre y postensados, voladizos. Se considera que actúa simultáneamente con la fuerza sísmica horizontal y en el sentido más desfavorable. 92 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
•
Representar adecuadamente la distribución espacial de masas y rigideces.
•
Para edificios con sistema asimilables a diafragmas rígidos, se podrá usar un modelo con masas concentradas y tres grados de libertad por diafragma (Dos Desplazamientos y un giro).
93 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Edificios con Diafragma Flexible
•
Para los pisos que no constituyan diafragmas rígidos, los elementos resistentes serán diseñados para las fuerzas horizontales que directamente les corresponde. 94 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Categoríad eUso ByA
% 50 %
C
% 25
Almacenes
80%
… 95 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
• •
• • 96 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
97 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Solicitaciones sísmicas = fuerzas actuando en el C.M. 98 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
99 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
0.75 + 0.5 T
100
≤ 2 , > 0.5
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
101 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Estimación del periodo fundamental de vibración
Mejor Estimación, método de Rayleigh con Traslación Pura 102 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Fv = (2/3) Z · U · S
(P)
En elementos horizontales de grandes luces, incluyendo volados, se requerirá un análisis dinámico 103 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
b2 = 38.8m b1 = 21.4m
b2/b1 = 38.8/21.4 = = 1.81 > 1.3
. Irregularidad de Geometría Vertical / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
104
hi= 260cm DIRECCION PERIODO
MA X PROM
/ ΔPRO
1.16
1.43
0.97
1.48
1.08
1.19
0.85
1.40
Planta 9na y 10ma X Y
ΔMAX
ΔMAX/ hi > 0.5
permisible
1.43/ 260 (0.0055) > 0.5*0.007 (0.0035) 1.2 < MAX/ CM = 1.48 < 1.5
Planta 8va
Irregularidad Torsional / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muño z P. /
105
.
R =
Ia
* Ip * R0
0.90 × 0.75 × 0.675 × 0.675 × 0.45×1.0… 0.75 × " " 0.675× 1.25 0.4×1.0… 0.75×
∴ > 25% / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
106
. Sin irregularidad en Altura
(4.10 + 4.10)/(33.70) = 0.24
< 0.25
.
107
Irregularidad por Discontinuidad del Diafragma
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
R =
Ia
* Ip * R0
1.00 × 0.85 × 0.85 × 0.85 × " 0.75 × " 0.45×1.05… 0.675× 0.87 0.4×1.2… 0.75× ∴ < 13% 108 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
109 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
110 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Horizontal :
Vertical :
vertical
111
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Sa Z×U×S×C R ×g 0.675 × 6.0 4.1 0.75 × 6.0 4.5
0.85 × 6.0 5.1 112 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
0.75
× 6.0 4.5
113 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
•
r =
r i ij r j
•
m
r = 0,25 ∙
m
ri +0,75 ∙ ri2 i=1
i=1 114
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
115 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Factor de escala para diseño en el análisis dinámico
116 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
117 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
• Tres registros como mínimo. Cada registro contiene la aceleración de dos direcciones ortogonales. • Los registros deben ser representativos de las condiciones del lugar de la obra
118 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
• Se pueden usar registros sintéticos (artificiales) • Los registros deben escalarse individualmente para lograr que el promedio de los espectros SRS de conjunto de registros no en seaelmenor el espectro elástico (dado en 4.6.2) rango que de 0.2 T a 1.5 T (T periodo fundamental de la estructura)
119 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Para generar registros simulados deberán considerarse los siguientes valores de C, para la zona de periodos muy cortos:
C = 2,5
T < TP
C =2,5∙
TP T C = 2,5 ∙
TP < T < TL
TP ∙ TL 2 T
T > TL
0.2TP TP
T
120
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
L
Se permite suponer propiedades lineales para aquellos elementos en los que el análisis demuestre que permanecen en el rango elástico de respuesta. Se puede suponer que la estructura está empotrada en la base, o alternativamente considerar la flexibilidad del sistema de cimentación si fuera pertinente.
121 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Las distorsiones máximas de entrepiso no deberán exceder de 1,25 veces de los valores indicados en la Tabla Nº 11.
Las deformaciones en los elementos no excederán de 2/3 de aquellas para las que perderían la capacidad portante para cargas verticales o para las que se tendría una pérdida de resistencia en exceso a 30 %. Para verificar la resistencia de los elementos se dividirán los resultados del análisis entre R = 2, empleándose las normas aplicables a cada material. 122 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
CAPÍTULO 5. REQUISITOS DE RIGIDEZ, RESISTENCIA Y DUCTILIDAD 5.1 Determina ción de D espla zamientos Laterales 5.2 Despla zamie ntos Laterales Relativos Admisibles 5.3 Separación e ntr e Edifi cios ( s) 5.4 Redundancia 5.5 Verifica ción de Resiste ncia Última
α
. . / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
124
Edif ici o co n daño mod erado y sin pérdi da de verticalidad
Resistencia late ral ?
Equilibrio mágico
... gr an vari abil id ad de co mpo rt amiento: “¿Gran sobre-resistencia ?” , “¿Demanda menor ?”
Tabla N° 11 LÍMITES PARA LA DISTORSIÓN DEL ENTREPISO Material
(
i
/ hei )
Predominante ConcretoArmado
0,007
Acero
0,010
Albañilería
0,005
Madera
0,010
Edificios de concreto armado con muros
0,005 129
de ductilidad limitada
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130 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Si
no
existe
junta
sísmica
reglamentaria del edificio vecino existente, el edificio nuevo deberá separarse
de
la
existente el valor de
edificación s
/2 que le
corresponde más el valor s/2 de la estructura vecina.
131 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
CAPÍTULO 6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
Elemento s No Estru ctur ales
Generali dades Resp on sabilidad Prof esional Fuerzas de Dis eño Fuerza Hori zont al Mínim a Fuerzas Sísmica s Vertica les Elementos no E struct ura les Loca liz ados e n la Base de la Estru ctura, po r Debajo d e la Base y Cerc os 6.7 Otras Estructuras 6.8 Dise ño U tiliz ando e l Método de los E sfue rzos Admisibles
Hospital de Pisco, agosto de 2007.
Hospital de Pisco, agosto de 2007.
Costos de inversión en edificaciones modernas (Tokas, C. 2011)
Los costos de los componentes no estructurales y contenidos de un hospital superan largamente el costo de la estructura.
•
Los elementos No-Estructurales aportan masa pero no rigidez ni resistencia.
•
Algunos elementos No Estructurales: • Cercos, tabiques, parapetos, paneles prefabricados. • Elementos arquitectónicos y decorativos (cielos rasos, enchapes, etc). • Vidrios y muro cortina. • Instalaciones (hidráulicas y sanitarias, eléctricas, gas) • Equipos mecánicos. • Mobiliario 137 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Fuerza sísmica horizontal (F) Alternativamente : Tabla N° 12 VALORES DE C1 - Elementos que al fallar puedan precipitarse fuera de la edificación y cuya falla entrañe peligro para 3,0 personas u otras estructuras. - Muros y tabiques dentro de una edificación. - Tanques sobre la azotea, casa de máquinas, pérgolas, parapetos en la azotea. - Equipos rígidos conectados rígidamente al piso. / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
2,0 3,0 1,5
138
En ningún nivel del edificio la fuerza F calculada será menor que:
0,5 · Z · U · S · Pe.
139 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
•
Se considerará como 2/3 de la fuerza horizontal.
•
Para equipos soportados por elementos de grandes luces, incluyendo volados, se requerirá un análisis Dinámico.
140 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
CAPÍTULO 7. 7.1 7.2 7.3 7.4
Cim entaciones
Generali dades Capacidad Por tante Mom ent o d e Volteo Cime nta cione s sobre sue los fle xible s o d e baja capaci dad por tante
142 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
CAPÍTULO 8. Evaluación, Reparac ión y Refo rzamiento de Estru ctur as 8.1 Evalua ción de estruct ura s despué s de un sismo 8.2 Reparació n y refor zamie nto
144 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
145 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
146 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Ejemplo: Escuelas 780 - Pre97 147 / PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
Tres Fases vacacionales: Fase 1: Fase 2 :
Fase 3: 148
/ PUCP / Ingeni ería Ant isísmi ca / Alejand ro Muñoz P. /
CAPÍTULO 9.
9.1 9.2 9.3 9.4
Ins trum ent ación
Estacion es Ace lero métri cas Requ is itos para su Ubicación Mantenimiento Dis po nibilidad de Dato s
Cuando es obligatorio Instalar acelerómetros ? • Las edificaciones que individualmente o en forma conjunta, tengan un área techada igual o mayor que 10 000 m2, deberán contar con una estación acelerométrica, instalada a nivel del terreno natural o en la base del edificio. Dicha estación acelerométrica ser provistas técnicas por el propietario, conforme a deberá las especificaciones aprobadas por el Instituto Geofísico del Perú (IGP).
• En caso, de considerar edificaciones con más de 20 pisos, se requerirá además de una estación acelerométrica en la base, otra adicional, en la azotea o en el nivel inferior al techo.
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Serán requisitos para el otorgamiento de licencias de construcción, bajo responsabilidad del funcionario que la suscriba, verificar:
• La ubicación de la estación acelerométrica en los planos del proyecto.
• Las especificaciones técnicas, sistemas de conexión y transmisión de datos aprobadas por el Instituto Geofísico del Perú.
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Preguntas ? …
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