Normas de diseño de edificaciones con muros de ductilidad limitada

Foro “ Edificios de muros delgados delgados de concreto armado” armado”

Edificios de Muros Muros de Ductilidad Limitada (EMDL)

Servici o Nacional de Capacitación Servici para la Industr Industr ia de la Constru Constru cción Normas para el el dis eño de edificaciones de ductil idad limi tada en en el Perú Alej andrro o Muñ ozz Al ejand Muño Pontificia Universi dad Católica del Perú Pe rú Perú Prisma Ingenieros Consultores Ingenieros Consul tores SAC

Lima x / 2004

Edificios de

mur os 12 y 10 cm cm,, 199 1994 4

Estructura

4,5 pisos

cimentaciones superficiales

Losas Los as h = 10 , 15 cm, varillas ó malla

instala inst alaciones ciones en muros

/ FORO FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz /

1

instalaciones en losas

ductos ve vertica rticale less

Construcción

/ FORO FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz /

2

Normas peruanas vigentes

?

Edificios de albañilería… … solado de concreto … anill o perimetral

Profund idad mínima de cimentación

Sistema estructural

?

1997

R = ?

? / FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz /

3

Muros de ductilidad limitada

R = 4

y

?

?

no “considerados” por la norma de suelos ni “bien definidos” en la ND-SR

?

...”debiéndose concentrar mayor refuerzo en los extremos

... confinar ... “

Estructura “cuestionable” atendiendo la norma de concreto

/ FORO SENCICO X-2004 / Normas para el diseño de los EMDL , Alejandro Muñoz /

4

Línea de tiempo

La iniciativa CIP

...

• 1998, 2003-2004. SENCICO-PUCP , UNI ensayos... • II-2004. A. Blan co in fo rma al CIP de su preocupación en el tema de los EMDL • III-2004. Conversatorio y comisi ón CIP

...

...

• VI-2004. Primer borrador de Norma

... • IX-2004. Reunión final CIP

• VII-IX-2004. Reuniones de trabajo en la red

... • X-2004. Reunión comisiones SENCICO

...


5

Documento base CIP Ant oni o Bl anco , Carlo s Casabo nne, A lejan dr o Muñ oz, Gianfranc o Ottazzi, Raúl Ríos, Jul io Rivera, Marcos Tinman, Luis Zegarra

Comités de Diseño Sismorresistente y Concreto Armado, SENCICO

Objetivo

Ant oni o Bl anco , Carlo s Casabo nne, A nt oni o Cháv ez, Al ejand ro Muñoz, Gianf ranc o Ott azzi, Enr iqu e Pasqu el, Javier Piqué, Raul Ríos, Julio Rivera, Hugo Scaletti, Luis Vargas, Luis Zegarra

•Confort • costo •seguridad

Experiencia en la comunidad de ingeniería

• Confort diferente • Costo dif erente •Seguridad similar

F

Mayor Resist encia y rigidez Menor ductilidad

D


6

Rigidez y prevención del colapso

Flexibilidad y colapso

Irregularidad y colapso

Propiedades

Sorpresas en obra ?


7

Superficie Rugosa ?

Secció n brut a ?

gran junt a de entrepiso, ¿ rugos a ?

Segregación y cangrejeras

Vigas de Acop lamien to

... en la base de todos l os mur os de fachada

ACI + IBC + sismic idad Perú Peligro Sísmico Bajo

d a a d i d r i l e i t u c q u e D R

Medio

Alto

Ordinaria Intermedia Especial


8

Intención técnica de la Norma

1970

1746 2001 1868

1985 1960

... entonces: • Limitar d rásticamente irregularidades • Exigir mayor rigidez

Ductilidad limi tada = Ductilidad suficiente

• Garantizar un mínimo de duc tilidad

Al tura Máxima :

El detalle

7 pisos

R= 4ó¾*4


9

... y en más de 7 pisos: Máximo 6 pisos con muros de ductilidad limitada

Análisis

Muros dúctiles

Todo el edificio R=4ó¾*4

• Modelos S-3-D con pórt icos 2-D y aletas contri buyentes • Modelos 3-D

Límite para ∆e

Vigas de

distorsión

acoplamiento

de entrepiso he

⎛ ∆ e ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ≤ 0.5 % ⎝ he ⎠ MÁX

!

• Comportamiento dúcti l • Espesor mínimo 15 cm

El area de muros continuos en cada dirección debe satisfacer:

Irregularidades y requisitos de diseño

A A

+A

0,5 A

• Ar ea muros p is o i > 0.9 Area muros p is o i+1

A

+A

0,5


10

Muros Discontinuos

Nivel de Transferencia

Muros Continuos Muros Discontinuo s Vigas

Entrepiso de Transferencia

“ Camino” de las “Fuerzas” Sísmica

100 % de rigidez y resistencia en base a muros continuos

R st = R / 1.5

Sótano Sótano

Sótano

Sótano Sótano

Sótano

Piso Típico

Excepcionalmente ...

Muros sótano


11

Vigas de 35 x 95

Sistema de transferencia

... Excepcionalmente ... Losa h = 0.45 m.

Sótano y primer piso

... excepcionalmente para discont inuidades mayores ... Sistemas de transferencia (ST)

•Sólo techo de sótano

Calcular la capacidad a flexo-compresión de lo s muros

Usar 1.2 veces la capacidad de los muros como solicitaciones sobre el sistema de transferencia y ....

• R st = R / 1.5


12

Concreto

Sistemas de Transferencia Mínimo : 280 kg/cm²

• Memoria de cálculo !!!

Malla

Refuerzo

f Y = 5000 kg/cm 2 f Y = 4200 kg/cm 2

Muros Losas, Mínimo: 175 kg/cm²

Mu Pu

Mn > 1.2 Mcr 2h/3

en el tercio inferior del edificio y en no menos de 2 piso s

h/3 Ac ero d úc ti l f Y = 4200 kg/cm2

y

1

... a mayor , mayores y c

2

+

1

TRACCIÓN

COMPRESIÓN

C1

TRACCIÓN

+

2

COMPRESIÓN

C2


13

m

... y cuando no sea necesario confi nar, se debe respetar:

“ACI-02”

h m

Necesario confinar cuando :

A S

AS lm

c>

600 × (

l m

b × t ∆m hm

< 1%

)

c

Resistencia al Corte de los Muros

Vu

(

Mu

)

φ Vn = φ V + φ V = φ Ac α f ' c + φ ( Ac ρ h fy ) c s

⎛ Mur ⎞ ⎟⎟ ω γ Vu ≥ Vuact ⎜⎜ Mu ⎝ act ⎠

⎛ hm ⎞ ⎟⎟ ≤ 1,5 α = 0,8 ⎝ l m ⎠ ⎛ h ⎞ α = 0,53 si ⎜⎜ m ⎟⎟ ≥ 2,5 ⎝ lm ⎠ ⎛ h ⎞ si 1,5 < ⎜⎜ m ⎟⎟ < 2,5 α se obtiene interpolando ent re 0,8 y 0,53 ⎝ lm ⎠ si ⎜⎜

Vn máximo = 2,7 f ´c AC

Cortante fricc ión

Traslape Acero dúctil : le = 2 × ld

φ Vn = φ µ ( N u

+

Av fy )

l e

Mallas electrosoldadas le = 3 × ld


14

Uñas

Cimentación

RELLENO

ESPECIFICAR: DENSIDAD, ESPESOR y PROFUNDIDAD

• 60 cm. por debajo en exteriores

?

• 2 t por debajo en interiores

Condominio J Condominio J

Área = 619,5 m 2 N° Piso s = 3

Condominio J

Condominio J Resultados

Desplaz. Azotea Deriva Promedio Deriva Máxima

m

XX

YY

=

0,63

0,06

(0/00) =

0,86

0,08

Pu = 30 ton

=

1,06

0,13

Mu = 820 ton x m

(cm)

m /h m

0 e/h e ( /00)

Area Muros / Área Cons trui da = 7,3 0/00 13,7 0/00

Muros

Vu = 11,4 ton


15

Condominio J

Condominio J

DIAGRAMA DE INTERACCIÓN

Pn(ton) 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

-200

0,25 m < LÍMITE

Mn(ton*m)

Diagrama de Interacción

Condominio J Valor Amplificado: Vu = (Mn /Mu) x Vua Vu = 11,4 x Vua Vu = R x Vua = 64 ton

Edificio S

Edificio S Resultados XX

YY

=

5,0

4,6

(0/00) =

2,8

2,6

=

3,6

3,5

Área = 1636 m 2 N° Pisos = 7


m

(cm)

m /h m

0 e/h e ( /00)



16

Edificio S

Edificio S

Muros Pu = 43,7 ton Mu = 363,4 ton x m Vu = 29,8 ton

Edificio S

Edificio D ... muro Área = 2770 m 2 N° Pisos = 8

0,9 m < límite

Edificio D

Edificio D


Resultados

m

(cm)

0 m /h m ( /00) e/h e

(0/00)

XX

YY

=

5,1

4,5

=

2,6

2,3

=

3,3

2,9

Muro Pu = 32,3 ton Mu = 178,4 ton x m Vu = 15,8 ton

Area Muros / Área Cons truida = 3,3 0/00 4,4 0/00


17

Edificio D

Edificio D

0,6 m < LÍMITE Diagrama de Interacción

Edificio L

Edificio L Resultados

Área = 4600 m 2 N° Pisos = 15


m

YY

=

6,24

8,76

(0/00) =

1,66

2,34

=

3,03

4,09

(cm)

m /h m e/h e

XX

(0/00)


Edificio L

Edificio L Muros Pu = 234 ton Mu = 902 ton x m Vu = 61 ton


18

Edificio L ... muros

1,8 m < LÍMITE

... no se duerman y....

Edificio con Sistema de Transferencia 5 pisos XX YY Desplaz. Azotea m (cm)

3,0 0,5

Deriva Promedio 0 m/h m ( /00)

1,8 0,3

Deriva Máxima 0 e/h e ( /00)

2,5 0,4

Parrilla de Transferencia


19

• La Alb añilería Peruana y lo s EMDL • Norma para EMDL versión 1.0 • ¿ Diseños seguros ?

Vigas

• Experiencias de campo + Investigación

… gracias


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