Diseño Sismico De Estructuras De Concreto
Páginas: 18 (4453 palabras)
Publicado: 3 de mayo de 2012
DISEÑO SÍSMICO
DE
ESTRUCTURAS DE CONCRETO
14.1 INTRODUCCIÓN
Este capítulo contiene especificaciones que se consideran como los requisitos mínimos para producir una estructura monolítica de concreto reforzado con los detalles y las dimensiones adecuadas que le permitan a ésta soportar una serie de oscilaciones dentro del campo inelástico de respuesta sin deterioro crítico de laresistencia. Como se vio con anterioridad, conforme una estructura apropiadamente detallada de concreto reforzado responde a fuertes movimientos del suelo, su rigidez efectiva decrece y se incrementa su capacidad de disipar energía. Por lo tanto, el empleo de fuerzas de diseño que representan efectos sísmicos demanda que el edificio este equipado con un sistema resistente a fuerzas laterales que retengauna porción sustancial de su resistencia conforme se le somete a inversiones de los desplazamientos dentro del campo inelástico.
La elección práctica esta entre: (a) Un sistema con suficiente resistencia para responder al movimiento del suelo dentro del rango lineal o casi lineal de respuesta, y (b) Un sistema con disposiciones adecuados que permitan una respuesta no lineal sin perdida críticade la resistencia.
Este capítulo desarrolla una serie de requisitos relacionados con la segunda opción para su aplicación en zonas de elevado riesgo sísmico.
14.2 CARGAS DE DISEÑO
Las combinaciones de carga a ser utilizadas en el método de la resistencia para el diseño de los elementos de concreto están especificadas en la sección 9.2 del reglamento ACI y se dan a continuación:
1.4D
1.4 D + 1.7 L
0.9 D 1.3 W
0.75 (1.4 D + 1.7 L 1.7 W)
0.9 D 1.3· 1.1 E
0.75 (1.4 D + 1.7 L 1.7· 1.1 E)
14.3 PÓRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTOS
14.3.1 Diseño por el Método de la Resistencia
El requisito básico de este método es de asegurar que la resistencia de diseño de un elemento no sea menor que la resistencia última requerida. Para cargas sísmicas, la resistenciarequerida consiste de las cargas de servicio multiplicadas por un factor de carga especificado en la Sección 14.2. La resistencia de diseño de un elemento consiste de la resistencia nominal, o la resistencia teórica última, multiplicada por un factor de reducción de resistencia . De este modo se tiene:
(resistencia nominal) U
Los factores de reducción () según el código UBC[1] son:0.9 0.9 para flexión
0.85 0.85 para cortante y torsión
0.75 0.75 para miembros en compresión con refuerzo en espiral
0.70 0.70 para miembros en compresión con estribos
En zonas sísmicas 3 y 4 el factor de reducción de resistencia al cortante debe ser 0.6 para el diseño de muros, losas superiores y elementos estructurales con una resistencia nominal al cortante menorque el corte correspondiente al desarrollo de su resistencia nominal a flexión. La resistencia nominal a flexión debe determinarse correspondiendo con las cargas axiales factorizadas más críticas incluyendo el efecto sísmico. El factor de reducción de resistencia al cortante para la unión viga-columna es 0.85.
Consideraciones para el diseño de vigas:
La resistencia nominal de un elemento sedetermina de acuerdo con los principios definidos en la Sección 19210.2.7 del código UBC y desarrollado con mayor claridad por George Winter[2]. La capacidad nominal de un elemento a flexión con sólo refuerzo a tensión esta dado por:
(14.1)
donde:
As = área de acero a tensión, [cm2]
fy = esfuerzo de fluencia del acero, [kg/cm2]
= cuantía =As/(b·d)
fc = resistencia del concreto a lacompresión, [kg/cm2]
d = peralte efectivo, [cm]
b = ancho de la sección, [cm]
A consecuencia de las cargas sísmicas se pueden formar rótulas plásticas en ambos extremos de las columnas de un nivel determinado, produciendo un mecanismo de deslizamiento el cual causa el colapso del piso, para prevenir este acontecimiento, se introduce el concepto de viga débil-columna fuerte. Una columna que...
DE
ESTRUCTURAS DE CONCRETO
14.1 INTRODUCCIÓN
Este capítulo contiene especificaciones que se consideran como los requisitos mínimos para producir una estructura monolítica de concreto reforzado con los detalles y las dimensiones adecuadas que le permitan a ésta soportar una serie de oscilaciones dentro del campo inelástico de respuesta sin deterioro crítico de laresistencia. Como se vio con anterioridad, conforme una estructura apropiadamente detallada de concreto reforzado responde a fuertes movimientos del suelo, su rigidez efectiva decrece y se incrementa su capacidad de disipar energía. Por lo tanto, el empleo de fuerzas de diseño que representan efectos sísmicos demanda que el edificio este equipado con un sistema resistente a fuerzas laterales que retengauna porción sustancial de su resistencia conforme se le somete a inversiones de los desplazamientos dentro del campo inelástico.
La elección práctica esta entre: (a) Un sistema con suficiente resistencia para responder al movimiento del suelo dentro del rango lineal o casi lineal de respuesta, y (b) Un sistema con disposiciones adecuados que permitan una respuesta no lineal sin perdida críticade la resistencia.
Este capítulo desarrolla una serie de requisitos relacionados con la segunda opción para su aplicación en zonas de elevado riesgo sísmico.
14.2 CARGAS DE DISEÑO
Las combinaciones de carga a ser utilizadas en el método de la resistencia para el diseño de los elementos de concreto están especificadas en la sección 9.2 del reglamento ACI y se dan a continuación:
1.4D
1.4 D + 1.7 L
0.9 D 1.3 W
0.75 (1.4 D + 1.7 L 1.7 W)
0.9 D 1.3· 1.1 E
0.75 (1.4 D + 1.7 L 1.7· 1.1 E)
14.3 PÓRTICOS ESPECIALES RESISTENTES A MOMENTOS
14.3.1 Diseño por el Método de la Resistencia
El requisito básico de este método es de asegurar que la resistencia de diseño de un elemento no sea menor que la resistencia última requerida. Para cargas sísmicas, la resistenciarequerida consiste de las cargas de servicio multiplicadas por un factor de carga especificado en la Sección 14.2. La resistencia de diseño de un elemento consiste de la resistencia nominal, o la resistencia teórica última, multiplicada por un factor de reducción de resistencia . De este modo se tiene:
(resistencia nominal) U
Los factores de reducción () según el código UBC[1] son:0.9 0.9 para flexión
0.85 0.85 para cortante y torsión
0.75 0.75 para miembros en compresión con refuerzo en espiral
0.70 0.70 para miembros en compresión con estribos
En zonas sísmicas 3 y 4 el factor de reducción de resistencia al cortante debe ser 0.6 para el diseño de muros, losas superiores y elementos estructurales con una resistencia nominal al cortante menorque el corte correspondiente al desarrollo de su resistencia nominal a flexión. La resistencia nominal a flexión debe determinarse correspondiendo con las cargas axiales factorizadas más críticas incluyendo el efecto sísmico. El factor de reducción de resistencia al cortante para la unión viga-columna es 0.85.
Consideraciones para el diseño de vigas:
La resistencia nominal de un elemento sedetermina de acuerdo con los principios definidos en la Sección 19210.2.7 del código UBC y desarrollado con mayor claridad por George Winter[2]. La capacidad nominal de un elemento a flexión con sólo refuerzo a tensión esta dado por:
(14.1)
donde:
As = área de acero a tensión, [cm2]
fy = esfuerzo de fluencia del acero, [kg/cm2]
= cuantía =As/(b·d)
fc = resistencia del concreto a lacompresión, [kg/cm2]
d = peralte efectivo, [cm]
b = ancho de la sección, [cm]
A consecuencia de las cargas sísmicas se pueden formar rótulas plásticas en ambos extremos de las columnas de un nivel determinado, produciendo un mecanismo de deslizamiento el cual causa el colapso del piso, para prevenir este acontecimiento, se introduce el concepto de viga débil-columna fuerte. Una columna que...
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