Tapia Tena Tremblay RIE 2013 final

Revista Internacional de
Ingeniería
de Estructuras

Vol. 18,1, 1-28 (2013)

RIGIDEZ LATERAL, RESISTENCIA Y BALANCE DE
CARGAS EN MARCOS DE ACERO
CONTRAVENTEADOS
Edgar Tapia Hernández
Profesor, Departamento de Materiales, Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco,
Edificio 4P, 3er Piso, Av. San Pablo # 180, 02200 México, D.F.
Correo electrónico: etapiah@correo.azc.uam.mx

Arturo Tena ColungaProfesor, Departamento de Materiales, Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco,
Edificio 4P, 3er Piso, Av. San Pablo # 180, 02200 México, D.F.
Correo electrónico: atc@correo.azc.uam.mx

Robert Tremblay
Profesor, Departamento de Ingeniería Civil, Geológica y Minera, Escuela Politécnica,
Montreal, QC H3C 3A7, Canadá.
Correo electrónico: robert.tremblay@polymtl.ca

RESUMEN
En este artículo sepresentan ecuaciones aproximadas para evaluar la
rigidez lateral, la resistencia y el balance final de cargas de edificios con marcos de
acero contraventeados. Las ecuaciones se comparan y ejemplifican con base en
13 edificios regulares estructurados con marcos dúctiles de acero con
contraventeo concéntrico y que fueron diseñados conforme al Reglamento para el
Distrito Federal Mexicano (RCDF-04)con distintas relaciones entre el cortante
lateral resistente aportado por las columnas del marco y el sistema de
contravientos.

SUMMARY
Approximate equations to evaluate the lateral stiffness, strength and final
load balances of buildings structured with steel braced frames are presented in this
paper. Equations are compared and exemplified with the study of 13 regular
buildings structured withsteel concentrically braced frames and designed
according to the Mexican Federal District Code (MFDC-04) with different ratios of
the story shear resisted by the columns and by the bracing members.

Recibido: Enero de 2013
Aceptado: Agosto de 2013

2 Edgar Tapia Hernández, Arturo Tena Colunga y Robert Tremblay

1.

INTRODUCCIÓN

El Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal Mexicano(RCDF-04) solicita en sus Normas Técnicas Complementarias para el Diseño por
Sismo (NTCS-04) que las columnas de marcos dúctiles de acero con
contraventeo, en cada entrepiso sean capaces de resistir, sin contar el sistema de
contravientos, cuando menos con el cincuenta por ciento de la fuerza sísmica
actuante (Ap. 5.1, NTCS-04). Esto es, se diseña una estructura a partir de la
resistencia de loselementos que conforman el sistema, con el sobrentendiendo
que la rigidez lateral asociada mantendrá una relación congruente a la resistencia
pretendida. Sin embargo, no existe un fundamento teórico inmediato para sostener
esta premisa, sino que el proyectista debe tomar como base la rigidez o la
resistencia y revisar posteriormente si se satisface la otra.
Particularmente, los marcos contraventeadosson un sistema estructural
complejo cuya resistencia y rigidez depende de una cantidad importante de
variables. Por ejemplo, la esbeltez del sistema de contravientos podría ser un
parámetro importante que indique si los requerimientos de resistencia o rigidez
gobernarán el diseño de los contravientos, aunque no resulta definitivo en todos
los casos.
Para observar esta relación, en este artículo sepresenta un estudio de la
relación entre el cortante lateral resistente y la rigidez lateral con base en edificios
estructurados con marcos de acero con contraventeo concéntrico. Asimismo, se
comentan los criterios para la determinación del balance de cargas últimas
obtenidas con las secciones diseñadas para evaluar la carga resistente
pretendida, a partir de la resistencia lateral modelada.Además, el procedimiento de determinación de resistencia, rigidez lateral y
balance de cargas expuesto en el artículo, se aplicó a 13 edificios regulares
estructurados con marcos de acero con contravientos de alturas entre los cuatro y
16 pisos, que fueron diseñados con distintas proporciones de diseño entre el
cortante lateral resistente soportado por las columnas del marco en relación a la...