06-elementos No Estructurales 6s2x6y
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- Words: 4,155
- Pages: 160
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES Josef Farbiarz F.
Curso va en la 1 Universidad Nacional de Colombia
Centro de Proyectos e Investigaciones Sísmicas
CRÉDITOS Ingeconcreto, Andrés Ochoa Sierra, Alejandro Arango L. Ilustraciones muros no estructurales
Juan D. Rodriguez M. Animaciones
Universidad Nacional de Colombia
Centro de Proyectos e Investigaciones Sísmicas
ELEMENTO ESTRUCTURAL
Cargas muertas Cargas vivas Cargas transitorias
PROPIAS Y AJENAS
Cimentación
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL
Cargas muertas Cargas vivas Cargas transitorias
SOLAMENTE PROPIAS
Apoyos
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL PROPIEDADES Función Apariencia Costo
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL FUNCIÓN Arquitectónico, hidráulico, eléctrico, mecánico, sanitario, conducción etc.
de gas,
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL APARIENCIA Revoques, enchapes, vidrios, frisos, cortagoteras, cerramientos, etc.
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL COSTO Frágiles (Alta vulnerabilidad) Generalmente
costosos Alto porcentaje del total (Hasta el 90 %)
ANTECEDENTES
ANTECEDENTES Ausencia de diseño Vicios constructivos Inexistencia de normatividad Numerosos daños
SOLUCIONES
Diseño y construcción apropiados • • • •
Análisis Dimensionamiento Materiales idóneos Construcción con calidad
Normatividad
ANÁLISIS Y DISEÑO
RESEÑA HISTÓRICA Applied Technology Council (CÓDIGO ATC-3/78) National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP-94) Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistentes (NSR-10)
TÍTULO A Capítulo
8. Efectos sísmicos sobre elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia sísmica Capítulo 9. Elementos no estructurales.
Capítulo 8. Efectos sísmicos sobre elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia sísmica
Escaleras, rampas,etc. Tanques, piscinas, etc. Cerchas, correas, etc. Viguetas, etc. Ascensores, escaleras mecánicas, y sus apoyos.
Capítulo 9. Elementos no estructurales
Acabados Muros no estructurales Elementos arquitectónicos Instalaciones hidro-sanitarias Redes contra incendios Instalaciones eléctricas Instalaciones de gas Equipos mecánicos Instalaciones especiales
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO RESPONSABILIDAD
“... el profesional que firma o rotula el plano se hace responsable de que el diseño se realizó para el grado de desempeño adecuado” A.9.3.1-NSR-10
“El que la pinta la lleva” Luis E. García R.
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO EXCENCIONES
Amenaza sísmica baja Sólo grupos de Uso I y II A.9.1.3-NSR-10
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO GRADO DE DESEMPEÑO
Superior: Daño mínimo, no interfiere con la operación de la edificación.
Bueno: Daño totalmente reparable, alguna interferencia en la operación.
Bajo: Daño grave, inclusive no reparable, pero sin desprendimiento ni colapso
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO IV
SUPERIOR
III
SUPERIOR
II
BUENO
I
BAJO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO IV
SUPERIOR
EDIFICACIONES III SUPERIOR INDISPENSABLES II
BUENO
Hospitales 2 y 3, Centrales I BAJO telefónicas, telecomunicaciones, centrales de servicios públicos.
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO IV
SUPERIOR
CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN III SUPERIOR
DELA USOCOMUNIDAD GRUPOA GRADO DE DESEMPEÑO II BUENO ATENCION IV SUPERIOR I BAJO Estaciones de Bomberos, defensa civil, fuerzas de oficinas de III armadas y sedes SUPERIOR atención de desastres,garajes de II BUENO vehículos de emergencia, y aquellas que I BAJO la istración designe como tales.
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO IV
SUPERIOR
CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN III SUPERIOR
GRUPO DE USO BUENO GRADO DE DESEMPEÑO II
OCUPACION ESPECIAL SUPERIOR IIV BAJO Más de en un mismo salón, III 200 personas SUPERIOR guarderías, colegios y universidades, II BUENO graderías al aire libre de más de 2 000 personas, centros comerciales de más de I BAJO 500 m² por piso, edificios con más de 3 000 trabajadores, edificios gubernamentales.
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO IV
SUPERIOR
CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN III SUPERIOR
GRUPO DE USO GRADO II BUENO DE DESEMPEÑO IIV
SUPERIOR BAJO
III SUPERIOR OCUPACION NORMAL
BUENOcubiertas por las TodasIIlas edificaciones NSR-10 incluidas en los I que no estén BAJO otros grupos
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Estrategia de diseño Aislamiento Acoplamiento
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas de diseño
Peso propio Fuerzas inerciales Fuerzas eólicas Asentamiento relativo de apoyos Cambios de temperatura Cambios de humedad Flujo plástico
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
F = ma Mp Masa del elemento
axg Aceleración del piso x
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
F = ma
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
La aceleración en el apoyo se comparte con el nivel estructural al cual pertenece el elemento a4 a3 a2 a1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas a4 a3 a2 a1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
Fx
ax =
mx
g
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas F4 F3 F2 F1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
F0 = 0 (nivel del terreno) ¡¿ a0 = 0 ?!
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas F4 F3 F2 F1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
m(u&& + u&&S ) + cu& + ku = o mu&& + cu& + ku = − mu&&S Solución ≈ aceleración absoluta
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas h H
H 0.75H
0.75H
Paulay and Priestley
Vb = Sag
&& u S
Sag
&& u ABS
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas h Muy conservador
H
H 0.75H Alternativamente:
Fx
ax = 0.75H
Vb = Sag
&& u S
Sag
mx
g
+ as
&& u ABS
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas h NSR-10 - A.3.6.8 yA.9.4.2.1
H
H 0.75H heq puede estimarse simplificadamente como 0.75hn .
0.75H
Paulay and Priestley
Vb = Sag
&& u S
Sag
&& u ABS
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas Movimiento
Sismo
(aS)
Amplificación dinámica f(rigidez, masa, tipo de soporte)
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
FP = a p a x g
Mp Rp
Aa g ≥ M pI 2
ap: Coef. de amplificación ax: Aceleración en el piso x / aceleración de la gravedad Mp: Masa del elemento Rp: Coef. de disipiación de energía Aa: Aceleración pico efectiva I: Coef. de importancia
TABLA A.9-2 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos arquitectónicos y acabados
Elemento no estructural
ap
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Fachadas •
es prefabricados apoyados arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
en vidrio apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
lámina en yeso, con costillas de acero
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería estructura
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
no
reforzada,
confinada
por
la
(1)
(1)
(2)
TABLA A.9-2 (Continuación)
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Elemento no estructural
ap
Muros que encierran puntos fijos y ductos de escaleras, ascensores, y otros
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
Muros divisorios y particiones •
corredores en áreas públicas
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura total
1.0
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura parcial
2.5
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Anclaje de enchapes de fachada
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
Altillos
1.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Cielos rasos
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Elementos en voladizo vertical •
áticos, parapetos y chimeneas
(3)
Anaqueles, estanterías y bibliotecas de más de 2.50 m de altura, incluyendo el contenido (3)
•
Diseñadas de acuerdo al Título F
2.5
Especiales
Dúctiles
No requerido
•
Otras
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No requerido
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Tejas
(3) (3)
TABLA A.9-2 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos arquitectónicos y acabados
Elemento no estructural
ap
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Fachadas •
es prefabricados apoyados arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
en vidrio apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
lámina en yeso, con costillas de acero
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería estructura
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
no
reforzada,
confinada
por
la
(1)
(1)
Notas: 1. Debe verificarse que el muro no pierde su integridad al ser sometido a las derivas máximas calculadas para la estructura. 2. Además de (1) debe verificarse que no interactúa adversamente con la estructura.
(2)
TABLA A.9-2 (Continuación)
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Elemento no estructural
ap
Muros que encierran puntos fijos y ductos de escaleras, ascensores, y otros
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
Muros divisorios y particiones •
corredores en áreas públicas
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura total
1.0
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura parcial
2.5
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Anclaje de enchapes de fachada
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
Altillos
1.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Cielos rasos
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Elementos en voladizo vertical •
áticos, parapetos y chimeneas
(3)
Anaqueles, estanterías y bibliotecas de más de 2.50 m de altura, incluyendo el contenido (3)
•
Diseñadas de acuerdo al Título F
2.5
Especiales
Dúctiles
No requerido
•
Otras
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No requerido
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Tejas
Notas: 3. El elemento no estructural no requiere diseño y verificación sísmica.
(3) (3)
TABLA A.9-3 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos hidráulicos, mecánicos o eléctricosa
E le m e n to n o e s tru c tu ra l
ap b
T ip o d e a n c la je s o a m a rre s p a ra d e te rm in a r e l c o e fic ie n te d e c a p a c id a d d e d is ip a c ió n d e e n e rg ía , R p , m ín im o re q u e rid o e n A .9 .4 .9 G ra d o d e d e s e m p e ñ o S u p e rio r Bueno B a jo
S is te m a s d e p ro te c c ió n c o n tra e l fu e g o
2 .5
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o d ú c tiles
P la n ta s e lé c tric a s d e e m e rg en c ia
1 .0
N o d ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
M a q u in a ria d e a s c e n s o re s , g u ía s y rie le s d e l a s c e n s o r y e l c o n tra p es o
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
H ú m ed o s
E q u ip o e n g e n er a l •
C a ld er a s , h o rn o s , in c in er a d o re s , c a le n ta d o re s d e a g u a y o tro s e q u ip o s q u e u tilic e n c o m b u s tib le s , y s u s c h im e n e a s y e s c a p e s .
•
S is te m a s d e c o m u n ic a c ió n
•
D u c to s e lé c tric o s , c á r c a m o s y b a n d e ja s d e c a b le s c
•
E q u ip o e lé c tr ic o , m o to r e s , e tc .
tr a n s fo rm a d o r e s ,
s u b e s ta c io n e s ,
•
B o m b a s h id r á u lic a s
•
T a n q u es , c o n d e n s a d o re s , in te rc a m b ia d o r e s d e c a lo r, eq u ip o s d e p r e s ió n
•
E m p a te s c o n la s re d e s d e s e rv ic io s p ú b lic o s
M a q u in a ria d e p ro d u c c ió n in d u s tr ia l S is te m a s d e tu b e ría s •
T u b e ría s d e g a s e s y c o m b u s tib le s
2 .5
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o d ú c tiles
•
T u b e ría s d e l s is te m a c o n tr a in c e n d io
2 .5
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o d ú c tiles
•
O tro s s is te m a s d e tu b e ría s d
2 .5
N o d ú c tiles
N o r e q u e r id o g
N o re q u e rid o g
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
N o d ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
N o d ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
S is te m a s d e a ir e a c o n d ic io n a d o , c a le fa c c ió n y v e n tila c ió n , y s u s d u c to s e P a n e le s d e c o n tro l y g a b in e te s e lé c tr ic o s L u m in a r ia s y s is te m a s d e ilu m in a c ió n f
1 .0
TABLA A.9-3 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos hidráulicos, mecánicos o eléctricosa
Notas: a. Véase las exenciones en A.9.1.3. b. Los valores de ap dados son para la componente horizontal. Para la componente vertical deben incrementarse en un 33%. c. No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para las bandejas de cables eléctricos en las siguientes situaciones: (1) Ductos y bandejas de cables colgados de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) En espacios para equipos mecánicos y calderas, donde el ducto tiene menos de 30 mm de diámetro interior. (3) Cualquier ducto eléctrico de menos de 65 mm de diámetro interior, localizado en otros espacios. d. No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para las tuberías en las siguientes situaciones: (1) Tuberías colgadas de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) En espacios para equipos mecánicos y calderas, donde la tubería tiene menos de 30 mm de diámetro interior. (3) Cualquier tubería de menos de 65 mm de diámetro interior, localizado en otros espacios. e. No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para los ductos de calefacción, ventilación y aire acondicionado en las siguientes situaciones: (1) Ductos colgados de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) Ductos que tienen una sección con un área menor de 0.60 m². f. Las luminarias dispuestas como péndulos deben diseñarse utilizando un valor de ap igual a 1.5. El soporte vertical debe diseñarse con un factor de seguridad igual a 4.0. g. El elemento no estructural no requiere diseño y verificación sísmica.
COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA, Rp
Según tipo de anclaje Especiales: Dúctiles: No-dúctiles: Húmedos:
RP = 6,0 RP = 3,0 RP = 1,5 RP = 0,5
COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA, Rp ESPECIALES (R=6) Título F. Disipación de energía especial (DES). DÚCTILES (R=3) Anclajes profundos (L/φ > 8): • Químicos • Vaciados en el sitio • Capítulo C.21
COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA, Rp NO DÚCTILES (R=1,5) Anclajes superficiales (L/φ < 8): • Químicos • Vaciados en el sitio • Pernos de expansión • Tiros HÚMEDOS (R=0,5) Morteros o adhesivos sin anclaje mecánico
PUNTO DE APLICACIÓN DE FP Z
Centro de gravedad para Fpx, Fpy En equipos eléctricos-mecánicos debe adicionarse
Y
MPg FPz = ± 3
C.G.
X
ANCLAJES Y CONEXIONES Transferencia de Fp a la estructura, despreciando: Fricción Tracción perpendicular en morteros
ELEMENTOS DE CONEXIÓN RESISTENCIA A FP EN DIRECCIONES DE MOVIMIENTO RESTRINGIDO, EN FACHADAS:
Resistencia conexión: Resistencia pernos y soldaduras:
1,33 Fp 3,00 Fp
FUERZAS EÓLICAS
Rigen cuando:
FV ≥ 0.7 Fp
Diseño por resistencia última para 1,4 Fv
Modelos matemáticos de análisis
qp
qp A hp
hp
B SOLAMENTE VÁLIDOS CUANDO LOS ELEMENTOS DE APOYO SE SOPORTAN EN Voladizo Simplemente Voladizo LOSapoyado DIAFRAGMAS apoyado
bidireccional apoyado en tres o cuatro bordes
hp
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS Empalmes con redes externas Interruptores automáticos
(Cuando A0 ≥ 0,50 Aa)
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Cambios de rigidez
ki
kd
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Cambios de rigidez
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Cambios de rigidez
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva COLUMNA CORTA
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva 1
1
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
CARGAS APLICADAS Peso propio Fuerza de sismo
Fuerza de sismo o viento
RUTA DE FALLA
Proceso de agrietamiento
Se supera la resistencia a tracción del muro: • Primera fisura Siguen aumentando las tensiones: • Propagación de fisuras
Proceso de falla • • • • •
Cantidad de fisuras aumenta Entre fisuras no se supera resistencia a tracción Aumenta el ancho de las fisuras Pérdida de estabilidad por excesivo agrietamiento Colapso progresivo por carencia de soporte
FUERZAS PERPENDICULARES AL PLANO DEL MURO
Fuerza de sismo o viento
MURO APOYADO SÓLO ABAJO
MECANISMO DE COLAPSO
Peso propio
ESTADO MÁXIMO DE FLEXIÓN EN LA BASE P1
Peso propio
ROTACIÓN ALREDEDOR DE LA BASE P2 > P1
Peso propio
INESTABILIDAD
Peso propio
COLAPSO
MURO APOYADO ARRIBA Y ABAJO
RUTA DE COLAPSO
Deflexión lateral en el centro de la luz
RUTA DE COLAPSO
P1 Máx.flexión sin tracción en la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
RUTA DE COLAPSO
P2 > P1 Rota alrededor de la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO
Se agrieta en el centro
P4 > P3 Rota la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO
P5 < P4
Ampliación de la grieta Rota la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO Se agrieta en el centro
P5 < P4
Pérdida total de rigidez Rota la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO Se agrieta en el centro
P5 < P4 Rota la base
Colapso
Deflexión lateral en el centro de la luz
MURO APOYADO ABAJO Y A LOS LADOS
RUTA DE COLAPSO
P=0
RUTA DE COLAPSO
P1
PRIMERA GRIETA P3 > P2
DEGRADACIÓN TOTAL DE RIGIDEZ
P4 < P3
COLAPSO
P4 < P3
MURO APOYADO EN TODOS LOS BORDES
P4 < P3
RUTA DE COLAPSO
PRIMERA GRIETA
AMPLIACIÓN DE GRIETAS
COLAPSO
FUERZAS PARALELAS AL PLANO DEL MURO
MURO CONFINADO POR ESTRUCTURA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR CORTANTE (Baja carga vertical)
FALLA POR CORTANTE (Mortero débil, unidad fuerte)
FALLA POR CORTANTE (Mortero y unidad similares)
FALLA A TRACCIÓN POR FLEXIÓN
FALLA A COMPRESIÓN POR FLEXIÓN
SOLUCIONES
SEPARACIÓN DE LA ESTRUCTURA Para que no sean sometidos a fuerzas diferentes a las inerciales propias.
Deriva de piso
TAMAÑO DE LA JUNTA
∆i+∆ ∆fp
Deriva
Añadir un porcentaje adicional para evitar densificación del material.
AISLAMIENTO DE LA JUNTA Visual,
acústico y térmico Impermeable (donde se requiera)
AISLAMIENTO DE LA JUNTA Propiedades requeridas. Soporte para acabado Baja rigidez (flexible) •
A cargas estáticas y dinámicas
No
biodegradable Fácil reemplazo y reparación
EJEMPLOS Aire Morteros
elásticos Espumas sintéticas Lanas minerales Etc.
AISLAMIENTO LATERAL Respaldo
Aislante Mampostería
Columna o viga Junta de aislamiento
Revoque
DETALLE DE AISLAMIENTO PARCIAL (Continuación...)
Junta de aislamiento
Sección rectangular 2:1 aislante
1 2
AISLAMIENTO LATERAL
Mampostería Columna o viga
Revoque Lana mineral
ANCLAJE A LA ESTRUCTURA Para que las fuerzas inerciales sean transferidas y se evite el volcamiento
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Ángulos
de acero (Continuos o discontinuos)
Losa
Angulo metálico Muro
Aislante
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Ángulos
de acero (Continuos o discontinuos)
Losa
Angulo metálico Muro
Aislante
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Barras
de refuerzo (Continuas o discontinuas)
Losa
Aislante
Barra de refuerzo delgada Tubo plástico
Muro
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Barras
de refuerzo (Continuas o discontinuas)
Losa
Aislante
Barra de refuerzo Mortero
Muro
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
VIGA
PLETINA ULTIMA HILADA SIN RELLENO CELDA RELLENA
BARRA DE REFUERZO
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
SOPORTE INFERIOR Muro
Barra de refuerzo delgada
SOPORTE INFERIOR Sólo para muros interiores Muro Aislante del piso Piso
Losa
Muro pegado con mortero a la estructura de hormigón
VICIOS CONSTRUCTIVOS
MURO DELGADO VOLADO DE LA FACHADA
Muro Fachada
Piso
Cuelga Losa
MURO DELGADO VOLADO DE LA FACHADA Peso del muro Sentido del sismo
Fuerzas de adherencia
Losa
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Muro Fachada e=15 mínimo
Piso
Barra soldada
Sellante Losa Barra o pletina de refuerzo
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Angulo metálico
Anclaje
Muro fachada
Apoyada piso a piso
Muro fachada
Apoyada abajo
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
Las juntas de expansión y de construcción son esenciales
Curso va en la 1 Universidad Nacional de Colombia
Centro de Proyectos e Investigaciones Sísmicas
CRÉDITOS Ingeconcreto, Andrés Ochoa Sierra, Alejandro Arango L. Ilustraciones muros no estructurales
Juan D. Rodriguez M. Animaciones
Universidad Nacional de Colombia
Centro de Proyectos e Investigaciones Sísmicas
ELEMENTO ESTRUCTURAL
Cargas muertas Cargas vivas Cargas transitorias
PROPIAS Y AJENAS
Cimentación
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL
Cargas muertas Cargas vivas Cargas transitorias
SOLAMENTE PROPIAS
Apoyos
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL PROPIEDADES Función Apariencia Costo
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL FUNCIÓN Arquitectónico, hidráulico, eléctrico, mecánico, sanitario, conducción etc.
de gas,
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL APARIENCIA Revoques, enchapes, vidrios, frisos, cortagoteras, cerramientos, etc.
ELEMENTO NO ESTRUCTURAL COSTO Frágiles (Alta vulnerabilidad) Generalmente
costosos Alto porcentaje del total (Hasta el 90 %)
ANTECEDENTES
ANTECEDENTES Ausencia de diseño Vicios constructivos Inexistencia de normatividad Numerosos daños
SOLUCIONES
Diseño y construcción apropiados • • • •
Análisis Dimensionamiento Materiales idóneos Construcción con calidad
Normatividad
ANÁLISIS Y DISEÑO
RESEÑA HISTÓRICA Applied Technology Council (CÓDIGO ATC-3/78) National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP-94) Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistentes (NSR-10)
TÍTULO A Capítulo
8. Efectos sísmicos sobre elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia sísmica Capítulo 9. Elementos no estructurales.
Capítulo 8. Efectos sísmicos sobre elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia sísmica
Escaleras, rampas,etc. Tanques, piscinas, etc. Cerchas, correas, etc. Viguetas, etc. Ascensores, escaleras mecánicas, y sus apoyos.
Capítulo 9. Elementos no estructurales
Acabados Muros no estructurales Elementos arquitectónicos Instalaciones hidro-sanitarias Redes contra incendios Instalaciones eléctricas Instalaciones de gas Equipos mecánicos Instalaciones especiales
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO RESPONSABILIDAD
“... el profesional que firma o rotula el plano se hace responsable de que el diseño se realizó para el grado de desempeño adecuado” A.9.3.1-NSR-10
“El que la pinta la lleva” Luis E. García R.
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO EXCENCIONES
Amenaza sísmica baja Sólo grupos de Uso I y II A.9.1.3-NSR-10
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO GRADO DE DESEMPEÑO
Superior: Daño mínimo, no interfiere con la operación de la edificación.
Bueno: Daño totalmente reparable, alguna interferencia en la operación.
Bajo: Daño grave, inclusive no reparable, pero sin desprendimiento ni colapso
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO IV
SUPERIOR
III
SUPERIOR
II
BUENO
I
BAJO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO IV
SUPERIOR
EDIFICACIONES III SUPERIOR INDISPENSABLES II
BUENO
Hospitales 2 y 3, Centrales I BAJO telefónicas, telecomunicaciones, centrales de servicios públicos.
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO IV
SUPERIOR
CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN III SUPERIOR
DELA USOCOMUNIDAD GRUPOA GRADO DE DESEMPEÑO II BUENO ATENCION IV SUPERIOR I BAJO Estaciones de Bomberos, defensa civil, fuerzas de oficinas de III armadas y sedes SUPERIOR atención de desastres,garajes de II BUENO vehículos de emergencia, y aquellas que I BAJO la istración designe como tales.
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO IV
SUPERIOR
CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN III SUPERIOR
GRUPO DE USO BUENO GRADO DE DESEMPEÑO II
OCUPACION ESPECIAL SUPERIOR IIV BAJO Más de en un mismo salón, III 200 personas SUPERIOR guarderías, colegios y universidades, II BUENO graderías al aire libre de más de 2 000 personas, centros comerciales de más de I BAJO 500 m² por piso, edificios con más de 3 000 trabajadores, edificios gubernamentales.
GRUPO DE USO GRADO DE DESEMPEÑO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO IV
SUPERIOR
CLASIFICACIÓN DE LA EDIFICACIÓN III SUPERIOR
GRUPO DE USO GRADO II BUENO DE DESEMPEÑO IIV
SUPERIOR BAJO
III SUPERIOR OCUPACION NORMAL
BUENOcubiertas por las TodasIIlas edificaciones NSR-10 incluidas en los I que no estén BAJO otros grupos
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Estrategia de diseño Aislamiento Acoplamiento
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas de diseño
Peso propio Fuerzas inerciales Fuerzas eólicas Asentamiento relativo de apoyos Cambios de temperatura Cambios de humedad Flujo plástico
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
F = ma Mp Masa del elemento
axg Aceleración del piso x
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
F = ma
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
La aceleración en el apoyo se comparte con el nivel estructural al cual pertenece el elemento a4 a3 a2 a1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas a4 a3 a2 a1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
Fx
ax =
mx
g
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas F4 F3 F2 F1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
F0 = 0 (nivel del terreno) ¡¿ a0 = 0 ?!
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas F4 F3 F2 F1
NIVEL 4
NIVEL 3
NIVEL 2
NIVEL 1
NIVEL 0
m(u&& + u&&S ) + cu& + ku = o mu&& + cu& + ku = − mu&&S Solución ≈ aceleración absoluta
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas h H
H 0.75H
0.75H
Paulay and Priestley
Vb = Sag
&& u S
Sag
&& u ABS
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas h Muy conservador
H
H 0.75H Alternativamente:
Fx
ax = 0.75H
Vb = Sag
&& u S
Sag
mx
g
+ as
&& u ABS
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas h NSR-10 - A.3.6.8 yA.9.4.2.1
H
H 0.75H heq puede estimarse simplificadamente como 0.75hn .
0.75H
Paulay and Priestley
Vb = Sag
&& u S
Sag
&& u ABS
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas Movimiento
Sismo
(aS)
Amplificación dinámica f(rigidez, masa, tipo de soporte)
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Fuerzas sísmicas
FP = a p a x g
Mp Rp
Aa g ≥ M pI 2
ap: Coef. de amplificación ax: Aceleración en el piso x / aceleración de la gravedad Mp: Masa del elemento Rp: Coef. de disipiación de energía Aa: Aceleración pico efectiva I: Coef. de importancia
TABLA A.9-2 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos arquitectónicos y acabados
Elemento no estructural
ap
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Fachadas •
es prefabricados apoyados arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
en vidrio apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
lámina en yeso, con costillas de acero
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería estructura
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
no
reforzada,
confinada
por
la
(1)
(1)
(2)
TABLA A.9-2 (Continuación)
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Elemento no estructural
ap
Muros que encierran puntos fijos y ductos de escaleras, ascensores, y otros
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
Muros divisorios y particiones •
corredores en áreas públicas
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura total
1.0
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura parcial
2.5
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Anclaje de enchapes de fachada
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
Altillos
1.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Cielos rasos
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Elementos en voladizo vertical •
áticos, parapetos y chimeneas
(3)
Anaqueles, estanterías y bibliotecas de más de 2.50 m de altura, incluyendo el contenido (3)
•
Diseñadas de acuerdo al Título F
2.5
Especiales
Dúctiles
No requerido
•
Otras
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No requerido
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Tejas
(3) (3)
TABLA A.9-2 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos arquitectónicos y acabados
Elemento no estructural
ap
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Fachadas •
es prefabricados apoyados arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
en vidrio apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
lámina en yeso, con costillas de acero
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura, apoyadas arriba y abajo
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería no reforzada, separada lateralmente de la estructura ,apoyadas solo abajo
2.5
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
•
mampostería estructura
1.0
No se permite este tipo de elemento no estructural
No dúctiles
no
reforzada,
confinada
por
la
(1)
(1)
Notas: 1. Debe verificarse que el muro no pierde su integridad al ser sometido a las derivas máximas calculadas para la estructura. 2. Además de (1) debe verificarse que no interactúa adversamente con la estructura.
(2)
TABLA A.9-2 (Continuación)
Tipo de anclajes o amarres para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, mínimo requerido en A.9.4.9 Grado de desempeño Superior Bueno Bajo
Elemento no estructural
ap
Muros que encierran puntos fijos y ductos de escaleras, ascensores, y otros
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
Muros divisorios y particiones •
corredores en áreas públicas
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura total
1.0
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
•
muros divisorios de altura parcial
2.5
No dúctiles
No dúctiles
Húmedos
(1)
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Anclaje de enchapes de fachada
1.0
Dúctiles
No dúctiles
Húmedos
Altillos
1.5
Dúctiles
No dúctiles
No dúctiles
Cielos rasos
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Elementos en voladizo vertical •
áticos, parapetos y chimeneas
(3)
Anaqueles, estanterías y bibliotecas de más de 2.50 m de altura, incluyendo el contenido (3)
•
Diseñadas de acuerdo al Título F
2.5
Especiales
Dúctiles
No requerido
•
Otras
2.5
Dúctiles
No dúctiles
No requerido
1.0
No dúctiles
No dúctiles
No requerido
Tejas
Notas: 3. El elemento no estructural no requiere diseño y verificación sísmica.
(3) (3)
TABLA A.9-3 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos hidráulicos, mecánicos o eléctricosa
E le m e n to n o e s tru c tu ra l
ap b
T ip o d e a n c la je s o a m a rre s p a ra d e te rm in a r e l c o e fic ie n te d e c a p a c id a d d e d is ip a c ió n d e e n e rg ía , R p , m ín im o re q u e rid o e n A .9 .4 .9 G ra d o d e d e s e m p e ñ o S u p e rio r Bueno B a jo
S is te m a s d e p ro te c c ió n c o n tra e l fu e g o
2 .5
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o d ú c tiles
P la n ta s e lé c tric a s d e e m e rg en c ia
1 .0
N o d ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
M a q u in a ria d e a s c e n s o re s , g u ía s y rie le s d e l a s c e n s o r y e l c o n tra p es o
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
H ú m ed o s
E q u ip o e n g e n er a l •
C a ld er a s , h o rn o s , in c in er a d o re s , c a le n ta d o re s d e a g u a y o tro s e q u ip o s q u e u tilic e n c o m b u s tib le s , y s u s c h im e n e a s y e s c a p e s .
•
S is te m a s d e c o m u n ic a c ió n
•
D u c to s e lé c tric o s , c á r c a m o s y b a n d e ja s d e c a b le s c
•
E q u ip o e lé c tr ic o , m o to r e s , e tc .
tr a n s fo rm a d o r e s ,
s u b e s ta c io n e s ,
•
B o m b a s h id r á u lic a s
•
T a n q u es , c o n d e n s a d o re s , in te rc a m b ia d o r e s d e c a lo r, eq u ip o s d e p r e s ió n
•
E m p a te s c o n la s re d e s d e s e rv ic io s p ú b lic o s
M a q u in a ria d e p ro d u c c ió n in d u s tr ia l S is te m a s d e tu b e ría s •
T u b e ría s d e g a s e s y c o m b u s tib le s
2 .5
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o d ú c tiles
•
T u b e ría s d e l s is te m a c o n tr a in c e n d io
2 .5
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o d ú c tiles
•
O tro s s is te m a s d e tu b e ría s d
2 .5
N o d ú c tiles
N o r e q u e r id o g
N o re q u e rid o g
1 .0
D ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
N o d ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
N o d ú c tiles
N o d ú c tile s
N o re q u e rid o g
S is te m a s d e a ir e a c o n d ic io n a d o , c a le fa c c ió n y v e n tila c ió n , y s u s d u c to s e P a n e le s d e c o n tro l y g a b in e te s e lé c tr ic o s L u m in a r ia s y s is te m a s d e ilu m in a c ió n f
1 .0
TABLA A.9-3 Coeficiente de amplificación dinámica, ap, y tipo de anclajes o amarres requeridos, usado para determinar el coeficiente de capacidad de disipación de energía, Rp, para elementos hidráulicos, mecánicos o eléctricosa
Notas: a. Véase las exenciones en A.9.1.3. b. Los valores de ap dados son para la componente horizontal. Para la componente vertical deben incrementarse en un 33%. c. No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para las bandejas de cables eléctricos en las siguientes situaciones: (1) Ductos y bandejas de cables colgados de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) En espacios para equipos mecánicos y calderas, donde el ducto tiene menos de 30 mm de diámetro interior. (3) Cualquier ducto eléctrico de menos de 65 mm de diámetro interior, localizado en otros espacios. d. No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para las tuberías en las siguientes situaciones: (1) Tuberías colgadas de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) En espacios para equipos mecánicos y calderas, donde la tubería tiene menos de 30 mm de diámetro interior. (3) Cualquier tubería de menos de 65 mm de diámetro interior, localizado en otros espacios. e. No hay necesidad de disponer soportes sísmicos para los ductos de calefacción, ventilación y aire acondicionado en las siguientes situaciones: (1) Ductos colgados de soportes individuales que tienen 300 mm o menos de longitud. (2) Ductos que tienen una sección con un área menor de 0.60 m². f. Las luminarias dispuestas como péndulos deben diseñarse utilizando un valor de ap igual a 1.5. El soporte vertical debe diseñarse con un factor de seguridad igual a 4.0. g. El elemento no estructural no requiere diseño y verificación sísmica.
COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA, Rp
Según tipo de anclaje Especiales: Dúctiles: No-dúctiles: Húmedos:
RP = 6,0 RP = 3,0 RP = 1,5 RP = 0,5
COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA, Rp ESPECIALES (R=6) Título F. Disipación de energía especial (DES). DÚCTILES (R=3) Anclajes profundos (L/φ > 8): • Químicos • Vaciados en el sitio • Capítulo C.21
COEFICIENTE DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA, Rp NO DÚCTILES (R=1,5) Anclajes superficiales (L/φ < 8): • Químicos • Vaciados en el sitio • Pernos de expansión • Tiros HÚMEDOS (R=0,5) Morteros o adhesivos sin anclaje mecánico
PUNTO DE APLICACIÓN DE FP Z
Centro de gravedad para Fpx, Fpy En equipos eléctricos-mecánicos debe adicionarse
Y
MPg FPz = ± 3
C.G.
X
ANCLAJES Y CONEXIONES Transferencia de Fp a la estructura, despreciando: Fricción Tracción perpendicular en morteros
ELEMENTOS DE CONEXIÓN RESISTENCIA A FP EN DIRECCIONES DE MOVIMIENTO RESTRINGIDO, EN FACHADAS:
Resistencia conexión: Resistencia pernos y soldaduras:
1,33 Fp 3,00 Fp
FUERZAS EÓLICAS
Rigen cuando:
FV ≥ 0.7 Fp
Diseño por resistencia última para 1,4 Fv
Modelos matemáticos de análisis
qp
qp A hp
hp
B SOLAMENTE VÁLIDOS CUANDO LOS ELEMENTOS DE APOYO SE SOPORTAN EN Voladizo Simplemente Voladizo LOSapoyado DIAFRAGMAS apoyado
bidireccional apoyado en tres o cuatro bordes
hp
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS Empalmes con redes externas Interruptores automáticos
(Cuando A0 ≥ 0,50 Aa)
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Cambios de rigidez
ki
kd
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Cambios de rigidez
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Cambios de rigidez
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva COLUMNA CORTA
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva 1
1
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Columna corta o cautiva
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
ASPECTOS COMPLEMENTARIOS
Escaleras y rampas
CARGAS APLICADAS Peso propio Fuerza de sismo
Fuerza de sismo o viento
RUTA DE FALLA
Proceso de agrietamiento
Se supera la resistencia a tracción del muro: • Primera fisura Siguen aumentando las tensiones: • Propagación de fisuras
Proceso de falla • • • • •
Cantidad de fisuras aumenta Entre fisuras no se supera resistencia a tracción Aumenta el ancho de las fisuras Pérdida de estabilidad por excesivo agrietamiento Colapso progresivo por carencia de soporte
FUERZAS PERPENDICULARES AL PLANO DEL MURO
Fuerza de sismo o viento
MURO APOYADO SÓLO ABAJO
MECANISMO DE COLAPSO
Peso propio
ESTADO MÁXIMO DE FLEXIÓN EN LA BASE P1
Peso propio
ROTACIÓN ALREDEDOR DE LA BASE P2 > P1
Peso propio
INESTABILIDAD
Peso propio
COLAPSO
MURO APOYADO ARRIBA Y ABAJO
RUTA DE COLAPSO
Deflexión lateral en el centro de la luz
RUTA DE COLAPSO
P1 Máx.flexión sin tracción en la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
RUTA DE COLAPSO
P2 > P1 Rota alrededor de la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO
Se agrieta en el centro
P4 > P3 Rota la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO
P5 < P4
Ampliación de la grieta Rota la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO Se agrieta en el centro
P5 < P4
Pérdida total de rigidez Rota la base
Deflexión lateral en el centro de la luz
MECANISMO DE COLAPSO Se agrieta en el centro
P5 < P4 Rota la base
Colapso
Deflexión lateral en el centro de la luz
MURO APOYADO ABAJO Y A LOS LADOS
RUTA DE COLAPSO
P=0
RUTA DE COLAPSO
P1
PRIMERA GRIETA P3 > P2
DEGRADACIÓN TOTAL DE RIGIDEZ
P4 < P3
COLAPSO
P4 < P3
MURO APOYADO EN TODOS LOS BORDES
P4 < P3
RUTA DE COLAPSO
PRIMERA GRIETA
AMPLIACIÓN DE GRIETAS
COLAPSO
FUERZAS PARALELAS AL PLANO DEL MURO
MURO CONFINADO POR ESTRUCTURA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR TRACCIÓN INDIRECTA
FALLA POR CORTANTE (Baja carga vertical)
FALLA POR CORTANTE (Mortero débil, unidad fuerte)
FALLA POR CORTANTE (Mortero y unidad similares)
FALLA A TRACCIÓN POR FLEXIÓN
FALLA A COMPRESIÓN POR FLEXIÓN
SOLUCIONES
SEPARACIÓN DE LA ESTRUCTURA Para que no sean sometidos a fuerzas diferentes a las inerciales propias.
Deriva de piso
TAMAÑO DE LA JUNTA
∆i+∆ ∆fp
Deriva
Añadir un porcentaje adicional para evitar densificación del material.
AISLAMIENTO DE LA JUNTA Visual,
acústico y térmico Impermeable (donde se requiera)
AISLAMIENTO DE LA JUNTA Propiedades requeridas. Soporte para acabado Baja rigidez (flexible) •
A cargas estáticas y dinámicas
No
biodegradable Fácil reemplazo y reparación
EJEMPLOS Aire Morteros
elásticos Espumas sintéticas Lanas minerales Etc.
AISLAMIENTO LATERAL Respaldo
Aislante Mampostería
Columna o viga Junta de aislamiento
Revoque
DETALLE DE AISLAMIENTO PARCIAL (Continuación...)
Junta de aislamiento
Sección rectangular 2:1 aislante
1 2
AISLAMIENTO LATERAL
Mampostería Columna o viga
Revoque Lana mineral
ANCLAJE A LA ESTRUCTURA Para que las fuerzas inerciales sean transferidas y se evite el volcamiento
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Ángulos
de acero (Continuos o discontinuos)
Losa
Angulo metálico Muro
Aislante
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Ángulos
de acero (Continuos o discontinuos)
Losa
Angulo metálico Muro
Aislante
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Barras
de refuerzo (Continuas o discontinuas)
Losa
Aislante
Barra de refuerzo delgada Tubo plástico
Muro
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Barras
de refuerzo (Continuas o discontinuas)
Losa
Aislante
Barra de refuerzo Mortero
Muro
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
VIGA
PLETINA ULTIMA HILADA SIN RELLENO CELDA RELLENA
BARRA DE REFUERZO
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
ALGUNOS TIPOS DE ANCLAJE Pletinas
de acero
SOPORTE INFERIOR Muro
Barra de refuerzo delgada
SOPORTE INFERIOR Sólo para muros interiores Muro Aislante del piso Piso
Losa
Muro pegado con mortero a la estructura de hormigón
VICIOS CONSTRUCTIVOS
MURO DELGADO VOLADO DE LA FACHADA
Muro Fachada
Piso
Cuelga Losa
MURO DELGADO VOLADO DE LA FACHADA Peso del muro Sentido del sismo
Fuerzas de adherencia
Losa
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Muro Fachada e=15 mínimo
Piso
Barra soldada
Sellante Losa Barra o pletina de refuerzo
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Angulo metálico
Anclaje
Muro fachada
Apoyada piso a piso
Muro fachada
Apoyada abajo
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
Las juntas de expansión y de construcción son esenciales
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