6. sistemas estructurales y alba iler as
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6. Sistemas Estructurales y Alba Iler AsTRANSCRIPT
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Sistemas estructurales y albañileríasESTRUCTURAS 2 6
profesora: Verónica Veas ayudante: Victoria Opazo
MAGNITUDES sobre 7,4 en Chile - Siglo XX - XXI
Fuentes: http://earthquake.usgs.gov http://es.wikipedia.org
Fecha Epicentro Magnitud
1906 16 de agosto Valparaíso 7,9
1919 4 de diciembre Copiapó 7,6
1922 10 de noviembre Vallenar 8,4
1928 1 de diciembre Talca 8,3
1939 24 de enero Chillán 8,3
1943 6 de abril Ovalle 8,3
1946 2 de agosto Copiapó 7,9
1949 17 de diciembre Tierra del Fuego 7,8
1953 6 de mayo San Carlos 8,3
1953 6 de diciembre Calama 8,3
1960 22 de mayo Valdivia 9,5
1965 28 de marzo La Ligua 7,4
1966 28 de diciembre Taltal 8,1
1971 8 de julio Illapel 7,4
1985 3 de marzo San Antonio 7,8
2005 13 de junio Tarapacá 7,8
2007 14 de noviembre Tocopilla 7,7
2010 27 de febrero Cobquecura 8,8
2014 1 de abril Iquique 8,3
Magnitud:Energía liberada en el foco del sismo
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NCh 433 – DISEÑO SISMICO DE EDIFICIOS
DISPOSICIONES GENERALES
• Zonificación Sísmica
• Efecto del suelo de fundación
• Clasificación del edificio según importancia, uso y riesgo de falla
• Sistema estructural
ZONIFICACIÓN SÍSMICA
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TIPOS DE SUELO DE FUNDACIÓN
Tipos de suelo de fundación
A Roca, suelo cementado
B Roca blanda o fracturada, suelo muy denso o muy firme
C Suelo denso o firme
D Suelo medianamente denso o firme
E Suelo de capacidad o consistencia mediana
F Suelos especiales
CLASIFICACION SISTEMAS SISMORRESISTENTES NCH 433
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SISTEMAS DE MUROS
� ALBAÑILERIA SIMPLE(*)
� ALBAÑILERIA CONFINADA
� ALBAÑILERIA ARMADA
� HORMIGON ARMADO
SISMORRESISTENCIASISTEMAS ESTRUCTURALES
SISTEMAS ARRIOSTRADOS
� MADERA
� ACERO
� HORMIGON ARMADO
SISMORRESISTENCIASISTEMAS ESTRUCTURALES
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SISTEMAS DE PORTICOS
� MADERA
� ACERO
� HORMIGON ARMADO
SISMORRESISTENCIASISTEMAS ESTRUCTURALES
ANALISIS ESTATICOSISMORRESISTENCIA ANALISIS ESTATICO
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ANALISIS SISMICOSISMORRESISTENCIA ANALISIS SISMICO
SISMORRESISTENCIAESTRUCTURAS EN BASE A MUROS
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� Adobe
� Piedra
� Ladrillos
� Bloques de mortero
de cemento
Material estructural que se obtiene con unidades ordenadas en hiladas según un aparejo prefijado y unidos con mortero.
ANALISIS DE LA SECCIONAlbañilería
P = 1.800 kg/m3P = 1.600 kg/m3Peso Específico
E = 10.000 a 20.000 kg/cm2
E = 5.000 a 15.000 kg/cm2
Módulo de Elasticidad
v = 1,5 kg/cm2v = 0,5 kg/cm2Tensión Admisible por corte
fmd = 15 kg/cm2fmd = 5 kg/cm2Tensión Admisible por compresión
fmk = 40 kg/cm2fmk = 15 kg/cm2Tensión Característica
Hecho a MáquinaHecho a
Mano
Tipo de
Ladrillo
Albañilería
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Albañilerías
ALB. ARMADAALB. CONFINADAALB. SIMPLE
Relativo al sistema constructivo
� Albañilería confinada Nch2123.Of1997 Mod. 2003
� Albañilería Armada Nch1928.Of1993 Mod. 2009
� Ordenanza General de Construcciones y Urbanismo
Relativo a las cargas
� Cargas Permanentes y Sobrecarga de Uso Nch1573.Of2009
� Acciones del Viento Nch432.Of1971
� Sobrecarga de Nieve Nch431.Of1977
� Diseño de Edificios Sismorresistente Nch433.Of1996 Mod. 2009
Normas de diseño
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� La albañilería tiene buen comportamiento ante las compresiones pero no resiste tracciones.
� En la albañilería confinada los materiales que componen son la albañilería y el H.A., mientras que en la albañilería armada, son la albañilería y el acero de refuerzo.
� El dimensionamiento de la sección en material heterogéneo (albañilería+H.A.) puede hacerse con una sección homologada o equivalente de material homogéneo.
Método de análisis
HIPÓTESIS DE HOOKE
= constante
E (kg/cm2) elasticidad
siendo:
f (kg/cm2) tensiónε (cm ) deformación unitaria
ALBAÑILERÍA CONFINADA
ε (c) = ε (m)
def. hormigón = def. albañilerían= factor de homologación
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Gráficamente:
a) muro de hormigón
b) muro de albañilería confinada
ALBAÑILERÍA CONFINADA
FLEXIÓN COMPUESTA
� N = Carga Normal total incluido peso propio del muro.
� A = Área de la sección en planta.
� M = Momento volcante calculado en la base del muro.
� W = Momento resistente de la sección de muro.
H
NL
b
Evaluación
NM
h
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� La albañilería está en equilibrio, siempre que no pase de la tensión límite.
(-) M/W
(+) N/A(+) M/W
(+) Compresión
Evaluación
� La albañilería no está en equilibrio, porque ésta no tiene capacidadde responder ante las tracciones.
(+) N/A
(-) M/W
(+) M/W (+) Compresión
(-) Tracción
CORTE
� H = Fuerza horizontal producto del sismo.
� A = Área de la sección en planta.
L
b
Albañilería simple
Albañilería confinada
Evaluación
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Albañilería ConfinadaLimitaciones de diseño
H N
� As = Área de acero.
� fm = Tensión de compresión en la albañilería
� M = Momento volcante calculado en la base del muro.
� N = Carga Normal total incluido peso propio del muro.
ALBAÑILERÍA ARMADA
N
HFLEXION COMPUESTA
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� v = Tensión de corte en la albañilería
� H = Fuerza horizontal producto del sismo.
� A = Área de la sección en planta.
� b = Ancho del muro
� d = Distancia desde la armadura traccionada al borde de la albañilería comprimida.
H
ALBAÑILERÍA ARMADA
CORTE
Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios
� ANÁLISIS ESTATICO DE FUERZAS SISMICAS
Q0 = C * I * P
• Q0 = Corte basal
• C = coeficiente . sísmico
• I = importancia del . edificio
• P = peso total del . edificio
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Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios
TIPO I
I Edificios y otras estructuras aisladas o provisionales no destinadas a habitación
0,6
II Edificios destinados a habitación privada o al uso público que no pertenecen a las Categorías de Ocupación 1, 111 y IV,
1,0
III Edificios y otras estructuras cuyo contenido es de gran valor o existe frecuentemente aglomeración de personas
1,2
IV Edificios y otras estructuras clasificadas como edificios gubernamentales, municipales, de servicios públicos o de utilidad pública, y otras estructuras clasificadas como instalaciones esenciales cuyo uso es de especial importancia en caso de catástrofe
1,2
� Define seguridad según su importancia:
Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios
Tipos de suelo de fundación
A Roca, suelo cementado
B Roca blanda o fracturada, suelo muy denso o muy firme
C Suelo denso o firme
D Suelo medianamente denso o firme
E Suelo de capacidad o consistencia mediana
F Suelos especiales
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Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios
Sistema aporticado
Sistema arriostrado
Sistema en base a muros
Sistemas estructurales
Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios
Donde:� S = Parámetro que depende del tipo de suelo� A0 = Aceleración efectiva máxima del suelo
Ejemplo: Santiago, Zona Sísmica 2, A0= 0,30gSuelo tipo B, S = 1,0
Albañilería simple : C = 0,90 * 1,0 * 0,30g/g = 0,27Albañilería confinada : C = 0,55 * 1,0 * 0,30g/g = 0,165Albañilería armada (c/ relleno de huecos): C = 0,55 * 1,0 * 0,30g/g = 0,165Albañilería armada (s/ relleno de huecos): C = 0,60 * 1,0 * 0,30g/g = 0,18
La NCh 433 establece los valores máximos de coeficiente sísmico C
Albañilería simple ( R=2 ): C = 0,90 S A0/g
Albañilería confinada ( R=4 ): C = 0,55 S A0/g
Albañilería armada (c/ relleno de huecos) ( R=4 ): C = 0,55 S A0/g
Albañilería armada (s/ relleno de huecos) ( R=3 ): C = 0,60 S A0/g
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Evaluación sísmica axial
EJEMPLO
Ubicación:
Zona sísmica 2
Tipo de Suelo : B
Albañilería hecha a máquina:
Tensión admisible por compresión
fmd = 15 kg/cm2
Tensión admisible por corte
v = 1,5 kg/cm2
Elasticidad
E = 21.000kg/cm2
Evaluación sísmica axial
H eje
H1 H2 H
H eje
H ejeH eje
HH/3 H/3 H/3
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Evaluación sísmica axial
Envigado 100 kg/m2 * 8,00 m * 2,00 m = 1.600,00 kg
Viga/cad HA 2500 kg/m3 * 0,20 m * 0,40 m * 14,00 m = 2.800,00 kg
Pilar HA (h/2) 2500 kg/m3 * 0,20 m * 1,80 m * 0,90 m = 810,00 kg
Muro Alb (h/2) 1800 kg/m3 * 0,20 m * 9,00 m * 0,90 m = 2.332,80 kg
Peso = 7.542,80 kg
H eje
H/3 H/3 H/3
Peso sísmico eje 2
H = C*I*P
H eje 2 = 0,165 * 1,0 * 7.542,8 kg = 1.244,56 kg H muro eje 2 =H/3 = 414,85 kg
Evaluación sísmica axial
N1 N2 N3
Carga estática muro 1
Envigado 100 kg/m2 * 2,50 m * 2,00 m = 500,00 kg
Viga/cad HA 2500 kg/m3 * 0,20 m * 0,40 m * 3,00 m = 600,00 kg
Pilar HA 2500 kg/m3 * 0,20 m * 0,40 m * 2,20 m = 440,00 kg
Muro Alb 1800 kg/m3 * 0,20 m * 1,60 m * 2,20 m= 1.267,20 kg
N1 = 2.807,20 kg
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Evaluación sísmica axial
MURO 1 EJE 2 ALB. CONF.
Dimensiones
b = 20 cm L = 200 cm
Area
A = 20 cm * 200 cm = 4.000 cm2
Inercia
Momento Resistente
FLEXION COMPUESTA
Evaluación sísmica axial
N1H/3
Carga estática
N1 = 2.807,20 kg
Carga sísmica
H/3 = 441,85 kg
f2f1
MURO 1 EJE 2 ALB. CONF. FLEXION COMPUESTA
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Evaluación sísmica axial
N1H/3
Carga estática
N1 = 2.807,20 kg
Carga sísmica
H/3 = 441,85 kg
MURO 1 EJE 2 ALB. CONF. CORTE
MURO EJE 2
H
N
N = 2.807 kg
H = 441,85 kgM = 441,85 kg * 260 cm = 222.412 kgcm
EVALUACION A FLEXION COMPUESTA
Evaluación sísmica axial (alternativa)
MURO 1 EJE 2 ALB. ARMADA
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EVALUACION A CORTE
Carga estática
N = 2.807 kg
Carga sísmica
H = 441,85 kg
MURO EJE 2
H
N
Evaluación sísmica axial (alternativa)
MURO 1 EJE 2 ALB. ARMADA