asce7-10 capitulo 17

8/16/2019 ASCE7-10 Capitulo 17

1/41

ASCE7-10En este documento se utiliza tanto la

Sistema Internacional de Unidades (SI)

y unidades que define el usuario

CAPITULO 17REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS AISLADAS ANTE SISMOS17.1 GENERAL

Todas las estructuras sísmicamente aisladas y cada parte de los mismos deberán estar diseñados y

construidos de acuerdo con los requisitos de esta sección y los requisitos aplicables de esta norma.

17.1.1 Variación en las Propiedades del Material

El análisis de las estructuras aisladas sísmicamente, incluyendo la subestructura, los aisladores, y la

superestructura, deberá tener en cuenta las variaciones de las propiedades de los materiales para el

aislador sísmico durante la vida útil proyectada de la estructura que incluye cambios debidos al

envejecimiento, la contaminación, la exposición del medio ambiente, velocidad de carga, carga cíclica de

servicio, y la temperatura.

17.1.2 Definiciones

DESPLAZAMIENTO:

Desplazamiento lateral para un sismo de diseño, con exclusiónDesplazamiento para Diseño:

adicional al desplazamiento actual y accidental debida a la torsión, requerida para el diseño del

aislamiento del sistema.

Desplazamiento lateral total para un sismo de diseñoDesplazamiento total para Diseño:

incluyendo el desplazamiento adicional actual y debido a la torsión accidental, requerida para eldiseño del sistema de aislamiento o un elemento del mismo.

El desplazamiento lateral para el sismo Máximo ConsideradoDesplazamiento total para MCE:

Earthquake (MCE) incluyendo el desplazamiento adicional debido al desplazamiento inicial y

debido a la torsión accidental, será también necesario para la verificación de: La estabil idad del

sistema de aislamiento o la verificación de los elementos del sistema, El diseño de las

separaciones de la estructura (junta de aislación), y pruebas de carga vertical de la unidad de

aislador prototipos.

DESPLAZAMIENTO DEL SISTEMA RESTRINGIDO: Una colección de elementos estructurales que

limita el desplazamiento lateral de la estructuras aisladas sísmicamente debido al terremotomáxima considerado MCE.

AMORTIGUACIÓN EFECTIVA: Es el valor equivalente del amortiguamiento viscoso que

corresponde a la energía disipada durante la respuesta cíclica del sistema de aislamiento.

RIGIDEZ EFECTIVA: Es el valor de la fuerza lateral en el sistema de aislamiento, o un elemento

del mismos sistema, dividida por el correspondiente desplazamiento lateral.


2/41

AISLAMIENTO DE INTERFAZ: Es el límite entre la parte superior de la estructura, que se

encuentra aislado, y la porción inferior de la estructura (sub estructura), que mueve rígidamente

con el suelo.

SISTEMA DE AISLAMIENTO: Es la colección de elementos estructurales que incluye todos las

unidades de aislador de manera individual, todos los elementos estructurales que transfieren la

fuerza entre los elementos del sistema de aislamiento, y todas las conexiones con otros

elementos estructurales. Los sistema de aislamiento también incluye el sistema de restricción a

viento, los dispositivos de disipación de energía, y / o al sistema de restricción de

desplazamiento si y solo si tales sistemas mencionados y dispositivos se uti lizan para satisfacer

los requisitos de diseño de este capítulo.

UNIDAD AISLACION: Es un elemento que es horizontalmente flexible y verticalmente rígida y

conforma el sistema de aislamiento donde permite grandes deformaciones laterales, por ende

menores cargas sísmicas en el diseño. Un aislador se permite usar como parte de o en conjunto

para soportar el peso de la estructura.

DESPLAZAMIENTO MÁXIMO: Es el Máximo Considerado Earthquake desplazamiento lateral,

excluyendo desplazamiento adicional debido a la deformación actual y accidental por torsión.

SCRAGGING: Es la carga cíclica de trabajo en los productos de caucho, incluyendo aisladores

elastoméricos, a efectuar una reducción en las propiedades de rigidez y que se recuperarán con

el tiempo.

SISTEMA DE VIENTO-SISTEMA DE SEGURIDAD: La colección de elementos estructurales que

proporciona sujeción de la estructura con aislamiento sísmico para cargas de viento. Se permite

que el sistema de retención de viento para ser una parte integral de las unidades de aislador o

un dispositivo separado.

17.1.3 Notación

BD = coeficiente numérico como se expone en la Tabla 17.5-1 para amortiguamiento efectivo igual aβD

BM = coeficiente numérico como se expone en la Tabla 17.5-1 para amortiguamiento efectivo igual a βM

b = dimensión más corta en planta de la estructura, en ft (mm) medida perpendicularmente a d.

d = dimensión de la planta más larga de la estructura, en ft (mm)

DD = desplazamiento de diseño, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la

dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-1

D'D = desplazamiento de diseño, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la


DM = desplazamiento máximo, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la


D'M = desplazamiento máximo, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la

dirección en cuestión, según lo prescrito por la ecuación. 17.6-2


3/41

DTD = desplazamiento de diseño total, en in (mm.), de un elemento del sistema de aislamiento que

incluye tanto el desplazamiento de traslación en el centro de la rigidez y el componente de

desplazamiento torsional en la dirección en cuestión, según lo prescrito por la ecuación. 17.5-5

DTM = desplazamiento total máximo, en in (mm.), de un elemento del sistema de aislamiento que incluye

tanto el desplazamiento de traslación en e l centro de la rigidez y el componente de desplazamiento

torsional en la dirección en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.5-6

ELOOP = energía disipada en kips- in. (kN-mm), en una unidad de aislamiento durante un ciclo completo de

carga reversible en un intervalo de desplazamiento de prueba desde Δ+ a Δ

-, medido por el área

encerrada por el bucle de la curva de fuerza-desplazamiento.

e = excentricidad actual, en ft (mm), medida en el plan entre el centro de masa de la estructura por

encima de la interfaz de aislamiento y el centro de la rigidez del sistema de aislamiento, además de

excentricidad accidental, en ft. (mm), tomada como 5 por ciento de la dimensi ón máxima de edificación

perpendicular a la dirección de la fuerza que se examina.

F- = fuerza negativa mínima en kips (kN) en una unidad de aislamiento durante un único ciclo de pruebas

de prototipos en una amplitud de desplazamiento de Δ-

F+ = fuerza positiva máxima en kips (kN) en una unidad de aislamiento durante un único ciclo de ensayos

de prototipo a una amplitud de desplazamiento de Δ+

Fx = fuerza total distribuido sobre la altura de la estructura por encima de la interfaz de aislamiento

según lo prescrito por la ecuación. 17.5-9

kDmax = rigidez máxima efectiva, en kips/in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el diseño de

desplazamiento en la dirección horizontal en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.8-3

kDmin = rigidez mínima efectiva, en kips/in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el diseño de

desplazamiento en la dirección horizontal en cuestión, según l o prescrito por la Ec. 17.8-4

kMmax = máxima rigidez efectiva, en kips/in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamiento

máximo en la dirección horizontal en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.8-5

kMmin = rigidez efectiva mínima, en kips / in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamiento

máximo en la dirección horizontal en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.8-6

keff = rigidez efectiva de una unidad de aislamiento, según lo prescrito por la Ec. 17.8-1

L = efecto de la carga viva en el capítulo 17

TD = período efectivo, en seg, de la estructura sísmicamente aislado en el desplazamiento de diseño en la



4/41

TM = periodo efectivo, en seg, de la estructura sísmicamente aislado en el desplazamiento máximo en la


Vb = fuerza lateral total sísmica de diseño o cortante en elementos del sistema de aislamiento o por

debajo de los elementos del sistema de aislamiento, según lo prescrito por la Ec. 17.5-7

Vs = fuerza lateral total sísmica de diseño o cortante en elementos anteriores del sistema de aislamiento,

según lo prescrito por la Ec. 17.5-8

y = distancia, en ft (mm), entre el centro de rigidez de la rigidez del sistema de aislamiento y el elemento

de interés medido perpendicular a la dirección de cargas sísmicas en estudio

βD = amortiguación eficaz del sistema de aislamiento por el desplazamiento de diseño, según lo prescritopor la Ec. 17.8-7

βM = amortiguación eficaz del sistema de aislamiento en el desplazamiento máximo, s egún lo prescrito

por la Ec. 17.8-8

βeff = amortiguación eficaz del sistema de aislamiento, según lo prescrito por la Ec. 17.8-2

Δ+ = desplazamiento positivo máximo en la una unidad de aislamiento durante cada ciclo de pruebas de

prototipos

Δ- = desplazamiento negativo mínimo de una unidad de aislamiento durante cada ciclo de pruebas de

prototipos

ΣED = energía total disipada, en kips-in. (KN-mm), en el si stema de aislamiento durante un ciclo completo

de la respuesta en el desplazamiento de diseño, DD

ΣEM = energía total disipada, en kips-in. (KN-mm), en el sistema de aislamiento durante un ciclo

completo de la respuesta en el desplazamiento máximo, DM

Σ|FD+|max = suma, para todas las unidades de aisladores, del valor absoluto máximo de la fuerza, en kips

(kN), a un desplazamiento positivo igual a DD

Σ|FD+|min = suma, para todas las unidades del aislador, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips

(kN), a un desplazamiento positivo igual a DD

Σ|FD-|max = suma, para todas las unidades aislantes, del valor máximo absoluto de la fuerza, en kips (kN),

en un desplazamiento negativo igual a DD

Σ|FD-

|min = suma, para todas las unidades aislantes, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips (kN),en un desplazamiento negativo igual a DD

Σ|FM+|max = suma, para todas las unidades aislantes, del valor máximo absoluto de la fuerza, en kips

(kN), a un desplazamiento positivo igual a DM

Σ|FM+|min = suma, para todas las unidades aislantes, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips (kN),

a un desplazamiento positivo igual a DM


5/41

Σ|FM-|max = suma, para todas las unidades aislantes, del valor máximo absoluto de la fuerza, en kips (kN),

en un desplazamiento negativo igual a DM

Σ|FM-|min = suma, para todas las unidades aislantes, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips (kN),

en un desplazamiento negativo igual a DM

17.2 REQUISITOS GENERALES PARA EL DISEÑO

17.2.1 Factor de Importancia

Todas las partes de la estructura, incluyendo la súper estructura por encima del sistema de aislamiento,

se les asignarán una categoría de riesgo de acuerdo con la Tabla 1.5-1. El factor de importancia Ie, es

decir, deben tomarse como 1.0 para una estructura sísmicamente aislado, independientemente de su

asignación de la categoría de riesgo.


6/41

17.2.2 MCER Respuesta Espectral Aceleración

Parámetros, SMS y SM1

El MCER parámetros de aceleración de respuesta espectral SMS y SM1 se determinarán de acuerdo con la

SECCIÓN 11.4.3.

Sección 11.4.3. ASCE7-10 y Norma E030-14

Para determinar la aceleración espectral máxima probable para periodos a 0.2 seg llamado SMS y a 1 seg

llamado SM1, con una probabil idad de excedencia de 2% en 50 años

PGA 0.75 para una probabilidad de excedencia de 2% con un periodo de retorno de 50 años


7/41

Por ejemplo para la Zona 4, la aceleración espectral máxima para periodos cortos será SS=2.66 y para

periodos largos S1=0.75, y el ajuste por efectos de la Clase del Sitio (Site Class), se determinará por las

ecuaciones. 11.4-1 y 11,4-2, respectivamente.

SMS= F aSS (11.4-1)

SM 1 = F v S1 (11.4-2)Dónde:

Ss: es la aceleración estimada para periodos de 0.2seg, según el peligro sísmico de la zona

S1: es la aceleración estimada para periodos de 1seg.

Donde los coeficientes de sitio F a y Fv se define en las Tablas 11.4-1 y 11.4-2, respectivamente.


8/41

Ejemplo: si la ubicación del proyecto está en el sitio de clase C y queremos encontrar los parámetros

para el MCE entonces tendremos: Fa=1.00 y Fv=1.3 quedando el espectro de Diseño de la siguiente

manera:

11.4.4 Parámetros para Aceleración Espectral en Diseño

Los parámetros para un espectro de aceleración a nivel de Diseño para periodos cortos, S DS, y para

periodos largos de 1seg, SD1, se determina a partir de las ecuaciones. 11,4-3 y 11,4-4, respectivamente.

SDSSMS (11.4-3)

SD1 SM 1 (11.4-4)

11.4.5 Diseño de Espectros de Respuesta

Cuando un espectro de respuesta de diseño es

requerido por esta norma y los procedimientos

de movimiento de tierra no se usen (registros), se

desarrollara la curva del espectro de respuesta de

diseño como se indica en la figura. 11,4-1 y como

sigue:


9/41

1. Para los períodos de menos de T0, la aceleración de respuesta espectral de diseño, Sa, se tomarán

como fue dada por la Ec. 11.4-5:

( ) (Ec. 11.4-5)2. En períodos mayores o iguales a T0 y menores o iguales a TS, la aceleración de respuesta espectral de

diseño, Sa, se tendrán igual a SDS.

3. Para periodos superiores a TS, e inferior o igual a TL, la aceleración de respuesta espectral de diseño,

Sa, se tomarán como fue dada por la Ec. 11.4-6:

(Ec. 11.4-6) Dónde

SDS = Es el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño en períodos cortos

SD1 = Es el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño en períodos 1seg

T= Periodo fundamental de la estructura en seg

T0 = Ts = y TL=periodo de transición para periodos largos

11.4.6 Máximo Riesgo Considerado (MCE) Espectro de Respuesta

Dónde: el espectro de respuesta MCE, se determinará multiplicando el espectro de respuesta de diseño

por 1.5

11.5 FACTOR DE IMPORTANCIA Y CATEGORÍA DE RIESGO

11.5.1 Factor de Importancia

Un factor de importancia, IC, se asignará a cada estructura de acuerdo con la Tabla 1.5-2.


10/41

11.5.2 Acceso Protegido por Categoría de Riesgo IV

Cuando se requiera el acceso operativo a una estructura Categoría de Riesgo IV a través de una

estructura adyacente, la estructura adyacente se ajustará a los requisitos para estructuras categoría de

Riesgo IV. Cuando el acceso operacional es menos de 10 pies de una línea de lote interior u otraestructura en el mismo lote, la protección contra la potencial caída de escombros de las estructuras

adyacentes deberá ser proporcionado por el propietario de la estructura Categoría de riesgo IV.

11.6 CATEGORÍA DE DISEÑO SÍSMICO

Las obras civiles se les asignan un diseño sísmico

Categoría de acuerdo con esta sección. Categoría de riesgo I, II, o III situado estructuras donde la

aceleración de respuesta espectral asignada parámetro en 1seg periodo, S1, es mayor que o igual a 0.75

deberán ser asignadas a Categoría Sísmica de Diseño E.

Las Estructuras de Categoría de riesgo IV situado en el parámetro de aceleración de respuesta espectral

asignada a la 1 seg periodo, S1, es mayor o igual a 0,75 se asignan a Categoría Sísmica de Diseño F. Todas

las demás estructuras deberán ser asignados a un diseño sísmico.

Categoría en función de su categoría de riesgo y los parámetros de aceleración de respuesta espectral

de diseño, SDS y SD1, determinado de acuerdo con la Sección 11.4.4. Cada edificio y la estructura deberán

ser asignados al diseño sísmico más severo Categoría según la Tabla 11.6-1 11.6-2 o, con independencia

del período fundamental de vibración de la estructura, T.

Donde S1 es menor que 0,75, se permite la Categoría de Diseño Sísmico para ser determinada a partir

de la Tabla 11.6-1 solo donde todos de los siguientes casos:

1. En cada una de las dos direcciones ortogonales, el periodo fundamental aproximada de la estructura,

Ta, determinado de acuerdo con la Sección 12.8.2.1 es menor que 0.8Ts, donde Ts se determina de

acuerdo con la Sección 11.4.5.


11/41

2. En cada una de dos direcciones ortogonales, el período fundamental de la estructura utilizada para

calcular la deriva de piso es inferior a Ts.

3. Eq. 12.8-2 se util iza para determinar el coeficiente sísmico respuesta Cs.

11.7 REQUISITOS DE DISEÑO PARA SÍSMICA

DISEÑO DE LA CATEGORÍA A

Edificios y otras estructuras asignadas a Categoría Sísmica de Diseño A sólo tienen que cumplir con los

requisitos de la Sección 1.4. Los componentes no estructurales en SDC A son exentos de los requisitos de

diseño sísmico. Además, los depósitos asignados a la categoría de Riesgo IV deberán cumplir el requisito

en la Sección 15.7.6.1.2.

11.8 PELIGROS GEOLÓGICOS E INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA

11.8.1 Sitio Limitación de las Categorías de Diseños Sísmicos E y F

Una estructura asignada a Categoría Sísmica de Diseño E o F no se encuentra donde hay un potencial

conocido por una falla activa para provocar la rotura de la superficie del suelo en la estructura.

11.8.2 Informe de Investigación Geotécnica

Los Requisitos para las Categorías de Diseños Sísmico C a F

Un informe de investigación geotécnica se proporciona para una estructura asignada al diseño sísmico

Categoría C, D, E, o F de acuerdo con esta sección. Una investigación se l levará a cabo y un informe será

presentado que incluye una evaluación de los siguientes peligros geológicos y sísmicos potenciales:

a. Inestabilidad de los taludes,

b. Licuefacción,

c. Total y el asentamiento diferencial, y

d. Superficie de desplazamiento debido a fallas o sísmicamente indujo propagación lateral o de flujo

lateral.


12/41

El informe contendrá recomendaciones para diseños de fundaciones u otras medidas para mitigar los

efectos de los riesgos mencionados anteriormente.

EXCEPCIÓN: Cuando aprobado por la autoridad competente, no se requiere un informe geotécnico del

sitio específico donde las evaluaciones previas de sitios cercanos con condiciones similares de suelo

proporcionan dirección con respecto a la propuesta de construcción.

11.8.3 Adicional Investigación Geotécnica

Requisitos de Informe para el Diseño Sísmico Categorías D a F

El informe de la investigación geotécnica para una estructura asignada a Categoría Sísmica de Diseño D,

E o F incluirá todos los siguientes, según corresponda:

1. La determinación de las presiones dinámicas sísmicas laterales de tierra en el sótano y muros de

contención debido a diseñar movimientos sísmicos.

2. El potencial de licuefacción y la pérdida de resistencia del suelo evaluado para la aceleración pico sitio

suelo, la magnitud del terremoto, y las características de fuentes consistentes con la aceleración máxima

del terreno MCEG. Aceleración pico se determina en base a cualquiera de (1) un estudio de sitio

específica teniendo en cuenta amplificación del suelo efectos como se especifica en la Sección 11.4.7 o

(2) el pico PGAM aceleración del suelo, de la ecuación. 11.8-1.

PGAM = F PGA PGA (Eq. 11.8-1)

Dónde

PGAM = MCEG valor máximo de aceleración corregido de la Clase del sitio.

PGA = asignada valor máximo de aceleración MCEG se muestra en las f iguras. 22-6 a través 22-10.

FPGA = Coeficiente del sitio de la Tabla 11.8-1.

3. Evaluación de las posibles consecuencias de la licuefacción y la pérdida de la resistencia del suelo,

incluyendo, pero no limitado a, la estimación de total y diferencial liquidación, el movimiento del suelo

lateral, cargas laterales del suelo sobre las fundaciones, reducción de la capacidad fundación del suelo

fértil y la reacción del suelo lateral, downdrag del suel o y la reducción de la reacción del suelo lateral

para pilotes axial y, el aumento de las presiones laterales del suelo sobre muros de contención, y la

flotación de estructuras enterradas.

4. Discusión de las medidas de mitigación tales como, pero no limi tado a, la selección del tipo apropiado

fundación y profundidades, la selección de los sistemas estructurales adecuados para realizar


13/41

desplazamientos esperados y fuerzas, estabilización de suelos, o cualquier combinación de estas

medidas y la forma en que se tendrán en cuenta el diseño de la estructura.

17.2.3 Configuración

Cada estructura se designa como que tiene una irregularidad estructural basada en la configuración

estructural por encima del sistema de aislamiento.

17.2.4 Sistema de Aislamiento

17.2.4.1 Condiciones Ambientales

Además de los requisitos para las cargas verticales y laterales inducidas por el viento y

terremoto, el sistema de aislamiento deberá prever otras condiciones ambientales, incluidos los

efectos del envejecimiento, fluencia, fatiga, temperatura de funcionamiento, y la exposición a la

humedad o sustancias perjudiciales.17.2.4.2 Fuerzas de Viento

Las Estructuras aisladas deberán resistir las cargas de viento de diseño en todos los niveles por

encima de la interfaz de aislamiento. En la interfaz de aislamiento, se dispondrá de un sistema

eólico-restricción para limitar el desplazamiento lateral en el sistema de aislamiento a un valor

igual a la requerida entre pisos de la estructura por encima de la interfaz de aislamiento de

acuerdo con la Sección 17.5.6.

17.2.4.3 Resistencia al Fuego

La resistencia al fuego para el sistema de aislamiento se reunirá la requerida para las columnas,

paredes u otros elementos de tal gravedad que soportan en la misma región de la estructura.


14/41

17.2.4.4 Fuerza Lateral de Recuperación

El sistema de aislamiento será configurado para producir una fuerza de recuperación de

tal manera que la fuerza lateral en el desplazamiento total de diseño es de al menos 0.025W

mayor que la fuerza lateral en el 50 por ciento del desplazamiento de diseño total.

17.2.4.5 Desplazamiento Restricción

El sistema de aislamiento no debe ser configurada para incluir un sistema de retención de

desplazamiento que limita el desplazamiento lateral debido a la máxima terremoto considerado

menor que el desplazamiento máximo total, salvo que la estructura sísmicamente aislado está

diseñado de acuerdo con los siguientes criterios en los que más estrictos que los requisitos de

sección 17.2:

1. Máxima Respuesta Considerada terremoto se calcula de acuerdo con los requisitos de análisis

dinámico de la Sección 17.6, teniendo en cuenta de manera explícita las características no

lineales del sistema de aislamiento y de la estructura por encima del sistema de aislamiento.

2. La capacidad final del sistema de aislamiento y elementos estructurales debajo del sistema de

aislamiento será superior a la fuerza y el desplazamiento demandas del terremoto máximo

considerado.

3. La estructura por encima del sistema de aislamiento se verifica la estabilidad de la demanda y

la ductilidad del terremoto máxima considerada.

4. La restricción de desplazamiento no se hace efectiva en un desplazamiento inferior a 0,75

veces el desplazamiento total del diseño menos que se demuestre mediante anál isis que el

compromiso anterior no da como resultado un rendimiento insatisfactorio.

17.2.4.6 Estabilidad de la Carga Vertical

Cada elemento del sistema de aislamiento deberá ser diseñado para ser estable en la carga

vertical diseño en el que se sometió a un desplazamiento horizontal igual al desplazamiento

máximo total. La carga vertical de diseño se calcula utilizando la combinación de carga 5 de la

Sección 2.3.2 (Comb 5: 1.2D + 1.0E + L + 0.2S) de la carga vertical máxima y la carga

combinación 7 de la sección 12.4.2.3 (Comb 7: (0,9 - 0.2SDS) + D + 1,6H ρQE; el factor de carga

de H será igual a cero en Comb 7 si la acción estructural debido a H contrarresta que debido a E.

Cuando la presión lateral de la tierra proporciona resistencia a las acciones estructurales de

otras fuerzas, que no se incluirán en H, pero se incluirán en la resistencia de diseño) de la carga

vertical mínima en SDS en estas ecuaciones se sustituye por SMS. Las cargas verticales que


15/41

resultan de aplicación de las fuerzas sísmicas horizontales, Q E, se basará en la respuesta pico

debido al terremoto máximo considerada.

17.2.4.7 Vuelco

El factor de seguridad contra el vuelco estructural global de la interfaz de aislamiento no deberá

ser inferior a 1,0 para combinaciones de cargas requeridas. Toda la gravedad y las condiciones

de carga sísmica serán investigadas. Las fuerzas sísmicas para los cálculos de vuelco se basarán

en el terremoto máxima considerada, y W se utilizarán para la fuerza vertical.

La elevación local de los elementos individuales no se permitirá a menos que las deflexiones

resultantes no causen tensiones excesivas o inestabilidad de las unidades aislantes u otros

elementos de la estructura.

17.2.4.8 Inspección y Reemplazo

a. El acceso se concederá para la inspección y sustitución de todos los compone ntes del sistema

de aislamiento.

b. Un profesional de diseño registrado deberá completar una serie final de inspecciones u

observaciones de las zonas de separación de la estructura y componentes que cruzan la interfaz

de aislamiento antes de la emisión del certificado de ocupación de la estructura sísmicamente

aislado. Estas inspecciones y observaciones deberán indicar que las condiciones permiten el

desplazamiento libre y sin obstáculos de la estructura de los niveles máximos de diseño y que

todos los componentes que cruzan la interfaz de aislamiento como instalaciones son capaces de

acomodar los desplazamientos previstos.

c. Sísmicamente estructuras aisladas deberán tener un seguimiento, inspección y programa de

mantenimiento para el sistema de aislamiento establecido por el domicil io diseñar profesional

responsable del diseño del sistema de aislamiento.

d. Remodelación, reparación y reconversión en la interfaz del sistema de aislamiento,

incluyendo el de los componentes que cruzan la interfaz de aislamient o, se lleva a cabo bajo la

dirección de un profesional de diseño registrado.

17.2.4.9 Control de Calidad

Un programa de pruebas de control de calidad para unidades aislantes será establecido por el

profesional registrado de diseño responsable del diseño es tructural.


16/41

17.2.5 Sistema Estructural

17.2.5.1 Distribución Horizontal de la Fuerza

Un diafragma horizontal u otros elementos estructurales proporcionarán continuidad por

encima de la interfaz de aislamiento y tendrán una resistencia y ductilidad adecuada para

transmitir fuerzas (debido a movimiento del terreno no uniforme) a partir de una parte de la

estructura a otra.

17.2.5.2 Las Separaciones de Construcción Juntas

Separaciones mínimas entre la aislada estructura y muros de contención que rodea u otros

obstáculos fijos no deberá ser inferior al desplazamiento máximo.

17.2.5.3 Otros Edificios

Estructuras en lugares distintos a edificios deberán estar diseñadas y construidas de acuerdo

con los requisitos del Capítulo 15 utilizando los desplazamientos de diseño y fuerzas calculadas

de conformidad con las Secciones 17.5 o 17.6.

17.2.6 Elementos de Estructuras y No estructurales

Los componentes o partes de una estructura aislada, componentes permanentes no

estructurales y los archivos adjuntos a ellos, y los accesorios para equipo permanente con el

apoyo de una estructura deben ser diseñados para resistir las fuerzas sísmicas y

desplazamientos prescritos por esta sección y las disposiciones aplicables del capítulo 13.

17.2.6.1 Los Componentes Superiores a la Interfaz de Aislamiento

Elementos de estructuras aisladas sísmicamente y componentes no estructurales, o partes de

las mismas, que están en o por encima de la interfaz de aislamiento deberán ser diseñados para

resistir una fuerza sísmica lateral total igual a la respuesta dinámica máxima del elemento o

componente en cuestión.

EXCEPCIÓN: Elementos de estructuras aisladas sísmicamente y componentes no estructurales o

partes diseñadas para resistir las fuerzas sísmicas y desplazamientos según lo prescrito en el

capítulo 12 ó 13, según corresponda.

17.2.6.2 Componentes del sistema de la interfaz de Aislamiento


los mismos, que atraviesan la interfaz de aislamiento deberán ser diseñados para resistir el

desplazamiento máximo total.


17/41

17.2.6.3 componentes por debajo de la interfaz de Aislamiento


los mismos, que están por debajo de la interfaz de aislamiento deberán estar diseñados y

construidos de acuerdo con los requisitos de la Sección 12.1 y el Capítulo 13.

17.3 MOVIMIENTO DE TIERRA PARA SISTEMAS AISLADOS

17.3.1 Espectro de Diseño

Se permiten los procedimientos de movimiento de tierra específica del lugar establecidos en el

Capítulo 21 para ser utilizado para determinar los movimientos de tierra para cualquier

estructura. Para estructuras de clase Sitio F sitios, análisis de respuesta del sitio se realizará de

acuerdo con la Sección 21.1.

Para las estructuras aisladas sísmicamente en sitios con S1 mayor que o igual a 0,6, un análisis

de riesgos movimiento del suelo se realizará de acuerdo con la Sección 21.2. Las estructuras que

no requieren ni procedimientos de movimiento de tierra específica uso del si tio serán analizados

utilizando el espectro de diseño para el sismo de diseño desarrollado de acuerdo con la Sección

11.4.5.

Un espectro se construyó con el movimiento del suelo MCER. El espectro de movimientos de

tierra MCER no se debe tomar como menos de 1,5 veces el espectro de los movimientos sísmicos

de diseño.


18/41

17.3.2 Historias de Movimientos de Suelo

Cuando se utilicen procedimientos de respuesta de historia, movimientos de tierra estarán

constituidos por pares de componentes de aceleración de movimiento de tierra horizontales

correspondientes desarrollados por la Sección 16.1.3.2, excepto que 0.2T y 1.5T se sustituye por

0.5TD y 1.25TM, respectivamente, donde TD y TM se define en la Sección 17.5.3.

17.4 ANÁLISIS DE PROCEDIMIENTO DE SELECCIÓN

Las estructuras aisladas sísmicamente excepto los definidos en la Sección 17.4.1 deberán ser diseñadasutilizando los procedimientos dinámicos de la Sección 17.6.

17.4.1 Procedimiento de Fuerza Lateral Equivalente

Se permite que el procedimiento de fuerza lateral equivalente de Section17.5 para ser utilizado

para el diseño de una estructura de sísmicamente aislado siempre que:

1. La estructura se encuentra en un sitio con menos de 0.60g como S1.

2. La estructura se encuentra en una clase de Sitio A, B, C o D.

3. La estructura por encima de la interfaz de aislamiento es menor que o igual a cuatro pisos o

65 pies (19,8 m) de altura estructural, hn, medida desde la base como se define en la Sección

11.2.

4. El periodo efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento máximo, TM, es inferior o

igual a 3,0 seg.

5. El período efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento de diseño, TD, es mayor que

tres veces el, período de base fija elástica de la estructura anterior al sistema de aislamiento tal

como se determina por la ecuación. T a= C t hn x Eq.12.8-7 ó T a= 0.1N Eq.12.8-8.

6. La estructura anterior del sistema de aislamiento es de configuración regular.

7. El sistema de aislamiento cumple con todos los criterios siguientes:


19/41

a. La rigidez efectiva del sistema de aislamiento en el desplazamiento de diseño es

mayor que un tercio de la rigidez efectiva en 20 por ciento del desplazamiento de

diseño.

b. El sistema de aislamiento es capaz de producir una fuerza de recuperación como se

especifica en la Sección 17.2.4.4.

c. El sistema de aislamiento no limita el desplazamiento máximo terremoto reflexionado

de menos que el máximo desplazamiento total.

17.4.2 Procedimientos dinámicos

Se permiten los procedimientos dinámicos de la Sección 17.6 para ser utilizado como se

específica en esta sección.

17.4.2.1 Procedimiento Spectrum Respuesta

Análisis de la respuesta de espectro no se utilizará para el diseño de una estructura

sísmicamente aislado a menos que:

1. La estructura se encuentra en una clase de Sitio A, B, C o D.

2. El sistema de aislamiento cumple con los criterios del artículo 7 de la sección 17.4.1.

17.4.2.2 Respuesta-Historia Procedimiento

Se permite que el procedimiento de respuesta de la historia para el diseño de cualquier

estructura sísmicamente aislado y debe uti lizarse para el diseño de todas las estructuras aisladas

sísmicamente que no cumplan los criterios de la Sección 17.4.2.1.

17.5 PROCEDIMIENTO FUERZA LATERAL EQUIVALENTE

17.5.1 GENERAL FS

Cuando se utilice el procedimiento de fuerza lateral equivalente a diseñar estructuras aisladas

sísmicamente, se aplicarán los requisitos de la sección Capitulo 12

12.8 Procedimiento para estimar la Fuerza LateralEsta ecuación es la misma que podemos encontrar en el artículo 12.8.1 Fuerza Cortante en la Base, sin

embargo el método de calcular el coeficiente sísmico difiere Cs, como podrá verificarse en sección

12.8.1.1

(4-5)


20/41

Dónde:

= Coeficiente Sísmico definido en la sección 12.8.1.1W= Peso Sísmico efectivo 4.3 (E030-14)

12.8.1.1 Coeficiente Sísmico

El coeficiente de respuesta sísmica, Cs, se determinará de acuerdo con la ecuación. 12.8-2.

Dónde:

= el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño para periodo corto determinado apartir de la Sección 11.4.4 o 11.4.7

R= factor de modificación de Respuesta de la tabla 12.2.1

Ie=factor de Importancia determinada de la tabla 11.5.1

El valor de Cs calcula de acuerdo con la ecuación. 12.8-2 no tiene que superar los límites siguientes:

()

()

no deberá menor a :

Además, para las estructuras ubicadas en S1 es igual o superior a 0.6 g, Cs no deberá ser inferior a:

( ⁄ )

Dónde: Ie y R son como se definen en la Sección 12.8.1.1 (antes visto)

SD1 = el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño en un período de 1.0 seg, como se

determina a partir de la Sección 11.4.4 ó 11.4.7

T = el periodo fundamental de la estructura (seg) determinada en la Sección 12.8.2


21/41

TL = período de transición de largo período (seg) determinada en la Sección 11.4.5

S1 = el parámetro de aceleración de respuesta espectral considerada terremoto máxima asignada

determinada de acuerdo con la Sección 11.4.1 o 11.4.7

17.5.2 CARACTERISTICAS DE LA DEFORMACION DEL ISTEMA DE AISLACIONDesplazamientos de diseño sismo laterales mínimos y las fuerzas de estructuras aisladas

sísmicamente se basarán en las características de deformación del sistema de aislamiento. Las

características de deformación del sistema de aislamiento deberán incluir explícitamente los efectos del

sistema de vientos de moderación si un sistema de este tipo se utiliza para cumplir con los requisitos de

diseño de esta norma. Las características de deformación del sistema de aislamiento se basarán en

pruebas debidamente documentadas, llevadas a cabo de conformidad con la Sección 17.8.

17.5.3 DESPLAZAMIENTOS LATERALES MÍNIMO

17.5.3.1 Desplazamiento de Diseño DD

El sistema de aislamiento debe ser diseñado y construido para soportar desplazamientos

laterales mínimos del terremoto, DD, que actúan en la dirección de cada uno de los ejes principales

horizontales de la estructura utilizando la Ec. 17,5-1:

Dónde:

g = aceleración de la gravedad. Las unidades de g es in/s2 (mm /s

2) si las unidades del desplazamiento de

diseño, DD, son in. (mm)

SD1 = aceleración espectral para diseño con un 5% de amortiguamiento crítico para periodos de 1seg en

unidades de g-s, como se determina en la Sección 11.4.4

a El coef iciente de amortiguación se basa en la amortiguación efectiva del sistema de aislamiento determinado de acue rdo con

los requis itos d e l a Sección 17.8.5.2.


22/41

bEl coe ficiente de amortiguación se basa en la interpolación lineal de los valores de amortiguació n efi caces di sti ntas de la s

indicadas.

TD = período efectivo de la estructura sísmicamente aislado en segundos, con el desplazamie nto de

diseño en la dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-2

BD = coeficiente numérico relacionado con la amortiguación efectiva del sistema de aislamiento en el

desplazamiento diseño, βD, como se expone en la Tabla 17.5-1

17.5.3.2 Período efectivo para Desplazamiento de Diseño TD

El período efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento de diseño, TD, se determinará

según las características de deformación del sistema de aislamiento y la Ec. 17.5-2:

Dónde:

W=Peso efectivo de la estructura aislada (por encima de la interfaz de aislamiento)

= Rigidez efectiva mínima en Kips/in (kN/mm) del sistema de aislación para diseñodesplazamientos por diseño en la dirección horizontal considerada y definida por la ecuación 17.8-4

g = aceleración de la gravedad

17.5.3.3 Desplazamiento Máximo DM

El desplazamiento máximo del sistema de aislamiento, D M, en la dirección más crítica de la

respuesta horizontal se calculará usando la Ec. 17.5-3:

Dónde:

g = aceleración de la gravedad.

SM1 = Máxima aceleración espectral para diseño con un 5% de amortiguamiento crítico para periodos de

1seg en unidades de g-s, como se determina en la Sección 11.4.3

TM = período efectivo de la estructura sísmicamente aislado en segundos, con el desplazamiento de

máximo en la dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-4

BM = coeficiente numérico relacionado con la amortiguación efectiva del sistema de aislamiento en el

desplazamiento diseño, βM, como se expone en la Tabla 17.5-1


23/41

17.5.3.4 Período Efectivo para Desplazamiento Máximo Esperado TM

El período efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento máximo, T M, se determinará

según las características de deformación del sistema de aislamiento y la Ec. 17.5-4:

Dónde:

W=Peso efectivo de la estructura aislada (por encima de la interfaz de aislamiento)

= Rigidez efectiva mínima en Kips/in (kN/mm) del sistema de aislación para máximos

desplazamientos esperados en la dirección horizontal considerada y definida por la ecuación 17.8-6

g = aceleración de la gravedad

17.5.3.5 Desplazamiento Total para Diseño DTM y para Máximo Esperado DTM

El desplazamiento total diseño, DTD, y el desplazamiento total máximo, DTM, de los elementos del

sistema de aislamiento deberán incluir el desplazamiento adicional debido a la torsión y accidental

calculada a partir de la distribución espacial de la rigidez lateral del sistema de aislamiento y la ubicación

más desventajosa de masa excéntrica.

El desplazamiento total del diseño, DTD, y el desplazamiento total máximo, DTM, de los elementos de un

sistema de aislamiento con una distribución espacial uniforme de la rigidez lateral no debe n tomarse

como inferior a la especificada por las ecuaciones. 17.5-5 y 17.5-6:

[ ]

[

]

Dónde:

DD = diseño desplazamiento desde el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la dirección

considerada según lo prescrito por la ecuación. 17.5-1


24/41

DM = desplazamiento máximo en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la dirección

considerada según lo prescrito por la Ec. 17.5-3

y = distancia entre los centros de rigidez del sistema de aislamiento y el elemento de interés medida

perpendicularmente a la dirección de la carga sísmica bajo consideración

e = la excentricidad real medida en el plan entre el centro de masa de la estructura por encima de la

interfaz de aislamiento y el centro de la rigidez del sistema de aislamiento, además de excentricidad

accidental, en ft (mm), toma como 5 por ciento de la dimensión de la planta más larga de la estructura

perpendicular a la dirección de la fuerza bajo consideración

b = la dimensión de la planta más corta de la estructura mide perpendicular a d

d = la dimensión de la planta más larga de la estructura

EXCEPCIÓN: El desplazamiento total del diseño, DTD, y el desplazamiento total máximo, D TM, están

autorizados a tomar como menor que el valor prescrito por las ecuaciones. 17.5-5 y 17.5-6,

respectivamente, pero no inferior a 1.1 veces DD y DM, respectivamente, siempre que el sistema de

aislamiento se muestra por cálculo que ser configurado para resistir la torsión.

17.5.4 FUERZAS LATERALES MÍNIMO

17.5.4.1 Sistema de Aislamiento y Elementos Estructurales por debajo del Sistema de

Aislamiento

El sistema de aislamiento, la fundación, y todos los elementos estructurales por debajo del

sistema de aislamiento deberán ser diseñados y construidos para resistir una fuerza sísmica lateral

mínima, Vb, utilizando todos los requisitos adecuados para una estructura no aislada y como prescritos

por la Ec. 17.5-7:

Dónde:

KDmax = rigidez máxima efectiva, en kips / in. (KN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamientode diseño en la dirección horizontal en consideración la forma prescrita por la ecuación. 17.8-3




25/41

Vb no se tendrá como menor que la fuerza máxima en el sistema de aislamiento en cualquier

desplazamiento hasta e incluyendo el desplazamiento de diseño.

17.5.4.2 Elementos Estructurales por Encima del Sistema de Aislamiento

La anterior estructura del sistema de aislamiento debe ser diseñada y construida para soportar

una fuerza de corte mínima, Vs, utilizando todos los requisitos adecuados para una estructura no aislada

y según lo prescrito por la Ec. 17.5-8:

Dónde:

KDmax = rigidez máxima efectiva, en kips / in. (KN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamiento

de diseño en la dirección horizontal en consideración la forma prescrita por la ecuación. 17.8-3



RI = coeficiente numérico relacionado con el tipo de sistema de fuerza de resistencia sísmica por encima

del sistema de aislamiento

El factor de RI se basará en el tipo de sistema-resistencia fuerza sísmica utilizada para la estructura

anterior del sistema de aislamiento y será de tres octavos del valor de R dada en la Tabla 12.2-1, con un

valor máximo no mayor que 2,0 y un valor mínimo no inferior a 1,0.

17.5.4.3 Límites del Cortante Vs

El valor de Vs no se tendrá como menos de lo siguiente:

1. La fuerza sísmica lateral requerida por la Sección 12.8 para una estructura fija de la base del mismo

peso sísmico efectivo, W, y un período igual al período aislado, TD.

2. El cortante en la base correspondiente a la carga de viento de diseño factorizada.

3. La fuerza sísmica lateral requerida para activar plenamente el sistema de aislamiento (por ejemplo, el

nivel de rendimiento de un sistema de ablandamiento, la capacidad última de un sistema eólico-

restricción de sacrificio, o el nivel de fricción de ruptura de un sistema de desli zamiento) multiplicado

por 1.5


26/41


27/41

a Response coeficiente de modificación, R, para su uso en toda la norma. Nota R reduce las fuerzas a un nivel de

fuerza, no un nivel de tensión admisible.

b Deformación factor de amplificación, Cd, para su uso en las Secciones 12.8.6, 12.8.7, 12.9.2 y.

c NL = No es l imitado y NP = no permitido. Para las uni dades métricas utilizan 30,5 m para 100 pi es y el us o de 48,8

m por 160 pies.

d Ver la Sección 12.2.5.4 para una descri pción de los si stemas resistentes a fuerza sísmicos l imitados a los edifici os

con una al tura de construcci ón, hn, de 240 pies (73,2 m) o menos.

e Ver la Sección 12.2.5.4 para los s istemas de fuerza de resistencia sísmica li mitados a l os edifici os con una al tura

estructural, HN, de 160 pies (48,8 m) o menos.

f Ordinario está permitido marco momento para ser utilizado en lugar del marco de tiempo intermedio para el

diseño sísmico categorías B o C.

g Donde el valor tabulado del factor de sobre, Ω0, es mayor que o igual a 2 ½, Ωo se permite que se reduzca al

restar el val or de la media para las estructuras con diafragmas flexi bles.

h Ver l a Sección 12.2.5.7 para l imitaciones en estructuras asi gnadas a las categorías de dis eño sísmico D, E o F.

iVer la Sección 12.2.5.6 para li mitaciones en estructuras asi gnadas a las categorías de diseño sísmico D, E o F.

jMarcos de acero ordinari os concéntricamente arriostrados están permitidos en edifici os de un piso hasta una

altura de construcción, HN, de 60 pi es (18,3 m), donde la carga muerta del techo no sea s uperior a 20 libras por pie

cuadra do (0,96 kN / m2) y en las estructuras penthouse.

k Se permite el aumento en al tura de construcción, hn, a 45 pies (13,7 m) de la s i nstal aci ones de al macenamiento

de almacenamiento de un solo piso.

l En l a Secci ón 2.2 del ACI 318. Un muro de corte se define como un muro estructural.

m En la sección 2.2 del ACI 318. La definición de "muro estructural especial " incluye la construcci ón prefabrica do y

vaciado en el lugar.

n En la sección 2.2 del ACI 318. La definición de "marco momento especial" incluye la construcción prefabricado y

vaciado en el lugar.

o Alternativamente, el efecto de la carga sísmica con sobre-resistencia, se permite que basarse en la fuerza

esperada determinada de acuerdo con AISI S110.

p Secciones conformadas de acero - pórticos con pernos especial es se li mitarán a un piso de a ltura de acuerdo con

AISI S110.


28/41

17.5.5 Distribución de la Fuerza Vertical Fx

La fuerza de corte Vs se distribuirá en toda la altura de la estructura por encima de la interfaz de

aislamiento usando la Ec. 17.5-9:

∑ Dónde:

Fx= Porción de Vs que se asigna a Nivel x

Vs = fuerza total lateral sísmica de diseño o cortante en elementos anteriores del sistema de aislamiento

de la prescrita por la Ec. 17.5-8

w x = porción de W que se encuentra en o asignado al Nivel x

h x = altura sobre la base de Nivel x

En cada nivel designado como x, la fuerza, Fx, se aplica sobre la superficie de la estructura de acuerdo

con la distribución de la masa en el plano.

17.5.6 Límites de Deriva

La deriva máxima por piso del sistema de aislamiento no será superior a 0.015h sx. La deriva se

calcula por la ecuación. 12.8-15 con Cd de la estructura aislada igual a R 1 como definido en la Sección

17.5.4.2.

12.8.6 Determinación Desvío de Piso

El diseño deriva de piso (Δ) se calcula como la diferencia de las desviaciones en los centros de

masa en la parte superior e inferior del piso bajo consideración. Ver Fig. 12.8-2. Donde los centros de

masa no se alinean verticalmente, está permitido para calcular la deflexión en la parte inferior del piso

basada en la proyección vertical del centro de masa en la parte superior del siguiente piso.


29/41

Cuando se usa el diseño por tensiones admisibles, Δ se calculará utilizando las fuerzas sísmicas nivel de

resistencia especificada en la Sección 12.8, sin reducción para el diseño por tensiones admisibles.

Para las estructuras asignadas a Categoría Sísmica de Diseño C, D, E o F que tienen horizontal Tipo de

irregularidad 1a o 1b de la Tabla 12.3-1, la deriva de piso de diseño, Δ, se computará como la mayor

diferencia a las deformaciones de puntos alineados verticalmente en la parte superior e inferior de la

historia en consideración a lo largo de cualquiera de los bordes de la estructura.

La desviación en el nivel x (δX) (in ó mm) que se util iza para calcular la deriva de piso de diseño, Δ, se

determinarán de acuerdo con la siguiente ecuación:

Dónde:

Cd = el factor de amplificación de la desviación en la Tabla 12.2-1

δxe = la flexión en el punto requerido por esta sección determinada por un análisis elástico

Ie, = el factor de importancia determinado de acuerdo con la Sección 11.5.1


30/41

17.6 PROCEDIMIENTOS ANÁLISIS DINÁMICO

17.6.1 GENERAL

Cuando se usa el análisis dinámico para diseñar estructuras aisladas sísmicamente, se aplicarán

los requisitos de esta sección.

17.6.2 MODELADO

Los modelos matemáticos de la estructura aislada incluyendo el sistema de aislamiento, el

sistema fuerza sísmica resistir, y otros elementos estructurales deben cumplir con la Sección

12.7.3 y para los requisitos de Secciones 17.6.2.1 y 17.6.2.2.

17.6.2.1 Sistema de Aislamiento

El sistema de aislamiento se basa en utilizar las características de deformación desarrollados y

verificados por la prueba de conformidad con los requisitos de la Sección 17.5.2. El sistema de

aislamiento se modela con suficiente detalle como para:

a. En cuenta la distribución espacial de las unidades aislantes.

b. Calcular la traducción, en ambas direcciones horizontales, y la torsión de la estructura por

encima de la interfaz de aislamiento teniendo en cuenta la ubicación más desventajosa de masa

excéntrica.

c. Evaluar las fuerzas de vuelco / levantamiento de unidades aislantes individuales.

d. En cuenta los efectos de la carga vertical, carga bilateral, y / o la velocidad de carga si las

propiedades de fuerza de deflexión del sistema de aislamiento dependen de uno o más de estos

atributos.

El desplazamiento de diseño total y el máximo desplazamiento total a través del sistema de aislamiento

se calcularán utilizando un modelo de la estructura aislada que incorpora las características de esfuerzo -

deformación de los elementos no lineales del sistema de aislamiento y el sistema resistente a la fuerza

sísmica.

17.6.2.2 Estructura Aislada

El desplazamiento máximo de cada planta y diseño de fuerzas y desplazamientos en los

elementos del sistema resistente a la fuerza sísmica se les permiten ser calculado usando un

modelo elástico lineal de la estructura aislada, siempre que ambas de las siguientes condiciones:


31/41

1. Propiedades de Rigidez asumidos para los componentes no lineales del sistema de

aislamiento se basan en la rigidez máxima eficaz del sistema de aislamiento; y

2. Todos los elementos del sistema de fuerza de resistencia sísmica de la estructura por encima

del sistema de aislamiento siguen siendo elástico para el sismo de diseño.

sistemas de resistir fuerza sísmica con elementos elásticos incluyen, pero no se limitan a

sistemas estructurales, irregulares diseñado para una fuerza lateral no menos de 100 por ciento

de Vs y sistemas estructurales regulares diseñado para una fuerza lateral no inferior al 80 por

ciento de Vs, donde Vs se determina de acuerdo con la Sección 17.5.4.2.

17.6.3 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS

17.6.3.1 General

Respuesta de espectro y los procedimientos de respuesta del ciclo se llevarán a cabo de

conformidad con la Sección 12.9 y el Capítulo 16, y los requisitos de esta sección.

17.6.3.2 Terremoto de Entrada

Los movimientos sísmicos de diseño se util izan para calcular el desplazamiento de diseño total

del sistema de aislamiento y las fuerzas laterales y desplazamientos en la estructura aislada. El

terremoto máximo considerado se utiliza para calcular el desplazamiento máximo total del

sistema de aislamiento.

17.6.3.3 Procedimiento por Respuesta al Spectrum

Análisis de la respuesta de espectro se realiza usando un valor de amortiguación modal para el

modo fundamental en la dirección de interés no mayor que la amortiguación eficaz del sistema

de aislamiento o 30 por ciento de crítica, lo que sea menor. Modal valores de amortiguación

para los modos más altos serán seleccionados consistentes con los que sería apropiado para el

análisis de espectro de respuesta de la estructura por encima del sistema de aislamiento

suponiendo una base fija.

Análisis de la respuesta de espectro utilizada para determinar el desplazamiento total de diseño

y el desplazamiento total máximo del incluir excitación simultánea del modelo por 100 por

ciento del movimiento del suelo en la dirección crítica y 30 por ciento del movimiento del suelo

en la dirección perpendicular, horizontal. El desplazamiento máximo del sistema de aislamiento

se calcula como la suma vectorial de los dos desplazamientos ortogonales.


32/41

El diseño por corte en cualquier piso no debe ser inferior a la fuerza de corte por piso resultante

de la aplicación de las fuerzas por piso calculados usando la ecuación. 17.5-9 y un valor de V s

igual al cortante en la base obtenida desde el análisis de la respuesta de espectro en la dirección

de interés.

17.6.3.4 Procedimiento Respuesta-Historia

Cuando se realiza un análisis Tiempo-Historia, un conjunto de no menos de tres pares de

movimientos correspondientes en tierra se utilizará en el análisis; los pares de movimiento de

tierra serán seleccionados, y se ajustan de acuerdo con la Sección 17.3.2.

Cada par de componentes de movimiento de tierra se aplica simultáneamente con el modelo

teniendo en cuenta la ubicación más desfavorable de la masa excéntrica.

El desplazamiento máximo del sistema de aislamiento se calcula a partir de la suma vectorial de

los dos desplazamientos ortogonales en cada paso de tiempo.

Los parámetros de interés se calcularán para cada movimiento del suelo utilizado para el análisis

de la historia de respuesta. Si se utilizan siete o más pares de movimientos de tierra para el

análisis de la respuesta-historia, se permite que el valor medio del parámetro de respuesta de

interés para ser utilizado para el diseño. Si se usan menos de siete pares de los movimientos de

tierra para el análisis, el valor máximo del parámetro de respuesta de interés se utilizará para el

diseño.

17.6.4 MÍNIMOS LATERALES DESPLAZAMIENTOS Y FUERZAS

17.6.4.1 Sistema de Aislamiento y Elementos Estructurales por debajo del Sistema de

Aislamiento

El sistema de aislamiento, fundación, y todos los elementos estructurales por debajo del sistema

de aislamiento deberán ser diseñados utilizando todos los requisitos adecuados para una

estructura no aislada y las fuerzas obtenidos del análisis dinámico sin reducción, pe ro la fuerza

de diseño lateral no deben tomarse como menos de 90 por ciento de las zonas V b determinará

de conformidad según lo prescrito por la Ec. 17.5-7.

El desplazamiento de diseño total del sistema de aislamiento no debe ser tomado como menos

del 90 por ciento de DTD como se específica por la Sección 17.5.3.5. El desplazamiento máximo


33/41

total del sistema de aislamiento no debe ser tomado como menos del 80 por ciento de D TM

según lo prescrito por la Sección 17.5.3.5.

Los límites en los desplazamientos especificados por esta sección deberán ser evaluados

utilizando los valores de DTD y DTM determinado de acuerdo con la Sección 17.5.5, excepto que

D’D se le permite ser utilizado en lugar de DD y D’M se le permite ser utilizado en lugar de DM

como se prescribe en las ecuaciones. 17,6-1 y 17.6-2:

√

√

Dónde:

DD = desplazamiento de diseño, en in (mm.), En el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la


DM = desplazamiento máximo en in (mm.), En el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la


T = elástico, período de base fija de la estructura por encima del sistema de aislamiento según se

determina en la Sección 12.8.2

TD = período efectivo de la estructura sísmicamente aislado en s, en el diseño de desplazamiento en la

dirección que se trate, según lo prescrito por la Ec. 17.5-2

TM = periodo efectivo, en s, de la estructura sísmicamente aislado, en el desplazamiento máximo en la


17.6.4.2 Elementos Estructurales por Encima del Sistema de Aislamiento

Con sujeción a los límites específicos del procedimiento de esta sección, los elementos

estructurales anteriores del sistema de aislamiento deberán ser diseñados usando los requisitos

adecuados para una estructura no aislada y las fuerzas obtenidos del análisis dinámico reducido

por un factor de RI, definido de conformidad con la Sección 17.5. 4.2.


34/41

El diseño lateral fuerza de cizallamiento sobre la estructura por encima del sistema de

aislamiento, si es regular en la configuración, no se tendrán que menos del 80 por ciento de los

Vs, o inferior a los límites especificados por la Sección 17.5.4.3.

EXCEPCIÓN: La fuerza de corte lateral sobre la estructura por encima del sistema de

aislamiento, si es regular en la configuración, se le permite ser tomada como menos del 80 por

ciento, pero no deberá ser inferior al 60 por ciento de los V s, donde se utiliza el procedimiento

de respuesta de la historia de análisis de la estructura sísmicamente aislado.

El diseño lateral fuerza de cizallamiento sobre la estructura por encima del sistema de

aislamiento, si es irregular en la configuración, no se tendrán como menos de V s o inferior a los

límites especificados por la Sección 17.5.4.3.

EXCEPCIÓN: El diseño lateral fuerza de cizallamiento sobre la estructura por encima del sistema

de aislamiento, si es irregular en la configuración, se le permite ser tomada como menos de 100

por ciento, pero no deberá ser inferior al 80 por ciento de los V s, donde se utiliza el

procedimiento de respuesta de la historia para el análisis de la estructura sísmicamente aislado.

17.6.4.3 Escalado de los Resultados

Cuando la fuerza de corte lateral factorizada en los elementos estructurales, determina

utilizando ya sea por el espectro de respuesta o procedimiento time history, es inferior a los

valores mínimos exigidos por las secciones 17.6.4.1 y 17.6.4.2, todos los parámetros de

respuesta, incluidas las fuerzas y momentos miembros, se ajustarán hacia arriba

proporcionalmente.

17.6.4.4 Límites Drift

La deriva de piso máxima correspondiente a la fuerza lateral de diseño incluyendo el

desplazamiento debido a la deformación vertical del sistema de aislamiento no deberá exceder

de los límites siguientes:

1. La deriva máxima historia de la anterior estructura del sistema de aislamiento calculado por

análisis de la respuesta de espectro no excederá 0.015hsx.

2. La deriva máxima historia de la estructura anterior del sistema de aislamiento calculada por

análisis de la respuesta-historia en función de las características de la fuerza de desviación de los

elementos no lineales del sistema fuerza-resistencia sísmica no excederá 0.020h sx.


35/41

Deriva se calculará mediante la ecuación. 12.8 a 15 con el Cd de la estructura aislada igual a RI

como se define en la Sección 17.5.4.2.

Los efectos secundarios del desplazamiento lateral terremoto máxima considerada de la

estructura por encima del sistema de aislamiento combinado con las fuerzas de gravedad se

investigaron si la relación de historia de deriva excede 0.010/R I.

17.7 DISEÑO REVISIÓN

Una revisión del diseño del sistema de aislamiento y programas de prueba relacionados deberá

ser realizada por un equipo de ingenieros independientes incluidos las personas con licencia en las

disciplinas apropiadas y con experiencia en métodos de análisis sísmicos y la teoría y aplicación de

aislamiento sísmico. El aislamiento de revisión del diseño del sistema deberá incluir, pero no l imitarse a,

lo siguiente:

1. Revisión de criterios sísmicos específicos del sitio, incluyendo el desarrollo de las historias de

espectros de C y de movimientos sísmicos específicos del sitio y todos los demás criterios de

diseño desarrollados específicamente para el proyecto.

2. Revisión del diseño preliminar incluyendo la determinación del desplazamiento total del

diseño, el desplazamiento máximo total y el nivel de fuerza lateral.

3. Descripción y observación de las pruebas de prototipos (Sección 17.8).

4. Revisión del diseño final de todo el sistema estructural y todos los análisis de apoyo.

5. Revisión del programa de pruebas de control de calidad del sistema de aislamiento (Sección

17.2.4.9)

17.8 PRUEBAS

17.8.1 GENERAL

Las características de deformación y los valores de amortiguación del sistema de aislamiento

utili zado en el diseño y análisis de estructuras aisladas sísmicamente se basarán en las pruebas de una

muestra seleccionada de los componentes antes de la construcción como se describe en esta sección.

Los componentes del sistema de aislamiento para ser probados incluirán el sistema de viento

moderación si un sistema de este tipo se utiliza en el diseño.


36/41

Las pruebas se especifican en esta sección son para establecer y validar las propiedades de

diseño del sistema de aislamiento y no se considerarán como la satisfacción de las pruebas de control de

calidad de fabricación de la Sección 17.2.4.9.

17.8.2 PRUEBAS DE PROTOTIPO

Pruebas de prototipo se realizaron por separado en dos muestras de tamaño completo (o

conjuntos de muestras, según el caso) de cada tipo y tamaño de la unidad de aislami ento del sistema de

aislamiento predominante. Las probetas de ensayo incluirán el sistema eólico-control, así como

unidades aislantes individuales si se utilizan estos sistemas en el diseño. Muestras analizadas no se

utili zarán para la construcción a menos aceptado por el profesional registrado de diseño responsable del

diseño de la estructura y aprobado por la autoridad que tenga jurisdicción.

17.8.2.1 Registro

Para cada ciclo de cada ensayo, se registraron la fuerza-deflexión y el comportamiento de

histéresis de la muestra de ensayo.

17.8.2.2 Secuencia y Ciclos

La siguiente secuencia de pruebas se realizará, para el número prescrito de ciclos a una carga

vertical igual a la media de la carga muerta más la mitad de los efectos debidos a vivir carga en

todas las unidades aislantes de un tipo y tamaño común:

1. Veinte ciclos totalmente contrarios de la carga en una fuerza lateral correspondiente a la

fuerza del viento de diseño.

2. Tres ciclos de carga totalmente invertidas en cada uno de los siguientes incrementos del

diseño de desplazamiento total-0.25DD, 0.5DD, 1.0DD, y 1.0DM donde DD y DM son determinado

en las secciones 17.5.3.1 y 17.5.3.3, respectivamente o Sección 17.6, según proceda.

3. Tres ciclos totalmente invertidas de carga para el desplazamiento total máximo, 1.0DTM.

4. 30SD1/SDSBD, pero no menos de 10 ciclos, totalmente contrario de la carga a 1,0 veces el

desplazamiento total de diseño, 1.0DTD, ensayos Cíclicos.

Si una unidad de aislador es también una realización vertical de carga elemento, a continuación,

el punto 2 de la secuencia de pruebas cíclicas especificadas en el texto anterior se lleva a cabo

por dos casos de carga verticales adicionales se especifican en la Sección 17.2.4.6. El incremento

de carga debido al vuelco terremoto, QE, deberá ser igual o mayor que el que se evalúa la


37/41

respuesta de fuerza vertical terremoto pico correspondiente al desplazamiento de prueba. En

estas pruebas, la carga vertical combinado se tomará como la fuerza hacia abajo típica o

promedio de todas las unidades aislantes de un tipo y tamaño común.

17.8.2.3 Unidades Dependientes sobre la relación de Cargas

Si las propiedades de fuerza-deformación de las unidades aislantes dependen de la velocidad de

carga, cada conjunto de pruebas se específica en la Sección 17.8.2.2 se l levará a cabo de forma dinámica

a una frecuencia igual a la inversa del periodo efectivo, TD.

Si se utilizan muestras de prototipo a escala reducida para cuantificar las propiedades dependiente de la

frecuencia de los aisladores, las muestras de prototipo a escala reducida deberán ser del mismo tipo y

material, y ser fabricados con los mismos procesos y la calidad como prototipos a escala real y serán

sometidos a prueba en una frecuencia que representa las tasas de carga prototipo a escala real.

Las propiedades de esfuerzo-deformación de una unidad de aislamiento deberán ser considerados como

dependiente de la velocidad de la carga si la propiedad medida (rigidez efectiva o amortiguación

efectiva) en el desplazamiento de diseño cuando se probó en cualquier frecuencia en el intervalo de 0,1

a 2,0 veces el inverso de TD es diferente de la propiedad cuando se ensayó a una frecuencia igual a la

inversa de TD en más de un 15 por ciento.

17.8.2.4 Unidades de Aislación que Depende de la Carga Bilateral

Si las propiedades de esfuerzo-deformación de las unidades aislantes dependen de la carga

bilateral, los ensayos especificados en las secciones 17.8.2.2 y 17.8.2.3 deberán ser aumentados para

incluir la carga bilateral a los siguientes incrementos del desplazamiento total del diseño, D TD: 0,25 y 1,0

, 0.5 y 1.0, 0.75 y 1.0, y 1.0 y 1.0

Si se util izan muestras de prototipo a escala reducida para cuantificar las propiedades bilateral -

dependientes de la carga, las muestras a escala reducida deberán ser del mismo tipo y material, y

fabricado con los mismos procesos y la calidad como prototipos a escala real.

Las propiedades de esfuerzo-deformación de una unidad de aislamiento deberán ser considerados como

función de la carga bilateral si la rigidez efectiva cuando sometido a carga bilateral es diferente de la

rigidez efectiva donde sometida a una carga unilateral, en más de un 15 por ciento.


38/41

17.8.2.5 Cargar Máxima y Mínima Vertical

Las unidades aislantes que transportan la carga vertical se deben ensayar de forma estática para

la máxima y la carga vertical descendente mínima en el desplazamiento máximo total.

En estas pruebas, las cargas verticales combinados serán tomadas de la se específica en la Sección

17.2.4.6 en cualquier un aislador de un tipo y tamaño común. La carga muerta, D y carga viva, L, se

especif ican en la Sección 12.4. La carga sísmica E viene dada por las ecuaciones. 12,4-1 y 12,4-2, donde

SDS en estas ecuaciones se sustituye por SMS y las cargas verticales que resultan de la aplicación de

fuerzas sísmicas horizontales, Q E, se basará en la respuesta del pico debido al terremoto máxima

considerada.

17.8.2.6 Sistemas de Retención para Viento

Si un sistema eólico-restricción se va a util izar, su capacidad máxima se establecerá mediante la

prueba.

17.8.2.7 Pruebas de Unidades similares

Pruebas de prototipo no son necesarios si una unidad de aislador es de similar tamaño y del

mismo tipo y el material como una unidad prototipo aislador que ha sido probado previamente usando

la secuencia se específica de pruebas.

17.8.3 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE FUERZA-DEFLEXIÓN

Las características de esfuerzo-deformación del sistema de aislamiento se basarán en las

pruebas de carga cíclicas de aislador prototipo especificado en la Sección 17.8.2.

Según se requiera, la rigidez efectiva de una unidad de aislamiento, Keff , se calculará para cada ciclo de

carga según lo prescrito por la Ec. 17.8-1:

|| |||| || Dónde: F

+ y F

- son las fuerzas positivas y negativas, en Δ

+ y Δ

-, respectivamente.

Según se requiera, la amortiguación ef ectiva, βeff , de una unidad de aislamiento se calculará para cada

ciclo de carga por la Ec. 17.8-2:

|| ||


39/41

Dónde: La energía disipada por ciclo de carga, ELOOP y la rigidez efectiva, keff , se basarán en los

desplazamientos de prueba pico de Δ+ y Δ

-

17.8.4 ACEPTACION DE PRUEBA A ESPECIMENES

El criterio de aceptación de las muestras de ensayo se considerará adecuado si se cumplen las

siguientes condiciones:

1. Las curvas de esfuerzo-deformación para todas las pruebas especificadas en la Sección 17.8.2

tienen una capacidad fuerza-resistencia positivo.

2. Para cada incremento de los desplazamientos de ensayo especificado en el punto 2 de la

sección 17.8.2.2 y para cada caso de carga vertical se especifica en la Sección 17.8.2.2,

a. Para cada muestra de ensayo, la diferencia entre la rigidez efectiva en cada uno de los

tres ciclos de prueba y el valor promedio de rigidez efectiva no es mayor que 15 por

ciento.

b. Para cada ciclo de prueba, la diferencia entre la rigidez efectiva de las dos muestras

de ensayo de un tipo común y tamaño de la unidad de aislador y la rigidez efectiva

media no es mayor que 15 por ciento.

3. Para cada muestra no hay mayor que un cambio del 20 por ciento en la rigidez efectiva inicial

durante los ciclos de prueba se específica en el punto 4 de la sección 17.8.2.2.

4. Para cada muestra que no hay mayor que una disminución del 20 por ciento en el efectivo

inicial de amortiguación durante los ciclos de prueba se específica en el punto 4 de la sección

17.8.2.2.

5. Todas las muestras de elementos de soporte de carga vertical del sistema de aislamiento se

mantienen estables, donde se ensaya de acuerdo con la Sección 17.8.2.5.


40/41

17.8.5 PROPIEDADES DE DISEÑO DEL SISTEMA DE AISLAMIENTO

17.8.5.1 Máxima y Mínima Rigidez Efectiva

En el desplazamiento de diseño, la rigidez máxima y mínima efectiva del sistema aislado, k Dmax y

kDmin, se basará en los ensayos cíclicos de punto 2 de la sección 17.8.2.2 y calculó utilizando ecuaciones.

17.8-3 y 17.8-4:

∑|| ∑|| ∑|| ∑||

En el desplazamiento máximo, la rigidez máxima y mínima eficaz del sistema de aislamiento, kMmax y

kMmin, se basará en los ensayos cíclicos de punto 3 de la sección 17.8.2.2 y calculó util izando ecuaciones.

17.8-5 y 17.8-6:

∑|| ∑|| ∑|| ∑||

La rigidez efectiva máxima del sistema de aislamiento, kDmax (o kMmax), se basa en las fuerzas del ciclo de

pruebas de prototipos en un desplazamiento de prueba igual a DD (ó DM) que produce el mayor valor de

rigidez efectiva. La rigidez mínima eficaz del sistema de aislamiento, kDmin (o kMmin), se basa en las fuerzas

del ciclo de pruebas de prototipos en un desplazamiento de prueba igual a DD (o DM) que produce el

menor valor de rigidez efectiva.

Para unidades aislantes que se encuentran por las pruebas de las secciones 17.8.2.2, 17.8.2.3 y 17.8.2.4,

que tiene características de esfuerzo-deformación que varían con la carga vertical, velocidad de carga o

de carga bilateral, respectivamente, los valores de k Dmax y kMmax se incrementará y los valores de kDmin y

kMmin se reducirá, según sea necesario, para limitar los efectos de la variación medida de la rigidez

efectiva.


41/41

17.8.5.2 Amortiguación Efectiva

En el desplazamiento de diseño, la amortiguación eficaz del sistema de aislamiento, βD, se

basará en los ensayos cíclicos de punto 2 de la sección 17.8.2.2 y calculó utilizando la ecuación. 17.8-7:

∑ En la ecuación. 17.8-7, la energía total disipada por ciclo de respuesta de diseño de desplazamiento,

ΣED, se tomará como la suma de la energía disipada por ciclo en todas las unidades aislantes medidos a

un desplazamiento de prueba igual a DD y se basará en las fuerzas y deformaciones del ciclo de pruebas

de prototipos en prueba de desplazamiento DD que produce los valores más pequeños de amortiguación

eficaz.

En el desplazamiento máximo, la amortiguación eficaz del sistema de aislamiento, βM, se basará en los

ensayos cíclicos de punto 2 de la sección 17.8.2.2 y calculó utilizando la ecuación. 17.8-8

∑ En la ecuación. 17,8-8, la energía total disipada por ciclo de respuesta de diseño de desplazamiento,

ΣEM, se tomará como la suma de la energía disipada por ciclo en todas las unidades aislantes medidos a

un desplazamiento de prueba igual a DM y se basará en las fuerzas y deformaciones del ciclo de pruebas

de prototipos en la prueba de desplazamiento DM que produce el valor más pequeño de amortiguación

eficaz.

asce7-10 capitulo 17

Documents