clase 3 y 4

Criterios de Estructuración de Edificios

Etapa inicial del diseño estructural, mediante la cual se definen, con base en el proyecto arquitectónico, las dimensiones generales de una estructura, tanto en planta como en elevación (vanos, alturas de entrepiso, etc.), y los tipos de materiales y perfiles utilizados en vigas, columnas y muros para formar la estructura básica de la construcción.

Introducción

UNIVERSIDAD DE TALCAEscuela de Arquitectura

Establecer recomendaciones generales para lograr una estructuración eficiente en edificaciones, especialmente en zonas de alto riesgo sísmico.

Resumen


Una edificación debe cumplir exigencias de:

3. ESTABILIDAD4. RESISTENCIA5. RIGIDEZ6. FUNCIONALIDAD7. ECONOMÍA8. CONSTRUCTIBILIDAD9. FORMA10. SIMBOLO11. MEDIO SOCIAL-ORGANIZATIVO


NOTAS:

Altura baja: entre 1 y 5 niveles

Altura media: entre 5 y 20 niveles

Edificio alto: más de 20 niveles

Mampostería

Concreto postensado Concreto presforzado Concreto prefabricado

Estructura mixta de acero y concreto

Concreto prefabricado Concreto presforzado

Concreto de alta resistencia

Acero Concreto reforzado

Acero Concreto reforzado Acero

ALTA MEDIA BAJA

SELECCIÓN DEL MATERIAL DE ACUERDO CON LA ALTURA DE UNA EDIFICACIÓN


La estructura debe ser económica, confiable y responder a las condiciones que sirvieron de base para su análisis y diseño.

El sistema estructural elegido debe ser congruente con el tipo de suelo y zona sísmica.


La estructura debe ser capaz de adaptarse a cambios arquitectónicos o funcionales, los que son inevitables durante el desarrollo del proyecto.


Precauciones especiales: estructuras ubicadas en zonas de alta sismicidad suelos de baja capacidad de carga zonas de vientos fuertes (costas) zonas propensas a la corrosión sitios donde se tengan incertidumbres con relación a

las acciones.


Tomar en cuenta consideraciones de resistencia y de deformación.

Millennium Bridge, Londres

Tacoma Narrows Bridge, Tacoma


Las condiciones de regularidad son requisitos geométricos y estructurales que deben cumplir las edificaciones, independientemente del material con que estén construidas.

Condiciones de regularidad

Los daños se concentran en estructuras irregulares, esbeltas y con cambios bruscos en rigidez y/o resistencia.


Es deseable que la estructura cumpla los requisitos de regularidad estipulados en las normas antisísmicas

Planta y elevaciones regulares. Evitar: Pisos débiles Cambios bruscos de rigidez Cambios bruscos de simetría en elementos rígidos

tanto en planta y elevación Grandes entrantes y salientes


Causas de problemas de comportamiento:

Configuración en planta Asimetría en planta Configuración en altura Discontinuidad de elementos verticales Concentraciones de masa en pisos Interacción entre elementos estructurales y no

estructurales Inadecuada distancia entre edificaciones adyacentes


Irregularidad en planta


Planta irregular


Asimetría, debidoa disposición de elementos resistentes


Cuando existe excentricidad, los daños sepresentan en los elementos de los extremos


Irregularidad en altura:Cambio abrupto en la geometría


Irregularidad en altura:Cambio abrupto en la masa.


Concentraciones de masa en altura aumentan la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos


Irregularidad en altura:Cambio abrupto en la rigidez.


Discontinuidad en elementos y flujo de fuerzas


Antes Después

La discontinuidad de elementos verticales aumenta la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos


Piso débil


Piso débil producto de la discontinuidad de muros en el primer piso


Proyectar, siempre que sea posible, estructuras continuas en altura en dos direcciones ortogonales para otorgar continuidad y

redundancia a la estructura.


La interacción entre elementos estructurales y no estructurales, puede causar daños de consideración


Daños producidos por la interacción de elementos estructurales y no estructurales


Interacción de muros de albañilería con marco de concreto generando fallas por columnas corta


Las columnas cortas pueden y deben ser evitadas.


Sistemas de muros


Sistema de núcleo


Sistema de marco mixto


Sistema de tubo


Poco peso. Sencillez, simetría y regularidad en planta. Plantas poco alargadas. Uniformidad en la distribución de resistencia, rigidez y

ductilidad en elevación. Hiperestaticidad y líneas escalonadas de defensa

estructural. Formación de articulaciones plásticas en miembros

horizontales antes que en los verticales para sismos excepcionales.

Propiedades dinámicas de la estructura adecuadas al terreno.

Recomendaciones Generales


Recomendaciones especiales para elementos específicos

Vigas de Hormigón

Rectangulares hL

10

Relación Altura / Luz en vigas

Viga T

Vigas de Acero


hL

18h

L

24entre

Losas

• Empotrar losas en muros solo si: emuro elosa

3 cm( )+≥

• Espesor mínimo (losas en una dirección)

L/10L/28L/24L/20

En voladizo

Ambos extremos continuos

Con un extremo continuo

Simplemente

Apoyados

Esfuerzos Admisibles:

Muros de H.A. σha 7kg

cm2

Albañilería σalb 0.5kg

cm2

L: Luz menor de la losa

Valores validos para acero A63-42H

Para acero A44-28H multiplicar valores por 0.8


Espesor mínimo (losas en dos direcciones)

ek l⋅35

1.5cm+

Tabla con valores de k referidos a la longitud mas corta de la losa:

0.580.570.560.560.550.539

0.590.590.590.580.580.588

0.750.740.700.660.610.587

0.760.750.740.720.700.666

0.600.600.600.600.600.605

0.880.840.780.720.660.604

0.800.800.800.800.800.803

0.950.940.930.910.880.802

1.001.001.001.001.001.001

Apoyo

1.51.41.31.21.11.0ε

Ly

Lx

εLy

Lx


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