DISEO SISMORRESISTENTE DE EDIFICIOS DE HORMIGN ARMADOPasado y FuturoShunsuke OtaniRecibido 09 de septiembre 2003, revisada 26 de noviembre 2003

AbstractoEste artculo revisa brevemente el desarrollo del diseo sismorresistente de edificios.La medicin de la aceleracin del suelo se inici en la dcada de 1930, y el clculo de la respuesta fue posible en la dcada de 1940.Espectros de respuesta fueron Diseo formulado a finales de 1950 a 1960.La respuesta no lineal se introdujo en el diseo ssmico en la dcada de 1960 y la capacidad concepto de diseo se introduce generalmente en la dcada de 1970 para la seguridad de colapso.Las estadsticas de averas de con- reforzado edificios de concreto en el desastre de Kobe 1995 demostraron la mejora del rendimiento de los edificios con el desarrollo de metodologa de diseo.Edificios diseados y construidos utilizando metodologa fuera de fecha debe ser actualizado.La ingeniera basada en rendimiento debe enfatizar, especialmente para la proteccin de las funciones del edificio siguiente frecuencia de los terremotos.

1. IntroduccinUn terremoto, causada por un movimiento de la falla en la tierra superficie, los resultados en planta severa agitacin que conduce a la daos y colapso de edificios y civil-infraestructuras, deslizamientos de tierra en el caso de pistas sueltas, y licuefaccin de suelo arenoso.Si se produce un terremoto bajo el mar, el movimiento del agua asociada causa maremotos altos llamados tsunamis.Desastres terremoto no se limitan a estructural daos y lesiones / muerte de personas bajo colapsado estructuras.Fuego se sabe que aumenta el alcance de la desastres inmediatamente despus de un terremoto.La rotura de las lneas de agua reduce la capacidad de lucha contra el fuego en las zonas urbanas reas.Las personas afectadas necesitan apoyo, tales como Medi-tratamiento cal, alimentos, agua potable, alojamiento y la ropa.Servicio contino de los sistemas de lnea de vida, tales como electricidad, gas ciudad, agua potable, lneas de comunicacin y transporte, es esencial para la vida de las personas afectadas.El dao a los viaductos de ferrocarril o carretera, como se ve en la 1995 Kobe desastre del terremoto, puede retrasar la evacuacin y las operaciones de rescate.Es la responsabilidad de los derechos civiles y ingenieros de construccin den a la sociedad con la tecnologa para construir entornos seguros.El hormign armado se ha utilizado para la construccin de edificios desde mediados del siglo 19, primero para algunas partes de los edificios y, a continuacin, para todo el edificio estructura.El hormign armado es una importante construccin material para la infraestructura civil en la sociedad actual.Construccin siempre ha precedido al desarrollo de la metodologa de diseo estructural.Colapso dramtico de los edificios se ha observado despus de cada desastroso terremoto, lo que resulta en la prdida de la vida.Varios tipos de daos han sido identificados a travs de la investigacin de daos y perjuicios.Cada caso de daos ha proporcionado importante informacin con respecto a la mejora del diseo y prcticas de construccin y la atencin se ha dirigido a la prevencin de colapso estructural, para proteger la ocurrencia ocupantes del mismo de la construccin en el siglo pasado.Gracias a los esfuerzos de muchos investigadores pioneros e ingenieros, el estado de la tcnica en resistentes a los terremotos diseo y construccin pueden reducir la amenaza la vida en edificios de hormign armado.La atencin debe ser rgido a la proteccin de las estructuras existentes construido utilizando la vieja tecnologa.La vulnerabilidad de estos estructuras existentes deben ser examinados y ssmicamente estructuras deficientes deben ser adaptados.Uno de los objetivos de investigacin importantes en la actualidad es el desarrollo de la metodologa de diseo de mantener las funciones del edificio despus de los terremotos poco frecuentes, por ejemplo, mediante la aplicacin de con- estructural tecnologa de control.Este artculo revisa el desarrollo del terremoto en ingeniera en relacin con la resistencia del terremoto del edificio y discute los problemas actuales de terremoto la ingeniera relacionada con la construccin de concreto reforzado.2. El desarrollo de la sismologa y geofsicaFenmenos Terremoto deben haber atrado la curiosidad de los cientficos en el pasado.Sofistas griegos antiguos propusieron diferentes hiptesis de las causas de los terremotos.Aristteles(383-322 aC), por ejemplo, relacionados con acontecimientos atmosfricos tales como el viento, truenos y relmpagos, y subterrnea eventos, y explic que los vapores secos y ahumados causados terremotos debajo de la tierra, y el viento, trueno, relmpagos en la atmsfera.La teora de Aristteles se crea a travs de la Edad Media en Europa.El ao 1755 El Terremoto de Lisboa (M8.7), que mat a 70.000, debido en parte a una ola de tsunami, y una serie de terremotos enLondres en 1749 y 1750 atrajo el inters de cientficos.La primera investigacin cientfica sobre el terremoto se cree que los fenmenos que se haya llevado a cabo por Robert Mallet, quien inici la fsico-mecnica investigacin de propagacin de la onda terremoto.l investig los fenmenos del terremoto del 1857, el Terremoto de Npoles, y utiliza esos trminos tcnicos como "Sismologa", "hipocentro", "isosistas," y " camino de onda "en su informe (Mallet, 1862).La medicin de las vibraciones del suelo terremoto debe haber sido un reto para los cientficos.Chan Heng, en 132 dC en China, desarroll un instrumento para detectar terremotos y sealan la direccin del epicentro. Mallet tambin invent un instrumento para registrar la intensidad de movimiento del suelo midiendo la direccin y distancia de una partcula movido por el movimiento.Se hicieron muchos intentos para desarrollar sismmetros (sismgrafos) que podran registrar el movimiento del suelo durante un terremoto.Luigi Palmieri desarroll un sismgrafo electromagntico en 1855. Uno fue instalada cerca del Monte Vesubio, y otro en la Universidad deNpoles.El Ministerio del Interior de Japn adopt Sismmetros de tipo Palmieri en 1875.La primera sociedad sismolgica en el mundo, la Sociedad Sismolgica de Japn, fue fundada en 1880, cuando los profesores de ingeniera de Europa y EE.UU., invitados a la Facultad de Ingeniera de Tokio, estaban interesados en el terremoto de 1880 en Yokohama (M5.5), que caus daos menores en edificios, pero se derrumb una chimenea.John Milne, profesor de Geologa y Minas en la Escuela Superior de Ingeniera, fue el lder en la investigacin cientfica y de ingeniera. Milne, junto con JA Ewing y T. Gray, desarroll un sismmetro de tres direccional moderna en 1881. Importantes hallazgos de investigacin fueron publicados en las transacciones. Por ejemplo, Milne present la obra de Mallet sobre sismologa y Ewing sealo la diferencia entre ondas primarias y secundarias en el movimiento del suelo registrado.La Universidad de Tokio fue rebautizada como la Universidad Imperial en 1886. Kiyokage Sekiya, que trabaj estrechamente con Ewing y Milne, se convirti en el primer profesor de la silla de sismologa en la Facultad de Ciencias. Fusakichi Omori que le sucedi en 1897, particip activamente en la investigacin experimental, as como terica para la mitigacin del desastre del terremoto. La relacin entre los movimientos de fallas y terremotos fue sealado por Grove K. Gilbert, un gelogo de Estados Unidos, que inform en 1872 que los terremotos suelen centran alrededor de una lnea de falla. Movimiento relativo Claro se observ a travs de la Falla de San Andrs despus del 1906 terremoto de San Francisco (Ms 8.3). Este terremoto caus 700 a 800 muertes y destruy 28.188 edificios. La principal fuente de desastre era fuego. Harry F. Reid, profesor de la Universidad Johns Hopkins, present la "Teora del rebote elstico" en 1908 para describir el proceso de un mecanismo terremoto; "... Las fuerzas externas deben haber producido una deformacin elstica en la regin acerca de John Milne, profesor de Geologa y Minas en la Escuela Superior de Ingeniera, fue el lder en la investigacin cientfica y de ingeniera. Milne, junto con JA Ewing y T.Gray, desarroll un sismmetro de tres direccional moderna en 1881. Importantes hallazgos de investigacin fueron publicados en las transacciones. Por ejemplo, Milne present la obra de Mallet sobre sismologa y Ewing sealar la diferencia entre ondas primarias y secundarias en el movimiento del suelo registrado.La Universidad de Tokio fue rebautizada como la Universidad Imperial en 1886. Kiyokage Sekiya, que trabaj estrechamente con Ewing y Milne, se convirti en el primer profesor de la silla de sismologa en la Facultad de Ciencias. Fusakichi Omori que le sucedi en 1897, particip activamente en la investigacin experimental, as como terica para la mitigacin del desastre del terremoto. La relacin entre los movimientos de fallas y terremotos fue sealado por Grove K. Gilbert, un gelogo de Estados Unidos, que inform en 1872 que los terremotos suelen centran alrededor de una lnea de falla. Movimiento relativo Claro se observ a travs de la Falla de San Andrs despus del 1906 terremoto de San Francisco (Ms 8.3). Este terremoto caus 700 a 800 muertes y destruy 28.188 edificios. La principal fuente de desastre era fuego. Harry F. Reid, profesor de la Universidad Johns Hopkins, present la "Teora del rebote elstico" en 1908 para describir el proceso de un mecanismo terremoto; "... Las fuerzas externas deben haber producido una deformacin elstica en la regin acerca de la lnea de fractura, y las tensiones inducidas por tanto, eran las fuerzas que causaron los desplazamientos repentinos, o rebotes elsticos, cuando se produjo la ruptura...." Reid hizo no explicar lo que hace que las fuerzas externas que actan a lo largo de las lneas de falla.La evolucin reciente de la geofsica son fascinantes; especialmente la investigacin sobre la relacin entre la tectnica de placas y los terremotos. Alfred Wegener present la teora de la deriva continental (Wegener, 1915). l proporcion amplia evidencia de apoyo para su teora, como las formaciones geolgicas, fsiles, animales y climatologa. Afirm que una masa nica, llamada Pangea, se desvi y se dividi para formar los continentes actuales. Wegener, sin embargo, no tena un mecanismo convincente para explicar la deriva continental. Exploracin de datos con respecto a la corteza terrestre, especialmente el fondo del ocano, el aumento en la dcada de 1950; por ejemplo, los fsicos estadounidenses M. Ewing y B. Heezen descubri la gran brecha global (la mitad de Ocean Ridge en el Ocano Atlntico). Sobre la base de estos datos de exploracin, H. Hess, profesor de Geologa en la Universidad de Princeton, propuso la teora de la expansin del fondo marino en 1960, que proporcion un mecanismo de apoyo a la deriva continental de Wegener. La tectnica de placas puede describir la acumulacin de tensiones en los lmites de las placas adyacentes o dentro de una placa debido a movimientos de las placas en la superficie de la tierra, que causan terremotos. Principales terremotos ocurren a lo largo de los lmites de las placas tectnicas en movimiento cuando la energa de deformacin, acumulada por la resistencia contra el movimiento entre placas, se libera de repente. Este tipo de terremotos inter-placa se produce repetidamente en un relativamente corto intervalo de 50 a 200 aos. Ssmicamente regiones en blanco, donde la actividad ssmica es tranquila durante algn tiempo a lo largo del lmite de placa tectnica, se identifican como la ubicacin de futuras ocurrencias de terremotos. Sin embargo, no es posible en este momento predecir con precisin el tiempo, la ubicacin y magnitud de los sucesos del terremoto. Otro tipo de terremotos se produce dentro de una placa tectnica cuando el estrs acumulado dentro de una placa por la presin de movimientos de las placas perifricas, excede la capacidad de resistencia de las capas de roca en el fallo. El epicentro es relativamente poco profundo dentro de los 30 km de la superficie terrestre. El fallo en una placa permanece como un punto dbil despus de un terremoto, y los terremotos ocurren repetidamente en el mismo lugar si el estrs se acumula hasta el nivel de fracaso. La ubicacin de muchas fallas activas ha sido identificada por los gelogos, y se toma en cuenta en la elaboracin de un mapa de sismicidad para el diseo estructural. Si un terremoto dentro de la placa se produce cerca de una ciudad, el desastre en las zonas densamente pobladas puede ser significativo. Cabe sealar que este tipo de terremotos intra-placa se produce en un largo intervalo de 1.000 a 3.000 aos. Por lo tanto, es ms difcil de predecir con precisin el tiempo, la ubicacin y magnitud de los terremotos intra-placa.Debemos hacer hincapi en la necesidad de medidas de mitigacin de desastres en la sociedad se centra en la utilizacin ptima de los datos y geofsica.

3. El origen de la ingeniera ssmica

Cabe sealar que Sir Isaac Newton, en 1687 propuso la ley de movimiento en "Philosophia Naturalis Principia Mathematica"; es decir, cuando una fuerza acta sobre una partcula, la aceleracin resultante de la partcula es directamente proporcional a la fuerza. La ecuacin se introdujo para calcular el movimiento de las estrellas en el universo. La ley de la mocin fue presentada en ingeniera por JR d'Alembert que propuso el llamado principio de D'Alembert en su "Trait de Dynamique" en 1743; es decir, el equilibrio de fuerzas puede ser discutido en un problema dinmico mediante la introduccin de una fuerza de inercia ficticio, proporcional a la aceleracin y la masa de una partcula, pero que acta en la direccin opuesta a la aceleracin.John William Strut, tambin conocido como Lord Rayleigh, en su "Teora del Sonido", publicado en 1877, se refiri a la vibracin de un sistema de un solo grado de libertad con amortiguamiento viscoso bajo excitacin armnica, longitudinal, torsin y vibracin lateral de bares, y la vibracin de membranas, placas y lminas. Tal conocimiento no podra ser utilizada en ingeniera ssmica durante muchos aos debido a que la seal de aceleracin en tierra de un terremoto no se midi y porque la ecuacin de movimiento no se poda resolver para una funcin de excitacin arbitraria.

3.1 La intensidad de movimiento de tierraLos ingenieros de terremotos primeros y sismlogos no podan ignorar la importancia de la aceleracin del suelo para estimar las fuerzas de inercia que actan sobre las estructuras durante un terremoto. El sismgrafo, sin embargo, no era capaz de medir la aceleracin del suelo, lo que era ms importante para propsitos de ingeniera. ES Holden (1888), director del Observatorio Lick en California, inform que "Las investigaciones de los sismlogos japoneses han demostrado abundantemente que la destruccin de edificios, etc., es proporcional a la aceleracin producida por el terremoto de choque en s en una masa conectada con la superficie de la tierra.De hecho, en Japn, se hicieron esfuerzos para estimar la aceleracin mxima del suelo durante un terremoto. John Milne y su alumno, Kiyokage Sekiya, estimadas amplitudes mximas de aceleracin del suelo desde el sismgrafo medido (desplazamiento) registros asumiendo movimientos armnicos en 1884. Debido a que las frecuencias dominantes en las seales de desplazamiento y aceleracin eran diferentes, este mtodo tiende a subestimar la aceleracin mxima. Milne (1885) introdujo la ecuacin de Occidente, que se utiliz para estimar la aceleracin mxima del suelo necesario para anular un cuerpo rgido de la anchura y la altura h b adjunta en el suelo utilizando simplemente equilibrio dinmico (Fig. 1);.fig.1donde la aceleracin se expresa como la relacin a la aceleracin gravitacional. Este mtodo se utiliza ampliamente en Japn para estimar la intensidad de los movimientos de tierra de las dimensiones de piedras de la tumba volcados despus de un terremoto.

El 1891 Nohbi Terremoto (M 8,0) caus un dao significativo a continuacin modernas estructuras de ladrillo y mampostera en la Ciudad de Nagoya. Se trata de un terremoto de campo cercano ms grande de la clase que se han producido en Japn. 7273 fueron asesinados en zonas poco pobladas, y 142.177 casas fueron destruidas. Milne y Burton (1891) registraron el desastre. Milne, despus de observar el efecto de la geologa de superficie sobre la tasa de daos, seal que "hay que construir, no slo para resistir tensiones aplicadas verticalmente, pero considerar cuidadosamente los efectos debidos a los movimientos aplicados ms o menos en direccin horizontal." No poda definir la intensidad de las fuerzas laterales que se utilizar en el diseo. El Gobierno japons estableci el Consejo de Investigacin de Desastres Prevencin Ssmica en 1892 para la promocin de la investigacin en ingeniera ssmica y sismologa, y para la aplicacin hallazgos de la investigacin en la prctica. La Sociedad Sismolgica de Japn fue combinado en este ayuntamiento.

3,2 fuerzas ssmicas de diseoSe hicieron las primeras cuantitativas recomendaciones de diseo ssmico despus del 1908 Messina Terremoto en Italia, en el que murieron ms de 83.000 personas. Housner (1984), declar que "El Gobierno de Italia respondi al terremoto de Messina mediante el nombramiento de un comit especial integrado por nueve ingenieros en ejercicio y cinco profesores de ingeniera... M. Panetti, profesor de Mecnica Aplicada en Turn... recomienda que el primera historia ser diseado para una fuerza horizontal igual a 1/12 de peso y las segunda y tercera historias para ser diseados para 1/8 del peso edificio por encima. La altura de los edificios se limitaba a tres historias. El fondo tcnica para esta cuantificacin no est claro, pero es interesante observar que el diseo de las fuerzas ssmicas se definieron inicialmente en trminos de un coeficiente de cizallamiento historia, una proporcin de cizalladura historia a peso por encima, en lugar de un coeficiente ssmico, una relacin de la fuerza horizontal de un piso al peso de la planta.Riki (Toshikata) Sano (1916) propuso el uso de coeficientes ssmicos en el diseo de edificios resistentes a los terremotos.l asumi un edificio para ser rgido y conectado directamente a la superficie del suelo, y sugiri un coeficiente ssmico igual a la aceleracin mxima del terreno normalizado a aceleracin de la gravedad G. Aunque observ que la respuesta de aceleracin lateral podra amplificarse a partir de la aceleracin del suelo con una deformacin lateral de la estructura, ignor el efecto en la determinacin del coeficiente ssmico. Estim la aceleracin mxima del suelo en las reas Honjo y Fukagawa en suelo blando aluvial en Tokio para ser 0,30 G y encima, sobre la base de los daos a casas en el 1855 Ansei-Edo (Tokio) Terremoto, y que en el rea de Yamanote en suelo duro diluvial sea 0,15 G. Sano daos del terremoto tambin discuti con mampostera de ladrillo, acero, hormign armado y las casas de madera y los edificios y los mtodos propuestos para mejorar la resistencia a los terremotos de este tipo de estructuras.

3.3 Mtodos de anlisis estructuralesEstructuras de los edificios son muy estticamente indeterminadas. Acciones y tensiones en un edificio deben ser calculados antes de fuerzas ssmicas se pueden utilizar en el diseo. Estudios fundamentales de estructuras se desarrollaron en el medio del siglo XIX. JC Maxwell en 1864 y O. Mohr en 1874 desarrollaron por separado el mtodo de carga de la unidad para determinar la desviacin de cerchas elsticas y el mtodo de flexibilidad para determinar las fuerzas redundantes en armaduras estticamente indeterminadas. LMH Navier fue el primero en utilizar el mtodo de la rigidez de anlisis en el problema de los dos grados de indeterminacin cinemtica en 1826. El conocido Teorema de Castigliano se presentaba en 1879. La aplicacin del mtodo de la rigidez y el mtodo de desviacin pendiente de prticos planos originado con A. Bendixen en 1914, y tambin fue utilizado por W. Wilson y GA Maney en 1915. Un conjunto de ecuaciones lineales tuvo que ser resuelto antes de la distribucin de momentos poda determinar. El mtodo prctico de anlisis estructural se introdujo ms tarde; el mtodo de distribucin de momento fue presentado por Hardy Cross (1930).Tachu (Tanaka) Naito en la Universidad de Waseda introdujo el mtodo de la pendiente-deflexin en Japn en 1922. l estaba interesado en desarrollar un procedimiento simple para su uso prctico. Naito (1924) analiz una serie de marcos rectangulares bajo fuerzas horizontales para estudiar la rigidez lateral de las columnas y la altura de los puntos de inflexin. Propuso proporciones de distribucin de fuerza lateral (D-valor) de (0.5) columnas interiores (1.0) y exteriores, y para los marcos flexibles (1.0) y muros de corte (8 a 20) y la altura de los puntos de inflexin en las columnas para determinar la flexin momento de la cizalladura conocido. Otra contribucin importante de Naito fue la introduccin de muros de corte en el Banco Industrial de Japn Building (un acero de 8 pisos edificio de hormign armado completado en 1923) como elementos del terremoto resistir. La eficacia de los muros estructurales se demostr en el 1923 Terremoto de Kanto.Mtodo D-valor de Naito de clculo estructural para edificios con estructura de se ampli por K. Muto en la Universidad Imperial de Tokio (Instituto de Arquitectura de Japn, 1933). La rigidez lateral de las columnas se evalu tericamente teniendo en cuenta (a) rigidez a la flexin de la columna, (b) la rigidez de las vigas adyacentes inmediatamente por encima y por debajo de la columna, y (c) las condiciones de apoyo en la base de la columna. Historia de cizallamiento se distribuy a cada columna de acuerdo con su rigidez lateral. La distribucin de momentos de la columna se determin por el cizallamiento de la columna y la altura del punto de inflexin, que fue evaluada teniendo en cuenta (a) la ubicacin relativa de la historia, (b) la rigidez de las vigas adyacentes inmediatamente por encima y por debajo de la columna, ( c) cambios en la rigidez de las vigas adyacentes, y (d) la diferencia de altura entre pisos inmediatamente por encima y por debajo de la columna. La suma de momentos en los extremos de columna en una articulacin se distribuy a los extremos de la viga en proporcin a la rigidez de la viga. Hay varios factores que se prepararon en forma de tabla para el uso prctico.El uso de las computadoras digitales para el anlisis de estructuras estticamente indeterminadas comenz a mediados de la dcada de 1960. La memoria mejorada, el aumento de la velocidad de los clculos y los procesos de entrada-salida, y el uso eficiente de los grficos hacen posible el uso de los ordenadores digitales en las prcticas de diseo estructural de rutina. El mtodo de elementos finitos para el anlisis de estructuras continuo era hecho posible a principios de 1960.

3.4 El diseo ssmico en Derecho Urbanstico Edificio de JapnEl primer cdigo de construccin japonesa, la Ley Edificios Urbanos, fue promulgada en 1919 para regular los edificios y planificacin de la ciudad en seis grandes ciudades. El diseo estructural se especifica en la ley de construccin Reglamento de aplicacin; es decir, la calidad de los materiales, las tensiones admisibles de materiales, conexiones, de refuerzo, que detalla las cargas muertas y vivas, y el mtodo de clculo se especificaron las tensiones, pero el terremoto y viento fuerzas no lo eran. (De trabajo) Permitidos diseo de estrs, por lo que el factor de seguridad para las incertidumbres fue considerado en la relacin de la fuerza a la tensin admisible del material, era de uso comn en este momento en el mundo.

El terremoto de 1923 Kanto (Tokio) (M 7,9) caus daos significativos en las reas de Tokio y Yokohama, matando a ms de 140.000, daando ms de 250.000 casas, y la quema de ms de 450.000 viviendas. Ms del 90 por ciento de la prdida de vidas y los edificios fue causado por el fuego. El dao a los edificios de hormign armado fue relativamente bajo, aunque no hay normativa de diseo ssmico se aplicaron antes del terremoto. Se observ el dao en edificios de hormign armado proporcionadas con (a) tabiques de ladrillo, (b) los pequeos muros de corte, o construido con (c) pobre al armado, (d) la vuelta corta longitud de empalme, (e) las conexiones viga-columna pobres , (f) pobre construccin, o diseado con (g) de configuracin irregular, y (h) pobre fundacin.La Ley de Reglamento de Aplicacin de construccin fueron revisadas en 1924 para exigir el diseo ssmico utilizando coeficientes ssmicos de 0,10 por primera vez en el mundo. De la medicin incompleta de desplazamiento del suelo en la Universidad de Tokio, la aceleracin mxima del terreno se estim en 0,3 G. El esfuerzo admisible en diseo era de un tercio a la mitad de la resistencia del material en las normas de diseo. Por lo tanto, el diseo coeficiente ssmico 0,1 se determin dividiendo la aceleracin del suelo mximo estimado de 0,3 G por thesafety factor de 3 de tensiones admisibles.

3.5 El diseo ssmico in Uniform Building Code EE.UU. La primera edicin del Cdigo Uniforme de Construccin en 1927, un cdigo de modelo en los Estados Unidos publicado por la Conferencia de Funcionarios Edificio Costa del Pacfico, adopt el mtodo de coeficiente ssmico para el diseo estructural de las regiones ssmicas basadas en la experiencia del 1925 en Santa Barbara, California, terremoto. El coeficiente ssmico se vari para las condiciones del suelo entre 0,075 y 0,10; aunque eran conocidos edificios en suelo blando a sufrir dao ms grande, esta era la primera vez para un cdigo de construccin para reconocer la amplificacin del movimiento del suelo por suelo blando.Despus del 1933 Long Beach, California, terremoto, diseo ssmico utilizando un coeficiente ssmico de 0,02 se hizo obligatoria en California por la Ley de Riley, y una mayor seguridad ssmica, utilizando un coeficiente ssmico de 0,10, se convirti en obligatorio para los edificios de las escuelas por la Ley de campo.En 1935 el Cdigo Uniforme de Construccin aprob variaciones en el diseo las fuerzas ssmicas en tres zonas ssmicas, reconociendo los diferentes niveles de riesgo ssmico de una regin a otra.

3.6 El diseo ssmico en el Edificio Ley Uniforme de JapnLa Ley de Normas de Construccin, aplicable a todos los edificios a travs de Japn, fue proclamada en 1950. Las cuestiones tcnicas se indican en la Norma Ley de Ttulo Ejecutivo Edificio (Orden de Gabinete). Horizontal fuerza terremoto Fi a nivel del suelo i se calcul como..(2)donde Z: factor de zona ssmica (0,8 a 1,0), G: el factor de la estructura del suelo (0,6 a 1,0), K: coeficiente ssmico (0.20 a la altura de 16 m y por debajo, incrementado en 0,01 por cada 4,0 m ms arriba), y i W: peso de la historia i incluyendo carga viva por parte inercia terremoto. Factor de suelo-estructura G se vari para las condiciones del suelo y de los materiales de construccin; por ejemplo, para la construccin de concreto reforzado, el coeficiente fue de 0,8 en la roca o el suelo rgido, 0,9 en suelo intermedio y 1,0 en suelo blando. El factor de zona ssmica se bas en el mapa de amenaza ssmica preparado por H. Kawasumi del Instituto de Investigacin Ssmica de la Universidad de Tokio y publicado en 1946.En esta etapa, los investigadores e ingenieros discuten el diseo de edificios resistentes a los terremotos sin conocer la intensidad y caractersticas de los movimientos ssmicos de diseo probable.

4. Acelergrafo y espectro de respuesta

El Instituto de Investigaciones Sismolgicas se estableci en la Universidad de Tokio en 1925, hacindose cargo de las funciones del Consejo de Investigacin de Desastres Prevencin Ssmica. Se hicieron muchos nuevos esfuerzos para comprender los fenmenos del terremoto y tambin para desarrollar la tecnologa para reducir los desastres del terremoto. M. Ishimoto desarroll un acelergrafo en 1931; registros acelergrafo se utilizaron para estudiar el perodo dominante de movimiento del suelo en diferentes sitios, pero no para el clculo de estructura de respuesta.K. Suyehiro, primer director del Instituto de Investigaciones Sismolgicas, fue invitado por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles para dar una serie de conferencias sobre la sismologa ingeniera en universidades de Estados Unidos en 1931 (Suyehiro 1932). Seal la falta de informacin acerca de la aceleracin del suelo terremoto y destac la importancia del desarrollo de acelergrafos para propsitos de ingeniera.En la Encuesta Sismolgico de Estados Unidos Field (ms tarde conocido como el US Coast and Geodetic Survey), establecida en 1932, F. Wenner y HE McComb trabajaron en el desarrollo de la primera fuerte acelergrafo movimiento (modelo Montana) en el mismo ao. Un acelergrafos en el monte Estacin de Vernon mide el movimiento durante el 1933 Long Beach, California, terremoto, pero la amplitud excede la capacidad del instrumento.Registros de aceleracin de fuertes movimientos ssmicos se registraron durante el 1935 Helena, Montana, el terremoto y el 1938 Ferndale, California, terremoto con amplitudes mximas de 0,16 hasta 0,18 G, respectivamente. Los conocidos registros de El Centro se obtuvieron durante el terremoto Valle Imperial 1940. Los registros de El Centro han sido ampliamente estudiados y considerados como registros de aceleracin estndar durante mucho tiempo. Una seal de aceleracin terremoto no es armnica, pero es bastante al azar en la naturaleza, que contiene componentes de alta frecuencia. Por lo tanto las seales de aceleracin son muy diferentes de las seales de desplazamiento en trminos de contenido de frecuencia.MA Biot (1933) del Instituto de Tecnologa de California sugiri en 1933 que la amplitud de la respuesta al terremoto de sistemas simples a impulsos transitorios debe variar con sus periodos naturales, e introdujo el concepto de un espectro de respuesta. Sugiri el uso de un analizador elctrico. Biot (1941), que ms tarde pas a la Universidad de Colombia, desarroll un analizador mecnico (pndulo de torsin) para calcular la respuesta de los sistemas linealmente elsticas a una funcin emocionante arbitraria; el 1935 Helena, Montana, terremoto y los 1.938 registros de terremotos Ferndale, California fueron utilizados para desarrollar la primera espectros de respuesta al terremoto. No amortiguacin se utiliz en el clculo. Propuso que el espectro de respuesta amortiguada alcanz un mximo de 0,2 s con una amplitud mxima de 1,0 G, y decay inversamente proporcional al periodo de sistemas. Seal que las amplitudes de respuesta podran reducirse por el efecto de la histresis de una estructura en un rango inelstico o amortiguacin asociados con la radiacin de energa cintica a la fundacin (K. Sezawa y K. Kanai, 1938).Hallazgo de Biot que la fuerza del terremoto disminuy con el periodo fundamental fue reconocido por primera vez en la ciudad de Los ngeles Cdigo de Construccin en 1943; es decir, el Ci diseo coeficiente ssmico en el piso i se defini como:.. (3)Donde N: el nmero de plantas por encima de la historia en cuestin. El nmero mximo de historias se limita a 13. El requisito tambin indica el aumento de los coeficientes ssmicos con la altura desde el suelo que refleja la forma desviada bajo excitacin dinmica. La edicin 1949 de la UBC especifica diseo similar fuerzas ssmicas de la siguiente manera:.(4)Donde, N: nmero de pisos por encima, Z: ssmica factor de zona, y wi: cargas muertas y vivas a nivel i. El comit conjunto de la seccin de San Francisco de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles y la Asociacin de Ingenieros Estructurales de California del Norte recomend un cdigo modelo en el que los coeficientes ssmicos de diseo se determinaron inversamente proporcional al periodo fundamental estimado de la estructura (Comit Mixto de 1951 ) y la fuerza lateral se distribuye linealmente desde la base hasta la parte superior. El cortante en la base V se define por la siguiente ecuacin:

.(5)donde C: coeficiente cortante basal, W: suma de la carga muerta y viva, y T: periodo natural de un edificio evaluadas por una simple expresin. El efecto del perodo de la amplitud de las fuerzas ssmicas de diseo no se consider en Japn hasta 1981.

5. Sistema de ductilidad

Con el desarrollo de las computadoras digitales en la dcada de 1950 y con la acumulacin de registros de movimientos fuertes, se hizo posible calcular linealmente elstica as como la respuesta no lineal de sistemas estructurales simples bajo fuertes movimientos ssmicos. NM Newmark hizo una contribucin significativa a la ingeniera ssmica y la mecnica estructural, desarrollando en 1959 un procedimiento numrico para resolver la ecuacin de movimiento en las computadoras digitales (Newmark, 1959). Este mtodo se utiliza ampliamente en los programas actuales de anlisis de respuesta.

5.1 Criterios de diseo de NewmarkVeletsos y Newmark (1960) informaron de la relacin entre la respuesta mxima de los sistemas simples linealmente elsticas y elasto-plstico bajo movimientos ssmicos; es decir, para los sistemas linealmente elsticas y elasto-plstico que tiene el mismo perodo inicial, la energa de deformacin almacenada en la respuesta mxima fue comparable en un perodo corto alcance y las amplitudes de desplazamiento mximo de respuesta fueron comparables en un largo perodo de gama. Sobre la base de sus observaciones, Newmark propuso que un solo grado de libertad elstica de plstico del sistema (SDF) que tiene la capacidad de ductilidad (deformacin final dividido por la deformacin de rendimiento) debe ser proporcionado con coeficiente mnimo cortante en la base Cy para resistir una movimiento de tierra que produjo elstica respuesta cortante basal coeficiente Ce; Sistemas de corto perodo.(6) Sistemas de perodo largo (7)El coeficiente de cortante en la base elstica se puede encontrar a partir de los espectros de respuesta lineal elstica de un movimiento ssmico; la trama de respuesta mxima amplitudes con respecto al perodo elstica de sistemas para diferentes factores de amortiguacin. Una estructura podra ser diseado para la resistencia ms pequea si la estructura podra deformar mucho ms all del punto de rendimiento. "Ductilidad" se convirti en una palabra importante en el diseo ssmico y un gran nfasis fue puesto en el desarrollo de los detalles estructurales para mejorar la capacidad de deformacin.Reglas de diseo de Newmark abrieron una nueva direccin en el diseo ssmico, proporcionando un medio para definir la resistencia lateral necesaria para la supervivencia de una estructura. Para la aplicacin de normas precisas de Newmark, plastichinges en un edificio de varios pisos deben ceder el paso simultneo para formar un mecanismo de plstico. El debido cuidado debe ejercerse para la concentracin de la deformacin plstica en localidades limitadas en las que se desarrolla temprano rendimiento durante los terremotos.Blume, Newmark y Corning (1961) escribieron un manual de "clsico" diseo para edificios de hormign armado de varios pisos, publicado por la Asociacin de Cemento Portland. El manual fue el estado de la tcnica en ingeniera ssmica y resistencia ssmica de edificios de hormign armado. El diseo se basa en las recomendaciones 1959 SEAOC en trminos de las fuerzas ssmicas de diseo, pero el diseo de hormign armado se basa en el procedimiento de tensin admisible del American Concrete Institute Building Code 1956; el procedimiento de diseo resistencia ltima fue tratado como mtodo alternativo en el cdigo. Cabe sealar que el manual discute la ventaja de los sistemas de fuerte columna dbil de haz. Se discuti la evaluacin de resistencia, ductilidad y la absorcin de energa de elementos de hormign armado, elaborando en cuestiones como la relacin momento-curvatura de las secciones a fracaso, el efecto de la armadura longitudinal de compresin y confinando el refuerzo de la capacidad de deformacin, la interaccin de ltimo momento y axial la fuerza, y el efecto de carga invertida. Los buenos datos de refuerzo fueron sugeridas para mejorar la ductilidad y la absorcin de energa.Los estudios sobre la respuesta al terremoto de sistemas estructurales se desaceleraron en Japn durante y despus de la Segunda Guerra Mundial. Como las condiciones econmicas estabilizaron y mejoraron durante y despus de la Guerra de Corea (1950-1953), fueron puestos a disposicin de las comunidades de investigacin de algunos fondos de investigacin. El Comit Fuerte Acelergrafo Motion (SMAC) se form en 1951 y desarroll una serie de sismmetros de tipo SMAC que se instalaron en todo el pas. El fuerte terremoto Respuesta Anlisis Computer (SERAC) fue construido en la Universidad de Tokio (Fuerte Terremoto Comit de Anlisis de Respuesta, 1962) bajo la direccin de K. Muto. Este fue un ordenador analgico elctrico capaz de calcular la respuesta elasto-plstico de hasta un sistema de resorte de cinco masa. Esta computadora analgica fue sustituida como el resultado del desarrollo de las computadoras digitales aproximadamente cinco aos ms tarde, pero produjo informacin til sobre la respuesta al terremoto no lineal de sistemas de varios grados de libertad, los datos que sean de inters para la construccin de edificios de gran altura en un pas propenso terremoto como Japn. La reduccin de las fuerzas ssmicas de diseo que dependen de la ductilidad no fue considerada en Japn hasta 1981.

5.2 efecto no lineal en el Cdigo SEAOCEl Comit Sismolgico de la Asociacin de Ingenieros Estructurales de California (SEAOC) public un cdigo modelo de diseo ssmico en 1957, que fue aprobado formalmente en 1959 (Comit de Sismologa, 1959). El cdigo representado el estado de la tcnica en la ingeniera ssmica en el momento. El mnimo base de clculo a cortante V para edificios se expresa como:.(8)Donde el factor fuerza horizontal K: el tipo de sistemas estructurales, y W: el peso de un edificio. Coeficiente ssmico C es inversamente proporcional a la raz cbica del perodo fundamental T de estructuras, pero est limitado a 0,10;.(9)El cdigo reconocido diferente rendimiento de los sistemas estructurales durante un terremoto. Factor de fuerza Horizontal K fue de 1,33 para los edificios con un sistema de caja, and0.80 para edificios con un completo sistema de arriostramiento horizontal capaz de resistir todas las fuerzas laterales. Este ltimo sistema inclua un momento resistente marco de espacio que, cuando se supone que actuar de forma independiente, era capaz de resistir un mnimo de 25% de la fuerza lateral total requerida. K fue de 0,67 para los edificios con un momento resistente estructura espacial que cuando se supone que actan independientemente de cualquier otro elemento ms rgidos era capaz de resistir 100% del total de las fuerzas laterales requeridos en el marco solo, y 1,0 para el resto de sistemas de estructuras de construccin.El comentario del cdigo SEAOC 1967 declar explcitamente que "... las estructuras diseadas de conformidad con las disposiciones y principios enunciados en ella, deberan ser capaces de:1. Resistir sismos menores sin daos;2. Resistir sismos moderados sin dao estructural, pero con algunos daos no estructurales;3. Resistir grandes terremotos, de la intensidad de la gravedad de los ms fuertes con experiencia en California, sin colapso, pero "con algunos estructurales, as como daos no estructurales.Este concepto ha sido generalmente aceptado por los investigadores y los ingenieros en el mundo.La Figura 2 muestra esquemticamente el rendimiento esperado de un edificio en movimientos ssmicos. El nivel de resistencia lateral mnima debe ser determinado (a) para controlar el mantenimiento de los edificios de movimientos ssmicos de menor importancia, pero ms frecuentes y (b) para proteger la vida de los ocupantes mediante la limitacin de la deformacin no lineal de muy raras pero mximos movimientos ssmicos probables. Los elementos arquitectnicos, tales como muros cortina no estructural, particiones e instalaciones mecnicas, deben ser protegidos por el uso continuado de un edificio despus de los terremotos ms frecuentes. Cabe sealar que la estructura de mayor resistencia no sufre daos de los terremotos poco frecuentes, mientras que la estructura de baja resistencia sufre algn dao estructural y dao no estructural asociado, que debe ser reparado antes de que se reanude el uso.El cdigo 1966 SEAOC asigna implcitamente ductilidad esperada de un edificio de acuerdo con su sistema de encuadre, y la variacin mucho mayor fue adoptada en factor de fuerza horizontal K. Ms estrictos requisitos que detallan estructurales fueron especificados para los sistemas de montaje siguiendo un pequeo factor de fuerza horizontal.

5.3 diseo por tensiones admisibles de resistencia final

Fig. 2 Los objetivos de desempeo de la construccin.

DiseoLa limitacin del procedimiento de diseo por tensiones admisibles en funcin del factor de seguridad de materiales solo se observ poco a poco; por ejemplo, (a) la consecucin de la resistencia del material en una localidad no condujo a la falta del elemento estructural, (b) el margen de seguridad en el fracaso despus de tensiones en la seccin llegaron a la tensin admisible vari con la cantidad de refuerzo, (c ), incluso despus de la consecucin de la fuerza miembro, algunos miembros podran seguir apoyando a la carga aplicada con deformacin plstica, (d) los niveles de dao aceptables puedan variar con la importancia de los miembros y con los diferentes incertidumbres de las condiciones de carga; por ejemplo, cargas muertas y vivas.El Architectural Estndar Japn, que se public en 1947, propone dos niveles de tensiones admisibles para el clculo estructural; es decir, uno para la carga permanente y el otro para la carga extraordinaria. Muchas tensiones admisibles ms grandes se han especificado para la carga extraordinaria con el correspondiente aumento de la amplitud de las fuerzas de diseo. Se hicieron esfuerzos similares en Europa durante la Segunda Guerra Mundial.La resistencia a la rotura de elementos de hormign armado se ha estudiado ampliamente en los aos 1950 y 1960. Resistencia a la flexin de los elementos de hormign armado con y sin cargas axiales se pudo estimar con razonable certeza. Se identificaron algunos modos de fallo y frgiles tales modos deban evitarse en el diseo, ya sea mediante el uso de altas fuerzas de diseo o mediante el uso de bajo factor de reduccin de la capacidad. Variacin estadstica de resistencias de los materiales en la prctica y amplitudes de las cargas, la fiabilidad de las evaluaciones de fuerza, consecuencia del fracaso miembro se consideraron en el factor de carga y formato factor de reduccin de la capacidad. El American Concrete Institute (1956 y 1963) adopt el procedimiento de diseo de resistencia a la rotura como procedimiento alternativo al actual diseo por tensiones admisibles en 1956, y luego cambi a partir del diseo por tensiones admisibles para el diseo resistencia ltima en 1963. El Euro-Internacional Comit de hormign (1964), fundada en 1953, trat a los problemas de diseo de manera probabilstica ms riguroso y recomend diseo estados lmites sobre la base de la resistencia a la rotura de los miembros.

6. anlisis de la respuesta no lineal de edificios

Con el conocimiento para estimar la resistencia final de elementos de hormign armado, se investig el comportamiento en inversiones de carga. La respuesta de las secciones de hormign armado bajo momento alterna fue calculada por Aoyama (1964); el efecto de refuerzo longitudinal en el comportamiento de histresis se demostr. El anlisis de la respuesta de hormign armado bajo inversiones de carga es difcil porque la relacin fuerza-deformacin vara con la historia de carga y porque el dao se extiende a lo largo del miembro.

6.1 anlisis de la respuesta no lineal terremoto de edificiosCon una acumulacin de datos experimentales en el laboratorio, las relaciones resistencia-deformacin ms realista, comnmente conocidos como modelos de histresis, se formularon para los miembros estructurales; por ejemplo, el modelo de Clough (Clough y Johnston, 1966) y el modelo de Takeda (Takeda et al. 1970). Se estudiaron los modelos matemticos para representar la distribucin de los daos de un miembro. Mtodos para calcular la respuesta al terremoto no lineal de estructuras fueron desarrollados por Clough et al. (1965) y Giberson (1967). Modelo de un componente de Giberson, en el que se asumi toda deformacin inelstica a concentrarse en los extremos miembros, es de uso comn en el anlisis de respuesta al terremoto. Software de computadora de propsito general fue desarrollado por muchos investigadores; por ejemplo DRENAJE programa 2D por Powell en 1973.La primera tabla sacudida estadounidense se instal en 1967 en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, y ms tarde en la Universidad de California en Berkeley. Takeda et al.(1970) probaron columnas de hormign armado en el simulador de terremotos Illinois y demostraron que la respuesta no lineal de las columnas de hormign armado bajo excitacin terremoto podra ser simulada de forma fiable si se utiliz una relacin fuerza-deformacin realista en el anlisis. Otani y Sozen (1973) probaron tres pisos de un bastidor reforzado marcos de hormign y demostr que la respuesta de tales marcos podra ser simulada con el uso de modelos de histresis miembro y distribucin daos fiables.Es tcnicamente difcil de probar miembros estructurales bajo condiciones dinmicas en un laboratorio. La velocidad de carga es conocida por influir en la rigidez y la resistencia de diversos materiales. Mahin y Bertero (1972) informaron de los resultados de prueba dinmica de los miembros de hormign armado como sigue: (a) altas velocidades de deformacin aumentaron la resistencia inicial de rendimiento, pero causaron pequeas diferencias en cualquiera de rigidez o resistencia en los ciclos posteriores en las mismas amplitudes de desplazamiento; (B) Sin efecto tipo tensin en la resistencia disminuy con el aumento de la deformacin en un rango de endurecimiento por deformacin; y (c) no se observaron cambios sustanciales en la ductilidad y la capacidad total de absorcin de energa. Por lo tanto, el efecto de la velocidad de deformacin fue juzgado para ser pequeo en el caso de la respuesta terremoto.A gran escala de siete pisos edificio de hormign armado con una pared estructural fue probada usando el mtodo computarizado en lnea pseudo-dinmico de pruebas en el Instituto de Investigaciones sobre la Construccin del Ministerio de la Construccin en 1980, como parte de la investigacin cooperativa entre Estados Unidos y Japn utilizando la prueba grande instalaciones. Especmenes miembros y sub-ensamblaje fueron probados antes de la muestra a gran escala. Cuando toda la informacin relativa a los miembros y los resultados de pruebas a escala real se examin detenidamente en la formulacin de un modelo matemtico, la respuesta estructural, as como miembro total calculado se mostr de acuerdo bien con la respuesta observada con el estado de la tcnica en el momento (Otani, et al. 1985).

6.2 El diseo ssmico en el ATC-03Cuando el trabajo de revisin de la SEOC 1959 se inici en el ao 1970, el 1971 San Fernando, California, terremoto golpe reas suburbanas de Los ngeles, causando importantes daos a los edificios del hospital. Se reconoci que el potencial de los principales daos aumenta terremotos con el aumento de la poblacin y la densidad urbana. El Consejo de Tecnologa Aplicada (ATC) inici un proyecto para elaborar disposiciones de diseo ssmico tentativos pero integrales en 1974 en virtud de contratos de investigacin con la Fundacin Nacional de la Ciencia y la Oficina Nacional de Normas en los EE.UU. El primer documento exhaustivo diseo ssmico se redact en 1976 sobre la base de terremoto moderna principios de ingeniera (Applied Technology Council, 1978). Muchos se introdujeron nuevos conceptos; por ejemplo, (a) la intensidad del movimiento ssmico ms realistas, (b) el efecto de los terremotos distantes en largo perodo edificios, los factores (c) reduccin de respuesta de acuerdo con la dureza y amortiguacin en el rango inelstico, (d) la introduccin de grupos de exposicin de riesgos ssmicos, y (e) las categoras de desempeo ssmico.Intensidades de tierra e ndices ssmicos fueron definidas por la aceleracin mxima del terreno y la aceleracin pico efectiva velocidad relacionada en el sitio de construccin.Se definieron tres grupos de exposicin de riesgos ssmicos.Grupo III edificios que dispongan de instalaciones esenciales que son necesarios para la recuperacin post-terremoto, deben tener la capacidad de funcionar durante e inmediatamente despus de un terremoto. Edificios del Grupo II tienen un gran nmero de ocupantes o ocupantes de movilidad restringida. Grupo I edificios son todos los dems edificios que no pertenecen al grupo III o del Grupo II. Deriva de piso admisible se ha especificado para el grupo de exposicin de riesgo ssmico para controlar el nivel de dao (relacin deriva permitida es de 0,01 para el grupo III, y 0,015 para los grupos II y I).Una categora de comportamiento ssmico se asigna a cada edificio. El procedimiento de anlisis, se especifica el diseo y los requisitos que detallan para la categora de desempeo ssmico. Procedimiento de fuerza lateral equivalente y procedimiento de anlisis modal se esbozaron en el documento. El cortante en la base de diseo V de un edificio en el procedimiento de fuerza lateral equivalente se define como:.(10)donde W: carga de gravedad total del edificio, Av: aceleracin pico efectiva velocidad relacionada, S: Coeficiente de perfil del suelo (1.0 para suelo duro, 1,2 para el suelo intermedio y 1,5 para el suelo blando), R: coeficiente de disipacin de (4.5 para reforzado sistema de muro de hormign, 5,5 para la construccin de sistema de estructura con muros de corte, 7,0 de momento hormign armado resistir el cuadro y el 8.0 para el sistema dual con muros de corte), y T: perodo fundamental del edificio. La deflexin de un edificio se calcula primero como deformacin elstica bajo las fuerzas ssmicas de diseo, y luego se multiplic por el factor de amplificacin, que era ligeramente menor que el factor de modificacin de la respuesta. Interaccin suelo-estructura debe ser considerada en la determinacin de las fuerzas ssmicas de diseo y el desplazamiento del edificio correspondiente.El concepto de ATC03 se ampli y adoptado en el Cdigo Uniforme de Construccin.

7. Nuevos conceptos de diseo ssmico

Diseo por resistencia ltima se refiere a la resistencia a la rotura de los elementos estructurales, pero no representa la resistencia a la rotura de un sistema estructural. El logro de la resistencia final en unos pocos miembros no conducir al colapso de la estructura. Concepto de diseo, basado en la formacin de ms explcito de un mecanismo de colapso como la fuerza de un sistema estructural, surgi a mediados de la dcada de 1970. Aunque se supone que la respuesta inelstica de los elementos estructurales en el diseo, la deformacin elstica de los miembros no se estima de forma realista en el anlisis estructural. Procedimientos de diseo recientes en el mundo consideran respuesta inelstica de los elementos estructurales de manera explcita.

7.1 Capacidad de diseoUn procedimiento de diseo integrado llamado capacidad de diseo fue desarrollado para edificios de hormign armado en Nueva Zelanda bajo el liderazgo de T. Paulay (Paulay, 1970). La filosofa de diseo de la capacidad es un concepto de diseo general, para darse cuenta de la formacin de un mecanismo de rendimiento previsto.(1) la resistencia requeridaEl nivel requerido de resistencia de fuerza horizontal se determinar tomando en consideracin, (a) las caractersticas del movimiento del suelo intensidad mxima prevista en la obra, y (b) la deformacin aceptable en regiones bisagra rendimiento esperados de una estructura.(2) Mecanismo de rendimiento deseadoEl mecanismo fuerte columna dbil viga ha sido preferido por muchos ingenieros estructurales; es decir, un marco de momento resistente desarrolla rendimiento bisagras en el extremo de las vigas y en la base de las columnas primera pisos y paredes estructurales para formar mecanismo de colapso (Fig. 3). La energa de entrada terremoto puede disiparse rpidamente por la grasa y la histresis estable de vigas rendimiento de flexin. Para un desplazamiento dado de una estructura, la demanda de ductilidad en rendimiento bisagras en la estructura fuerte columna dbil de haz es mnima debido a deformaciones plsticas se distribuyen uniformemente por toda la estructura. Tambin es cierto que la capacidad de deformacin es razonablemente grande en elementos de viga donde no acta ninguna fuerza axial; Por otra parte, la formacin de una bisagra de plstico en la base de la columna de la primera historia no es deseable debido a gran capacidad de deformacin es difcil de desarrollar en la localidad debido a la existencia de alta carga axial. Algn momento resistente adicional debe ser proporcionada en la base de las primeras columnas de la historia para retrasar la formacin de rendimiento de la bisagra. Mecanismo de historia local, como se muestra en la Fig. 3 Se debe evitar, pero menor rendimiento de algunas columnas en una historia debe tolerar, siempre y cuando la columna puede soportar la carga de la gravedad.

Mecanismo de fuerte columna dbil viga Mecanismo de historia localFig. 3 mecanismos de dbil -viga slida-columna.

(3) Resistencia al rendimiento bisagrasUn anlisis no lineal (comnmente conocido como anlisis de sobre impulso) bajo montonamente crecientes fuerzas laterales se lleva a cabo hasta que el mecanismo de rendimiento previsto (normalmente la fuerte columna mecanismo de rendimiento dbil de haz) desarrolla el dao aceptable a regiones crticas. La distribucin de la fuerza lateral se toma similar a la primera forma del modo. La contribucin de los modos ms altos se debe considerar, especialmente en la respuesta de desplazamiento de edificios de gran altura, en la seleccin del patrn de distribucin de fuerzas laterales para edificios de gran altura. La resistencia en el mecanismo de formacin de rendimiento debe ser mayor que la resistencia requerida.(4) La garanta de mecanismo rendimiento previstoA fin de asegurar el mecanismo de rendimiento planeado durante un terremoto, resistencia adicional debe ser proporcionado en la regin donde no se desea rendimiento y contra los modos frgiles no deseados de fallo, como la insuficiencia de cizallamiento y el fracaso divisin de enlace a lo largo del refuerzo longitudinal. Los miembros y las regiones que no forman parte del mecanismo de rendimiento planeado deben ser protegidos de la accin calculada en el anlisis paso a paso por las siguientes razones:(A) distribucin de la fuerza horizontal durante un terremoto puede ser significativamente diferente de la asumida en el anlisis paso a paso debido a la contribucin modo superior;(B) la resistencia del material real en el rendimiento esperado de la bisagra pueden ser mayores que la resistencia del material utilizado en el diseo nominal; por lo tanto, las acciones en pases no miembros de rendimiento se pueden aumentar en la formacin de un mecanismo de rendimiento con una mayor resistencia en cada bisagra rendimiento;(C) la contribucin adicional de refuerzo de la losa a la resistencia a la flexin de una viga con una deformacin; es decir, la anchura de losas eficaz para la resistencia a la flexin de una viga de rendimiento se vuelve ms amplia, con un ensanchamiento de las grietas de flexin en la seccin crtica;(D) Bidireccional movimiento ssmico se desarrolla mayores acciones en elementos verticales que movimiento ssmico unidireccional normalmente asumido en un diseo estructural; y(E) La cantidad real de refuerzo puede aumentarse de la cantidad necesaria por razones de construccin. El nivel de resistencia adicional se debe determinar en el desarrollo de los requisitos de diseo utilizando una serie de respuesta no lineal anlisis de los edificios tpicos bajo movimientos ssmicos crebles.(5) LimitacinCuando la supervivencia de una estructura en virtud de un movimiento ssmico severo es el objetivo de diseo, el diseo fuerte columna dbil de haz es probablemente la ms deseable. Sin embargo, cabe sealar que el mecanismo de fuerte columna dbil de haz requiere un nmero significativo de localidades para ser reparado despus de un terremoto. Este es el problema despus de un sismo de mediana intensidad poco frecuente; es decir, la reparacin del dao y rendimiento asociado a muchas localidades resulta en un costo significativo para un uso continuado.

7.2 Para 1981 Aplicacin de la ley de construccin estndar El Ministerio de Construccin de Japn organiz un proyecto de desarrollo tcnico integral titulado "Desarrollo de Nuevo Diseo Sismorresistente (1972-1977)." El orden de aplicacin de la Ley de Normas de Construccin fue revisado en julio de 1980, siguiendo las recomendaciones del proyecto de desarrollo y se hizo cumplir a partir de junio de 1981. A continuacin se enumeran los principales puntos de revisin.(1) El diseo y construccin de un edificio se hace posible de hasta 60 m de altura; el diseo y construccin de edificios ms altos de 60 m deben ser aprobados por el Ministro de la Construccin,(2) Requisitos adicionales se introdujeron en el clculo estructural; (A) historia de deriva, el factor de rigidez y el factor de excentricidad bajo diseo fuerzas ssmicas, (b) examen de cizalladura historia de la capacidad a resistir la formacin de un mecanismo de colapso bajo fuerzas laterales, (c) procedimientos sencillos alternativos para edificios con abundante cizallamiento lateral resistir la capacidad,(3) Se especificaron las fuerzas ssmicas de diseo (a) por cizallamiento historia en lugar de fuerzas horizontales, (b) la capacidad como una funcin del perodo fundamental de la estructura, (c) en dos niveles (diseo tensin admisible y el examen de cizalladura historia resistir), y (d) tambin para las estructuras subterrneas, y(4) Resistencia de materiales se introdujo para el clculo de la resistencia de elementos ltimo en la estimacin de cizalla historia resistir capacidad.(1) Diseo de cizalla historia elsticaLa ssmica (respuesta elstica) coeficiente de cizallamiento historia Ci se calcula:(11)Cuando, Z: Factor de zona ssmica (0,7 a 1,0 en Japn), Rt: vibracin factor caracterstico, Ai: factor que representa la distribucin vertical del coeficiente ssmico historia de cizallamiento, Co: coeficiente bsico cortante basal (0,2 para el diseo por tensiones admisibles convencional y 1.0 para el examen de la capacidad de resistencia a la cizalladura historia). La vibracin factor caracterstico Rt representa la forma de diseo espectro de respuesta de aceleracin:(12)donde, Tc: tiempo dominante del subsuelo (0,4 s para la arena dura o el suelo de grava, 0.6 s para otra tierra y 0,8 s para aluvin que consiste principalmente en suelos blandos orgnicos u otros); T: perodo natural del edificio. El periodo natural de un edificio de hormign armado se puede estimar mediante la siguiente expresin simple:(13)donde, H: altura total en m. El coeficiente de Ai define la distribucin del esfuerzo cortante historia del diseo a lo largo de la altura de un edificio:(14)

donde yai = Wi / W1, Wi: total de cargas muertas y vivas anteriores historia i, y W1: Total de cargas muertas y vivas del edificio.

(2) Requisitos de Facilidad de servicioFuerzas ssmicas convencionales son la fuerza cortante elstico historia del diseo utilizando el estndar cortante basal coeficiente C0 de 0.20. El estrs en los miembros estructurales bajo cargas de gravedad y las fuerzas ssmicas convencionales no debe exceder la tensin admisible de los materiales. El ngulo de la historia deriva bajo las fuerzas ssmicas convencionales debe ser no ms de 1/200 de la altura de la historia y el lmite deriva de piso se puede aumentar a 1/120 si el dao de la estructura y los elementos no estructurales se puede controlar.

(3) Requisitos de resistenciaCada historia de un edificio debe conservar una cizalla historia resistir capacidad superior a la cizalla historia requerida resistir capacidad Qun se define a continuacin:(15)donde, Ds: factor caracterstico estructural, lo que representa la ductilidad de articulacin miembros de la historia, de Fez: factor de configuracin estructural, que representa la distribucin de la rigidez y la masa en una historia, Ci: coeficiente de cizallamiento historia, y Wi: total cargas muertas y vivas por encima de historia i.Factor caracterstico estructural Ds, un factor de reduccin de la resistencia requerida de corte de diseo elstico, se puede definir para cada historia, teniendo en cuenta el grado de deformacin de la articulacin miembros en la formacin de un mecanismo de rendimiento. El rango de deformacin se define por (a) relacin de la tensin de cizallamiento a la resistencia del hormign, (b) relacin de refuerzo a la traccin, (c) proporcin de tensin axial a la resistencia del hormign, y (d) lapso de cizallamiento para relacin de profundidad. Factores caractersticos estructurales de edificios de hormign armado varan de 0,30 para las estructuras dctiles a 0,55 para las estructuras no dctiles.Factor de configuracin estructural Fes considera la distribucin de la rigidez a lo largo de la altura de la estructura y tambin la excentricidad del centro de masa con respecto al centro de rigidez en un piso. El factor de configuracin estructural se calcula como el producto de factores Fs y Fe que representan la irregularidad de la distribucin de la rigidez en la altura y la excentricidad en planta, respectivamente, como se indica a continuacin:(16)

7.3 Mtodo del espectro de capacidadEl nuevo procedimiento de diseo estructural se introdujo en el Edificio Norma Ley de ttulo ejecutivo existente en 2000 para la evaluacin y verificacin del rendimiento (respuesta) en un determinado conjunto de estados lmite bajo (a) cargas de gravedad, (b) las cargas de nieve, (c) viento y (d) las fuerzas del terremoto. Adems, las especificaciones estructurales fueron prescritas para el mtodo de clculo estructural, el control de calidad de construccin y materiales, la durabilidad de los edificios, y el rendimiento de los elementos no estructurales. (1) los estados lmite de DiseoEl rendimiento de un edificio se examina en los dos estados lmite bajo dos niveles de movimientos ssmicos de diseo; es decir, (a) estado lmite de dao a la iniciacin y (b) estado lmite de seguridad humana.Las propiedades deben ser protegidos bajo la carga de gravedad normal y en eventos que pueden ocurrir ms de una vez en la vida til del edificio; es decir, el dao se debe evitar en marcos estructurales, miembros, materiales de acabado interior y exterior en eventos con periodos de retorno de 30 a 50 aos. Se alcanza el estado lmite de dao a la iniciacin cuando se alcanza la tensin admisible de los materiales en cualquier miembro o cuando la deriva de piso llega a 0,5 por ciento de la altura de piso en cualquier historia. El perodo elstica inicial se utiliza para una estructura. Las tensiones admisibles de hormign y el refuerzo de dos tercios nominal resistencia a la compresin y producen estrs, respectivamente.Para la proteccin de la vida humana, no hay historia del edificio se derrumbase, incluso bajo condiciones de carga extraordinarios, como un evento con un perodo de retorno de varios cientos de aos. Se alcanza el estado lmite de seguridad de la vida cuando la estructura no puede sostener las cargas de gravedad del diseo en una historia bajo deformacin horizontal adicional; es decir, cuando un miembro estructural ha alcanzado su mxima capacidad de deformacin. La deformacin mxima de un miembro debe ser calculado como la suma de flexin y cortante deformaciones del miembro y la deformacin resultante de la deformacin en la conexin con los elementos adyacentes.(2) las fuerzas ssmicas de diseoEl espectro de aceleracin de respuesta ssmica de diseo SA (T) de la superficie libre movimiento del suelo en un factor de amortiguacin 5% se representa como sigue; (17)donde Z: factor de zona ssmica, Gs (T): factor de amplificacin por la geologa de superficie, (T) S0: respuesta espectral de ordenadas aceleracin del movimiento del suelo en lecho de roca de ingeniera expuesta, y T: perodo de un edificio expresado en segundos en el estado daado. El factor ssmico de zona Z evala la diferencia relativa en las intensidades previstas de movimiento de tierra. Dos niveles de movimiento del suelo se definen; es decir, (a) terremoto grande: el movimiento ms grande en 500 aos, y (b) terremoto Intermedio: 10a movimiento ms grande en 500 aos. El espectro de respuesta de aceleracin se especifica en el lecho de roca de ingeniera expuesto. El espectro de diseo S0 (T) en el lecho de roca de ingeniera expuesta est dada por la figura. 4 para el estado lmite de seguridad de la vida: El espectro de diseo para el estado lmite de dao a la iniciacin es que ser reducido a una quinta parte del espectro para el estado lmite de seguridad humana.El movimiento ssmico de un terremoto se ve afectado significativamente por la geologa de superficie. La amplificacin no lineal del movimiento del suelo por la geologa de superficie se evala utilizando los datos geolgicos en el lugar y un modelo de cizalla-resorte multi-masa lineal equivalente. Los factores de reduccin del mdulo de corte y los factores de amortiguacin se especifican para suelos cohesivos y arena en los distintos niveles de tensin de cizalla.

Fig. 4 Diseo espectro de respuesta de aceleracin terremoto del lecho de roca expuesta ingeniera para el estado lmite de seguridad humana.

(3) Espectro de demandaEl espectro de diseo se transforma en " Espectro de demanda " por el trazado de un diagrama con la aceleracin diseo espectral (T, h) en el eje vertical y espectral SD de desplazamiento (T, h) en el eje horizontal (Fig. 5). Cuando un amortiguamiento viscoso de un sistema lineal es pequea, el desplazamiento espectral de respuesta es aproximada por la siguiente expresin: (18)Espectro de demanda de un coeficiente de amortiguamiento heq equivalente puede obtenerse mediante la reduccin de las ordenadas de aceleracin y desplazamiento espectrales en 0,05 factor de amortiguamiento por el siguiente factor Fh;

Fig. 5 Formulacin del espectro de la demanda de movimiento de diseo ssmico.

(19)El factor de amortiguacin vara en funcin de la cantidad de dao en los miembros constitutivos de una estructura.

(4) Espectro de CapacidadUna estructura de edificio de varios pisos se reduce a un sistema equivalente de un solo grado de libertad (SDF) con los resultados de un anlisis esttico no lineal bajo cargas de gravedad de amplitud constante y monotnicamente fuerzas horizontales crecientes (a menudo llamado un "anlisis paso a paso") . La forma desviada del anlisis paso a paso se supone que representa la forma de primer modo de oscilacin.Si una estructura responde en el primer modo al movimiento del suelo que tiene aceleracin espectral SA (T1, h1) y el desplazamiento SD (T1, h1) en el periodo de primer modo de T1 y el factor de amortiguamiento h1. Para el vector forma del modo normalizado para el desplazamiento de nivel de techo, el techo de desplazamiento mximo R1max D y el mximo cortante en la base primero en modo VB1max se calculan como sigue:. (20). (21)donde M1: masa modal efectiva, y 1: factor de participacin primer modo... (22). (23)donde {}1: primer modo de forma vectorial, [m]: piso agrupado matriz de masa (matriz diagonal), y {1}: vector con elementos de la unidad.La aceleracin espectral SA (T1, h1) y el desplazamiento SD (T1, h1) requerido para desarrollar cizallamiento base mxima VBmax, y el desplazamiento del techo DRMAX de una estructura pueden ser definidos como sigue: (24). (25)Una estructura se supone para responder elsticamente al movimiento del suelo usando la rigidez secante y factor de amortiguamiento equivalente definido en el desplazamiento mximo cortante en la base y el techo. Para cada punto en el desplazamiento relacin base de cizallamiento-techo de una estructura bajo montonamente crecientes fuerzas horizontales, la aceleracin y desplazamiento correspondiente ordenadas espectrales SA (T1, h1) y SD (T1, h1) se pueden representar como se muestra en la Fig. 6. La relacin se llama el "espectro de la capacidad" de la estructura.

Fig. 6. Capacidad espectro usando aceleracin espectral SA (T) y desplazamiento SD (T).

(5) coeficiente de amortiguamiento equivalenteUn coeficiente de amortiguamiento viscoso eq h equivalente a un estado de dao se define igualando la energa disipada por histresis de un sistema no lineal y la energa disipada por un amortiguador viscoso de un sistema linealmente elstica bajo resonante de vibracin de estado estacionario:.(26)Donde W: la energa de histresis disipada por un sistema no lineal durante un ciclo de oscilacin, y W: energa de deformacin elstica almacenada por un sistema linealmente elstico en la deformacin mxima (Fig. 7). Para el estado lmite de dao de iniciacin, un coeficiente de amortiguamiento constante de 0,05 se prescribe porque el estado de una estructura sigue siendo linealmente elstico en esta etapa. El coeficiente de amortiguamiento equivalente debe reducirse eficazmente para correlacionar la respuesta mxima de un sistema lineal equivalente y un sistema no lineal bajo terremoto de excitacin aleatorio.

Fig. 7 relacin viscoso equivalente de amortiguacin para la disipacin de la energa de histresis.

FIG. 8 espectros de demanda y el espectro de capacidades a la iniciacin de daos y estados lmite de seguridad de vida.

(6) El juicio RendimientoEl rendimiento de una estructura bajo un movimiento ssmico de diseo dado se examin comparando el espectro de la capacidad de la estructura y los espectros de la demanda de movimientos ssmicos de diseo evaluado para factores de amortiguacin equivalentes a los dos estados lmite. Aceleracin espectral de una estructura en un estado lmite debe ser mayor que la aceleracin correspondiente del espectro de demanda utilizando el coeficiente de amortiguamiento equivalente.

8. Lecciones aprendidas de terremotosIngeniera ssmica no es una ciencia pura, pero se ha desarrollado a travs de la observacin de la insuficiencia de las estructuras durante sismos. El nico objetivo de la ingeniera ssmica ha sido la de no repetir los mismos errores en el caso de futuros terremotos.Esta seccin revisa la observacin de los daos de la construccin hecha por el hombre, con nfasis en el dao a los edificios de hormign armado. Esos defectos encontrados en las construcciones existentes deben ser identificados mediante la evaluacin de la vulnerabilidad y reequipar para la seguridad en caso de terremotos futuros.8.1 El dao estructural asociado a fallas del sistemaPatrones de fallas similares de los edificios se han observado en varias ocasiones en la investigacin de los daos del terremoto pasado. Los requisitos de diseo se han modificado o agregado para la proteccin de nueva construccin. Sin embargo, las estructuras ms antiguas, diseadas y construidas usando tecnologa obsoleta, son susceptibles a los mismos patrones de daos durante los terremotos futuros.(1) Estructuras pesadasFuerzas de inercia en direcciones horizontal y vertical se desarrollan con la vibracin de una estructura. Fuerzas de inercia verticales son desarrolladas por la vibracin vertical de una estructura causada por el movimiento vertical del suelo y tambin por la vibracin de las losas de piso. La parte dominante de dao estructural es causado por fuerzas de inercia horizontales asociados con la vibracin lateral de la estructura. La amplitud de las fuerzas de inercia es proporcional a la masa de una parte estructural de la vibracin y la aceleracin de respuesta desarrollada en el punto. Estructuras pesadas, tales como casas de adobe y construccin de concreto reforzado, atraen a las fuerzas de inercia ms grandes durante un terremoto. La resistencia mnima debe ser proporcionado para resistir las fuerzas de inercia horizontales y verticales correspondientes al peso de una estructura.(2) Perodo de vibracinLa aceleracin es un ndice importante en la ingeniera. Aunque la seal de aceleracin de un movimiento ssmico del suelo parece ser aleatorio, la seal contiene perodos dominantes especiales de vibracin, que representan las caractersticas de la geologa de superficie en el sitio de construccin. La amplitud de la aceleracin del movimiento del suelo es generalmente grande en un rango de perodo de menos de 0,5 a 1,0 s, y que decae con la duracin de los perodos. Por lo tanto, la respuesta de aceleracin, que corresponde a las fuerzas de inercia, es generalmente grande para cortas estructuras de poca. Para una duracin determinada de un movimiento ssmico, el corto perodo de la estructura se somete a ms ciclos de oscilacin; es decir, el corto perodo de estructura es generalmente ms susceptible a los daos a menos que se proporciona la resistencia ms grande.(3) la capacidad de Resistencia y deformacinUna estructura no siempre fallan inmediatamente cuando la accin alcanza la fuerza (capacidad mxima resistencia) de una estructura. Una estructura colapsa cuando se alcanza la capacidad de deformacin en los miembros sustentador de carga verticales, tales como columnas y paredes. La ubicacin del dao puede ser controlado mediante la seleccin de regiones dbiles de una estructura en la planificacin de diseo. Una gran capacidad de deformacin despus de alcanzar la fuerza, conocida comnmente como la ductilidad, puede ser incorporada en los miembros estructurales dbiles de modo que el colapso se puede retrasar incluso despus de que se desarroll dao estructural significativo.Los modos frgiles de fracaso se debe impedir que en los miembros de carga llevando verticales. Si los modos de fracaso frgiles no se pueden corregir en la construccin, a continuacin, una mayor resistencia debe ser proporcionada y tambin la masa de la construccin debe ser reducida.Es probable que sea ms pequeo en virtud de terremotos menores frecuente que la de un edificio con baja resistencia, independientemente de la capacidad de deformacin El dao estructural de un edificio con alta resistencia lateral (rigidez y resistencia). Por lo tanto, una cierta resistencia mnima es necesaria para la operacin continua de edificios despus de terremotos frecuentes.(4) el colapso progresivoCuando un miembro vertical, tal como una columna o una pared estructural, falla en un modo frgil, la cizalla llevado por el miembro debe ser resistido por los otros miembros verticales de la misma historia. La cizalla adicional suele provocar rotura frgil de los dems miembros ya los miembros estructurales suelen diseados bajo la misma especificacin; es decir, si un miembro no de una manera frgil, los otros miembros puede fallar en un modo similar. Derrumbe de un edificio en una historia se produce por rotura frgil progresiva de elementos verticales.El fracaso de los miembros vertical no simplemente resulta en la reduccin de la resistencia lateral, pero tambin resulta en prdida de capacidad de carga vertical. La carga de gravedad soportada por el miembro no debe ser transferido a los miembros verticales adyacentes. El fracaso de la transferencia de carga de gravedad provoca el colapso parcial alrededor del elemento vertical que falla.(5) Concentracin de daosLa concentracin de la deformacin estructural y los daos asociados a las localidades limitadas debe ser evitada si la capacidad de deformacin en ubicaciones daos esperados es limitada, especialmente en edificios de hormign armado. Derrumbe de un edificio normalmente es causado por el fracaso de los miembros de carga llevando verticales de una historia. Con el fin de proteger a los miembros verticales en una construccin de varios pisos, que deben contar con una mayor resistencia que la conexin de elementos horizontales para que el dao debe ser dirigida a los miembros horizontales.(6) las irregularidades verticalesCuando la rigidez y la resistencia asociada se reducen bruscamente en una historia a lo largo de la altura, las deformaciones inducidas por el terremoto tienden a concentrarse en la historia flexible y / o dbil. La concentracin de los daos en una historia conduce a grandes deformaciones en elementos verticales. La deformacin excesiva en elementos verticales a menudo conduce al fracaso de estos miembros y el colapso de la historia.Suaves/dbiles primeras historias son especialmente comunes en edificios de varios pisos residenciales en reas urbanas, donde la primera historia a menudo se utiliza para espacios abiertos, instalaciones comerciales o garajes. Por ejemplo, las paredes estructurales que separan unidades residenciales en los niveles anteriormente pueden ser descontinuados en la primera historia para satisfacer los requisitos de uso flexible. Las columnas del primer piso durante un fuerte terremoto sacude debern resistir una cortante en la base grande, inevitablemente conduce a la deriva gran historia concentrada en esa historia.(7) irregularidades horizontalesSi, por ejemplo, muros estructurales se colocan en un lado de un edificio mientras que el otro lado tiene marcos abiertos, la excentricidad entre los centros de masa y la resistencia provoca la vibracin torsional durante un terremoto. Dao ms grande se desarrolla en los miembros de distancia del centro de la resistencia. La pared estructural es eficaz reduciendo la deformacin lateral y resistir grandes fuerzas horizontales, sobre todo cuando se distribuyen en planta.(8) La contribucin de los elementos no estructuralesLos elementos no estructurales, tales como mampostera o relleno de hormign paredes y escaleras, normalmente se tomarn en cuenta para el anlisis estructural a pesar de que pueden contribuir significativamente a la rigidez del sistema de armazn. La existencia de estos elementos no estructurales de alta rigidez puede causar distribuciones irregulares de rigidez en el plan o a lo largo de la altura.Los elementos no estructurales se descuidan comnmente en modelado y anlisis en los clculos de diseo, pero se colocan con el propsito de la funcin de la construccin, por ejemplo, las paredes de particin. Cuando los elementos no estructurales rgidas y fuertes se ponen en contacto con los elementos estructurales, la interaccin puede llevar a los daos en elementos no estructurales y estructurales. Un ejemplo tpico es una columna cautivo, donde la longitud deformable se acorta por enjutas unidos directamente a la columna.(9) de la palpitacin de los edificios adyacentesLa palpitacin de edificios adyacentes provoca daos estructurales. Distancia adecuada debe mantenerse entre los edificios adyacentes. En el caso de una serie de edificios construidos de lado a lado en algunas localidades, los edificios de borde son empujados hacia fuera y a menudo sufren daos severos mientras que los edificios interiores estn protegidos de la deformacin lateral excesiva.(10) El deterioro con la edadEl deterioro de los materiales estructurales debido al envejecimiento y las condiciones ambientales agresivas reduce el potencial de rendimiento ssmico de un edificio. Daos del terremoto anterior, a menos que lo reparan adecuadamente y fortalecerse, tiene el mismo efecto. Es importante ya sea para mantener la estructura a intervalos regulares o siga las especificaciones de construccin rgida para una mayor durabilidad de la estructura.(11) FundacinEl fracaso de las fundaciones es causada por: (a) licuefaccin y la prdida de capacidad de carga o tensin, (b) deslizamientos de tierra, (c) ruptura de la falla, (d) compactacin de los suelos, y (e) el asentamiento diferencial. Normalmente es difcil disear y construir una base segura para resistir el movimiento de tierra inmediatamente encima de la ruptura de la falla. Aunque los fallos de cimentacin normalmente no suponen una amenaza la vida, el costo de la investigacin y el trabajo de reparacin de daos es extremadamente alta. Por lo tanto, es aconsejable para reducir la posibilidad de fallo de fundacin.(12) Los elementos no estructuralesEl dao de los elementos no estructurales o arquitectnicos, tales como tabiques, ventanas, puertas e instalaciones mecnicas, interrumpe el uso de un edificio. El coste de los trabajos de reparacin en un edificio a menudo se rige por la sustitucin de los elementos no estructurales daados, en lugar de los trabajos de reparacin en los elementos estructurales. El dao de los elementos no estructurales puede crear un peligro de cada para las personas en, o escapar de la construccin; Adems, los elementos cados pueden bloquear las rutas de evacuacin en un edificio gravemente daado.

8.2 Daos en los elementos estructuralesTipos de fallo de los miembros pueden ser diferentes para las columnas, vigas, muros y juntas viga-columna. Es importante tener en cuenta la consecuencia del fracaso miembro en el rendimiento estructural; por ejemplo, el fracaso de elementos verticales a menudo conduce al colapso de un edificio. Los modos de falla en la flexin y al corte de un fracaso miembro y bonos a lo largo de la armadura longitudinal se revisan.(1) Resistencia a la flexin de compresin fracaso de columnasUn miembro de hormign armado somete a una fuerza axial y momento de flexin normalmente falla en la compresin del hormign despus de la fluencia del refuerzo longitudinal; este modo de fallo normalmente se conoce como insuficiencia compresin flexin. La capacidad de deformacin de una columna est influenciada por el nivel de la fuerza axial en la columna y la cantidad de refuerzo lateral previsto en la zona de la deformacin plstica. El nivel de la fuerza axial est limitado en diseo a un nivel relativamente bajo con la condicin de gravedad. Durante un terremoto, sin embargo, las columnas exteriores, especialmente las esquinas, son sometidas a diversas fuerzas axiales debido al momento de vuelco de una estructura; el nivel de fuerza axial en estas columnas puede llegar a ser extremadamente alta en la compresin, lo que lleva al fracaso de compresin flexin. A menudo es difcil distinguir fallo por compresin de cizallamiento y el fracaso de compresin a la flexin, ya que ambos fallos se lleva a cabo cerca de los extremos de las columnas e implica la trituracin de hormign. El refuerzo de confinamiento lateral puede retrasar el fracaso de aplastamiento del hormign bajo altas tensiones de compresin.(2) el fracaso del esquileo de las columnasEl modo ms frgil de fracaso es miembro de cizallamiento. Fuerza de corte hace que el esfuerzo de traccin en el hormign en la direccin diagonal al eje miembro. Despus de las grietas de concreto bajo el esfuerzo de traccin, la tensin debe ser transferida al refuerzo lateral. Falla de corte frgil se produce en el modo de tensin diagonal cuando no se proporciona la cantidad mnima de refuerzo lateral (tamao, espaciado y la fuerza de refuerzo de corte) en el miembro.Cuando se proporciona la cantidad mnima de refuerzo lateral en un miembro, la falla de corte se desarrolla en forma de falta de compresin diagonal de concreto despus de la fluencia del refuerzo lateral. Este modo de fallo no es tan frgil como el fallo de la tensin diagonal, pero la capacidad de deformacin es limitada. Si se proporciona una cantidad excesiva de refuerzo lateral, insuficiencia de compresin diagonal del hormign se lleva a cabo antes de la obtencin de refuerzo lateral. Por lo tanto, existe un lmite superior en la cantidad de refuerzo lateral eficaz para la resistencia al cizallamiento. Tras el fracaso a la compresin del concreto, la carga vertical la capacidad de carga de la columna se pierde, lo que lleva al colapso en la historia.Debido a que el refuerzo lateral resiste la fuerza de traccin bajo cizallamiento, los extremos de refuerzo lateral rectilneo deben ser anclados en el hormign ncleo con curva de 135 grados, o que deben ser soldadas entre s. Cuando se dobla una barra de refuerzo, la deformacin plstica permanente se lleva a cabo en la curva y la regin se vuelve menos dctil. El acero de refuerzo capaz de desarrollar alta tenacidad y ductilidad antes de la fractura debe ser utilizado para el refuerzo lateral.(3) la falta de cizalla de construccin de placa planaUn piso de placa plana sin capiteles de columnas es popular en algunas regiones, ya que no tiene vigas debajo de un nivel de la losa. La parte crtica del sistema de losa plana es la transferencia de corte vertical entre la losa y una columna. la falla de corte en la conexin conduce a "la cada pan-cake" del edificio, sin dejar ningn espacio entre los pisos adyacentes despus del colapso. Se observ falta grave, en el terremoto de 1985 en la Ciudad de Mxico.(4) la falta de divisin de BonosLas tensiones de adherencia que actan en barras corrugadas causan tensin anillo para el concreto circundante. Pueden existir altas tensiones de adherencia a flexin en miembros con momento empinada gradientes a lo largo de su longitud. Si el refuerzo longitudinal de una viga o columna no est soportado por estribos o lazos estrechamente espaciados, fisuras radiales pueden desarrollar a lo largo de la armadura longitudinal, sobre todo cuando la resistencia del hormign es baja, cuando se utilizan barras longitudinales de gran dimetro con alta resistencia, o cuando el recubrimiento de hormign sobre las barras corrugadas es delgada. Estas fisuras radiales resultan en la prdida de tensin de adherencia, lo que limita la flexin y / o resistencia al corte en una pequea deformacin.(5) la falta de empalme de la armadura longitudinalRefuerzo longitudinal se empalma en varias maneras, incluyendo empalmes de vuelta, los empalmes mecnicos y empalmes soldados. Los empalmes deben estar situados en una regin donde la tensin de traccin es baja. Los empalmes de los edificios ms antiguos se encuentran en las regiones de mayores esfuerzos de traccin ya las implicaciones para el rendimiento terremoto fueron entendidos inadecuadamente. La insuficiencia de empalme reduce la resistencia a la flexin del miembro a menudo antes de ceder.(6) la falta de AnchorageLa fuerza en el refuerzo longitudinal en vigas y columnas debe ser anclada dentro de una conexin viga-columna o fundacin. Conexiones de la construccin de edificios ms viejos pueden ser sin armadura transversal conjunta, en cuyo caso el refuerzo de la columna y la viga est anclado en el hormign esencialmente llano. Si la armadura longitudinal viga no est anclado plenamente en una junta viga-columna, la barra puede sacar de la articulacin; por ejemplo, el refuerzo inferior del haz, en el diseo no ssmica, se incrusta una corta distancia en la articulacin de la viga-columna.(7) de la viga-columna de fallo de la juntaCuando una trama momento resistente est diseado para el comportamiento fuerte columna dbil de haz, la articulacin de la viga-columna puede ser en gran medida subray despus de haz de rendimiento y agrietamiento diagonal puede estar formado en la conexin.Anchas grietas de flexin se pueden desarrollar en el extremo de la viga, en parte atribuible a la tira de refuerzo de la viga dentro de la conexin. Tal agrietamiento de cizallamiento puede reducir la rigidez de un edificio. Si no se observa en las juntas viga-columna con columnas estrechas y tambin en las juntas viga-columna sin refuerzo lateral.(8) El incumplimiento de las pilasLa fuerza de inercia que acta en un edificio debe ser resistida por la estructura de base. Momentos de alta flexin combinadas con fuerzas axiales que actan en la parte superior de una pila pueden causar aplastamiento del hormign. Tales daos en la estructura de base es difcil identificar despus de un terremoto, a menos que se detecta aparente inclinacin de un edificio como un resultado de la deformacin cimientos permanentes.8.3 Calidad de la mano de obra y materialesEl rendimiento de una construccin se ve afectado por la calidad del trabajo durante la construccin. Por ejemplo, la resistencia del material especificado en los documentos de diseo no puede desarrollarse durante la construccin. La cantidad de refuerzo no se coloca como se especifica en el diseo. El final de refuerzo lateral no se dobla por 135 grados, como especifica el cdigo de construccin. Recubrimiento de hormign de refuerzo no es suficiente y la barra de refuerzo est oxidado con grietas en el concreto superficie. Educacin de trabajadores de la construccin y la inspeccin de las obras que sean necesarias para mantener la calidad de mano de obra.La calidad de los materiales tambin se deteriora con la edad. El mantenimiento adecuado de las estructuras es esencial. Los cambios en el uso y la ocupacin a menudo implican modificaciones estructurales sin la debida investigacin de las consecuencias en caso de un terremoto.

9. Requisitos de diseo de hormign armado en Japn

En esta parte, vamos a revisar el diseo de elementos de hormign armado en Japn. Los requisitos de diseo se han mejorado basados en las lecciones aprendidas de terremotos pasados.Reglamento de aplicacin de la Ley Edificios Urbanos de 1919 especifican la calidad de los materiales, las tensiones admisibles de materiales, conexiones, al armado, las cargas vivas y muertas, y el mtodo de clculo de las tensiones. El 1923 Terremoto de Kanto (M 7,9) caus importantes daos en edificios de hormign armado proporcionadas con (a) tabiques de ladrillo, (b) las paredes poco de corte, o construido con (c) pobre al armado, (d) a corto regazo longitud de empalme, ( e) las conexiones viga-columna pobres, (f) pobre construccin, o diseados con (g) de configuracin irregular, y (h) pobre fundacin. El Reglamento de ejecucin requerida (a) la longitud de empalme mnimo de 25 veces el dimetro de la barra de empalme regazo, (b) el uso de refuerzo superior e inferior de las vigas, (c) dimensiones mnimas de 1/15 veces la altura libre de columnas, y (d ) relacin de refuerzo longitudinal mnimo de 1/80 para las columnas.El ttulo ejecutivo del 1950 la Ley de Normas de Construccin especifica lo siguiente para construccin en hormign armado: (a) los extremos de las barras de refuerzo longitudinales deben ser enganchados; (B) especificada resistencia a la compresin del hormign debe ser no menos de 90 kgf / cm2; (C) las columnas deben ser reforzados por al menos cuatro barras longitudinales firmemente sujetados por refuerzo empate a intervalos no superior