DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALESPASO 9

El diseño estructural debe ser coordinado por un ingeniero civil , de acuerdo con la Ley 400 de 1997.

La estructura de la edificación debe diseñarse para que tenga resistencia y rigidez adecuadas ante las cargas mínimas de diseño.

Disponer de rigidez adecuada para limitar la deformación ante las cargas de servicio.

DISEÑO ESTRUCTURAL

Requisitos del sistema de resistencia sísmica y del material estructural utilizado, así como el grado de capacidad de disipación de energía.

Los elementos estructurales deben diseñarse y con base en el grado de irregularidad de la estructura.

Obtención del coeficiente de disipación de energía por medio de

El diseño de los elementos estructurales debe realizarse para los valores más desfavorables obtenidos de la combinación de solicitudes.

Obtención de fuerzas mayoradas de diseño. Sumatoria de fuerzas debidas al sismo y fuerzas debidas a cargar (vivas – muertas)

PROCEDIMIENTO DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Diagramas Fuerzashorizontales

Diagramas FuerzasVerticales

SISTEMAS RESISTENCIA SÍSMICA

MUROS DE CARGA:

Sistema estructural que no dispone de un pórtico completo.

Cargas verticales resistidas por muros de carga y fuerzas horizontales resistidas por muros estructurales.

COMBINADOS:Cargas verticales resistidas por un pórtico no resistente a momentos,, y fuerzas horizontales son resistidas por muros estructurales.

Cargas verticales y horizontales resistidas por un pórtico resistente momentos, combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales, y que no cumple los requisitos de un sistema dual.

PORTICOS:

Sistema estructural compuesto por un pórtico espacial, resistente a momentos, esencialmente completo, sin diagonales.

Resiste cargas verticales y fuerzas horizontales

DUALES:Sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y sin diagonales, combinado con muros estructurales.

- El pórtico espacial resistente a momentos debe soportar cargas verticales.- El pórtico resistente a momentos, actuando independientemente, debe diseñarse capaz de resistir como mínimo el 25 por ciento del cortante sísmico en la base.- Los dos sistemas deben diseñarse de tal manera que en conjunto sean capaces de resistir la totalidad del cortante sísmico en la base.

SISTEMAS RESISTENCIA SÍSMICA

GRADO DE IRREGULARIDAD EN LA ESTRUCTURA

IRREGULARIDADES EN PLANTA

Irregularidad torsional - Irregularidad torsional extremaRetrocesos excesivos en las esquinas Discontinuidades en el diafragma Desplazamientos del plano de acción de elementos Sistemas no paralelos

IRREGULARIDADES EN ALZADO

Piso flexible (Irregularidad en rigidez)- Piso flexible (Irregularidad extrema en rigidez) Irregularidad en la distribución de las masas Irregularidad geométrica Desplazamientos dentro del plano de acción Piso débil — Discontinuidad en la resistencia Piso débil — Discontinuidad extrema en la resistencia

AUSENCIA DE REDUNDANCIA

Dependiendo del grado de disipación de energía de la estructura. ( DMI – DMO - DES )

COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA

El coeficiente de capacidad de disipación de energía, R , es función de: (a) El sistema de resistencia sísmica de acuerdo con la clasificación dada en el Capítulo A.3, (b) Del grado de irregularidad de la edificación, (c) Del grado de redundancia o de ausencia de ella en el sistema estructural de resistencia sísmica, y (d) De los requisitos de diseño y detallado de cada material, para el grado de capacidad de disipación de energía correspondiente (DMI, DMO, o DES), tal como se especifica en el Capítulo A.3

COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA

• = coeficiente de capacidad de disipación de energía básico definido para cada sistema estructural y cada grado de capacidad de disipación de energía del material estructural.

• RC = coeficiente de capacidad de disipación de energía definido para la zona de períodos cortos menores de en función del valor de R , cuando se exige así en los estudios de microzonificación.

• R = coeficiente de capacidad de disipación de energía para ser empleado en el diseño, corresponde al coeficiente de disipación de energía básico, , multiplicado por los coeficientes de reducción de capacidad de disipación de energía por irregularidades en altura, en planta, y por ausencia de redundancia en el sistema estructural de resistencia sísmica

OBTENCION DEL COEFICIENTECAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA =

DMI – DMO – DES = DMI – DMO – DES = DMI – DMO – DES = DMI – DMO – DES =

COMBINACIÓN DE SOLICITACIONES

Las diferentes solicitaciones que deben ser tenidas en cuenta, se combinan para obtener las fuerzas internas de diseño de la estructura, de acuerdo con los requisitos del Capítulo B.2 del Reglamento, por el método de diseño propio de cada material estructural. En cada una de las combinaciones de carga requeridas, las solicitaciones se multiplican por el coeficiente de carga prescrito para esa combinación en el Capítulo B.2 del Reglamento. En los efectos causados por el sismo de diseño se tiene en cuenta la capacidad de disipación de energía del sistema estructural, lo cual se logra empleando unos efectos sísmicos reducidos de diseño, E , obtenidos dividiendo las fuerzas sísmicas Fs ,determinadas en el paso 7, por el coeficiente de capacidad de disipación de energía

FUERZAS INTERNAS DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA

Momento Cortante Fuerza axial

Esta determinación de las fuerzas internas es lo que se ha llamado tradicionalmente el análisis de una estructura

COMBINACIÓN DE CARGA DE ACUERDO AL MATERIAL ESTRUCTURAL

Cargas — Son fuerzas u otras solicitaciones que actúan sobre el sistema estructural y provienen del peso de todos los elementos permanentes en la construcción, los ocupantes y sus pertenencias, efectos ambientales, asentamientos diferenciales y restricción de cambios dimensionales. Las cargas permanentes son cargas que varían muy poco en el tiempo y cuyas variaciones son pequeñas en magnitud. Todas las otras cargas son cargas variables.

COEFICIENTE DE CARGA

El coeficiente de carga - es un coeficiente que tiene en cuenta las desviaciones inevitables de las cargas reales con respecto a las cargas nominales y las incertidumbres que se tienen en el análisis estructural. Es sinónimo de “factor de carga” para efectos del Reglamento NSR-10.

COMBINACIONES BASICAS

Excepto cuando así se indique en la parte correspondiente a cada uno de los materiales que se regulan en este Reglamento, deben tenerse en cuenta todas las cargas indicadas a continuación actuando en las combinaciones que se dan. El diseño debe hacerse para la combinación que produzca el efecto más desfavorable en la edificación, en su cimentación, o en el elemento estructural bajo consideración.

En el presente Reglamento NSR-10, todos los materiales estructurales, con la excepción de la madera y guadua en el Título G

NOMENCLATURA

D = carga muerta E = fuerzas sísmicas reducidas de diseño (E = Fs

R) que se emplean para diseñar los miembros estructurales.

Ed = fuerza sísmica del umbral de daño. F = cargas debidas al peso y presión de fluidos

con densidades bien definidas y alturas máximas controlables.

Fs = fuerzas sísmicas calculadas de acuerdo con los requisitos del Título A del Reglamento.

L = cargas vivas debidas al uso y ocupación de la edificación, incluyendo cargas debidas a objetos móviles.

FUERZAS MAYORADAS DE DISEÑOFUERZAS SISMICAS INTERNAS

DMI – DMO – DES =

FUERZAS MAYORADAS DE DISEÑOFUERZAS SISMICAS INTERNAS INELASTICAS

COEFICIENTE DECARGA

FUERZAS MAYORADAS

DEBIDO AL SISMO

FUERZAS MAYORADAS DE DISEÑO

COEFICIENTE DE

CARGA

FUERZAS MAYORADASDEBIDO AL SISMO

FUERZAS MAYORADASDEBIDAS A CARGAS VERTICALES

COEFICIENTE DE

CARGA

FUERZAS MAYORADASDE DISEÑO

CO

NC

LUS

ION

Paula Andrea Gutiérrez G. & Andrés Felipe Riveros B.PRESENTADO POR