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LOS SISMOS Y ELDISEOSISMORESISTENTE DELAS ESTRUCTURAS DE
CONCRETO ARMADO
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R
EGUL CIONES SISMORRESISTENTES
PLIC R EN LOS PROYECTOS
DE RQUITECTUR
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Se inici en el ao 1964.
El primer proyecto de la Norma Peruana, se basen el cdigo de la Asociacin de Ingeniera
Estructural de California (SEAOC).
El ao 1970 se public la primera Norma;posteriormente, la segunda y tercera en los aos1977 y 1997 respectivamente.
Actualmente est vigente la Norma Tcnica deEdificacin E-030 , publicada en el ao 2003 yreactualizada en el nuevo Reglamento Nacionalde Edificaciones publicado en junio del 2006.
1. LAS NORMAS SISMORESISTENTES EN EL PERU
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Evitar prdidas de vidas Asegurar la continuidad de los servicios bsicos yminimizar los daos a la propiedad.
La filosofa de diseo sismorresistente de la NTE-030, consiste en:
Ante un sismosevero, el edificiopodra sufrir daosestructurales y noestructurales, perosin llegar al colapso
Ante un sismo moderado,podra experimentar daosestructurales leves, peromantenindose operacional
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FACTOR DE ZONA (Z)
F. DE AMPLIFICACION DE SUELO (S)
F. DE AMPLIFICACION SISMICA (C)
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Sistemas estructuralesCoeficientes de
reduccin R
Concreto Armado
Prticos 8
Dual 7
Muros estructurales 6
Albailera Armada oConfinada
3
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Categora Descripcin U
A-Esenciales
Hospitales, centrales decomunicaciones, cuarteles
de bomberos y policas,subestaciones elctricas,
reservorios de agua,centros educativos y
edificios que pueden servirde refugio despus de un
desastre, edificaciones quepueden representar riesgo
adicional.
1.5
BImportant
es
Teatros, estadios, centroscomerciales, instituciones,
penales, museosbibliotecas, archivos
especiales, depsitos degranos y otros almacenes
importantes.
1.3
Ccomun
es
Viviendas, oficinas, hoteles,restaurantes, depsitos einstalaciones industriales,
cuya falla no acarreepeligros de incendios, fugas
de contaminantes, etc.
1.0
D
menores
Cercos menores a 1.50 m dealtura, depsitos
temporales. Viviendaspequeas temporales y
similares(*)
Colapso del edificio de la estacin dePolica Armenia 1999.
Colapso del primer piso del Liceo RaymundoMartnez debido a deficiencias constructivas.
Terremoto deCariaco 1997, Venezuela
Hospital Olive View con 1 y 2 pisosblandos, terremoto de San Fernando California 1971
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CON FINES PRCTICOS, PARA PODER PERCIBIR ELPROCESO DE CLCULO DE UN ANLISIS SSMICOCON EL MTODO APROXIMADO DEL PORTAL. CON
MUY BUENA APROXIMACIN SE PUEDE ESTIMAR ELPESO DE UNA EDIFICACION DE LA SIGUIENTEMANERA:
PESO = P = 1 TON/M2 X AREA DE PLANTA X N PISOS
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EJEMPLO DE DISTRIBUCIN DELA FUERZA CORTANTE EN ALTURA
A
1 3
B
.40
6.00
.40
6.00
PLANTAELEVACION
Datos:Zona: Lima => Z=0.4Suelo: Bueno => S=1.0Uso: Comn => U=1.0Coeficiente Ssmico C= 2.5Factor de Reduccin R= 8
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P=1ton/m2 x rea x N de pisos
P=1ton/m2 x (6.80 x 6.80)m2 x 2 P= 92.48 ton
P/piso = P/2 = 46.24 ton
V=0.4 x1x2.5x1x92.48
8
V= 11.56 ton
V= Z*S*C*U*PR
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MTODOS DE ANLISIS ESTTICOS
LOS MTODOS DE ESTE TIPO DE ANLISIS SE BASAN
GENERALMENTE EN LA DETERMINACIN DE LA FUERZALATERAL TOTAL (CORTANTE EN LA BASE), PARADESPUS DISTRIBUIR ESTA CORTANTE EN FUERZASCONCENTRADAS EN LOS DIFERENTES PISOS.UNA VEZ DETERMINADA LA FUERZA CORTANTE EN LABASE, DEBE DEFINIRSE CULES SON LAS FUERZASCORTANTESA INDIVIDUALES APLICADAS EN CADAPISO, LAS QUE SUMADAS DEBEN DAR EL CORTANTETOTAL.
LA NTE-030 ACEPTA LA HIPOTESIS DE QUE LADISTRIBUCIN DE ACELERACIONES ai EN LOSDIFERENTES NIVELES DE LA ESTRUCTURA ES LINEAL.PARTIENDO DE CERO EN LA BASE HASTA UN mximo
am EN LA PUNTA.
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La fuerza lateral en cada piso es:
Fi= mi x ai = Wi/g x ai ; De acuerdo a la variacin lineal de laaceleracin :
ai = am x hi/H; Fi = Wi/g x hi/H x am (1)
V = Fi = am/H ( Wihi/g ); am = V x H g / Wihi ; reeeplazando en 1:
Fi = Wi/g x hi/H x V x H g / Wihi = ( Wi x hi )/ (Wihi ) V
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DISTRIBUCIN DE LA FUERZA CORTANTE ENALTURA
Vtotal= 11.56 ton
NIVEL
HTOTAL(ALTURA
AL
TECHO)
P (ton)PESO POR
PISO
P*H % V(%)PORCENTAJE DE LAFUERZA CORTANTE
(V)
2 5.50 46.24 254.32 64.71 % 3.74 ton
1 3.00 46.24 138.72 35.29 % 2.04 ton
TOTAL 393.04
Vportico= 11.56/2 = 5.78 ton
Fi = ( Wi x hi )/ (Wihi ) V
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INTERPRETACIN DEL CONTROL DEDESPLAZAMIENTOS DE LA NTE-030
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Estructura con diafragma rgido y con rigidez lateral en las dosdirecciones principales.
Longitud Ancho
Diafragma
Peralte
Viga (0.30 x 0.55m.)
Viga (0.25 x 0.55 m.)
Longitud = 23.65 m.
Ancho=7.40m.
Volado2.35 m.
3.90 m. 3.90m.
3.90 m. 3.90 m. 3.90 m. 3.90m.
Muro Portante deAlbailera
La NTE-070,considera queun diafragmade concreto
armado esrgido cuandola relacin desusdimensionesen planta,
longitud/ancho, es menor oigual a 4
1. Exigencia de contar con diafragmas rgidos y rigidezlateral
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Se debe buscar la simetra en la distribucin de la planta deledificio, en la distribucin de los pesos y las rigideces de losprticos y muros, para evitar torsin. La figura ilustra
casos de simetra, ideales, aceptables y no recomendables.
Plantas con distribuciones de rigideces simtricas yasimtricas. (Adaptacin de la plantas del edificio Penney
Anchorage, 1964)
Ideal Aceptable Norecomendable
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L = Longitud totalLa = Longitud del ala
Soluciones sismorresistentes a las formas H, L, T, +.
Si La > 0.2 L La solucines:
Si La 0.2 LNo hay
problema!!!!L
La
L
LLa
LaL
La
4. Evitar irregularidades en planta
La NTE-030recomienda
que las alasde estasformas seancomo mximoel 20% de la
dimensintotal en cadauna de lasdirecciones.
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Se debe evitar irregularidades en los diafragmas. Lasdiscontinuidades generadas por aberturas mayores al50% del rea total de la planta, atentan contra lahiptesis de diafragma rgido
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USANDO SOLUCIONES ADECUADAS
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Edificio conpisos
inclinados ocon
desniveles
Edificio conmezanines.
Edificio deCentro
Educativo
(a) Algunos casos queoriginan efectos de
columnas cortas ante lossismos.
Algunas de lassoluciones paraestos casos es
incrementar larigidez lateral en ladireccin propensaa columnas cortas.
3
1
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Se deben preferir estructuras con mayornmero de elementos estructurales. En estoscasos, si un miembro empieza a fallar, habrotros elementos que pueden evitar elcolapso de la estructura
1
8. Dotar de mayor cantidad de elementos resistentes
Kobe 1995Per- sur 2001
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Se debe considerar juntas de separacin ssmica entreedificios adyacentes . El objetivo es evitar choques entre
ellos, que pueden producir daos muy fuertes en ambos.
Junta
Junta
Espesor de junta
10 Juntas de separacin ssmica
SUGERENCIA:Espesor de juntaaprox. igual a 0.08de la altura delpunto ms alto de
posible contacto.
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Anlisis ssmico -METODO DEL PORTAL
El mtodo del Portal sirve para encontrar los esfuerzos de MomentosFlectores y Cortantes en forma aproximada, ante efectos de cargaslaterales; sus resultados tienen mejor aproximacin cuando se tratade edificios de pocos pisos.
Los pasos seguidos con la aplicacin del Mtodo del Portal son:
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DISEO DE VIGAS
SISMORRESISTENTES
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P=1t/mxAtxNPAc=3600cm
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debe
cumplir!
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PLANTAS
VIGA (.30 X .50)
5.50 5.75 5.80 6.00.
30
6.
51
.30
VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50)
VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50) VIGA (.30 X .50)
VIGA
(.30X
.50)
VIGA
(.30X
.50)
VIGA
(.30X
.50)
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SUM
CORTE C-C'
AULA
N P T+ 4 . 1 0
AULA
N P T+ 8 . 1 0
N P T- 0 . 1 7 5
1
.10
1
.75
.80
.40
.80
.80
4.
85
4
.05
.40
1
.75
.40
3.
25
1
6.
00
1
.65
3
.95
2.
30
2.
15
.85
1.
75
.80
4.
25
2.
40
1
4.
70
1
.50
.80
1
.65
.75
.45
1
.75
4
.25
1
.50
.80
2.
85
VP-F-1(0.3x0.80)
VP-G
-1
(0.3x0.80)
VP-H-1
(0.3x0.80)
VP-I-1
(0.3x0.80)
VP-J-1(0.3x0.80)
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Anlisis ssmico -METODO DEL PORTAL
El mtodo del Portal sirve para encontrar los esfuerzos de MomentosFlectores y Cortantes en forma aproximada, ante efectos de cargaslaterales; sus resultados tienen mejor aproximacin cuando se tratade edificios de pocos pisos. Su uso se limita a estructurasaporticadas, donde todas las columnas son de igual seccin.
Los pasos seguidos con la aplicacin del Mtodo del Portal son:
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