CRITERIOS DE DISEO SSMICO

CRITERIOS DE DISEO SSMICO

-Estrada Bustamante Jacinto

-Ruiz Pea Brando

-Camacho Cabrera Luis Alfredo

-Meja Martnez Josu Alexis

Diseo Ssmico

Es diferente al diseo por otras acciones

Poco predecible del fenmeno

Intensidades Extraordinarias

Probabilidad mnima de que se presenten.

Es econmicamente inviable disear las edificaciones para que se mantengan en su comportamiento lineal.

Optimizacin

Inversin

- Seguridad

Probabilidad de Dao

Objetivos de Diseo

Evitar el colapso pero aceptar el dao en sismos excepcionales

Evitar daos de cualquier tipo ante sismos moderados.

Estados Lmite

Estado Limite de Servicio. No se Excedan deformaciones que ocasionen pnico, no interfiera el funcionamiento de equipos e instalaciones, no daos en elementos no estructurales.

Estado Lmite de Integridad Estructural. Dao no estructural y dao estructural menor (Agrietamientos)

Estado Lmite de Supervivencia. Dao estructural significativo pero se evita el colapso.

Objetivos de Diseo

Evitar que se exceda el estado limite de servicio para sismos moderados , que pueden presentarse varias veces en la vida de la estructura.

Evitar que se exceda el estado lmite de integridad estructural para sismos severos, que tiene una posibilidad significativa de ocurrir.

Evitar que se exceda el estado lmite de supervivencia para sismos extraordinarios, que tengan una posibilidad muy pequea de ocurrir.

Periodos de retorno

Los reglamentos tratan de cumplir de una manera indirecta mediante un conjunto de requisitos.

Tiempo medio entre dos sucesos de baja probabilidad.

Aspectos Principales del diseo ssmico

No implica simplemente el diseo de resistencia a fuerzas laterales.

Habilidad de disipar la energa provocada por el sismo.

En sismos severos = es aceptable deformaciones inelsticas

En trminos generales

Rigidez adecuada para limitar desplazamientos laterales y vibracin.

Ductilidad = Alta capacidad de disipacin de energa mediante deformaciones inelsticas.

Etapas de Diseo Ssmico

La seleccin de un sistema estructural adecuado

Debe ser capaz de absorber y disipar la energa, sin generar efectos desfavorables (concentraciones, amplificaciones dinmicas)

El anlisis Ssmico

Determinacin del modelo analtico mas representativo

El dimensionamiento de las secciones

No difieren de los que se especifican para otras acciones, excepto en el diseo por capacidad.

Detallado de la estructura

Para un comportamiento Dctil se deben detallar sus elementos y conexiones.

Gran capacidad de deformacin antes del colapso.

Enfoques de Diseo

Anlisis

Para sismos moderados donde se considera:

Condiciones de servicio

Modelo elstico-lineal

Para evitar que no se exceda la resistencia de secciones crticas en un sismo severo:

Modelo elstico-lineal pero con propiedades de esfuerzos elevados

Anlisis

Para revisar seguridad ante un sismo de intensidad extraordinaria:

Comportamiento plstico de la estructura.

La secuencia de anlisis resulta muy laboriosa y solamente se utiliza en estructuras de suma importancia.

En los edificios, el anlisis se realiza en una sola etapa, lo cual causa controversia ya que no queda claro de como se deriva el mtodo de anlisis.

El procedimiento de la mayora de los cdigos actuales es esencialmente un diseo elstico con fuerzas reducidas.

Se acepta que parte de la energa del sismo se disipa por deformaciones inelsticas y por lo tanto las fuerzas que deben resistir las estructuras son menores que las de un comportamiento elstico-lineal.

El RCDF cuenta con un diseo de referencia para estructuras con deformaciones inelsticas no significativas, que permite que las fuerzas sean reducidas por el factor de comportamiento Q, el cual depende del tipo de estructura en funcin de su capacidad para disipar energa o de su ductilidad.

Para evitar daos no estructurales ante sismos, los desplazamientos deben estar entre los lmites admisibles (0.006 y 0.0012 veces la altura del entrepiso)

Diseo por Capacidad

Mtodo originado en Nueva Zelanda.

Se pretende revisar las condiciones de la estructura en su comportamiento no lineal y garantizar la disipacin inelstica de la energa.

Se elige un mecanismo de comportamiento inelstico de la estructura que garantice a ductilidad, y en base a eso se disean las secciones crticas para las fuerzas que se generan segn el sismo.

Despus se revisan las dems secciones para los diferentes estados lmite y se le aplica un factor de seguridad para garantizar que no alcancen su capacidad.

CRITERIOS DE DISEO SSMICO DEL REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES PARA EL DISTRITO FEDERAL (RCDF)

La versin mas reciente del RCDF es del ao de 1993. Este Reglamento no tiene modificaciones relevantes en lo relativo a diseo ssmico, con respecto a la versin que fue promulgada en 1987.

El cuerpo principal del Reglamento incluye solamente requisitos de carcter genera

Los mtodos y prescripciones particulares estn contenidos en las Normas Tcnicas para Diseo Ssmico (NTDS)

Coeficiente ssmico.

Donde c representa el coeficiente de cortante basal.

El cual define la fuerza cortante horizontal Vs, que acta en la base del edificio, como una fraccin del peso total del mismo, W.

Este coeficiente vara en funcin del tipo de suelo y de la importancia de la construccin.

El coeficiente ssmico se multiplique por 1.5 para disear las estructuras de construcciones como estadios, hospitales y auditorios, subestaciones elctricas y telefnicas.

Los coeficientes ssmicos sirven para construir los espectros de aceleraciones de diseo que se emplean para anlisis dinmicos.

Para el anlisis esttico puede emplearse el coeficiente ssmico c, o un coeficiente reducido segn el valor del periodo fundamental.

Los espectros as construidos son elsticos, y sirven para determinar las fuerzas laterales para las que hay que disear una estructura

Debe revisarse la estructura para la accin de dos componentes horizontales ortogonales del movimiento del terreno. Se considerar actuando simultneamente el valor de diseo de un componente ms 30 por ciento del valor de diseo del componente ortogonal

La estructura puede presentar adems, movimientos de rotacin en cada masa.

La fuerza actuante por sismo en cada piso est situada en el centro de masa, mientras que la fuerza resistente lo est en el centro de torsin.

Debido al efecto dinmico de la vibracin, el momento torsionante que acta en cada entrepiso puede verse en general, amplificado y, por tanto, la excentricidad efectiva puede ser mayor que la calculada estticamente

el clculo del centro de torsin slo puede efectuarse con pobre aproximacin

Por las dos razones expuestas, el RCDF especifica que el momento torsionante de diseo se determine con una excentricidad total que se calcular como la ms desfavorable de:

donde es la calculada a partir de los valores tericos de los centros de masa y de cortante; el factor 1.5 cubre la amplificacin dinmica de la torsin; b es el lado del edificio en direccin normal a la del anlisis; se considera un error posible en la determinacin de la excentricidad igual a 10 por ciento del ancho del edificio.

El segundo objetivo bsico del diseo ssmico, consistente en evitar daos ante temblores moderados, se trata de cumplir limitando los desplazamientos laterales de la estructura.

DISTORSIN DE ENTREPISO

El ndice ms importante para la determinacin de la magnitud de los posibles daos es la distorsin de entrepiso

Es el desplazamiento relativo entre dos pisos sucesivos , divido entre la altura de entrepiso H

Hay que tomar en cuenta que las deformaciones que se presentaran en la estructura sern aproximadamente Q veces las que se han determinado con un anlisis elstico bajo fuerzas reducidas, por lo tanto antes de compararlas con deformaciones permisibles, las deformaciones calculadas deben multiplicarse por Q.

Debe entenderse que el objetivo es limitar las deflexiones a valores que no causen daos a elementos estructurales y no estructurales.

De acuerdo al Reglamento de Construccin del Distrito Federal (RCDF) las distorsiones permisibles son:

Estos lmites tienen como finalidad evitar que la edificacin resulte excesivamente flexible y se originen deformaciones que causen molestias y pnico a los ocupantes.

Gracias