Ingeniería y Arquitectura Programa de asignatura

Transcripción

1 Identificación de la asignatura Nombre de la asignatura: Diseño Basado en Desempeño de Estructura Área académica: Ingenierías y Arquitectura Programa académico al que pertenece: Maestría en Ingeniería Estructural y Sísmica. Clave: MIES Total créditos: 04 Teórico Práctico 3 1 Total horas: 90 Teóricas Prácticas Prerrequisito: Ingeniería Sísmica Tipo de asignatura: Obligatoria Fecha: Docente responsable: Eduardo Miranda, PhD / Enrique Bazan, PhD Fundamentación de la asignatura/ Descripción de la asignatura: Los países con alto riesgo sísmico están comenzando a implementar la filosofía del Diseño Basado en Desempeño (Performace Based Design PBD). El PBD en una u otramanera pudiera sustituir el diseño basado en resistencia (LRFD) como un marco bajo el cual se pudieran analizar estructuras nuevas y existentes (K.A. Porter). La diferencia clave entre LRFD y el PBD, es que el primero busca asegurar el desempeño de los componentes estructurales individuales en términos de probabilidad de fallo y el PBD aborda el sistema estructural en términos de riesgo de colapso, costo de reparación y las pérdidas de vidas humanas. El diseño por desempeño busca mejorar la toma de decisiones de riesgo sísmico a través de métodos de evaluación y diseño que tienen una sólida base científica. Este curso introduce al estudiante a esta nueva filosofía de diseño que constituye un estado de arte del conocimiento. El curso dará una breve discusión y 1

2 revisión del diseño sísmico basado en el código convencional y la aplicabilidad de esta nueva alternativa de diseño. Objetivo/s general/es: Obj. 1 Introducir al alumno a los conceptos fundamentales de la aplicación del diseño basado por desempeño. A la vez se busca que el alumno alcance una visión crítica del diseño basado en LRFD y PBD y pueda tomar decisiones adecuadas a la reducción del riesgo sísmico. Objetivos Específicos: Obj. 1 Aplicar los conocimientos y métodos conceptuales para realizar análisis dinámicos y estáticos no lineales como herramientas del PBD. Obj. 2 Realizar estudios de proyectos reales en la que se aplique el PBD, tales como estructuras especiales, edificios altos y aquellos en que la normativa local de edificación no sea aplicable. Contenidos básicos de la asignatura N Nombre y breve descripción de cada unidad o tema 1 Unidad I Introducción al PBD Filosofía del diseño basado por desempeño (PBD) Diseño basado en LRFD vs PBD Actuales especificaciones sísmicas en edificaciones Desempeño esperado en códigos actuales Componentes estructurales Componentes no estructurales Especificaciones actuales para diseños sísmico por desempeño. Norma ASEC1-41 Impacto del PDB en actuales y futuros códigos de diseño sísmico. Prop. esp. asociado 2

3 2 Unidad II Ingeniería y Arquitectura Niveles de Desempeno Objetivos y metas del diseño por desempeño Niveles de desempeño operacional ocupacion inmediata seguridad de vidad prevension del colapso 3 Unidad III Prácticas del modelado No lineal de estructuras Análisis lineal vs análisis no lineal Tipos de no- linealidades Aspectos principales en la relación F-D Componentes estructurales: Modelo de fibra de vigas Modelo de fibra de columnas Modelo de fibra de muros Limitaciones del modelo de fibras 4 Unidad IV Relación demanda / capacidad (D/C) Estados límites D/C en Vigas sujetas a flexión D/C en Vigas sujetas a cortante D/C en columnas Conexiones Vigas- Columnas Zona de panel 5 Unidad V Capacidad de deformación de elementos estructurales Especificaciones del ASCE-41 para capacidad de deformación Especificaciones del ASCE-41 para capacidad de rotación Diseño basado en deformación 6 Unidad VI Ductilidad y Capacidad estructural Ductilidad y capacidad Filosofía del diseño por capacidad 3

4 Ciclos histeréticos Modelo de hormigón Modelo de Acero Elementos ''Link'' de cortantes como fusibles en portales metálicos con riostras excéntricas Rótulas plásticas Diagrama momento- Curvatura 7 Unidad VII Análisis dinámico no lineal y análisis mediante empuje progresivo (Pushover) Análisis no lineal vs Pushover analysis Ventajas y desventajas Prácticas diseño por desempeño usando ETABS y PERFORM 3D Estrategias de enseñanza El curso se desarrollara mediante exposición de los conceptos fundamentales por parte del profesor, en las cuales se utilizaran ejemplos ilustrativos y actividades de comprobación directa por parte de los estudiantes. Se estimulara la participación de los estudiantes con preguntas o comentarios relacionados con los temas vistos. Todos los días de clase se tendrán secciones teóricas en la cual el profesor hará uso de material visual preparado para ilustrar los conceptos fundamentales y las prácticas de mayor aplicación en el ejercicio de los ingenieros. Se asignaran tareas y eventualmente se realizaran secciones de taller en clases demostrativas, en las cuales el estudiante podrá practicar resolviendo problemas específicos. Evaluación Estrategia Semana o fecha Puntaje Tareas y Talleres (4) 40% Examen 1 30% Examen 2 30% Total 100% Prácticas, asignaciones y/o presentaciones 4

5 Distribución Título y breve descripción de puntaje Ejercicios 5 Cada Tema Trabajos de investigación 15 Contenido asociado Tema de Investigación a Presentar Prácticas Especiales 5 Visitas y Reportes Ejercicios 10 Cada Tema Referencias: Bibliografía Ahmed Ghobarh, Performace based design in earth quake engineering, Engineering Structures, Volume 23, Issue 8, august 2001, pages Issue , HH: // dx.dol.org /So (01) Kerlh A. Forter, An Overview of Peer s Performance Based Design Earth quake Engineering Methodology. Department of Civil Engeneering California Institute of Technology, Pasedina, LA. Graham H. Powell, Modelling for Structural Analysis: Behavior and basics, Computer and structures, FEMA 389. Primer for design professionals. January