DR. OSCAR MANUEL GONZALEZ CUEVAS

Transcripción

1 DR. OSCAR MANUEL GONZALEZ CUEVAS Ingeniero civil por la Universidad de Yucatán; maestro y doctor en ingeniería por la UNAM. ParHcipó en el grupo fundador de la Universidad Autónoma Metropolitana en 1974 y ocupó diversos puestos en esta inshtución de la cual fue Rector General de 1985 a Actualmente sigue siendo profesor de Hempo completo en la Unidad Azcapotzalco. Fue Presidente de la Academia Nacional de Ingeniería, en la cual es Académico de Honor, y de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, en la cual es Miembro Honorario. Miembro del Comité Asesor en Seguridad Estructural del Gobierno del D.F. Autor de los libros de texto Aspectos Fundamentales del Concreto Reforzado y Análisis Estructural, ambos de Editorial LIMUSA.

2 Simposio SMIE ConmemoraHvo a 30 Años del Sismo de 1985 Cambios a las NTC para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto Oscar M. González Cuevas

3 Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto Gerardo Aguilar R. Sergio Alcocer M. José Carlos Arce R Juan Luis Co]er C. Francisco García J * Oscar González C. Carlos Javier Mendoza E. José María Riobóo M

4 Desarrollo de las NTC- C En 1966 se publicó un Reglamento, pero no había Normas Técnicas. Se usaban esfuerzos de trabajo, aunque ya se permida el diseño pláshco. Primera versión moderna en Ya hay Normas Técnicas. Normas de emergencia después del sismo de 1985 Revisión en 1987 Revisión somera en 1993 Versión actual en 2004 Revisión en proceso

5 ObjeHvo de la pláhca Plantear los temas que se están discuhendo en el seno del subcomité de estructuras de concreto. En varios temas todavía no hay resoluciones definihvas Las opiniones que se reciban serán de uhlidad para completar el trabajo de revisión.

6 Diseño de Edificaciones Elección del Material Cambio en el formato de la Norma para igualar el proceso de diseño Estructuración Predimensionamiento Análisis Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio

7 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento Análisis Cap. 1 CONSIDERACIONES GENERALES 1.1 Alcance 1.2 Unidades 1.3 Criterios de diseño Estados límite de falla Estados límite de servicio Diseño por durabilidad Diseño por sismo Diseño por capacidad o por deformaciones (dependiente de decisión Norma Sismo Pushover) Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio

8 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento 2. Materiales 2.1 Concreto 2.2 Materiales componentes para concretos clase 1 y Resistencia a compresión 2.4 Resistencia a tensión 2.5 Módulo de elashcidad 2.6 Contracción por secado 2.7 Deformación diferida 2.8 Acero Análisis Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio f c en lugar de f*c Se incluye acero normal de grados 42 y 52, y de baja aleación grados 42 y 56

9 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento Análisis Dimensionamiento y Refuerzo 3. CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO 3.1 Estructuración Sistema estructural resistente a fuerzas gravitacionales y sísmicas (SERFGS) Irregularidades en elevación Irregularidad en rigidez verbcal Irregularidad en peso Irregularidad verbcal geométrica DisconBnuidad en un plano de elementos verbcales resistentes a fuerzas laterales Desplazamientos fuera del plano de elementos estructurales Piso débil Irregularidades en planta Sensibilidad torsional Sistemas no ortogonales Revisión de Estados Limites de Servicio

10 3. CRITERIOS DE ANÁLISIS Y DISEÑO Restricciones y limitaciones para SERFGS que deban resisbr acciones sísmicas Tabla Estructuraciones Q - distorsiones permihdas

11 MARCOS DE CONCRETO

12 Estructuración DucHlidad Condición Q Marcos de concreto (monolíhcos) Marcos a base de elementos prefabricados Alta Media Baja Media Baja Con miembros y nudos de duchlidad alta Con miembros y nudos de duchlidad media Con miembros y nudos de duchlidad baja Con nudos monolíhcos y conexiones dúchles ubicadas fuera de las zonas críhcas Con conexiones en zonas críhcas o en los nudos Distorsión Límite g li max

13 SISTEMA MIXTO A BASE DE MARCOS Y MUROS DE CONCRETO REFORZADO

14 Estructuración DucHlidad Condición Q Sistema mixto a base de marcos y muros de concreto reforzado Alta Media Cuando los marcos sean de duchlidad alta y tomen más del 30% de la fuerza sísmica y los muros sean también de duchlidad alta Cuando los marcos sean de duchlidad media y tomen más del 30% de la fuerza sísmica y los muros sean también de duchlidad media Distorsión Límite g li max Baja Los demás casos

15 SISTEMAS A BASE DE MUROS ESTRUCTURALES

16 Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite g li max Alta Con muros de concreto que sean capaces de resishr el 100% de las fuerzas sísmicas del entrepiso, y sean de duchlidad alta para estructuras mayores a 20 m. de altura para estructuras menores a 20.0m de altura Sistemas a base de muros estructurales Media Con muros de concreto que sean capaces de resishr el 100% de las fuerzas sísmicas del entrepiso, y sean de duchlidad media Baja Con muros de concreto que sean capaces de resishr el 100% de las fuerzas sísmicas del entrepiso y sean de duchlidad baja Sistema de muros acoplados Media Baja Cuando los muros sean de duchlidad media y las trabes de acoplamiento cumplen con especificaciones de duchlidad media Cuando los muros sean de duchlidad baja y las trabes de acoplamiento cumplen con especificaciones de duchlidad baja

17 MARCOS RIGIDIZADOS CON CONTRAVENTEOS

18 Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite g li max Marcos rigidizados con contraventeos Alta Media Marcos con diseño y detallado de alta duchlidad que toman más del 50% de la fuerza sísmica y contraventeos restringidos al pandeo Marcos con diseño y detallado de duchlidad media que toman más del 50% de la fuerza sísmica y contraventeos concéntricos dúchles Baja Marcos de duchlidad baja y contraventeos que trabajan solo en tensión Marcos rigidizados con contraventeos Alta Media Marcos con diseño y detallado de alta duchlidad con contraventeos restringidos al pandeo Marcos con diseño y detallado de duchlidad media con contraventeos concéntricos dúchles

19 SISTEMA A BASE DE MARCOS CON MUROS DIAFRAGMA

20 Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite g li max Sistema a base de marcos con muros diafragma de concreto sin refuerzo conhnuo en toda la altura de dichos muros Alta Media Baja Marcos con diseño y detallado de duchlidad alta que resistan por lo menos el 70% de la fuerza horizontal con muros diafragma de concreto Marcos con diseño y detallado de duchlidad media que resistan por lo menos el 60% de la fuerza horizontal con muros diafragma de concreto. Marcos de duchlidad baja que resistan por lo menos el 50% de la fuerza horizontal con muros diafragma de concreto Sistema a base de marcos con muros diafragma de de mampostería Revisar las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería y para Diseño por Sismo

21 SISTEMA SUSPENDIDO O EN VOLADIZO

22 Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite g li max Sistema de un solo piso suspendido o en voladizo sobre columna o sistema de columnas que trabajen en voladizo Media Baja Columnas con diseño y duchlidad de duchlidad alta Columna o sistema de columnas con diseño y detallado de duchlidad media o alta Sistema suspendido o en voladizo soportado por un núcleo resistente Media Baja Con sistema central a base de un núcleo de muros de concreto reforzado o marcos de duchlidad alta, que resistan el 90% de las fuerzas sísmicas Con sistema central a base de un núcleo de muros de concreto reforzado o marcos de duchlidad media, que resistan el 90% de las fuerzas sísmicas

23 SISTEMA TUBO EN TUBO

24 Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite g li max Sistema tubo en tubo Alta Media Baja Con marcos perimetrales y un núcleo interior a base de muros o marcos, o una combinación de ambos, con diseño y detallado de duchlidad alta Con marcos perimetrales y un núcleo interior a base de muros o marcos, o una combinación de ambos, con diseño y detallado de duchlidad media Con marcos perimetrales y un núcleo interior a base de muros o marcos, o una combinación de ambos, con diseño y detallado de duchlidad baja

25 Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite g li max Marcos exteriores como sistema primario con columnas interiores capaces de admihr deformaciones y con sistema de piso de diafragma horizontal rígido Media Baja Marcos exteriores con detallado y diseño dúchl capaces de tomar más del 90% de la fuerza sísmica y columnas internas y conexiones columna- losa con capacidad para deformarse lo mismo que los marcos exteriores Marcos con detallado de duchlidad media o baja y columnas interiores y conexiones columna- losa con capacidad para deformarse lo mismo que los marcos exteriores

26 SISTEMAS CON LOSAS PLANAS

27 Estructuración DucHlidad Condición Q Distorsión Límite g li max Sistema de marcos o marcos y muros con losa plana Sistema de columnas y losa plana Media Baja Marcos o muros de concreto reforzado con diseño y detallado de duchlidad media o alta con losa plana Marcos o muros de concreto reforzado con diseño y detallado de duchlidad media o baja con losa plana Baja Columnas con losas planas

28 3.2 Análisis Elemento Vigas y muros agrietados 1 Columnas agrietadas Columnas y muros no agrietados Momento de inercia 0.5Ig 0.7Ig Ig Tabla 3.2.1[1.1] Momentos de inercia para cálculo de rigideces

29 Ig Story UX T 1 STORY C 1 STORY STORY STORY Ig Story UX T 0.5 STORY C 0.7 STORY STORY STORY Ig Story UX T 0.3 STORY C 0.5 STORY STORY STORY Altura (m) M Diaphragm CM Displacements (m) T1,C1 T0.5,C0.7 T0.3,C0.5

30 3.6[1.7] Factores de resistencia De acuerdo con las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, las resistencias deben afectarse por un factor de reducción, F R. Con las excepciones indicadas en el texto de estas Normas, los factores de resistencia tendrán los valores siguientes: a) F R =0.9 para flexión. b) F R =0.75 para cortante y torsión. c) F R =0.7 para transmisión de flexión y cortante en losas o zapatas. d) Para flexocompresión: F R =0.75 cuando el elemento falle en tensión; F R =0.75 cuando el núcleo esté confinado con refuerzo transversal circular que cumpla con los requisitos del inciso 6.2.4, o con estribos que cumplan con los requisitos del inciso b; y F R =0.65 si el núcleo no está confinado y la falla es en compresión. e) Para aplastamiento: F R =0.65 Para calcular los factores de reducción F R de elementos a flexión o flexocompresión se permite usar las disposiciones del apéndice A.

31 Razones para cambiar los factores de reducción Se cambiaron los factores de carga. Ahora son 1.3 para carga muerta y 1.5 para carga viva. Se eliminó f*c Se hizo un trabajo de confiabilidad estructural Dra. Sonia Ruiz

32 FR=0.75+( ε t 0.002)(50) Espiral Otro F R =0.65+( ε t 0.002)(250/3) Controlado a compresión Transición Controlado a tensión ε t = ε t = c/d t = 0.6 c/d t = 0.375

33 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento Análisis 4. REQUISITOS DE DURABILIDAD Requisitos básicos Clasificación de exposición Requisitos para diferentes grados de exposición Requisitos para resistencia a la abrasión Restricciones sobre contenidos de químicos contra la corrosión Requisitos para el recubrimiento del acero de refuerzo Reacción álcali - agregado Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio

34 Tabla 4.8.1[4.4] Valores máximos de contenido de ion cloruro en el concreto al momento del colado Máximo contenido de iones de cloruro (CL Tipo de miembro - ) solubles en agua en el concreto, porcentaje en peso del cemento Concreto presforzado 0.06 Concreto reforzado expuesto a cloruros en 0.15 condiciones de servicio húmedas Concreto reforzado expuesto a cloruros en 1.00 condiciones de servicio secas o protegidas de la humedad Otras construcciones de concreto reforzado 0.30

35 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio 5. ESTADOS LIMITES DE FALLA 5.1 Flexión 5.2 Flexocompresión 5.2 Cortante 5.3 Torsión El orden de secciones será en el orden de diseño: Requisitos generales y alcance Dimensionamiento, Resistencia y proporcionamiento de refuerzo Revisión de mínimos y máximos, Detallado

36 Se incluye un Método opcional alternahvo para diseño a cortante Todo Cortante y torsión en la misma sección, incluyendo con presfuerzo Para cortante en presfuerzo se permihrá calcular V cr como el menor de V ci y V cw

37 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento Dimensionamiento y Refuerzo 6. REQUISITOS COMPLEMENTARIOS 6.1 Anclaje 6.2 RevesHmientos 6.3 Tamaño máximo de agregados 6.4 Paquetes de barras 6.5 Dobleces del refuerzo 6.6 Uniones de barras 6.7 Refuerzo por cambios volumétricos 6.8 Separación entre barras de refuerzo 6.9 Inclusiones Revisión de Estados Limites de Servicio

38 Diseño de Edificaciones Elección del Material Q=2 Q=3 Q=4 Cap. 7. Diseño de Estructuras de DucUlidad Baja Cap.8. Diseño de Estructuras de DucUlidad Media Cap. 9. Diseño de Estructuras de DucUlidad Alta Estructuración Predimensionamiento Análisis Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio 7.1 Materiales, uniones, soldaduras, requisitos especiales para dicha duchlidad 7.2 Vigas 7.3 Columnas 7.4 Muros 7.5 Losas apoyadas perimetralmente 7.6 Losas planas 7.7 Conexiones 7.8 Diafragmas y elementos a compresión 7.9 Elementos en cimentaciones 8.1 Materiales, uniones, soldaduras, requisitos especiales para dicha duchlidad 8.2 Vigas 8.3 Columnas 8.4 Muros 8.5 Losas apoyadas perimetralmente 8.6 Losas planas 8.7 Conexiones 8.8 Diafragmas y elementos a compresión 8.9 Elementos en cimentación 9.1 Materiales, uniones, soldaduras, requisitos especiales para dicha duchlidad 9.2 Vigas 9.3 Columnas 9.4 Muros 9.5 Losas apoyadas perimetralmente 9.6 Losas planas 9.7 Conexiones 9.8 Conexiones con arhculaciones lejadas de la columna 9.8 Diafragmas y elementos a compresión 9.9 Elementos en cimentación

39 Q=2 PrácHcamente igual Q=4 Casi sin cambios Q=3 Cambios importantes simplificando y haciendo mas práchca su uhlización

40 7.8 Elementos de cimentación Se incluyen: Zapatas Trabes de liga Contratrabes Pilas Pilotes muros

41 Temas no incluidos en esta pláhca Muros Concreto presforzado Ménsulas Vigas de gran peralte

42 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio 12. CONCRETOS ESPECIALES 12.1 Concreto de Alta Resistencia 12.2 Concretos Autocompactantes 12.3 Concretos Ligeros 12.4 Concretos con Fibras 12.5 Concretos Reciclado 12.6 Concreto Lanzado 13. CONCRETO SIMPLE 13.1 Limitaciones 13.2 Juntas 13.3 Método de Diseño 13.4 Esfuerzos de Diseño

43 Concretos de Alta Resistencia 12.2 Concreto de alta resistencia 12.2 Concreto de alta resistencia Empleo de concretos de alta resistencia Disposiciones generales Limitaciones al empleo de concretos de alta resistencia Propiedades mecánicas Módulo de elas<cidad Resistencia a tensión Contracción por secado Flujo pláshco

44 Concreto Autocompactante 12.3 Concreto autocompactante Alcance Diseño estructural Propiedades de los materiales Cemento Agregados Aditivos Propiedades del concreto autocompactante Composición Propiedades mecánicas Consistencia Módulo de elasticidad Resistencia a fuerza cortante Contracción por secado Flujo plástico

45 Concretos reforzados con fibras 2.5 Concretos reforzados con fibras Alcance Propiedades de los materiales Fibras Concreto Criterio de diseño Propiedades mecánicas Resistencia a compresión Resistencia a tensión Resistencia a flexión Tenacidad en flexión Desempeño bajo cargas dinámicas Contracción por secado y flujo plástico Resistencia a congelación-deshielo Resistencia a abrasión/cavitación/erosión

46 Concreto Lanzado 12.6 Concreto Lanzado Procesos de lanzado Proceso de mezcla seca Proceso de mezcla húmedas Comparación de los procesos Concreto lanzado con agregado grueso Propiedades Resistencia a compresión Propiedades a flexión Resistencia a la adherencia Contracción por secado Absorción y volumen de vacíos permeable Otras propiedades

47 Concretos Reciclados 12.7 Concretos reciclados Requisitos generales Requisitos para el agregado grueso reciclado Durabilidad Diseño estructural

48 Diseño de Edificaciones Elección del Material Estructuración Predimensionamiento Dimensionamiento y Refuerzo Revisión de Estados Limites de Servicio 14. ESTADOS LIMITES DE SERVICIO 14.1 Esfuerzos bajo condiciones de servicio 14.2 Deflexiones Deflexiones en elementos no presforzados que trabajan en una dirección Deflexiones inmediatas Deflexiones diferidas Deflexiones en elementos presforzados que trabajan en una sola dirección 14.3 Agrietamiento en elementos no presforzados que trabajan en una dirección 14.4 Vibraciones

49 Percepción humana La sensibilidad humana a la vibración estructural es principalmente función de la aceleración. Usualmente se cuantifica en términos de la amplitud y de la frecuencia empleando un factor de sensibilidad, K, definido como K=df22 1+(f/fo)2 (14.4.1) donde d es la amplitud de la vibración, mm f es la frecuencia en Hz f o = 10 Hz Tabla Percepción humana de vibraciones estructurales K Clase Percepción humana K<0.10 A ImpercepHble 0.10 K < 0.25 B Ligeramente percephble 0.25 K < 0.63 C PercepHble 0.63 K < 1.60 D Fácilmente percephble 1.60 K < 4.00 E Fuertemente percephble 4.00 K < F Muy fuertemente percephble K < G Muy fuertemente percephble K < H Muy fuertemente percephble K I Muy fuertemente percephble

50 Diseño Construcción Supervisión 15. CONSTRUCCIÓN 15.1 Cimbra 15.2 Acero 15.3 Concreto (Alta resistencia) 15.4 Requisitos complementarios para concreto presforzado 15.5 Requisitos complementarios para estructuras prefabricadas 15.6 Tolerancias Problemas y ciclo de vida

51 Uniones soldadas DisposiHvos mecánicos. Requisitos de control de concretos de alta resistencia Alta resistencia criterios de aceptación

52 f c = f c '+1.3

53 Diseño Construcción Supervisión Problemas y ciclo de vida 16. Inspección, evaluación, reparación, rehabilitación y pruebas de carga para estructuras nuevas y existentes Directrices métodos no destruchvos

54 Muchas gracias