Luis Garza Vasquez I.C., M.I. 1

Transcripción

1 DISEÑO SISMICO DE ESTRUCTURAS DE ACERO Rigidz =0 Rlación rigidz-vinculo 4. Porticos arriostrados xntricamnt ti t L 0 L inculo inculo inculo inculo inculo Configuracions d Luis Garza asquz I.C., M.I. 1

2 Luis Garza asquz I.C., M.I. 2

3 Comortaminto inlástico d Luis Garza asquz I.C., M.I. 3

4 Luis Garza asquz I.C., M.I. 4

5 Angulo d rotacion lástica dl inculo PRM PAC γ Mcanismos d Disiacion d Enrgia Angulo d rotacion lástica dl inculo Elmntos Mcánicos n ínculos γ M P El vínculo ud fallar or flxion o cortant o ambos M M M M La fluncia a cortant ocurr cuando: M Dnd d la longitud dl vínculo "" M = =0.6F y (d - 2t f ) t w Esfurzo d fluncia a cortant Ara dl alma dl vínculo M M = Caacidad lástica total Luis Garza asquz I.C., M.I. 5

6 M M M M M La fluncia a flxion ocurr cuando: M = M = Z F y M = Momnto lástico total Equilibrio stático dl vínculo: = 2M = 2M M M M M M Fluncia a cortant dl alma n toda la longitud dl vínculo. Muy uniform! La fluncia a cortant y flxion ocurrn simultánamnt si: = and M=M 2M = = M < M La fluncia a cortant ocurrira cuando = and M < M 2M Fluncia a flxion n los xtrmos. No s uniform. Fluncia a cortant y structural d vínculos: Si no hubira ndurciminto or dformacion ni intraccion ntr l cortant y la flxion M M < M = M La fluncia a flxion ocurr cuando M = M and < 2M inculo con fluncia a cortant: inculo con fluncia a flxion: 2M 2M M = M Luis Garza asquz I.C., M.I. 6

7 Rsistncia Nominal a Cortant, n : n = l mnor d 2M / ara 2M 2M ara r Strngth Ejmlo: W14x82 A992 Rsistncia nominal a cortant: Link Nominal Shar (kis) / (M / ) n = Link Lngth (inchs) n =2M / Endurciminto or dformacion Por ndurciminto s rcominda tomar: 150 Forc (kis) Link Shar F Link Rotation, γ (rad) n ult ínculo con fluncia a cortant: ínculo con fluncia a flxion: Fluncia a cortant y flxion combinadas: 1.6M 1.6M 2.6 M 2.6 M Exrimntalmnt ult 1.25 to 1.5 n inculos con fluncia a cortant Comortaminto xrimntal d vínculos a cortant 1.6 M γ Δ Mjor comortaminto structural or: rsistncia rigidz ductilidad Rotacion dl vínculo: γ = Δ (radians) Luis Garza asquz I.C., M.I. 7

8 W10x33 (A992) = 1.1 M / γ = 0.10 radians Falla or rotura dl alma 150 Forc (kis) Link Shar Link Rotation, γ (rad) 150 inculos largos Forc (kis) γ = ± 0.10 rad 1.6 M > Link Shar Link Plastic Rotation, γ (rad) Mnor rsistncia, rigidz y ductilidad Utilizar sólo si hay rstriccions arquitctónicas Luis Garza asquz I.C., M.I. 8

9 W12x16 (A36) = 3.4 M / W16x36 (A992) = 2 M / (Fluncia a cortant y flxion combinadas) 200 Link Sha ar Forc (kis) Link Rotation, γ (rad) Caacidad d rotacion lástica dl vínculo obtnidas xrimntalmnt γ (rad) 0.12 Rlación ntr ángulo d giro dl vínculo y drivas Fluncia a cortant Cortant + Flxion Longitud d vínculo: / (M / ) Fluncia a flxion L Luis Garza asquz I.C., M.I. 9

10 γ θ L L L γ = θ γ θ L L L γ = θ γ Disño d Procdiminto 1. Dimnsionar vínculos ara cargas mayoradas. θ γ 2. Dimnsionar todos los otros mimbros y conxions ara rsistir toda la caacidad d los vínculos. 3. Estimar la dmandad d ductilidad d n l vínculo; rvisar qu l vínculo uda suministrar dicha ductilidad. L 4. Ralizar los dtalls qu garanticn una buna ductilidad (atisadors y arriostraminto latral) L γ = θ 2 Luis Garza asquz I.C., M.I. 10

11 Limitacions Rsistncia a cortant dl vínculo Rsistncia cortant dl vínculo= φ n Rlacions ancho-ssor ara altas y alma dl vínculo: b/t λ λ s M ara 1. 6 M ara >1. 6 u φ = 0.9 n = mnor d Escogr rfil tal qu: u φ n 2M / = furza cortant n l vínculo ara cargas lásticas mayoradas: 1.2D + 1.0E + 0.5L 0.9D + 1.0E Prfrir H s or las grands furzas axials. Si P u > 0.15 P y n l vínculo hay risgo d baja rsistncia y ductilidad : Admás, si P u > 0.15 P y n l vínculo, stos dbn sr muy cortos.: n = mnor d dond: a 2M a / a / A M w 1.6 Aw ρ ara ρ 0.3 Ag Ag M 1.6 Aw ara ρ < 0.3 Ag a = P y = A F y 2 P u 1 P y M P u M 1 P a = y dond: = P u ρ w ( f ) w u A = d 2t t Angulo d rotacion dl vínculo Procdiminto d disño ara rvisar l angulo d rotacion dl vínvulo, γ Para la driva d disño, Δ. No db sr mayor d: 1. Calcular la driva lástica con las cargas d la norma: Δ E : Δ Δ E 2. Calcular la driva d iso θ a) 0.08 radians ara: 1.6 M / θ Δ / h dond h = altura d iso b) 0.02 radians ara: 2.6 M / c) Introlar ara: 1.6 M / < < 2.6 M / 3. Calcular l angulo d rotacion dl vínculo γ γ = (L / ) θ 4. Rvisar l ángulo límit. Luis Garza asquz I.C., M.I. 11

12 15 γ γ 10 θ L θ L γ / θ L γ L = θ γ = θ 5 γ γ θ L θ γ L γ = θ /L L Los vínculos muy cortos rquirn mucha ductilidad. Ponr =1.6 M / 0.1 Atisadors n l vínculo Prmissibl γ Maximum Shar Yilding Shar + Flxur Flxural Yilding Non-dimnsional Link Lngth: / (M / ) Dbn colocars n ambos lados dl alma, n los xtrmos d la diagonal. Dbn tnr un ancho combinado no mnor d: (b f -2t w ) y un ssor no mnor d 0.75 t w o 9.5mm, l qu sa mayor. 1.6 M / (inculos a cortant) Atisadors intrmdios s s s s s Atisadors d rofundidad total s 30 t w - d /5 ara γ = 0.08 radians 52 t w - d /5 ara γ = 0.02 radians Introlar ara 0.02 < γ < 0.08 radians t w = ssor dl alma d = altura d vínculo Luis Garza asquz I.C., M.I. 12

13 2.6 M / < < 5 M / (ínculos a flxion) 1.5 b f 1.5 b f b f = ancho d alta dl vínculo Luis Garza asquz I.C., M.I. 13

14 1.6 M / < < 2.6 M / (ínculo a cortant y flxion) 1.5 b f 1.5 b f s s s s 30 t w - d /5 ara γ = 0.08 radians s 52 t w - d /5 ara γ = 0.02 radians Introlar ara0.02 < γ < 0.08 radians Conxions ínculo-columna La conxion vínculo columna Db sr caaz d soortar: γ ± 0.08 rad. ara 1.6 M / γ ± 0.02 rad. ara 2.6 M / introlar ara 1.6 M / < < 2.6 M / Hacr nsayos, qu no hay! Luis Garza asquz I.C., M.I. 14

15 La conxion vínculo-columna no rquir nsayos si: La conxion stá rforzada Longitud dl vínculo M / S colocan atisadors n l vínculo Conxion viga-columna rforzada Arriostraminto latral dl vínculo Ponr Arriostraminto latral n ambas altas n los xtrmos dl vínculo. Arriostraminto latral n ambas altas La rsistncia i rqurida d cada riostra db sr: P = b [ R F Z ] y y h o vínculo h o = distancia ntr cntroids d altas Luis Garza asquz I.C., M.I. 15

16 Riostra diagonal y viga or fura dl vínculo La rsistncia rqurida d la riostra diagonal y la viga fura dl vínculo s calcula con las máximas furzas qu udn sr gnradas or la fluncia y l ndurciminto or dformacion dl vínculo. iga or fura dl vínculo M ult ult ult M ult ult ult Mult M ult Riostra diagonal Dtrminacion dl cortant y momnto último n los xtrmos dl vínculo: P M ult ult M ult M ult Para disño d la riostra: ult = 1.25 R y n Para l disño d la viga or fura dl vínculo: ult = 1.1 R y n n = Rsistncia nominal dl vínculo= mnor d o 2 M / M ult = 2 ult Luis Garza asquz I.C., M.I.1

17 Conxions d la Riostra ult La rsistncia rqurida d las conxions d la riostra, n ambos xtrmos d la riostra dbrá sr como mínimo igual a la rsistncia rqurida d la riostra. M ult La rsistncia rqurida a comrsion d la conxion db sr como mínimo 1.1 R y P n d la riostra, dond: P n = rsistncia nominal a comrsion d la riostra. Conxions d Riostra Disñar ara las furzas (P y M) gnradas n la riostra ult y M ult dl vínculo. Rvisar la comrsion axial 1.1 R y P n d la riostra. No rquir lína d rotacion Dtalls tíicos Luis Garza asquz I.C., M.I. 2

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19 Conxions viga-columna ljos dl vínculo Rsistncia rqurida d las columnas: ult Mult M ult ult ult = 1.1 R y n ara cada vínculo. Articuladas: R=7 ult ult Rsistnts a momnto (DMI): R=8 Mult M ult ult ult Mult M ult Zonas rotgidas Zonas rotgidas Pantallas d Acro Luis Garza asquz I.C., M.I. 4

20 Mcanismo dúctil ENSAYOS Dsarrollo d diagonals Flxion dl ortico Pando or cortant Astanh-Asl and Zhao Takanaka SISTEMAS ESTRUCTURALES COMBINADO -rticals;porticos rsistnts o no a momnto - Horizontals;Muros structurals ó orticos con diagonals. Luis Garza asquz I.C., M.I. 5

21 SISTEMAS ESTRUCTURALES DUAL -rticals: Porticos rsistnts a Momnto sin diagonals, Mínimo 0.25 B. -Horizontals:Muros ó diagonals.mínimo 0.75 B. -Rsistncia scalonada SISTEMAS MIXTOS Acro Estructural Comusto y Concrto Rforzado. Luis Garza asquz I.C., M.I. 6

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24 CONEXIONES Comatibilidad Constructibilidad Rsistncia a sismos Luis Garza asquz I.C., M.I. 9

25 REHABILITACION DE EDIFICIOS DE CONCRETO CON ESTRUCTURAS METALICAS Luis Garza asquz I.C., M.I. 10

26 MACRO PORTICOS Luis Garza asquz I.C., M.I. 11

27 ARRIOSTRAMIENTOS CONCENTRICOS Luis Garza asquz I.C., M.I. 12

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36 No s MDA, s dtall CHIC! Luis Garza asquz I.C., M.I. 6

37 E.D.E.Q. ANTES Driva 3% Confinaminto rducido Torsión dificio d squina Sin vigas d amarr Concrto 5000 si DESPUES Driva 0.5% E.D.E.Q. Confinaminto y sistma comusto a comrsión Cimntación sin rarar Priodo 0.81 sg. Aumnta S a Luis Garza asquz I.C., M.I. 7

38 Foto jsus maria o Luis Garza asquz I.C., M.I. 8

39 CONEXIONES A CONCRETO Luis Garza asquz I.C., M.I. 9

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41 ARRIOSTRAMIENTOS CON CONEXIÓN INDIRECTA BANCOLOMBIA ARMENIA ANTES Driva longitudinal 2.3% Driva transvrsal 5% DESPUES Driva longitudinal 1.3% Driva transvrsal 0.9% Luis Garza asquz I.C., M.I. 11

42 Luis Garza asquz I.C., M.I. 12

43 ESTADIO ATANASIO GIRARDOT ANTES Driva 5% DESPUES Driva 0.5% REFORZAMIENTO COLUMNAS CONFINAMIENTO Luis Garza asquz I.C., M.I. 13

44 Luis Garza asquz I.C., M.I. 14

45 CLINICA DEL PARQUE REHABILITACION Y AMPLIACION ANTES Driva máxima 1.06% > 0.5% DESPUES Driva máxima 0.35% Driva umbral d daño 0.12%< 0.15% Luis Garza asquz I.C., M.I. 15

46 CLINICA DEL PARQUE REFORZAMIENTO Costo: $230 Ára útil: 450m 2 AMPLIACION Y REFORZAMIENTO Costo: $290 Ára útil: 970m 2 Evitar rcimntación CIMENTACIONES Incrmnto caacidad admisibl 33% Cuidado con las tnsions! Luis Garza asquz I.C., M.I. 16

47 ALORES RECOMENDADOS DE R 0 Luis Garza asquz I.C., M.I. 17