Guía práctica para evaluación sísmica y rehabilitación de estructuras

CONSTRUCCIONES I

Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC 2015

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INDICE 1.3 Problemas de configuración estructural en planta 1.3.1 Longitud de la edificación 1.3.2 Geometría y disposición de elementos estructurales en planta: 1.3.3 Discontinuidades en el sistema de piso

1.3.4 Ejes estructurales no paralelos 1.3.5 Torsión 1.4 Problemas de configuración estructural en elevación

1.4.1 Ejes verticales discontinuos o muros soportados por columnas 1.4.2 Piso débil – Discontinuidad en la resistencia: 1.4.3 Problema en columnas y vigas: 1.4.4 Distribución y concentración de masa: 1.4.5 Piso flexible: 1.4.6 Irregularidad geométrica: 1.5 Otros problemas de irregularidad en estructuras

1.5.1 Poca hiperestaticidad 1.5.2 Excesiva flexibilidad de piso 1.5.3 Excesiva flexibilidad estructural

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1.3 Problemas de configuración estructural en planta La NEC recomienda que las estructuras deben ser lo más regulares y simétricas posibles en planta, priorizando las formas tendientes a cuadrangulares o rectangulares. A continuación, se indicarán algunos de los problemas que presentan las edificaciones con irregularidad estructural en su plano horizontal.

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1.3.1 Longitud de la edificación

Se recomienda que la relación larga / ancho en una edificación no sea mayor a 4 Mayor longitud, mayor daño ocurre debido a que no todos los puntos de la edificación, tendrán la misma acción sísmica.

Junta sísmica

Diferencia de pisos

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1.3.2 Geometría y disposición de elementos estructurales en planta:

Este problema ocurre cuando se diseñan plantas complejas o irregulares (plantas en forma de U, L, T, H, O, Cruz, etc.), donde existen sitios con ángulos de quiebre en la estructura concentrándose la mayor cantidad de esfuerzos.

Inestabilidad

Forma irregular

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1.3.3 Discontinuidades en el sistema de piso

La geometría en planta de la estructura se considera irregular cuando el sistema de piso tiene discontinuidades apreciables o variaciones significativas en su rigidez.

Aberturas, entrantes o huecos con áreas mayores al 50% del área total del piso o con cambios en la rigidez en el plano

Los retrocesos en las esquinas de una estructura se consideran excesivos cuando la proyección de la estructura, a ambos lados del entrante

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1.3.4 Ejes estructurales no paralelos

La edificación se considera irregular cuando los ejes estructurales no son paralelos o simétricos con respecto a los ejes ortogonales principales de la estructura.

Ejes no paralelos

Paredes no paralelas

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1.3.5 Torsión Es importante que, en un sistema estructural, su centro de rigidez sea semejante al centro de masa, lo cual pocas veces se cumple como se puede.

Centro de rigidez no coincide con centro de masa

La torción de un edificio se origina cuando el centro de rigidez no coincide con el centro de masa

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1.4 Problemas de configuración estructural en elevación

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1.4 Problemas de configuración estructural en elevación

Ocasionan grandes concentraciones de esfuerzos.

Inconvenientes, referentes a irregularidades verticales que se presentan en edificaciones

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1.4.1 Ejes verticales discontinuos o muros soportados por columnas

Ausencia de columnas

Muros soportados por columnas Desplazamiento de columnas

Especifica que la edificación presenta irregularidad vertical cuando existen desplazamientos en el alineamiento de elementos estructurales verticales

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1.4.2 Piso débil – Discontinuidad en la resistencia

Estos pisos son más vulnerables a daños debido a su baja rigidez y resistencia, concentrándose esfuerzos.

La edificación es irregular cuando la resistencia del piso es menor que el 70% de la resistencia del piso inmediatamente superior.

Existen pisos débiles en planta baja y también en pisos intermedios

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1.4.3 Problema en columnas y vigas:

Columnas cortas o esbeltas: Las columnas cortas causan severos daños a edificaciones frente a un sismo ya que su falla es frágil.

Esbeltas Cortas

Las columnas cortas y esbeltas pueden estar presente debido a: • La edificación puede estar ubicado en terrenos con inclinaciones.

No puede existir discontinuidad en la losa

Las columnas de la edificación pueden tener confinamiento lateral parcial en su altura provocada por paredes divisorias, muros de contención

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1.4.4 Distribución y concentración de masa:

Esta irregularidad vertical se presenta cuando existen concentraciones de masa en uno o varios niveles o pisos de la edificación

Se debe tener en cuenta que el problema se agrava a medida que esta concentración de masa se ubique a mayor altura

Se considera irregular cuando la masa de cualquier piso es mayor que 1.5 veces la masa de uno de los pisos adyacentes.

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1.4.5 Piso flexible:

La edificación es irregular cuando la rigidez lateral de un piso es menor que el 70% de la rigidez lateral del piso superior o menor que el 80% del promedio de la rigidez lateral.

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1.4.6 Irregularidad geométrica:

Los escalonamientos, son causantes de cambios bruscos de rigidez y de masa, creando concentraciones de esfuerzos que provocarán daños severos a la edificación.

Irregularidad geométrica sen

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1.5 Otros problemas de irregularidad en estructuras

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1.5.1 Poca hiperestaticidad

Mientras más elementos estructurales verticales, mejor será el comportamiento de la estructura frente a un sismo.

Correcto

Cuando se tiene pocos elementos estructurales verticales (Poca hiperestaticidad) el riesgo al colapso de la estructura aumenta Incorrecto

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1.5.2 Excesiva flexibilidad de piso

Fuerzas desarrolladas en un diafragma rígido Tensión

Piso demasiado extenso Comprensión

Una edificación presenta excesiva flexibilidad de piso ocasiona deformaciones laterales no uniformes, lo que primeramente perjudicará a elementos no estructurales adosados al piso

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Bibliografía

Libro: Guía práctica para evaluación sísmica y rehabilitación de estructuras de conformidad con la Norma Ecuatoriana Ecuatoriana de la Construcción NEC 2015

Peñaherrera R. (2012). “Estudio de Microzonificación Sísmica de la ciudad de Quito”, Memorias del 4to Congreso Internacional Construcción de Infraestructura y Vivienda, Cámara de la Construcción de Quito

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