Análisis de esfuerzos en la zona de transición en un edificio de hormigón armado con irregularidad en la vertical diseñado de acuerdo a la normativa vigente
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2016-01
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Universidad de Valparaíso
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Departamento o Escuela
Escuela de Ingenieria Civil
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Resumen
Las irregularidades verticales al estar presentes en las edificaciones, ocasionan cambios bruscos de rigidez y masa entre pisos consecutivos, lo que se traduce en fuertes concentraciones de esfuerzos y conducen a una distribución irregular de fuerzas y deformaciones a lo largo de la altura de la estructura. “Deben evitarse, en lo posible, los escalonamientos y tratar que los cambios de un nivel a otro sean lo más suaves posibles, sobre todo en edificaciones tan importantes como hospitales y centros de salud”.
Algunos de los ejemplos más comunes de cambios bruscos de rigidez en altura son: pisos intermedios con diferentes alturas, piso blando, cambios de sección vertical en muros, variación de rigidez de columnas y muros cortantes discontinuos.
Ciertas normas, como la Norma de Nueva Zelanda establecen métodos de análisis simples, como el Método Estático Equivalente, que se calibra utilizando la respuesta sísmica de estructuras regulares. Para las estructuras con discontinuidades, tales como una diferencia significativa en la rigidez del suelo, fuerza o masa, con planos irregulares, o con diafragmas flexibles, el método Estático Equivalente puede subestimar las demandas reales y producir estructuras inseguras. Por esta razón, muchos códigos mundiales actuales (por ejemplo, IBC, 2003 y NZS 1170.5, 2004), proporcionan limitaciones en el máximo grado de irregularidad de estructuras diseñadas de acuerdo con el método Estático Equivalente. Por ejemplo, el Código Internacional de Construcción [3], y la Norma de Nueva Zelanda definen la irregularidad como:
1.- Irregularidad Rigidez (piso blando). Un piso blando es uno en el que la rigidez lateral es menos de 70 por ciento la del piso de arriba o menos de 80 por ciento de la rigidez promedio de los tres pisos por encima.
2.- Irregularidad de Masa. Se considera irregularidad de masa donde la masa efectiva de cualquier piso es más de 150 por ciento de la masa efectiva de un piso adyacente. Un techo que es más ligero que el piso de abajo no tiene que ser considerado como caso de irregularidad de masa.
3.- Irregularidad Geométrica. Se considera irregularidad geométrica vertical cuando la dimensión horizontal del sistema de resistencia sísmica en cualquier piso es más de 130 por ciento del piso adyacente.
Por otro lado la Norma Chilena de Diseño Sísmico establece que “En los niveles donde haya discontinuidad de rigideces en los planos resistentes u otras subestructuras verticales, se debe verificar que el diafragma sea capaz de redistribuir las fuerzas”.
Con el fin de detectar cómo se distribuyen las concentraciones de esfuerzos en las zonas de transición en estructuras con cambios de rigidez en altura, en este trabajo se realiza el análisis y diseño de un caso de estudio consistente en un edificio de hormigón armado con irregularidad en la vertical, para posteriormente evaluar su comportamiento mediante un análisis tiempo historia usando registros sísmicos consistentes con el espectro de diseño.
Descripción
Lugar de Publicación
Auspiciador
Palabras clave
ANALISIS SISMICO, DISEÑO DE MUROS, DISEÑO VIGAS