Diseno DS60 Sesion4 LMassone

8/13/2019 Diseno DS60 Sesion4 LMassone

http://slidepdf.com/reader/full/diseno-ds60-sesion4-lmassone 1/50

Taller ICH – DS 60Leonardo Massone S.

Universidad de Chile

Santiago 2010 – C. Lüders



Preguntas

Efectividad confinamiento con “U” larga



Muros

Gran nivel de compresión en muros

Discontinuidades: 1er piso osubterráneo

Formación de muros en T Sin confinamiento en borde de muros

Planta 1er piso o subterráneo

B

o d e g a s –

B

o r d e E d f i .

e s t a c i o n a m i e n t o s

d a ñ o s

Santiago, 2010



Construcción típica

Pre – 1985

Aw/Af ~ 3% (área muro/planta)

tw = 20 to 30cm (común)

~ 15 pisos

Post – 1985

Similar Aw/Af

Másaltos (15 to 25 pisos)

tw = 15 to 20cm

Irregularidadesen muros

Variedadde seccionestransversales(comúnT, L, C)

Edificio Festival - 1978

Edificio Alto Rio - 2007

Aumentocarga axial



Flexo-compresión en muros

1. Evitar falla frágil por flexo-compresión Confinamiento si εc>0.003 (similar a ACI 318)

Confinamiento adecuado -espesor >300mm y largo mínimo “c” incorpora efecto asimetría

2. Limitar daño flexo-compresión (εc≤0.008)

Limitación directa e indirecta de carga axial Daño menor en edificios antiguos (menor carga axial)

“c” incorpora efecto asimetría

3. Minimizar pandeo/fractura por tracción-compresiónen barras Uso de trabas si cuantía armadura long. > 2.8/f y (zona

basado sólo en cuantía ≠ Cc)



2. Limitar daño flexo-comp.

C –método simple (apuntes J.Mohle):

Bloque de compresión +

acero elasto-plástico Válido - Cargas axiales

bajas, pero no muy bajas c/lw≤0.5

Fluencia armadura tracción ycompresión

' 2 2

c s s s s sP C C C T T T ρ ρ1 ρ= + + − − −

2 2

s sT C ρ ρ=

wcc ct f C 1

'85.0 β = yss f AT = yss

f AC '' =

( )1 2s l w w yT t l c f ρ ρ = −

ywlwc

ys ywwl ys

f t t f

f A f lt f APc

ρ β

ρ

285.0 1'

'

+

−++=

lw

tw

As A’s

εc

cc

f y

f y

0.85f’c

ρl

'

sC cC 1

sT ρ

sT

PM



Muros Tenemos/Faltará?:

Considerar confinamiento Switchon/off –Error en estimación de deformaciones ?

Error en amortiguamiento (5 vs 2%)? –PEER-ATC 72-1 Modelo simple y conservador (“rótula” plástica)

Y si se incluye componente elástica?

Limitación del daño

Qué pasa cuando incluyo la componente elástica? Modelo muro

Muy simple?

Acoplamiento, perforaciones?

Discontinuidades?

Agrietamiento en altura?

Efectividad del confinamiento?

Efecto sobre el largo de rótula plástica?

Otros modos de falla: ej. corte

…



Considerar confinamiento

Switch on/off – Error en estimación de

deformaciones?

Error en amortiguamiento 5 vs 2%? (PEER/ATC 72-1, 2010) - EQ

Modificado de Goeland Chopra (1997)

- 85 buildings

EQ 1971 San

Fernando a 1994Northridge EQ




Error en amortiguamiento

5 vs 2%? (PEER/ATC 72-1, 2010) - Menores

desplazamientos

Satake et al. (2003)- Vibración forzada/

micro-tremor/ viento

(menores

desplazamientos)

45 pisos




Modelo simple y conservador (“rótula” plástica)

u p w u p wh l hδ θ φ = =

δy

( )211

40 2

p

u y w u y p w

lh l hδ φ φ φ

⎛ ⎞= + − −⎜ ⎟

⎝ ⎠

Wallace & Orakcal (2002)




Confino?

Cuánto confino?

Y si incluyo la def. elástica?

/ 600( ' / ' )w u w

c l hδ ≥

/ 600( ' / ' )cw u w

c c l hδ = −

c

cc0.003

u p w u p wh l hδ θ φ = =



Muro 7

• H-30

• A630-420H

• Categoría Edificio : C

• Importancia : 1

• Zona Sísmica : 2

• Tipo Suelo : II• Ro : 11

• R : 7

• Ao [g] : 0.3

• Estructura de 18 pisos +2 subterráneos.

• H = 48.5 [m] (desdesubterráneo 1).

(previo al DS 61)

Planta cielo Subterráneo 1EDIFICIO 4



Sentido X

(Ala).

Sentido Y

(Alma).

Tbruto [s] 0.48 1.11

TAgrietado (Tag) [s] 0.72 1.67

1.3*Sd(Tag) [cm] 8.6 28

0.0017<3‰ 0.0058>3‰

Muro 7Solicitaciones considerando dirección de signos en lascombinaciones.



Muro 7 – Confinamiento

( )

( ) ( )

2

2

2

11 20.27540

2 0.00210.275 4850 50

538

y y

y

w

H

H l

cm

φ ε

δ = = =

= ?



Muro 7 – Confinamiento

538 cm

745 cm

613 cm

( )

( ) ( )

222

11 2 2 0.00210.275 0.275 4850 50

40 538

y y

y

w

H H cm

l

φ ε δ = = = =

( )

( ) ( )

222

11 2 2 0.00210.275 0.275 4850 36

40 745

y y

y

w

H H cm

l

φ ε δ = = = =

Solo mirando la geometría

Otros factores (por ver)… y aún faltan!

( )

( ) ( )

2 2

2

2 1.610.275 0.22

1.61 0.00210.22 4850 23

745

y y

y

w w

H H l l

cm

ε ε δ = →

= =




Curvatura de fluencia

En el ejemplo, al noalcanzar la deformaciónde fluencia se esperandeformaciones menores

al 0.003 en el hormigón!!!Contradicción??

Ser cauteloso al

considerar def. elástica

lw

tw

As A’s

εc

c

ρl

PM

φyεs=εy

2

211 2

0.27540

2

y y

y

w

y

y

w

c s y

H H

l

l

φ ε

ε φ

ε ε ε

δ = =

=

→ ≈ =



Limitación del daño

Qué pasa cuando incluyo la componente elástica?

Se permite incorporar δy

Problemas similares a “confinar o no confinar” puedenaparecer

Qué falta por considerar para tener una buena

aproximación? Agrietamiento en altura

Rigidización entre grietas

Carga axial Otros: discontinuidades, asimetrías, etc.

Vamos del comienzo…..



Notas diseño de muros

Diseño tradicional vsrespuesta esperada Priestleyand Kowalsky,

“Aspectsof drift and ductilitycapacityof rectangularcantileverstructuralwalls”,1998, 73-85.

Sección transversal Efecto carga axial

εc

c

φyεs=εy

~lw

lw/k1



Notas diseño de muros Paulay

“The displacement capacity of reinforced concretecoupled walls”, Engineering Structures, 24 (2002)1165–1175.

“Seismic response of structural walls: recentdevelopments”, Canadian Journal of CivilEngineering, 28 (2001) 922–937.




Diseño tradicional vs respuesta esperada

Priestley and Kowalsky, “Aspectsof drift and ductility capacity of

rectangular cantilever structuralwalls”, 1998, 73-85. EI real?

Ej.: variación As

Asc

P

M




Desplazamiento de techo

Diseño tradicional

Distribución de fuerzas

proporcional a EcIeα Lw3

Diseño realista

Rigidez M/φ

M=M(lw, As, P) φ=φ(lw)

triangular,

( )( ) ( )2 3s y w y

s s w s w s w

y y w

A f jl M A E j l t E j l

l

ξ ρ ξ

φ ε ξ

≈ = =




Diseño tradicional

Distribución de fuerzas proporcional a EcIeα Lw3

Y si distribuyo para M=constante?

8/13

M

φφy

1/13

4/13

φy y2

M

φφy

1/3

φy y2




Otras implicancias

Variación de línea neutra

(asimetría en secciones T) Distinta rigidez según

dirección de análisis

Los muros “crecen”

Demandas de giro envigas cambian




Acoplamiento

T=efecto de acoplamiento

=corte acumulado en vigas Aumento/disminución

carga axial

Máximo acople? – diseño

por capacidad en

vigas/losas

Ancho efectivo de losas?




Acoplamiento

T=efecto de acoplamiento

=corte acumulado en vigas Es Pu de análisis el

correcto?

Capacidad a flexión (acople)

dada por diseño elástico Ancho colaborante losa?

Método alternativo –

estimación de Pu

porcapacidad




Acoplamiento

Momento losa/viga de acople -Disminución

desplazamiento de techo



ACOPLAMIENTO DE LOSA θ θ

Ensayo de Taylor (1977)

•Ancho efectivo de la losa.

fy



ACOPLAMIENTO DE LOSA

θ θ

Ensayo de Taylor (1977)

•Ancho efectivo de la losa.

Al giro consistente con fluencia muros(entre estado 1 y 5) ->

> ancho pasillo y < ancho total (valor medio)

Tapia (2008) – caso elástico

ancho pasillo + Lala/elosa

fy



40

40

Lpe

ACOPLAMIENTO DE LOSA

• Cálculo de longitud de penetración (Lpe) - basado enlíneas de fluencia observadas



Resultados

Caso Base

•Distribución

triangular

de fuerzas en la altura

•Agrietamiento total en

altura (rigidez constante)

vs. agrietamiento en

base del muro (rigidez

variable)

Completamenteagrietado

Parcialmenteagrietado



Propiedades Materiales

Modelo de hormigón y acero de acuerdo a Belarbi – Hsu (1994).

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

0 0.0005 0.001 0.0015 0.002

T e

n s i ó n ( σ ) [ M p a ]

Deformación (є) [MPa]

Modelo Hormigón sinrefuerzo

Modelo de Hormigon entracción Belarb ‐ Hsu (1994)

En las zonas no

agrietadas, el

hormigón tomaparte de las

tensiones de

tracción.

•Hormigón en tracción : valor medio

de tensiones (hormigón agrietado y no

agrietado) •Acero: acero en tracción con fluencia aparente (tensiones medias)



Resultados

• Modelo Base: modelos

materiales propuestos por

Belarbi‐ Hsu

• Modelo 2: propiedades del hormigón a tracción sin

considerar efecto del refuerzo.

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

0 0.0005 0.001 0.0015 0.002

T e n s i ó n ( σ

) [ M p a ]

Deformación (є) [MPa]

Modelo Hormigón sin refuerzo

Modelo de Hormigon en tracciónBelarb ‐ Hsu (1994)



Resultados análisis Paramétrico

CUANTÍA DE ARMADURA DE BORDE



Muros Acoplados

Carga Axial

Rótula

potencial

Muro 1 Muro 2

M1 M2



Muros Acoplados

Carga Axial

M1 M2



Muros Acoplados

Influencia del Acoplamiento



Estimación de δy

Acoplamiento bajo (β<10-20%) α= 0.22 (≠ 11/40,≠ 1/3)

(patrón de cargas triangular)

Muro rectangular (~5%f’cAg)

K=1.3

Muro T (ala comprimida)

K=1.0

Acoplamiento alto?

Menor largo pasillo (ej.: muros T enfrentados)

Mayor refuerzo/espesor en losa

Menor refuerzo en muro

Menor largo de muro



IMPLEMENTACIÓN Y VALIDACIÓN DE MODELOS DE RÓTULA PLÁSTICA Y DE FIBRA, EN LA PREDICCIÓN

DE RESPUESTA DE PROBETAS DE MUROS ESBELTOS

INFLUENCIA DEL ACOPLAMIENTO ALTO

•Muro Lw 2.5 [m]•Cuantía armadura de borde 0.025•Cuantía armadura de vigas 0.004•Ancho Pasillo 1.5 [m]•β fluencia = 64%.

•Muro Lw 5 [m]•Cuantía armadura de borde 0.025•Cuantía armadura de vigas 0.004•Ancho Pasillo 1.5 [m]•β fluencia = 40%.

Sistema más acoplado



INFLUENCIA DEL ACOPLAMIENTO ALTO ‐ δy

δ



IMPLEMENTACIÓN Y VALIDACIÓN DE MODELOS DE RÓTULA PLÁSTICA Y DE FIBRA, EN LA PREDICCIÓN

DE RESPUESTA DE PROBETAS DE MUROS ESBELTOS

INFLUENCIA DEL ACOPLAMIENTO ALTO ‐ δy



Estimación de δy

Continuará…

Asimetría

Sección T

Discontinuidades

……



Sección Crítica

Por favor

cortar aquí!!!

Zona crítica?

Simple o no?

Definición forma de falla

Flexión

Ubicación máximo momento y corte de barras

Suficiente?

Mu

φMn



Sección Crítica

Forma de falla y ubicación

(F. Cordero, 2011 – tiempo-historia edificio con daño)



Sección Crítica



S ió C íti



Sección Crítica

“Evidencia Experimental”

27F-2010 – fallas en 1er piso o 1er

subterráneo (general)

1er subterráneo no necesariamentecon menor armadura o sección

transversal que piso superior

1er subterráneo comúnmente

presenta discontinuidad

Largo de rótula plástica?

Discontinuidades

Ej.: Muro bandera Concentración de

deformaciones/tensiones?

Muro mayor en fluencia “arrastra” al resto

Diseno DS60 Sesion4 LMassone

Documents

Transcript of Diseno DS60 Sesion4 LMassone