LYDON STATE UNIVERSITY MAESTRA EN ESTRUCTURAS

Msc. Jack Douglas Ibarra S.

303 Diseo por Ladeo y Estabilidad Lateral

Diseo por ladeo y estabilidad lateral (Contenido)

La necesidad de ladeo controlado Ladeo, efecto P-delta y estabilidad lateral Tcnicas prcticas de anlisis de segundo orden Procedimientos de diseo por ladeo Requerimientos de cdigos para anlisis por ladeo y efecto P-delta Clasificacin de comportamiento de diafragmas Determinacin de la rigidez de diafragmas Factores que influyen en el comportamiento de diafragmas Recomendaciones de cdigos en el diseo de diafragmas Ejemplos de diseo

La necesidad de ladeo controlado El ladeo ocurre en las estructuras, cuando las mismas son sometidas a cargas lateras que puedan voltearlas, como viento, sismo, y solicitaciones de cargas especiales. En pases altamente ssmicos como Guatemala, la necesidad de disear con el ladeo controlado es un imperativo. Es decir que en el Anlisis y Diseo Estructural habr que tomar en cuenta SIEMPRE, el ladeo, y ser responsabilidad de ingeniero estructural el tener todas

las consideraciones y control del mismo en cada uno de los elementos, juntas, etc. De la estructura. El viento normalmente se ha considerado solamente en diseo de estructuras livianas en madera, con techos de lminas etc. Pero deber tomarse en cuenta en edificios de ms de 10 niveles, antenas, rtulos, vallas, En el caso de edificios, habr que tomar en cuenta el sismo y el viento; para controlar el ladeo ms crtico de los dos, nunca ambos, pues la probabilidad estadstica de que ocurra un terremoto y un huracn simultneo es casi cero. Ya que prcticamente sera un acontecimiento apocalptico. O sea que prcticamente no habra raza humana para habitar dichas estructuras, (Ademes de lo altamente caras que resultaran)

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Dicho ladeo se podr controlar de muchas formas, tales como:

Con una buena tipologa estructural

o Breizas

o Muros de corte

o Marcos rgidos espciales en ambos lados

ortogonales

o Marcos dctiles

o Acartelamientos

o Simetra en planta

o Simetra en elevacin

o Etc. Etc

Con un buen criterio de juntas

Con una buena seleccin de vmateriales

Con una buena combinacin de productos

Con elo uso y aplicacin de tecnologa de punta.

El viento y el sismo nos crean la necesidad de disear con el ladeo controlado.

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VIENTO

VIENTO PORTICOS

SENTIDO LONGITUDINAL (Breizas)

SENTIDO TRANSVERSAL (Prtico)

VIENTO EN EDIFICIOS

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SISM 0 Ft

Fn

F3

F2

F1

V

ELEVACION DE UN EDIFICIO MOSTRANDO

EL CORTE BASAL (V) Y LAS CARGAS POR NIVEL (Fi)

Dichas Cargas Fi son aplicadas en el centro de masa espacial (X, Y, Z) de cada

nivel, es decir, en el centroide de la combinacin de espesores de losas y vigas, Eje

Z. Y en el centroides X, Y del nivel o piso.

CM

1 2 3

Las cargas son resistidas por la estructura recibindolas en su Centro de Rigidez CR y distribuyndolas a todos sus miembros estructurales.

0 H1

H2 H3

Hn

a

b

c

Fa

Fb

Fc

Fi

v

v

v

v v Fi v

F1 F2 F3

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Ladeo, efecto P-delta y estabilidad lateral

Cuando una estructura es sometida a cargas se producen en la estructura deformaciones, si considero las cargas mas el efecto de las deformaciones, los esfuerzos aumentan y considerar

este efecto es el efecto P delta (P-), por ejemplo, una columna sometida a una carga axial, al deformarse la misma carga axial multiplicada por la deflexin origina un momento, tener en cuenta

ese momento, es considerar el efecto P delta (P-), o Esfuerzos de segundo orden.

En ingeniera estructural , el efecto (P-) o P-Delta se deber de considerar siempre ya que las cargas cclicas laterales de sismo se convierten en una carga axial en la base de la

estructura como un componente estructural de carga adicional.

El efecto P-Delta es un momento desestabilizador igual a la fuerza de gravedad

multiplicada por el desplazamiento horizontal de una estructura sufre cuando se carga

lateralmente.

Teniendo en cuenta el desplazamiento lateral, las cargas verticales presentes en la

estructura pueden perturbar negativamente a las reacciones de tierra. Esto se conoce como

el efecto P-.

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En cierto sentido, el efecto P-Delta es similar a la carga de pandeo de una columna de

slido elstico, pequea escala, dadas las condiciones de contorno de un extremo libre en la

parte superior y un extremo abstiene por completo en la parte inferior, con la excepcin de

que pueden existir una carga vertical invariante en la parte superior de la columna. En este

caso el desplazamiento lateral para el slido es una cantidad infinitesimal gobernado por

pandeo de Euler.