MITOS Y FALACIAS EN INGENIERA SSMICA

INTRODUCCIN:

Desde hace tiempo se ha reconocido que nuestros enfoques codificados para el diseo ssmico tienen una relacin relativamente dbil con el desempeo esperado. El diseo se basa en una simulacin esttica "instantnea" del evento dinmico, utilizando mtodos extrapolados a partir de enfoques percibe como adecuada y conservadora para el diseo de carga de gravedad. Una diferencia entre los efectos de las cargas majar gravedad y respuesta ssmica es que la resistencia final nunca debe ser desarrollado bajo carga de gravedad, si bien es casi seguro que ser desarrollado bajo la respuesta ssmica, por lo general a una leve! de excitacin que puede ser una fraccin de la leve diseo! de ataque ssmico. Adems, aunque la respuesta ssmica dctil implica una mayor dependencia de los desplazamientos que las fuerzas, todava, como una cuestin de conveniencia y de la tradicin, el diseo de los niveles de fuerza especificada, y tratar a los desplazamientos de una manera relativamente superficial.

Cuando el enfoque de diseo se basa en considerar cuidadosamente la filosofa, como en el enfoque de diseo de capacidad por primera vez en Nueva Zelanda y poco a poco siendo aceptado en muchas otras regiones ssmicas, excelentes resultados son de esperarse debido a que el diseo de la estructura es relativamente insensible a las diversas hiptesis formuladas. Parece, sin embargo, que los enormes aproximaciones involucradas en el diseo ssmico son quizs cada vez menos apreciado, en lugar de ms, ya que las tcnicas analticas sofisticadas becorne lo especifican las normas y aceptado en la prctica del diseo cornrnon, como rnatter de rutina. En el Estados Unidos, y 1 sospechoso otra parte, esto ha dado lugar a una tendencia a que las funciones de anlisis y diseo que ser separados, y realizada por diferentes especialistas. El analista es responsable para el modelado de la estructura y de ejecutar el anlisis fuerza lateral - tpicamente un proceso de anlisis modal 3-D. Los resultados del anlisis se presentan al diseador que determina tamaos rnernber, cantidades de refuerzo (si construccin de concreto reforzado) y aspectos que detallan. El analista es tpicamente ms involucrados en el proceso de anlisis de la simulacin correcta de caractersticas de los miembros, con los peligros potenciales. El resultado de la separacin de diseo y anlisis tiende a ser que el anlisis conduce el proceso de diseo, en lugar de a la inversa, lo que podra parece ser ms apropiada. Tambin hay espacio para examinar curren! Diseo y la prctica que detalla, eh mu de los cuales tambin se extrapola a partir de consideraciones de carga por gravedad. En ocasiones, este proceso puede llevarnos en direcciones que no son apropiados para el comportamiento ssmico. Incluso cuando dogmas de desempeo estructural se basan en caractersticas puramente dinmicos, como la absorcin de energa en virtud de la respuesta cclica, las direcciones que estamos acostumbrados a tomar no son necesariamente los mejores para la supervivencia y el control de daos En este trabajo, Sorne de los procedimientos de diseo y anlisis seisrnic aceptados se identifican como 'rnyths' o 'falacias' - un overstaternent tal vez, para rnake un tema bastante seca parece ms interesante. Sin embargo, una critica! Exarnination de las bases de nuestros procesos de diseo es siempre el caso, ya que el origen de estos son a menudo oscura, y se pierde en la historia de la prctica del diseo, o peor, en cdigo minutos cornrnittee. Sorne de los puntos que se harn son bien conocidos, otros tal vez no tanto.

2. EL ELSTICO SPECfRAL ANLISIS FALACIA. La base fundamental de diseo ssmico sigue siendo el supuesto de que un (elstico o modificado) espectro de respuesta de aceleracin elstica ofrece los mejores medios para establecer el rendimiento requerido de una estructura. Las limitaciones del enfoque son bien conocidos, y aceptadas debido a la comodidad de diseo, y debido a la falta de un altemativo

diseo viable. Un caso se puede decir que esto es una falacia, y que existen altemativas viables de diseo, o se podra desarrollar con relativa facilidad. Para resumir las limitaciones: (1) La respuesta se basa en una "instantnea" de la respuesta estructural, es decir, la respuesta en el momento de cortante en la base de pico para un equivalente de responder elsticamente estructura. Efectos Duracin, que tienden a ser perodo dependiente, con estructuras de periodo corto que sufren un mayor nmero de ciclos de respuesta de las estructuras a largo perlad no se consideran. Las ventajas de utilizar las reglas de combinacin modal para proporcionar una visin Sorne a efectos del modo ms altas parece apenas vale la pena cuando stas tendrn que ser considerado por gran parte emprica! normas ms tarde en el proceso de diseo de la capacidad. (2) La relacin entre la respuesta de desplazamiento mximo de sistemas elsticos e inelsticos es compleja, y ms variable que cornrnonly aceptado. Varias normas, como la 'energa igual' y las reglas 'iguales' de desplazamiento se emplean comnmente, pero sin mucha consistencia o lgica. Si consideramos un tpico espectro de aceleracin elstica, como en la figura 1, cuatro zonas distintas pueden ser identificados. En el cero perlad, desplazamientos de systerns elsticos y dctiles no puede, por definicin, estar relacionado. La estructura ser sometida a una aceleracin mxima del suelo (PGA), independientemente de la capacidad de ductilidad y fallar si se proporciona una fuerza menor que la correspondiente a la PGA. En la creciente portian del espectro de aceleracin, desplazamientos de systerns inelsticas son mayores que los de systerns elsticos con equivalen! rigidez inicial, y la relacin 'de igual energa "ha SORNE aplicacin. En las etapas iniciales de la portian cada del espectro de aceleracin, elstica y el desplazamiento inelstico las respuestas son a menudo similares, lo que lleva a la regla "igual desplazamiento". A medida que la flexibilidad estructural aumenta an ms, la regla de "igual-desplazamiento" tiende a ser cada vez ms conservadora. En perodos muy largos, esencialmente no hay respuesta estructural a la de movimiento de tierra, y el concepto de un desplazamiento absoluto (independiente del perodo o ductilidad) puede ser avanzado, en el que el desplazamiento relativo del centro de masa de la estructura es igual a la absoluta de desplazamiento mximo del suelo. Diferentes cdigos dependen sorprendentemente diferentes relaciones entre desplazamientos elsticos e inelsticos. En los EE.UU., las relaciones entre los factores de reduccin de la fuerza ssmica factores de carga (1.4) y los desplazamientos de diseo (4 xo / a En el otro extremo de la incluida en el enfoque Uniform Building Code [I] se puede interpretar en el sentido de que se espera que los desplazamientos inelsticos en alrededor de 50% de los desplazamientos elsticos equivalen!. espectro, muchas central y Amrica del Sur cdigos se basan en el enfoque de la misma energa, con una ductilidad base de alrededor de 4. Esto implica el desplazamiento inelstico aproximadamente el 150% de los desplazamientos elsticos equivalentes. Aunque aceptamos la capacidad de desplazamiento a ser ms fundamental para la respuesta ssmica de la fuerza, parece que los diferentes grupos de expertos no se ponen de acuerdo en un factor de 3 en cuanto a lo que estos deben ser, a partir de un espectro de aceleracin elstica dado. Aunque estos puntos han sido reconocidos y parcialmente considerado en cdigos que definen espectros inelsticos con relaciones variables entre las coordenadas elsticos y dctiles, tales como NZS4203 [2], la confusin es todava casi universal. (3) El enfoque de la aceleracin elstica pone excesivo nfasis en caractersticas de rigidez elsticas de la estructura y sus elementos. Como se discute posteriormente, somos menos cuidadosos que debemos ser en la determinacin de estas caractersticas. La pregunta sigue siendo si mejores alternativas podran considerarse. 1 creer que pueden, y que una mayor consistencia! enfoque se puede conseguir por inversin completa del proceso de diseo.

Cabe sealar que, aunque muchos investigadores han discutido diseo basado en el desplazamiento, los procesos descritos son, de hecho, an basado en la fuerza. Moehle [3], por ejemplo, habla sobre los mritos relativos de diseo y basada desplazamiento basado en la ductilidad, pero en su comparacin, el punto de partida sigue siendo una fuerza dada y la rigidez (y por tanto tiempo) con ser la diferencia si desplazamientos o ductilidades se comprueban. Como reconoci Moehle, cuando se lleva a cabo correctamente, los dos enfoques son directamente equivalentes. En el enfoque descrito a continuacin, la fuerza y la rigidez son el producto final del proceso de diseo, en lugar del punto de partida.

El procedimiento se ilustra inicialmente por referencia a la simple puente muelle de varias columnas se muestra en la Figura 2, para los que el diseo de desplazamiento basado es comparativamente sencillo. Un conjunto de espectros de respuesta elstica de desplazamiento para diferentes niveles de equivalen! Se requiere amortiguamiento viscoso, como se muestra en la Figura 3 (a). Estos pueden ser generados en mucho de la misma manera espectros de respuesta de aceleracin como elstica. La forma, con una regin de resonancia, como se muestra en la Figura 3 (a) con la reduccin de respuesta de desplazamiento en periodos de grandes es caracterstica de los espectros de desplazamiento, como puede verse en el ejemplo en la Figura 3 (b).

La secuencia de operaciones comprende los siguientes pasos:

l. Una estimacin inicial para el desplazamiento de fluencia estructural lly est hecho. Dado que los resultados finales no son particularmente sensibles al valor supuesto, t;. Y podra haber basado en un ngulo de deriva tpica de aproximadamente eY = 0,005.

Para un diseo de los edificios, un valor inferior le otorga en general ser apropiado.

2. El lirnit a la rotacin de plstico aceptable de critica! bisagras se detennined. Esta ser una funcin de la importancia de la estructura, y tambin la geometra de la seccin, y leve aceptable! de refuerzo transversal. Para el doblado puente de la Figura 2, se supone que las bisagras para desarrollar en la parte superior e inferior de las columnas.

3 El mximo aceptable estructural de plstico desplazamiento t;.. P en el centro de la fuerza ssmica, correspondiente al lmite de rotacin de plstico de la ms critica! bisagra se encontraron a partir de consideraciones de los mecanismos de deformacin.

. 4 una primera estimacin del desplazamiento total de la estructura es, pues, aceptable.

. 5 se hace una estimacin de la amortiguacin estructural efectiva, basado en la ductilidad leve implcita Y de la Figura 4, donde se dan las curvas basa en tpica caractersticas de histresis para estructuras con bisagras de viga o bisagras de columna, respectivamente. 6. Con referencia a los espectros de respuesta elstica para el sitio (por ejemplo, Figura 3a), el perodo de respuesta eficaz puede ahora ser estimado. La rigidez efectiva de la estructura de sustituto a la mxima respuesta de este modo se puede encontrar desde

as (1)

y la resistencia de la estructura de rendimiento requerida, o la capacidad cortante basal es.

7. With a knowledge of the required shear capacity, the member sizes can now be proportioned, and an initial estmate of reinforcement made. The elastic stiffness can thus be calculated, and a refined estmate of the yield displacement obtained.

8. The total displacement, structure ductility, and hence effective structural damping are thus revised, and steps 4 - 7 repeated until a stable and satisfactory solution is obtained. Individual flexura] strength requirements for potential plastic hinges are finalized, based on statics.

The approach outlined above has considerable flexibility, since plastic hinge rotational capacity can be related to transverse detailing (or vice versa), and the design is not dictated by somewhat arbitrary decisions about force-reduction factors.

Al parecer, este rnethod del diseo basado en displacernent tambin se podra aplicar a rnulti pisos frarne o edificios de muros de cortante, siempre assurnptions adicionales SORNE se hacen. Los dos se critica! piezas ofinforrnation requerida son (1) la relacin entre la distorsin de entrepiso maxirnurn y el desplazamiento estructural a la altura del centro de fuerza ssmica; y (2) la forma del vector de fuerza lateral que se aplica. Estos aspectos se ilustran en la Figura 5 para una trama idealizada de n pisos cada uno de la misma altura h. El

centro de la fuerza ssmica es approxirnately a 2/3 de la Beight edificio, y el desplazamiento mximo a la altura de lesiones cerebrales traumticas por lo tanto se puede expresar como.

donde K s 1 define la no-uniforrnity de la deriva hasta la altura del edificio y a es la rotacin rnaxirnurn aceptable de.

las bisagras de plstico y por lo tanto el ngulo de deriva historia maximurn. Sobre la base de los anlisis inelsticos de marcos, Paulay y Priestley [4) recomrnend que la distribucin de la deriva se debe asumir para ser el que se muestra en la Figura 5 (c), cuando la deriva en la mitad inferior de las historias es igual al doble del deriva media en el leve techo!. Assurning adems que esta distribucin tambin se puede aplicar a la cornponent plstico de la deriva, la ecuacin (3) se puede simplificar a

Se sugiere que las estimaciones mejoradas de la deriva de plstico se pueden obtener por anlisis elstico de una estructura de sustituto [5), donde la rigidez de los miembros que contienen bisagras se reduce en proporcin a su ductilidad esperado. Por lo tanto, si bisagras de haz.

se espera que tengan ductilidades de rotacin de 6 = 7 (que podra corresponder a una ductilidad estructura de desplazamiento de = 4), entonces la rigidez apropiada para los bearns en el anlisis elstico sera K= Ke/ lfl = 0,14 Ke.

El adecuacin del diseo de lo que se puede comprobar mediante un anlisis elstico lateral de la estructura sustituto.

Si la forma desplazada inelstica se puede aproximar por la Figura 5 (c), se deduce que el vector de fuerzas de inercia laterales para ser aplicada a la estructura tambin debe tener la misma forma.

El enfoque de diseo basado en el desplazamiento descrito anteriormente parece atractiva en Principie, pero tendr que ser revisado por los ejemplos especficos que cubren una amplia gama de tipos estructurales y perodos.

3. EL REFINADO ANLISIS MYfH En la introduccin de este documento, se seal que los anlisis estructurales para fines de diseo se han vuelto ms sofisticados en los ltimos aos, con las consecuencias que las funciones de anlisis y diseo se separan con frecuencia y llevadas a cabo por diferentes personas. La razn para el aumento de la sofisticacin de los anlisis se principalmente relacionada con la disponibilidad de potentes ordenadores en lugar de una insuficiencia percibida de antes, y tcnicas de anlisis de sirnpler. Aunque el anlisis modal 3-D es sin duda til en estructuras con geometra inusual o irregular, es dudoso si produce mejores resultados que los obtenidos de los mtodos ms simples dicen anlisis lateral simple basado en una distribucin de la fuerza lateral asumido. El mito de que aqu, entonces, es que el refinamiento del anlisis produce resultados ms precisos ". Es conveniente considerar el perfeccionamiento del proceso de anlisis a la luz de las aproximaciones que an permanecen. Anlisis modal elstico se basa esencialmente en la aproximacin igual-desplazamiento, ya que no es factible el uso de diferentes factores de reduccin de la fuerza-asociados con diferentes modos de respuesta elstica. Como se ha indicado anteriormente con referencia a la Figura 1, esto es apropiado para una banda relativamente estrecha de los perodos.

Perfiles de deflexin de los anlisis modales elsticas tienden a subestimar los niveles de deriva en los pisos inferiores de un edificio. Como se seal anteriormente, se considera que un acuerdo podra mejorarse mediante el uso de un enfoque estructura sustituto. Anlisis elsticos generalmente se basan en aproximaciones de miembro de rigidez que deben ser considerados bruto, incluso en el rango elstico. Como ejemplo de esto, Jet nosotros consideramos que las columnas del piso inferior del marco se muestra en la figura 5 (a) son de hormign armado de 600 x 600 columnas, reforzado con 8 - D28 barras de lmite elstico 455 MPa. Resistencia del hormign es (Fc= 31 Mpa Ser normal en el anlisis de suponer que todas las tres columnas en la leve ms bajo! Tienen la misma rigidez, aunque es posible la columna central puede ser asignado ligeramente mayor rigidez debido al aumento de la carga axial. 1t parecera ser imposible asignar diferentes rigideces a las dos columnas exteriores, cuando se considera la respuesta multi-modal. Por el bien del argumento, se supone que las columnas exteriores llevan cargas de gravedad de P (D + L) = 0.2 fc Ag. y que las fuerzas axiales ssmicas del PE = 0.2 Fc Ag se puede esperar. La figura 6 muestra las relaciones momento-curvatura para las columnas de compresin y tensin, incluyendo los efectos de variar la fuerza axial como los aumentos laterales cortante en la base, y la relacin suponiendo una fuerza axial constante de p = 0,2Fc Ag El inicio de la primera rendimiento de armadura de traccin, y tambin se toma nota logro de un esfuerzo de compresin de fe = 0,003. Tomando la condicin de rendimiento para corresponder a una curvatura de aproximadamente 0,0084 / m (que es el punto de fluencia para un bilineal aproximacin a la P = 0.2 Fc Ag curva) nos encontramos con que el rigidez efectiva de la columna de la compresin es ms de. el doble que la de la columna de la tensin. Como consecuencia de ello, la distribucin de las fuerzas elsticas en los pisos inferiores es Iikely a ser sustancialmente diferente de la predicha por el anlisis elstico 'refinado'. Tenga en cuenta, sin embargo, que sera relativamente sencillo tener en cuenta estos efectos en una equivalen! Aproximacin fuerza lateral, y que las consecuencias de este cambio de rigidez pareceran ser bastante insignificante si se utiliz un enfoque de "estructura sustituto. Es tal vez de inters sealar que el uso de la regla de redistribucin 30%, los niveles de fuerza predichos por anlisis constante rigidez de la columna de la tensin se podran reducir en 30% de la media de la tensin y la capacidad de columna de compresin, lo que resulta en una resistencia mnima perrnissible de 600 kNm para la columna de la tensin, o alrededor de 15% superior a la capacidad. Diseo basado en rigidez variable sera, sin embargo, no requiere ninguna redistribucin ms all de que, naturalmente, resultante de la diferencia de rigidez. Es tambin debe tenerse en cuenta que el lmite de la redistribucin del 30% se fija para evitar la demanda de ductilidad excesiva. Aunque se ver que la columna de la tensin hace, de hecho, el rendimiento alcance a una curvatura 16% ms baja que la P = 0,2 (caso, el inicio de la trituracin (muy conservadoramente estimado en Fe = 0,003) se produce a una curvatura ms de. el doble que para el P = 0.2 fc Ag (columna, y ms de tres veces la de la columna de la compresin. curvaturas finales son afectados de forma similar. As, al menos la medida en que la columna de la tensin se Concemed, el lmite de 30% a la redistribucin parecen muy poco razonable y la critica! condicin es probable que sea la columna de la compresin, cuya demanda de ductilidad que imaginamos ser reducido por el proceso de redistribucin (aqu aparece otra falacia).

4. LA FALACIA DE RESISTENCIA-DUcriLI'IY COMPENSACIN

El nfasis del diseo actual en diseo basada en la fuerza, junto con la aprobacin general de la aproximacin igual desplazamiento nos lleva a la conclusin natural de que requiere

fuerza, S, y la demanda de ductilidad de desplazamiento, estn relacionadas por la expresin.

S. = CONSTANTE (5)

para una estructura determinada o critica! elemento, con la advertencia de que de costumbre para cortas estructuras de poca, la aproximacin puede ser inapropiado. La falacia de esta observacin se hace evidente cuando invertimos la lgica. Consideramos que estamos diseando un elemento estructural, por ejemplo una columna de puente, y decidimos que, como se ha diseado, la capacidad de ductilidad (y por tanto en un sentido ms bsico de la capacidad de desplazamiento) es inadecuada. Como consecuencia de ello, decidimos aumentar la fuerza para reducir.

la capacidad de ductilidad. Hacemos esto mediante el aumento de la cuanta de armadura longitudinal, y mantener el tamao de seccin constante. Realmente hemos mejorado algo? Probablemente no - la aproximacin igual cilindrada todava dice que necesitamos la misma capacidad de desplazamiento mximo, a pesar de que la demanda de ductilidad al parecer ha reducido, y ciertamente no est claro que el aumento de la cuanta de armadura longitudinal se ha incrementado el desplazamiento final.

De hecho, es ms probable que todo lo contrario. Figura 7 parcelas de los resultados ofvarying cuanta de armadura longitudinal para columnas circulares con una relacin de carga axial 0.1 Ag. Resultados para capacidad de momento, rigidez, capacidad de ductilidad y desplazamiento final se expresan en forma adimensional por referencia al valor correspondiente a un "estndar" longitudinal relacin de P1 = 0,0015. K se puede ver que como p 1 se incrementa, la ltima capacidad de momento (M ) aumenta casi proporcionalmente, pero la capacidad de desplazamiento mxima reduce en cierta medida (en alrededor de 10% en p 1 = 0,03), y el capacidad de ductilidad reduce an ms. Por supuesto, el argumento tambin contiene un error, ya que la rigidez () ha aumentado casi tanto como la fuerza tiene, y por lo tanto la perodo habr cambiado. Sin embargo, es poco probable que esta variacin de la rigidez se

han incluido en los clculos originales, y el aumento requerido en ltimo desplazamiento no ha sido claramente alcanzado. Incluso puede ser razonablemente argumentado que si estbamos preocupados por la ductilidad y la capacidad de desplazamiento, habramos estado mejor si la reduccin de la cuanta de armadura, y por lo tanto la fuerza.

5. EL MITO DE ENERGA

Uno de los mitos ms generalizados en la ingeniera ssmica es que la absorcin de energa se debe maximizar para obtener respuesta ssmica ptima. En este mito, que se supone que debemos luchar por la obtencin de las caractersticas de histresis en la mayor aproximacin de respuesta elstica / plstica perfectamente posible. Aunque hay situaciones, particularmente aquellos que involucran muy cortos estructuras perodo en el que este es, de hecho, deseable, hay muchos casos en los que mejor respuesta se puede conseguir con las formas de bucle aparentemente menos deseables.

Figura 8 compara tres formas idealizadas de bucle de histresis - elasticfperfectly-plstico, degradantes modelo rigidez tpica de una bisagra de la columna de hormign armado [6] y la caracterstica elstica bilineal tericamente adecuado para una rtula plstica con tendones de pretensado sin unin [7]. Respuesta se muestra con y sin efectos P-.

Consideremos en primer lugar la respuesta sin efectos P-. Si la respuesta es en el dominio 'igual-desplazamiento "de la figura 1, los desplazamientos de respuesta pico de los tres systerns es probable que sean muy similares, si cada uno tiene la misma rigidez inicial. En realidad, los desplazamientos del sistema EPP ser en promedio un poco ms pequea que las otras dos, pero la diferencia no ser grande. Supongamos que una deriva mxima de 2%, que

corresponde a un factor de ductilidad de desplazamiento de =5 Se obtiene. Despus de terremoto TBE, la deriva residual del sistema de PPE podra ser tan alta como 1,6%, la de la bisagra de la columna aproximadamente 0,9%, y el sistema bilineal de la figura 8 (c) se retomo a su posicin inicial. Qu sistema ha exhibido una mejor respuesta? lt es por lo menos discutible tBAT desplazamientos residuales son en ltima instancia, ms importante que los desplazamientos mximos, dada la dificultad de enderezar 'un edificio doblada despus de una eartbquake.

Consideremos ahora la influencia de bysteresis forma de bucle en la respuesta no es afectada por los efectos P-. MacRae ratber ha demostrado de manera convincente [8] tBAT la tendencia a la inestabilidad bajo P-4 est fuertemente relacionada con la forma del bucle. En la Figura 8, la influencia delP-4 momentos en la forma respuesta inelstica se muestra por lneas de trazos. Con el bucle de PPE de la figura S (a), la respuesta en un instante dado de la respuesta ssmica ha dado lugar a una deformacin residual correspondiente al punto B. La estructura oscilar con la rigidez elstica sobre este punto hasta aceleracin de respuesta suficiente para desarrollar la resistencia a la fluencia a desarrollar. Como se ver en la Figura 8 (a), la aceleracin requerida para que el sistema alcance la lnea superior de fluencia es mucho menor que la de la lnea de menor rendimiento. Por tanto, es probable que la plasticidad, se desarrollar en la direccin de aumentar, en lugar de reducir el desplazamiento residual. Con una larga duracin y una forma de bucle PPE, el sistema es inherentemente inestable bajo P- efectos.

Con el modelo de rigidez degradante de la figura 8 (b), y una deformacin residual correspondiente al punto B, la lnea de produccin ms baja est ms cerca de la lnea de aceleracin de cero, y por tanto es ms probable que se obtengan de la lnea superior de fluencia. El sistema es por lo tanto inherentemente estable, ya que las probabilidades de favor deformacin inelstica disminuyeron serie residual. MacRae [8] ha demostrado la validez de este argumento con un nmero muy grande de inelstico de historia de tiempo dinmico analiza. Puesto que el sistema en la Figura S (e) es elstica no lineal, no hay desplazamientos residuales que deben ser considerados, y el sistema es estable para P- efectos. Tambin hay que sealar que para estructuras ms largas de poca, donde es probable que se significan! P- efectos, la regla de desplazamiento igual indicara que la P- efectos son poco probable que aumente significativamente el desplazamiento mximo de los sistemas estables de manera significativa. Esto tambin es apoyado por el anlisis tiempo-historia. Para el sistema de PPE, que como se ha sealado es inherentemente inestable, ni la igualdad de desplazamiento ni reglas iguales de energa se pueden aplicar, ya que el incremento en el desplazamiento mximo y residual est fuertemente influenciada por la duracin del registro terremoto. Uno no debe, por supuesto, descartar el valor de absorcin de energa de histresis. Sin embargo, es evidente que se ha exagerado nfasis actual en la forma de bucle. Estructuras de acero, con caractersticas de deformacin que se aproximan EPP bucles, tienen una mayor tendencia a la respuesta de la deformacin indeseable que el equivalente estructuras de hormign armado.

6. LA DISTRIBUCIN DE LA FALACIA DE REFUERZO FLEXIN

Los debates anteriores han en gran parte relacionada con temas de anlisis. Sin embargo, est claro que muchos aspectos de diseo y detallado podran tambin llevar los critica! revisar. El resto de este documento se examinan algunas cuestiones especficamente relacionadas con el diseo de hormign armado, aunque ms pudieron ser identificados, tanto con hormign armado, y con respecto a los materiales.

Una de las falacias ms extendidas se refiere a la manera en que distribuimos refuerzo en vigas de marcos resistentes a momento dctiles. Mediante el uso de redistribucin de momentos, con frecuencia terminan con las demandas de momento positivo y negativo que son iguales, o casi. A continuacin, colocamos un refuerzo en dos bandas, como el clase arriba y abajo, respectivamente, de la viga, como se muestra en la Figura 9 (a), en opinin errnea de que esto proporciona la distribucin ms eficiente. Wong et al. [9] han demostrado que esencialmente la misma capacidad de momento se puede lograr mediante la distribucin de la

cantidad total de refuerzo por los lados de la viga, como se muestra en la Figura 9 (b). La Figura 10 compara la flexura! fuerza de las distribuciones alternativas de la Figura 9, como un funcin de la cuanta de armadura mecnica p FY/fc donde p = As/bh es la relacin total de refuerzo.

la diferencias de fuerza entre las distribuciones son insignificante.

Hay, sin embargo, buenas razones para adoptar la distribucin de la figura 9 (b). La congestin en las uniones viga-columna de marco de dos vas se facilita considerablemente, una mayor proporcin de la fuerza de corte articulacin puede estar asociada con el puntal de hormign diagonal, lo que reduce la demanda de refuerzo de corte articulaciones y flexura! sobre resistencia resultante de st-en-el endurecimiento de refuerzo se reduce. Este ltimo punto podra ser aprovechada mediante la reduccin de la relacin de sobre-resistencia utilizado para desarrollar fuerzas en los miembros en el proceso de diseo de la capacidad, lo que resulta en eficiencias de diseo. La eficiencia del diseo tambin se podra mejorar ms el uso adecuado de los factores de

reduccin de la fuerza en las ecuaciones de diseo de capacidad de base, que puede ser por lo general indica como

donde s. es la fuerza nominal de una accin en particular (flexin, cizalladura, etc), Sr es la fuerza requerida para que la accin resultante frorn los assurnptions de anlisis bsicos, R / J, es un factor de reduccin de la fuerza aplicada a s. para proporcionar una fuerza confiable, RJ>. y r /> 0 son arnplification dynarnic factores y factores de sobre-resistencia, que a su vez se relacionan con la assurnptions anlisis, la eficiencia del diseo y de la accin considerada. Actualmente en diseo seisrnic, asociamos un factor de reduccin de resistencia a la flexura bsico! la fuerza de las bisagras de plstico, pero no a rnernbers o acciones protegidas por la capacidad principies de diseo, sobre la base de conservatisrn percibida en los valores de w, y Rp 0 especificado actualmente.

Al parecer, la rnay lgica as se han invertido. Est claro que no necesitamos una flexura! factor de reduccin de resistencia para las bisagras de plstico, ya que las variaciones en la fuerza srnall frorn el valor especificado slo se traducir en variaciones srnall en dernand ductilidad. Como se seal en relacin con la Figura 7, el aumento del contenido reinforcernent, que es el resultado final de la aplicacin de una flexura! factor de reduccin de resistencia, no rnay irnprove seguridad general.

Sin embargo, si se quiere proscribir totalmente deforrnation inelstica no dctiles (por ejemplo, corte) tenemos un alto grado de assurity que la fuerza confiable de que rnode no se puede sobrepasar. Si creemos factores de reduccin de resistencia necesitan ser asociado con esa accin (por ejemplo, cizalla) como resultado de la posible nonconservatisrn de ecuaciones de diseo, o posible material de understrength, entonces deben ser utilizados en la capacidad proceso de diseo. Si se considera el producto de W, RP0 a ser tal que ningn se necesita el factor de reduccin de resistencia, este irnplies que w, r /> 0 es demasiado alto, y debe ser reducida.

Esta rnay parece ser un rnatter de sernantics, ya que el resultado final sera probablemente poco 9ifferent en la prctica del diseo actual. Sin embargo, si el diseo es para ser perrnitted de conformidad con los procesos analticos ms avanzados (por ejemplo, anlisis tirne-historia para determinar las influencias dynarnic esperados una vez que la fuerza de las bisagras de plstico se ha deterrnined), entonces los valores de para w, y rnight RFLO becorne deterrnined por los resultados del proceso de anlisis. En este caso, sera mejor tener la la variabilidad de la resistencia de diseo correctamente asociada con los pararneters correctas. Por supuesto, el proceso podra sirnplified mucho si lo hicimos acabar con los factores de reduccin de resistencia cornpletely, como es el caso en el diseo japons. El valor de rp tanto, sera inherente en las ecuaciones para la fuerza. Es difcil ver que perderamos rnuch en el proceso.

7. EL MITO CORTE (S) Shear diseo de hormign armado est tan lleno de rnyths, falacias y contradicciones que es difcil saber por dnde empezar en un exarnination de diseo actual. Tal vez el rnyth bsico, y que el centro de nuestras inconsistencias en el diseo a cortante es el de cizalladura en s. Se ha argumentado que atamos a nosotros mismos en nudos intelectuales mediante la

separacin de flexin y cortante, y considerando thern entidades esencialmente independientes. Teora de campo Cornpression desarrollado por Collins et al. [10] es un atternpt de integrar las acciones. Atternpts similares se han rnade en otra parte [11] Los rernains hecho, sin embargo, que es muy conveniente separar la flexura! y acciones de cizallamiento, y tambin que los enfoques ms fundamentales son no slo frorn inconveniente un punto de vista de diseo, pero tambin no producen notablemente mejor concordancia con los resultados experimentales, particularmente cuando se considera la resistencia al cizallamiento de rnernbers lineales dctiles caractersticos de estructuras enmarcadas. Nuestra comprensin de los rnechanisms de transferencia de cortante en regiones bisagra de plstico parece particularmente dbil. Si consideramos una bisagra haz adyacente a una columna, como se muestra en la Figura 11, el supuesto de diseo es que los mecanismos de corte de concreto SUEH enclavamiento como agregado, la accin pasador y transferencia de corte cornpression son poco fiable, debido a la presencia potencial de una flexura profundidad completa! romper (ver Figura LL (a)) y por lo tanto cizallamiento rnust ser transferido en su totalidad por una armadura rnechanisrn 45 , con la participacin reinforcernent transversal, como se muestra en la Figura 11 (b). Un poco de reflexin revela que las dos mitades de este assurnption (gran grieta profundidad total; mechanisrn truss) son rnutually incompatible. El rnechanisrn braguero de la figura ll (b), ya sea basado en 45 o Sorne otro ngulo, se basa en la developrnent de puntales diagonales cornpression, estabilizadas por tensin vertical en los estribos o ataduras, y los cambios en la tensin y cornpression resultantes viga longitudinal en la "nodos" forrned por interseccin de las fuerzas de unin y diagonales. Si no se realiza un corte vertical en cualquier posicin, a la vertical cornponent de las fuerzas cornpression diagonales continuas travs de la seccin rnust igualar la fuerza de corte transferido por el rnechanisrn truss. En la seccin crtica en la cara colurnn, hay una flexura profundidad completa! grieta forrned por la accin inelstica en los dos sentido contrario de la respuesta. Como consecuencia, no puede haber ninguna fuerza cornpression diagonales que cruzan esta seccin, y la cizalla realizado por el rnust rnechanism truss tambin ser cero. Esta aparente y obvio, dilernma ha sido "racionalizada" por la afirmacin de que la interseccin de las grietas diagonales, que se muestra en la figura ll (a) permite que las grietas se dilaten y se cierran en la seccin rniddle del Bearn, perrnitting as puntales diagonales para cornpression desarrollarse. Hay dos preocupaciones a la adopcin de esta solucin: en primer lugar, si cornpression diagonal se puede desarrollar a travs de esta grieta, entonces tal vez la assurnption que Ve = O no debe ser hecho desde por lo menos parte de la razn para descartar Ve ha sido elirninated. En segundo lugar, la assurnption de cornpression diagonal implica una reduccin a la aparente flexura! resistencia de la seccin. Considere equilibriurn de las resultantes de tensiones en la figura ll (b). La resultante de las fuerzas diagonales cornpression puede assurned para actuar en rnidheight. Si se supone una cercha 45 sus cornponents verticales y horizontales rnust tanto ser igual a V como se muestra. ! La flexura fuerza acta cornpression en o cerca del centro de reinforcernent cornpression. Sin la cornpression diagonal, la capacidad es rnornent.