Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
• …
Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
• …
… El diseño Sismo-Resistente de edificios de concreto armado esta mas cercano de ser un arte que de ser una ciencia … Se
debe esperar lo inesperado … (Sozen 2004)
( )1
11 12 13
21 22 23
31 32 33
/
det
xen
i i x y zi
x y zX Y d d d
EIVb
a a aa a aa a a
π=
−+
=⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
∑ ∫∫∫
Introducción
Diseño sismo-resistente de edificios de
concreto armado?
Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
• …
Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
• …
Relaciónmasa/rigidez
Relaciónpeso/resistencia
Relación desplazamiento lateral/altura
Periodo
Corte Basal
Deriva
Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-ResistenteSozen (2004)
Relaciónmasa/rigidez
Relación peso/resistencia
Relación desplazamiento lateral/altura
Periodo
Corte Basal
Deriva
Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-ResistenteSozen (2004)
Periodo
3/ 40.073T h=/10T N=Formulas Empíricas
2 MTK
π=
Metodo de Rayleigh
12p i iE F= Σ ∆
( )212k iE M ω= Σ ∆
k pE E=
2T πω
=
2
2 i i
i i
WTg F
π Σ ∆=
∆
i∆iF iW
= T =
Relación masa/rigidez
Relación peso/resistencia
Relación desplazamiento lateral/altura
Periodo
Corte Basal
Deriva
Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-ResistenteSozen (2004)
Corte Basal
CB diseño
CB medido (sin daños)
CB medido (daños menores)
Aceleración en el techo
Housner (1982)
Relación masa/rigidez
Relación peso/resistencia
Relación desplazamiento lateral/altura
Periodo
Corte Basal
Deriva
Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-ResistenteSozen (2004)
Deriva
iF
iW
• Rotaciones
Columnas y Vigas (δf)
• Deslizamiento
Barras de Acero (δd)
• Deformaciones por Corte
Columnas y Vigas (δc)
• Deformación por Corte
Juntas Viga-Columna (δj)
( )i f c j df δ δ δ δ∆ + + +
Deriva
IeElemento
0.7 IgColumnas0.5 IgVigas
δf
( )i f c j df δ δ δ δ∆ + + +iF
iW
• Rotaciones
Columnas y Vigas (δf)
• Deformaciones por Corte
Columnas y Vigas (δc)
• Deformación por Corte
Juntas Viga-Columna (δj)
• Deslizamiento
Barras de Acero (δd)
Deriva
iF
iW
γ
δc
( )i f c j df δ δ δ δ∆ + + +• Rotaciones
Columnas y Vigas (δf)
• Deformaciones por Corte
Columnas y Vigas (δc)
• Deformación por Corte
Juntas Viga-Columna (δj)
• Deslizamiento
Barras de Acero (δd)
Deriva
iF
iW
( )i f c j df δ δ δ δ∆ + + +• Rotaciones
Columnas y Vigas (δf)
• Deformaciones por Corte
Columnas y Vigas (δc)
• Deformación por Corte
Juntas Viga-Columna (δj)
• Deslizamiento
Barras de Acero (δd)
δj
Deriva
iF
iW
( )i f c j df δ δ δ δ∆ + + +• Rotaciones
Columnas y Vigas (δf)
• Deformaciones por Corte
Columnas y Vigas (δc)
• Deformación por Corte
Juntas Viga-Columna (δj)
• Deslizamiento
Barras de Acero (δd)
δd
Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
•…
Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Evaluar la ruta de las fuerzas laterales
• Evitar discontinuidades de resistencia y rigidez
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
• Evitar la falla de columnas
• Evitar la falla por corte
• Evaluar la ruta de las fuerzas laterales
• Evitar discontinuidades de resistencia y rigidez
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Evitar la falla de columnas
• Evitar la falla por corte
• Evaluar la ruta de las fuerzas laterales
• Evitar discontinuidades de resistencia y rigidez
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Evitar la falla de columnas
• Evitar la falla por corte
• Evaluar la ruta de las fuerzas laterales
• Evitar discontinuidades de resistencia y rigidez
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Evitar la falla de columnas
• Evitar la falla por corte
• Evaluar la ruta de las fuerzas laterales
• Evitar discontinuidades de resistencia y rigidez
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Evitar la falla de columnas
• Evitar la falla por corte
Donde es conveniente que se formen? En vigas
Rotula plástica?: lugar donde se concentran deformaciones inelásticas
Porque es necesario saber donde eventualmente se producirán? Requieren consideraciones especiales de diseño
• Evaluar la ruta de las fuerzas laterales
• Evitar discontinuidades de resistencia y rigidez
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Evitar la falla de columnas
• Evitar la falla por corte
• Evaluar la ruta de las fuerzas laterales
• Evitar discontinuidades de resistencia y rigidez
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Evitar la falla de columnas
• Evitar la falla por corte
Falla por corte de una columna corta
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
(Kobe, Japón)
Falla por corte de una columna corta
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
(Kobe, Japón)
Falla por corte de una columna corta
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
(Kobe, Japón)
(Northridge, USA)
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Falla por corte de una columna corta
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
(Northridge, USA)Falla por corte de una columna corta
Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
• …
• Evaluar mecanismos de colapso bajo cargas laterales
• Seleccionar la ubicación de rotulas plásticas
• Calcular deflexiones laterales, evaluar daños
Diseño Basado en Desempeño
∆
Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
• …
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• En rótulas plásticas As inferior ≥ (1/2) As superior• Diseñar para corte por capacidad • Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)• Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
• ρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• En rótulas plásticas As inferior ≥ (1/2) As superior• Diseñar para corte por capacidad • Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)• Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
• ρ tension = (0.5) ρ balanceado
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
0.65 m
0.25 m
0.5 ρ bal
ρ bal
0
20
40
60
80
100
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
Mom
ento
(ton
-m)
Curvatura (1/m)
Vigas: Detallado para absorber energíaρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• En rótulas plásticas As inferior ≥ (1/2) As superior• Diseñar para corte por capacidad • Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)• Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
• ρ tension = (0.5) ρ balanceado
h
2h 2h
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Mni-
Mni+≥ (1/2) Mni- Mnd
+≥ (1/2) Mnd-
Mnd-
Mn- o Mn
+ ≥ (max Mn en la junta)/4
Vigas: detallado para absorber energíaEn rotulas plásticas As inferior ≥ (1/2) As superior
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Distribución uniforme del acero longitudinal
• Lograr un diseño eficiente
Redistribución de Momentos
• Igualar la magnitud de los momentos a ambos lados de la junta
• Reducir el momento máximo (negativo generalmente) y compensarlo . con un incremento del momento mínimo (el positivo generalmente)
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
ΣVj’+ΣVj+F=0
LcF
Vj
Vj’
Mb1
Mb2 Mb4
Mb3
ΣMb =Mb1+Mb2+Mb3+Mb4= cte
Redistribución de Momentos, principios básicos
ΣMb =cte
25 50
30
6030
10595
25 55G
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
239
111 128243
460
217184
384
267301
Vj’F
S+G
Redistribución de Momentos, principios básicos (Paulay y Priestley 1992)
289
136 153 213
400
187289
289
272306
FS
ΣMb = 2 (340) + 2 (294) =1268
Diseño (centro de la columna)
M-= 340
M+= 294
(cara de la columna 60 x60 cm)
M- = 300
M+ = 290
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
239
111 128243
460
217184
384
267301
ΣMb = 239+384+184+460=1267
8m 8m
S+G
Redistribución de Momentos, principios básicos (Paulay y Priestley 1992)
294
138 155 185
340
162
294
340
295328
S+G
Redist
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• En rótulas plásticas As inferior ≥ (1/2) As superior• Diseñar para corte por capacidad • Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)• Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
• ρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseñar para corte por capacidad
Vigas: Detallado para absorber energía
2(max) 21 n
n
nn wMMV l
l+
+=
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Mn1 Mn2
Vmax Vmax
ln
w
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• En rótulas plásticas As inferior ≥ (1/2) As superior• Diseñar para corte por capacidad • Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)• Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
• ρ tension = (0.5) ρ balanceado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vigas: detallado para absorber energía
2h ≤ 2h ≤
h
≤ 5 cm≤ 10 cm
≤ d/4
≤ 20 cm
≤ d/2
Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• En rótulas plásticas As inferior ≥ (1/2) As superior• Diseñar para corte por capacidad • Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)• Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
• ρ tension = (0.5) ρ balanceado
Vigas: Detallado para absorber energía
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
As
A’s
Asi ≥ 0.25 As
Asi ≥ 0.25 As
b
d
Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
Niveles de corte en rótulas plásticas vs. comportamiento
Pobreυ ≥1.6 √f’c
Bueno0.8 √f’c ≤ υ ≤1.6 √f’c
Excelente υ ≤0.8 √f’c
ComportamientoEsfuerzo cortante
max 1.6V fcb d
υ = ≤
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas • Máxima relación de aspecto 3/1
• Distribuir el acero longitudinal de manera uniforme
• Máxima caga permisible en una columna Pbalanceada
• Diseñar para corte por capacidad
• Confinamiento adecuado (estribos)
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas • Máxima relación de aspecto 3/1
• Distribuir el acero longitudinal de manera uniforme
• Máxima caga permisible en una columna Pbalanceada
• Diseñar para corte por capacidad
• Confinamiento adecuado (estribos)
Máxima relación de aspecto 3/1Consideraciones en el diseño de columnas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Kobe, Japon
Máxima relación de aspecto 3/1Consideraciones en el diseño de columnas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas • Máxima relación de aspecto 3/1
• Distribuir el acero longitudinal de manera uniforme
• Máxima caga permisible en una columna Pbalanceada
• Diseñar para corte por capacidad
• Confinamiento adecuado (estribos)
Distribuir el acero longitudinal de manera uniformeConsideraciones en el diseño de columnas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Distribuir el acero longitudinal de manera uniformeConsideraciones en el diseño de columnas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas • Máxima relación de aspecto 3/1
• Distribuir el acero longitudinal de manera uniforme
• Máxima caga permisible en una columna Pbalanceada
• Diseñar para corte por capacidad
• Confinamiento adecuado (estribos)
0.5 m
0.5 m
ρ=2%
P=0
P=0.1 Ag fcP= Pbal
Máxima caga permisible en una columna Pbalanceada
Consideraciones en el diseño de columnas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
0
20
40
60
80
100
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
Mom
ento
(ton
-m)
Curvatura (1/m)
Diseño Sismo-Resistente de Elementos EstructuralesConsideraciones en el diseño de columnas
P
M
Aplastamiento del concreto
Cadencia del Acero
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas • Máxima relación de aspecto 3/1
• Distribuir el acero longitudinal de manera uniforme
• Máxima caga permisible en una columna Pbalanceada
• Diseñar para corte por capacidad
• Confinamiento adecuado (estribos)
Consideraciones en el diseño de columnasDiseñar para corte por capacidad
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
1 2max
( ) ( )n n
n
M col M colV
+=
l
Mn1 (col)
Vmax
Vmax
Mn2 (col)
ln
Limitar el esfuerzo cortante a 1.6 √f’c
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas • Máxima relación de aspecto 3/1
• Distribuir el acero longitudinal de manera uniforme
• Máxima caga permisible en una columna Pbalanceada
• Diseñar para corte por capacidad
• Confinamiento adecuado (estribos)
Consideraciones en el diseño de columnas• Confinamiento inadecuado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Consideraciones en el diseño de columnas• Confinamiento inadecuado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Consideraciones en el diseño de columnas• Confinamiento inadecuado
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Confinamiento adecuado (estribos, ligaduras)
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ′≥
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ′≥
yh
ccsh
ch
g
yh
ccsh
ffshA
AA
ffshA
09.0
13.0 Ash = area de acero transversalhc = dimension del núcleo, perpendicular a AshAg = area gruesa de concretoAch = area de núcleo de concreto
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Confinamiento adecuado en rotulas plásticas (estribos)Vigas: Detallado para absorber energía
2 c1 ≤
2 c2 ≤
L/6 ≤
50 cm ≤
s ≤ d/4s ≤ 10 cm
s ≤ d/2s ≤ 15 cm
c1
c2
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• Columna fuerte vs. viga débil (menos fuerte)
• Calcular Mn (col) usando el mínimo valor de fuerza axial
• Calcular Mn (vig) incluyendo la contribución de la losa
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• Columna fuerte vs. viga débil (menos fuerte)
• Calcular Mn (col) usando el mínimo valor de fuerza axial
• Calcular Mn (vig) incluyendo la contribución de la losa
Columna fuerte vs. viga débil (menos fuerte)
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
Mn (vig)
Mn (col)
Vcol
Vvig
( ) 1.2( )
1.42.0
n
n
M colM vig
Σ≥
Σ≥≥
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• Columna fuerte vs. viga débil (menos fuerte)
• Calcular Mn (col) usando el mínimo valor de fuerza axial
• Calcular Mn (vig) incluyendo la contribución de la losa
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
P
M
Aplastamiento del concreto
Cadencia del Acero
Calcular Mn (col) usando el mínimo valor de fuerza axial
Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Consideraciones en el diseño de columnas
• Columna fuerte vs. viga débil (menos fuerte)
• Calcular Mn (col) usando el mínimo valor de fuerza axial
• Calcular Mn (vig) incluyendo la contribución de la losa
Calcular Mn (vig) incluyendo la contribución de la losa
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
be
Calcular Mn (vig) incluyendo la contribución de la losa
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil
hf
be
bw
be ≤ luz/4≤ bw + 16(hf)≤ distancia entre vigas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Vb
Lc/2
Lc/2
db
Vc
Vc
Vb
Mb
Mb
Demanda en la unión viga-columna
Uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Lc/2
Lc/2
db
Vc
Vc
CVbVb
C T
T
Demanda en la unión viga-columna
Uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Vc
Vc
T+C
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Deformación de la unión viga-columna
Uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Deformación de la unión viga-columna
Uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Deformación de la unión viga-columna
Uniones viga-columna
Distorsión a Corte de la Junta (γ)
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Deformación de la unión viga-columna
Uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Mecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Mecanismo inicialMecanismo final
Uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Mecanismos de transferencia de fuerzasUniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
fy fy
Esfuerzos de adherencia
fy
fy
Compresión
Tracción
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Deslizamiento
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaMecanismos de transferencia de fuerzas
Mecanismos de transferencia de fuerzasUniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
fy fy
Esfuerzos de adherencia
fy
fy
Compresión
Tracción
fy fy
fy fy
Compresión
Tracción
Mecanismos de transferencia de fuerzasUniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaContinuar el refuerzo por confinamiento de la columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaVerificar que se cumpla columna fuerte viga débil
Mncol
Mnvig
Mncol
Mnvig
Vcol
Vcol
Vvig
Vvig
( ) 1.2( )
1.42.0
n
n
M colM vig
Σ≥
Σ≥≥
ACI 318
ACI 352
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
db(col)
db(beam)
hcol
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaVerificar el anclaje de las barras en la conexión
20, 28,32( )
( ) 20, 28,32
col
b
vig
b
hd vig
hd col
≥
≥
db(col)
db(beam)
hcol
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaVerificar el anclaje de las barras en la conexión
20, 28,32( )
( ) 20, 28,32
col
b
vig
b
hd vig
hd col
≥
≥
hcol o hvig(cm)
Barra #≥ 50≥ 45≥ 40≥ 30≥ 25
87654
hvig
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columna
db(col)
db(beam)
20, 28,32( )
( ) 20, 28,32
col
b
vig
b
hd vig
hd col
≥
≥
hcol o hvig(cm)
Barra #≥ 70≥ 60≥ 55≥ 45≥ 35
87654
hcol
hvig
Verificar el anclaje de las barras en la conexión
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columna
db(col)
db(beam)
20, 28,32( )
( ) 20, 28,32
col
b
vig
b
hd vig
hd col
≥
≥
hcol o hvig(cm)
Barra #≥ 80≥ 70≥ 60≥ 50≥ 40
87654
hcol
hvig
Verificar el anclaje de las barras en la conexión
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaVerificar el anclaje de las barras en la conexión
17.4815
y bdh
c
dh b
dh
f df
dcm
=′
≥
≥
l
l
l
dhl
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Proteger la columnas: columna fuerte vs. viga débil• Vigas: detallado para absorber energía
• Uniones viga-columna
• Falla de columnas: principal causa de colapso• Consideraciones en el diseño de columnas
• Verificar que se cumpla columna fuerte viga débil
• Limitar el esfuerzo cortante en la junta
• Continuar el refuerzo por confinamiento de la columna
• Verificar el anclaje de las barras en la conexión
• Mecanismos de transferencia de fuerzas
• Demanda en la unión viga-columna• Deformación de la unión viga-columna
• Diseño de uniones viga-columna
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaLimitar el esfuerzo cortante en la junta
ys
ys
colj
fATC
fAT
VCTV
222
11
21(max)
α
α
==
=
−+=
Usar α ≥ 1.25
Vcol
Vcol
T1C2
T2C1
M+ M-
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaLimitar el esfuerzo cortante en la junta
c
nncol
MMVl
21 +=Mn1
Mn2
Vcol
Vcol
2cl
2cl
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaLimitar el esfuerzo cortante en la junta
ys
ys
colj
fATC
fAT
VCTV
222
11
21(max)
α
α
==
=
−+=
Usar α ≥ 1.25
Vcol
Vcol
T1C2
T2C1
M- M+
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaLimitar el esfuerzo cortante en la junta
nj j c j colV f b hφ γ ′≥
γj = 5.4 (juntas interiores)
= 4.0 (juntas exteriores)
= 3.4 (otras juntas)
bj = ancho efectivo de la junta
hcol = profundidad de la columna paralela a la dirección
donde se aplica el corte
φ = 0.85
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaLimitar el esfuerzo cortante en la junta
s=0.5
hc/2
bj
bj ≤ bc
bc
Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
Uniones viga-columnaLimitar el esfuerzo cortante en la junta
bj ≤ bc
s=0.3
hc/2
bj
bc
Contenido
• Parámetros Importantes en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Basado en Desempeño
• Naturaleza de los Terremotos
• Principios Fundamentales en el Diseño Sismo-Resistente
• Diseño Sismo-Resistente de Elementos Estructurales
• Introducción
• …
… adaptado de M. Sozen (2004)
… Un diseño sismo-resistente eficiente depende del conocimiento del ingeniero de excepciones que están fuera de un análisis estructural …
… El mayor peligro no esta en lo que el ingeniero no sabe sino en lo que el ingiero cree que sabe y en realidad no lo sabe...
… Los requerimientos de un buen diseño sismo-resistente pueden ser brevemente resumidos:
(1) la coordenada vertical del los entrepiso no debe cambiar
(2) La coordenada horizontal (deriva) de los entrepisos no debe exceder el 2% y preferiblemente el 1% .
Lo primero protege vidas, lo segundo protege la inversión...
… Satisfacer el segundo requerimiento no es sencillo. Para ello es necesario un conocimiento de dos factores: la relación masa/rigidez (periodo) de la estructura y la intensidad del terremoto. Ninguno puedo ser exactamente estimado antes del evento …
... Para satisfacer el primer requerimiento el ingrediente principal es el refuerzo transversal …
Top Related