6. sistemas estructurales y alba iler as

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1 Sistemas estructurales y albañilerías ESTRUCTURAS 2 6 profesora: Verónica Veas ayudante: Victoria Opazo MAGNITUDES sobre 7,4 en Chile - Siglo XX - XXI Fuentes: http://earthquake.usgs.gov http://es.wikipedia.org Fecha Epicentro Magnitud 1906 16 de agosto Valparaíso 7,9 1919 4 de diciembre Copiapó 7,6 1922 10 de noviembre Vallenar 8,4 1928 1 de diciembre Talca 8,3 1939 24 de enero Chillán 8,3 1943 6 de abril Ovalle 8,3 1946 2 de agosto Copiapó 7,9 1949 17 de diciembre Tierra del Fuego 7,8 1953 6 de mayo San Carlos 8,3 1953 6 de diciembre Calama 8,3 1960 22 de mayo Valdivia 9,5 1965 28 de marzo La Ligua 7,4 1966 28 de diciembre Taltal 8,1 1971 8 de julio Illapel 7,4 1985 3 de marzo San Antonio 7,8 2005 13 de junio Tarapacá 7,8 2007 14 de noviembre Tocopilla 7,7 2010 27 de febrero Cobquecura 8,8 2014 1 de abril Iquique 8,3 Magnitud: Energía liberada en el foco del sismo

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6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

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Page 1: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

1

Sistemas estructurales y albañileríasESTRUCTURAS 2 6

profesora: Verónica Veas ayudante: Victoria Opazo

MAGNITUDES sobre 7,4 en Chile - Siglo XX - XXI

Fuentes: http://earthquake.usgs.gov http://es.wikipedia.org

Fecha Epicentro Magnitud

1906 16 de agosto Valparaíso 7,9

1919 4 de diciembre Copiapó 7,6

1922 10 de noviembre Vallenar 8,4

1928 1 de diciembre Talca 8,3

1939 24 de enero Chillán 8,3

1943 6 de abril Ovalle 8,3

1946 2 de agosto Copiapó 7,9

1949 17 de diciembre Tierra del Fuego 7,8

1953 6 de mayo San Carlos 8,3

1953 6 de diciembre Calama 8,3

1960 22 de mayo Valdivia 9,5

1965 28 de marzo La Ligua 7,4

1966 28 de diciembre Taltal 8,1

1971 8 de julio Illapel 7,4

1985 3 de marzo San Antonio 7,8

2005 13 de junio Tarapacá 7,8

2007 14 de noviembre Tocopilla 7,7

2010 27 de febrero Cobquecura 8,8

2014 1 de abril Iquique 8,3

Magnitud:Energía liberada en el foco del sismo

Page 2: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

2

NCh 433 – DISEÑO SISMICO DE EDIFICIOS

DISPOSICIONES GENERALES

• Zonificación Sísmica

• Efecto del suelo de fundación

• Clasificación del edificio según importancia, uso y riesgo de falla

• Sistema estructural

ZONIFICACIÓN SÍSMICA

Page 3: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

3

TIPOS DE SUELO DE FUNDACIÓN

Tipos de suelo de fundación

A Roca, suelo cementado

B Roca blanda o fracturada, suelo muy denso o muy firme

C Suelo denso o firme

D Suelo medianamente denso o firme

E Suelo de capacidad o consistencia mediana

F Suelos especiales

CLASIFICACION SISTEMAS SISMORRESISTENTES NCH 433

Page 4: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

4

SISTEMAS DE MUROS

� ALBAÑILERIA SIMPLE(*)

� ALBAÑILERIA CONFINADA

� ALBAÑILERIA ARMADA

� HORMIGON ARMADO

SISMORRESISTENCIASISTEMAS ESTRUCTURALES

SISTEMAS ARRIOSTRADOS

� MADERA

� ACERO

� HORMIGON ARMADO

SISMORRESISTENCIASISTEMAS ESTRUCTURALES

Page 5: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

5

SISTEMAS DE PORTICOS

� MADERA

� ACERO

� HORMIGON ARMADO

SISMORRESISTENCIASISTEMAS ESTRUCTURALES

ANALISIS ESTATICOSISMORRESISTENCIA ANALISIS ESTATICO

Page 6: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

6

ANALISIS SISMICOSISMORRESISTENCIA ANALISIS SISMICO

SISMORRESISTENCIAESTRUCTURAS EN BASE A MUROS

Page 7: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

7

� Adobe

� Piedra

� Ladrillos

� Bloques de mortero

de cemento

Material estructural que se obtiene con unidades ordenadas en hiladas según un aparejo prefijado y unidos con mortero.

ANALISIS DE LA SECCIONAlbañilería

P = 1.800 kg/m3P = 1.600 kg/m3Peso Específico

E = 10.000 a 20.000 kg/cm2

E = 5.000 a 15.000 kg/cm2

Módulo de Elasticidad

v = 1,5 kg/cm2v = 0,5 kg/cm2Tensión Admisible por corte

fmd = 15 kg/cm2fmd = 5 kg/cm2Tensión Admisible por compresión

fmk = 40 kg/cm2fmk = 15 kg/cm2Tensión Característica

Hecho a MáquinaHecho a

Mano

Tipo de

Ladrillo

Albañilería

Page 8: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

8

Albañilerías

ALB. ARMADAALB. CONFINADAALB. SIMPLE

Relativo al sistema constructivo

� Albañilería confinada Nch2123.Of1997 Mod. 2003

� Albañilería Armada Nch1928.Of1993 Mod. 2009

� Ordenanza General de Construcciones y Urbanismo

Relativo a las cargas

� Cargas Permanentes y Sobrecarga de Uso Nch1573.Of2009

� Acciones del Viento Nch432.Of1971

� Sobrecarga de Nieve Nch431.Of1977

� Diseño de Edificios Sismorresistente Nch433.Of1996 Mod. 2009

Normas de diseño

Page 9: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

9

� La albañilería tiene buen comportamiento ante las compresiones pero no resiste tracciones.

� En la albañilería confinada los materiales que componen son la albañilería y el H.A., mientras que en la albañilería armada, son la albañilería y el acero de refuerzo.

� El dimensionamiento de la sección en material heterogéneo (albañilería+H.A.) puede hacerse con una sección homologada o equivalente de material homogéneo.

Método de análisis

HIPÓTESIS DE HOOKE

= constante

E (kg/cm2) elasticidad

siendo:

f (kg/cm2) tensiónε (cm ) deformación unitaria

ALBAÑILERÍA CONFINADA

ε (c) = ε (m)

def. hormigón = def. albañilerían= factor de homologación

Page 10: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

10

Gráficamente:

a) muro de hormigón

b) muro de albañilería confinada

ALBAÑILERÍA CONFINADA

FLEXIÓN COMPUESTA

� N = Carga Normal total incluido peso propio del muro.

� A = Área de la sección en planta.

� M = Momento volcante calculado en la base del muro.

� W = Momento resistente de la sección de muro.

H

NL

b

Evaluación

NM

h

Page 11: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

11

� La albañilería está en equilibrio, siempre que no pase de la tensión límite.

(-) M/W

(+) N/A(+) M/W

(+) Compresión

Evaluación

� La albañilería no está en equilibrio, porque ésta no tiene capacidadde responder ante las tracciones.

(+) N/A

(-) M/W

(+) M/W (+) Compresión

(-) Tracción

CORTE

� H = Fuerza horizontal producto del sismo.

� A = Área de la sección en planta.

L

b

Albañilería simple

Albañilería confinada

Evaluación

Page 12: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

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Albañilería ConfinadaLimitaciones de diseño

H N

� As = Área de acero.

� fm = Tensión de compresión en la albañilería

� M = Momento volcante calculado en la base del muro.

� N = Carga Normal total incluido peso propio del muro.

ALBAÑILERÍA ARMADA

N

HFLEXION COMPUESTA

Page 13: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

13

� v = Tensión de corte en la albañilería

� H = Fuerza horizontal producto del sismo.

� A = Área de la sección en planta.

� b = Ancho del muro

� d = Distancia desde la armadura traccionada al borde de la albañilería comprimida.

H

ALBAÑILERÍA ARMADA

CORTE

Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios

� ANÁLISIS ESTATICO DE FUERZAS SISMICAS

Q0 = C * I * P

• Q0 = Corte basal

• C = coeficiente . sísmico

• I = importancia del . edificio

• P = peso total del . edificio

Page 14: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

14

Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios

TIPO I

I Edificios y otras estructuras aisladas o provisionales no destinadas a habitación

0,6

II Edificios destinados a habitación privada o al uso público que no pertenecen a las Categorías de Ocupación 1, 111 y IV,

1,0

III Edificios y otras estructuras cuyo contenido es de gran valor o existe frecuentemente aglomeración de personas

1,2

IV Edificios y otras estructuras clasificadas como edificios gubernamentales, municipales, de servicios públicos o de utilidad pública, y otras estructuras clasificadas como instalaciones esenciales cuyo uso es de especial importancia en caso de catástrofe

1,2

� Define seguridad según su importancia:

Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios

Tipos de suelo de fundación

A Roca, suelo cementado

B Roca blanda o fracturada, suelo muy denso o muy firme

C Suelo denso o firme

D Suelo medianamente denso o firme

E Suelo de capacidad o consistencia mediana

F Suelos especiales

Page 15: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

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Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios

Sistema aporticado

Sistema arriostrado

Sistema en base a muros

Sistemas estructurales

Nch 433.Of1996 - Diseño sísmico de edificios

Donde:� S = Parámetro que depende del tipo de suelo� A0 = Aceleración efectiva máxima del suelo

Ejemplo: Santiago, Zona Sísmica 2, A0= 0,30gSuelo tipo B, S = 1,0

Albañilería simple : C = 0,90 * 1,0 * 0,30g/g = 0,27Albañilería confinada : C = 0,55 * 1,0 * 0,30g/g = 0,165Albañilería armada (c/ relleno de huecos): C = 0,55 * 1,0 * 0,30g/g = 0,165Albañilería armada (s/ relleno de huecos): C = 0,60 * 1,0 * 0,30g/g = 0,18

La NCh 433 establece los valores máximos de coeficiente sísmico C

Albañilería simple ( R=2 ): C = 0,90 S A0/g

Albañilería confinada ( R=4 ): C = 0,55 S A0/g

Albañilería armada (c/ relleno de huecos) ( R=4 ): C = 0,55 S A0/g

Albañilería armada (s/ relleno de huecos) ( R=3 ): C = 0,60 S A0/g

Page 16: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

16

Evaluación sísmica axial

EJEMPLO

Ubicación:

Zona sísmica 2

Tipo de Suelo : B

Albañilería hecha a máquina:

Tensión admisible por compresión

fmd = 15 kg/cm2

Tensión admisible por corte

v = 1,5 kg/cm2

Elasticidad

E = 21.000kg/cm2

Evaluación sísmica axial

H eje

H1 H2 H

H eje

H ejeH eje

HH/3 H/3 H/3

Page 17: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

17

Evaluación sísmica axial

Envigado 100 kg/m2 * 8,00 m * 2,00 m = 1.600,00 kg

Viga/cad HA 2500 kg/m3 * 0,20 m * 0,40 m * 14,00 m = 2.800,00 kg

Pilar HA (h/2) 2500 kg/m3 * 0,20 m * 1,80 m * 0,90 m = 810,00 kg

Muro Alb (h/2) 1800 kg/m3 * 0,20 m * 9,00 m * 0,90 m = 2.332,80 kg

Peso = 7.542,80 kg

H eje

H/3 H/3 H/3

Peso sísmico eje 2

H = C*I*P

H eje 2 = 0,165 * 1,0 * 7.542,8 kg = 1.244,56 kg H muro eje 2 =H/3 = 414,85 kg

Evaluación sísmica axial

N1 N2 N3

Carga estática muro 1

Envigado 100 kg/m2 * 2,50 m * 2,00 m = 500,00 kg

Viga/cad HA 2500 kg/m3 * 0,20 m * 0,40 m * 3,00 m = 600,00 kg

Pilar HA 2500 kg/m3 * 0,20 m * 0,40 m * 2,20 m = 440,00 kg

Muro Alb 1800 kg/m3 * 0,20 m * 1,60 m * 2,20 m= 1.267,20 kg

N1 = 2.807,20 kg

Page 18: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

18

Evaluación sísmica axial

MURO 1 EJE 2 ALB. CONF.

Dimensiones

b = 20 cm L = 200 cm

Area

A = 20 cm * 200 cm = 4.000 cm2

Inercia

Momento Resistente

FLEXION COMPUESTA

Evaluación sísmica axial

N1H/3

Carga estática

N1 = 2.807,20 kg

Carga sísmica

H/3 = 441,85 kg

f2f1

MURO 1 EJE 2 ALB. CONF. FLEXION COMPUESTA

Page 19: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

19

Evaluación sísmica axial

N1H/3

Carga estática

N1 = 2.807,20 kg

Carga sísmica

H/3 = 441,85 kg

MURO 1 EJE 2 ALB. CONF. CORTE

MURO EJE 2

H

N

N = 2.807 kg

H = 441,85 kgM = 441,85 kg * 260 cm = 222.412 kgcm

EVALUACION A FLEXION COMPUESTA

Evaluación sísmica axial (alternativa)

MURO 1 EJE 2 ALB. ARMADA

Page 20: 6. Sistemas Estructurales y Alba Iler As

20

EVALUACION A CORTE

Carga estática

N = 2.807 kg

Carga sísmica

H = 441,85 kg

MURO EJE 2

H

N

Evaluación sísmica axial (alternativa)

MURO 1 EJE 2 ALB. ARMADA