acciones sismicas-jose lavado

1CURSO DE FORMACIN-DIPUTACIN DE ALMERACDIGO TCNICO DE LA EDIFICACIN (CTE)

ACCIONES SSMICAS EN ESTRUCTURAS DE HORMIGN EN EDIFICACIN. ESPECIAL INCIDENCIA

EN LA PROVINCIA DE ALMERA

Jos Lavado RodrguezProfesor de Edificacin de la E.T.S.I. Caminos, Canales y PuertosUniversidad de Granada

ACCIONES SSMICAS EN ESTRUCTURAS DE HORMIGN EN EDIFICACIN. ESPECIAL INCIDENCIA EN LA PROVINCIA DE ALMERA

NORMATIVA APLICABLE EN LA ACTUALIDAD EN LO RELATIVO A ACCIONES SSMICAS Y DIMENSIONAMIENTO DE EDIFICACIN SISMORRESISTENTE EN HORMIGN ARMADO:

NCSE-02: Norma de Construccin Sismorresistente de Estructuras ANEJO 12 de la EHE: Requisitos especiales recomendados para estructuras sometidas a acciones ssmicas

NORMATIVA ADICIONAL A APLICAR EN BREVE:

ANEJO 10 de la futura EHE-2007: Requisitos especiales recomendados para estructuras sometidas a acciones ssmicas (que sustituye al ANEJO 12 de la actual EHE)

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ALGUNAS CUESTIONES BSICAS:


1. Puedo proyectar y construir con VIGAS PLANAS FORJADOS RETICULARES en zona ssmica?

2. Qu SISTEMAS ESTRUCTURALES se proyectan actualmente en Espaa en ZONA SSMICA?

3. Qu es la DUCTILIDAD y para qu sirve?

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4ACCIONES SSMICAS EN ESTRUCTURAS DE HORMIGN EN EDIFICACIN. ESPECIAL INCIDENCIA EN LA PROVINCIA DE ALMERA

LA CUESTIN DE LAS VIGAS PLANAS Y LOS FORJADOS RETICULARES:

Antigua NCSE-94 prohiba las vigas planas para ac 0.16g (extendible a forjados reticulares)

Actual NCSE-02 las permite siempre, en general permite los forjados planos CONDICIN: en su clculo la ductilidad est limitada a = 2

Pilares + vigas de carga descolgadas + vigas de arriostramiento planas

Pilares + forjado reticular


LA CUESTIN DE LAS VIGAS PLANAS Y LOS FORJADOS RETICULARES:

Por qu recul la NCSE-02 en cuanto a la prohibicin de los forjados planos?

1: por aspectos de diseo los forjados planos permiten acabados mucho ms estticos de techos los forjados planos no se ven, quedan embutidos en su canto

2: por cuestiones econmico-constructivos ahorro de encofrados con forjados planos, facilidad de paso de instalaciones por los techos con forjados planos

3: vivimos en un pas de sismicidad media-baja es antieconmico proyectar con vigas descolgadas ltimo gran terremoto: arenas del Rey, ms conocido por terremoto de Alhama de Granada, en 1884 (hace ms de 120 aos)


QU SISTEMAS ESTRUCTURALES SE PROYECTAN ACTUALMENTE EN ESPAA EN ZONA SSMICA?

En un 65% PILARES + FORJADOS RETICULARES (ganan terreno)

En un 30% PILARES + VIGAS PLANAS + FORJADO UNIDIRECCIONAL

En un 5% OTROS: vigas descolgadas, encofrado tnel, etc.


QU ES LA DUCTILIDAD Y PARA QU SIRVE?

Qu es ductilidad? Es la capacidad de deformacin (a nivel de material, de seccin, de barra, de estructura en su conjunto), ms all del lmite elstico

Cmo se consigue ductilidad en estructuras de edificacin con prticos? mediante rtulas plsticas disipacin de energa

SismoMecanismo,el edificio se cae!

Lmite elstico

DeformacinDctil

Lmite elstico

DeformacinFrgil

Rotura Rotura


Niveles de ductilidad segn NCSE-02

Niveles de ductilidad segn NCSE-02:

4 (MUY ALTA) 3 (ALTA) 2 (BAJA) 1 (SIN DUCTILIDAD)

Ductilidad 4 (MUY ALTA)

Prticos con vigas descolgadas+ condiciones constructivas para =4

Pantallas acopladas Triangulaciones metlicas

incompletas Prticos + pantallas no acopladas,pantallas absorben



Ductilidad 3 (ALTA)

Prticos con vigas descolgadas+ condiciones constructivas para =3

Triangulaciones metlicascompletas (Cruces de San Andrs)

Prticos + pantallas no acopladas,pantallas absorben >50% de sismo(cortante en la base)

Ductilidad 2 (BAJA)

Prticos con vigas descolgadassin condiciones constructivas

Prticos con vigas planas Pilares + forjado reticular Prticos confinando muros de ladrillo Prticos + diagonales metlicas en una nica direccin

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Ductilidad 1 (SIN DUCTILIDAD)

Estructura con muros de carga (ladrillo,bloques de hormign, mampostera)

Prticos + arriostramientos en K Estructuras de naves industriales con pilares + cerchas

Estructuras prefabricadas sin detallesque garanticen ductilidad en los nudos(naves de hormign armado por ejemplo)

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Cmo se garantiza un comportamiento lo ms dctil posible en estructuras de prticos?

Consiguiendo un orden secuencial de formacin de rtulas plsticas: vigas pilares nudos, lo que se resume en el concepto de viga dbil-columna fuerte.

A mayor nmero de rtulas plsticas en vigas el edificio ms resiste

Sismo

Columna dbil-Viga fuerte

8 rtulasMecanismo, el edificio se cae!

Columna fuerte-Viga dbil

30 rtulasy el edificio an resiste...

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LAS VIGAS PLANAS LOS FORJADOS RETICULARES SON UN BUEN SISTEMA ESTRUCTURAL FRENTE A TERREMOTOS?

Hasta una cierta altura de edificio (Granada ~ 4 alturas, Almera ~ 6 alturas) funcionan razonablemente bien, cumpliendo ciertas premisas: arriostramientosen dos direcciones del edificio, correcto armado de vigas, correcto armado de bacos en forjados reticulares, correcto armado de pilares, correcto armado de nudos, etc.

No obstante, su capacidad de disipacin de energa es limitada Como mximo la ductilidad es =2

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Por encima de las 4-6 plantas grandes esfuerzos y desplazamientos en la estructura dimensiones enormes de pilares, armados prohibitivos en vigas, esfuerzos de 2 orden IMPRESCINDIBLE ARRIOSTRAR CON PANTALLAS ANTISSMICAS

Torre Laguna

(El Ejido, Almera)

La NCSE-02 establece premisas claras para las vigas planas, pero est coja en cuanto a prescripciones para los forjados reticulares

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PRINCIPALES REQUISITOS PARA UN BUEN FUNCIONAMIENTO DE UN EDIFICIO CON PILARES+VIGAS PLANAS EN ZONA SSMICA

1) Arriostramiento en 2 direcciones del edificio vigas en 2 direcciones (cuidado con el armado en 2 capas cruce de barras)

NO S

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PRINCIPALES REQUISITOS PARA UN BUEN FUNCIONAMIENTO DE UN EDIFICIO CON PILARES+VIGAS PLANAS EN ZONA SSMICA

2) Concentracin de cercos de cortante en extremo de vigas y pilares + armaduras mnimas de compresin conseguir rotura dctil + formacin de rtulas plsticas en vigas

3) Armado para evitar la rotura del nudo prolongar cercos de pilares a travs del nudo viga-pilar aspecto mal tratado en los programas de clculo (CYPE, TRICALC)

P1 P2 P3

Cuantasmnimas a compresin

Concentracinde cercos


Cercos de pilaresatravesando el nudo

Rtula

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PRINCIPALES REQUISITOS PARA UN BUEN FUNCIONAMIENTO DE UN EDIFICIO CON PILARES+FORJADO RETICULAR EN ZONA SSMICA

1) Armado de bacos para conseguir materializar el arriostramientoen 2 direcciones del edificio crucetas (la NCSE-02 no dice nada)

Armaduras de flexin

Cercos de punzonamiento

baco

Pilar

A

A

A-A

(transmitir flectores del sismo)

(transmitir cortantes del sismo)

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PRINCIPALES REQUISITOS PARA UN BUEN FUNCIONAMIENTO DE UN EDIFICIO CON PILARES+FORJADO RETICULAR EN ZONA SSMICA

2) Concentracin de cercos de cortante en extremo de pilares + armaduras mnimas de compresin conseguir rotura dctil + formacin de rtulas plsticas en forjados

3) Armado para evitar la rotura del nudo prolongar cercos de pilares a travs del nudo baco-pilar

P1 P2 P3

Cuantasmnimas a compresin



Cercos de pilaresatravesando el nudo

Rtula

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QU HACER CUANDO EL EDIFICIO SUPERA LAS 4-6 PLANTAS? CMO ARRIOSTRAR CORRECTAMENTE CON PANTALLAS ANTISSMICAS?

1) Pantallas en dos direcciones, simtricas y centradas finalidad: resistir en 2 direcciones, resistir torsiones en planta, no generar torsiones con nuestra propia solucin dispuesta (por ejemplo: es tpico buscar arriostrar el hueco de ascensor o escalera CUIDADO!)

Huecode ascensor

Huecode ascensor

Mal Bien Mejor!

Huecode ascensor

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2) Enlace de las pantallas con la cimentacin Disponer de losa de cimentacin para evitar el giro en la base de la pantalla (no explicado en NCSE-02)

de giro!Riesgo

MfPantalla

Pilotes

MfPantalla

Losa

Mf

Pantalla

Zapatas (NO!) Losa o pilotes (MEJOR)

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3) Enlace de las pantallas con los forjados crear un macizado con armadura de rasante cosiendo la unin pantalla-forjado (no explicado en NCSE-02)

Sismo

Transmisinde rasante

Transmisinde rasante

Sismo

hormign+armadura

Macizado de

de rasante

hormign+armadura

Macizado de

de rasante

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FUNDAMENTO DEL ARMADO DE NUDOS (no explicado en NCSE-02)

1) Acciones ssmicas esfuerzos que se producen en un nudo

Nudo

Sismo Deformacin

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2) Los momentos en vigas y pilares genera tensiones en el nudo

Momentos Tensiones

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3) Se genera una biela de compresin en una diagonal y tracciones en la diagonal contraria (tirante)

Tensiones Biela + Tirante

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4) Se debe: 1) Comprobar la biela comprimida + 2) Armar para resistir las tracciones se ponen cercos horizontales por comodidad constructiva, prolongando los cercos del pilar a travs del nudo

Cercos en diagonal (NO) Prolongacin cercos de pilares (S)

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