asce7-10 capitulo 17
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8/16/2019 ASCE7-10 Capitulo 17
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ASCE7-10En este documento se utiliza tanto la
Sistema Internacional de Unidades (SI)
y unidades que define el usuario
CAPITULO 17REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS AISLADAS ANTE SISMOS17.1 GENERAL
Todas las estructuras sísmicamente aisladas y cada parte de los mismos deberán estar diseñados y
construidos de acuerdo con los requisitos de esta sección y los requisitos aplicables de esta norma.
17.1.1 Variación en las Propiedades del Material
El análisis de las estructuras aisladas sísmicamente, incluyendo la subestructura, los aisladores, y la
superestructura, deberá tener en cuenta las variaciones de las propiedades de los materiales para el
aislador sísmico durante la vida útil proyectada de la estructura que incluye cambios debidos al
envejecimiento, la contaminación, la exposición del medio ambiente, velocidad de carga, carga cíclica de
servicio, y la temperatura.
17.1.2 Definiciones
DESPLAZAMIENTO:
Desplazamiento lateral para un sismo de diseño, con exclusiónDesplazamiento para Diseño:
adicional al desplazamiento actual y accidental debida a la torsión, requerida para el diseño del
aislamiento del sistema.
Desplazamiento lateral total para un sismo de diseñoDesplazamiento total para Diseño:
incluyendo el desplazamiento adicional actual y debido a la torsión accidental, requerida para eldiseño del sistema de aislamiento o un elemento del mismo.
El desplazamiento lateral para el sismo Máximo ConsideradoDesplazamiento total para MCE:
Earthquake (MCE) incluyendo el desplazamiento adicional debido al desplazamiento inicial y
debido a la torsión accidental, será también necesario para la verificación de: La estabil idad del
sistema de aislamiento o la verificación de los elementos del sistema, El diseño de las
separaciones de la estructura (junta de aislación), y pruebas de carga vertical de la unidad de
aislador prototipos.
DESPLAZAMIENTO DEL SISTEMA RESTRINGIDO: Una colección de elementos estructurales que
limita el desplazamiento lateral de la estructuras aisladas sísmicamente debido al terremotomáxima considerado MCE.
AMORTIGUACIÓN EFECTIVA: Es el valor equivalente del amortiguamiento viscoso que
corresponde a la energía disipada durante la respuesta cíclica del sistema de aislamiento.
RIGIDEZ EFECTIVA: Es el valor de la fuerza lateral en el sistema de aislamiento, o un elemento
del mismos sistema, dividida por el correspondiente desplazamiento lateral.
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AISLAMIENTO DE INTERFAZ: Es el límite entre la parte superior de la estructura, que se
encuentra aislado, y la porción inferior de la estructura (sub estructura), que mueve rígidamente
con el suelo.
SISTEMA DE AISLAMIENTO: Es la colección de elementos estructurales que incluye todos las
unidades de aislador de manera individual, todos los elementos estructurales que transfieren la
fuerza entre los elementos del sistema de aislamiento, y todas las conexiones con otros
elementos estructurales. Los sistema de aislamiento también incluye el sistema de restricción a
viento, los dispositivos de disipación de energía, y / o al sistema de restricción de
desplazamiento si y solo si tales sistemas mencionados y dispositivos se uti lizan para satisfacer
los requisitos de diseño de este capítulo.
UNIDAD AISLACION: Es un elemento que es horizontalmente flexible y verticalmente rígida y
conforma el sistema de aislamiento donde permite grandes deformaciones laterales, por ende
menores cargas sísmicas en el diseño. Un aislador se permite usar como parte de o en conjunto
para soportar el peso de la estructura.
DESPLAZAMIENTO MÁXIMO: Es el Máximo Considerado Earthquake desplazamiento lateral,
excluyendo desplazamiento adicional debido a la deformación actual y accidental por torsión.
SCRAGGING: Es la carga cíclica de trabajo en los productos de caucho, incluyendo aisladores
elastoméricos, a efectuar una reducción en las propiedades de rigidez y que se recuperarán con
el tiempo.
SISTEMA DE VIENTO-SISTEMA DE SEGURIDAD: La colección de elementos estructurales que
proporciona sujeción de la estructura con aislamiento sísmico para cargas de viento. Se permite
que el sistema de retención de viento para ser una parte integral de las unidades de aislador o
un dispositivo separado.
17.1.3 Notación
BD = coeficiente numérico como se expone en la Tabla 17.5-1 para amortiguamiento efectivo igual aβD
BM = coeficiente numérico como se expone en la Tabla 17.5-1 para amortiguamiento efectivo igual a βM
b = dimensión más corta en planta de la estructura, en ft (mm) medida perpendicularmente a d.
d = dimensión de la planta más larga de la estructura, en ft (mm)
DD = desplazamiento de diseño, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-1
D'D = desplazamiento de diseño, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.6-1
DM = desplazamiento máximo, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-3
D'M = desplazamiento máximo, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección en cuestión, según lo prescrito por la ecuación. 17.6-2
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DTD = desplazamiento de diseño total, en in (mm.), de un elemento del sistema de aislamiento que
incluye tanto el desplazamiento de traslación en el centro de la rigidez y el componente de
desplazamiento torsional en la dirección en cuestión, según lo prescrito por la ecuación. 17.5-5
DTM = desplazamiento total máximo, en in (mm.), de un elemento del sistema de aislamiento que incluye
tanto el desplazamiento de traslación en e l centro de la rigidez y el componente de desplazamiento
torsional en la dirección en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.5-6
ELOOP = energía disipada en kips- in. (kN-mm), en una unidad de aislamiento durante un ciclo completo de
carga reversible en un intervalo de desplazamiento de prueba desde Δ+ a Δ
-, medido por el área
encerrada por el bucle de la curva de fuerza-desplazamiento.
e = excentricidad actual, en ft (mm), medida en el plan entre el centro de masa de la estructura por
encima de la interfaz de aislamiento y el centro de la rigidez del sistema de aislamiento, además de
excentricidad accidental, en ft. (mm), tomada como 5 por ciento de la dimensi ón máxima de edificación
perpendicular a la dirección de la fuerza que se examina.
F- = fuerza negativa mínima en kips (kN) en una unidad de aislamiento durante un único ciclo de pruebas
de prototipos en una amplitud de desplazamiento de Δ-
F+ = fuerza positiva máxima en kips (kN) en una unidad de aislamiento durante un único ciclo de ensayos
de prototipo a una amplitud de desplazamiento de Δ+
Fx = fuerza total distribuido sobre la altura de la estructura por encima de la interfaz de aislamiento
según lo prescrito por la ecuación. 17.5-9
kDmax = rigidez máxima efectiva, en kips/in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el diseño de
desplazamiento en la dirección horizontal en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.8-3
kDmin = rigidez mínima efectiva, en kips/in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el diseño de
desplazamiento en la dirección horizontal en cuestión, según l o prescrito por la Ec. 17.8-4
kMmax = máxima rigidez efectiva, en kips/in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamiento
máximo en la dirección horizontal en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.8-5
kMmin = rigidez efectiva mínima, en kips / in. (kN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamiento
máximo en la dirección horizontal en cuestión, según lo prescrito por la Ec. 17.8-6
keff = rigidez efectiva de una unidad de aislamiento, según lo prescrito por la Ec. 17.8-1
L = efecto de la carga viva en el capítulo 17
TD = período efectivo, en seg, de la estructura sísmicamente aislado en el desplazamiento de diseño en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-2
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TM = periodo efectivo, en seg, de la estructura sísmicamente aislado en el desplazamiento máximo en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-4
Vb = fuerza lateral total sísmica de diseño o cortante en elementos del sistema de aislamiento o por
debajo de los elementos del sistema de aislamiento, según lo prescrito por la Ec. 17.5-7
Vs = fuerza lateral total sísmica de diseño o cortante en elementos anteriores del sistema de aislamiento,
según lo prescrito por la Ec. 17.5-8
y = distancia, en ft (mm), entre el centro de rigidez de la rigidez del sistema de aislamiento y el elemento
de interés medido perpendicular a la dirección de cargas sísmicas en estudio
βD = amortiguación eficaz del sistema de aislamiento por el desplazamiento de diseño, según lo prescritopor la Ec. 17.8-7
βM = amortiguación eficaz del sistema de aislamiento en el desplazamiento máximo, s egún lo prescrito
por la Ec. 17.8-8
βeff = amortiguación eficaz del sistema de aislamiento, según lo prescrito por la Ec. 17.8-2
Δ+ = desplazamiento positivo máximo en la una unidad de aislamiento durante cada ciclo de pruebas de
prototipos
Δ- = desplazamiento negativo mínimo de una unidad de aislamiento durante cada ciclo de pruebas de
prototipos
ΣED = energía total disipada, en kips-in. (KN-mm), en el si stema de aislamiento durante un ciclo completo
de la respuesta en el desplazamiento de diseño, DD
ΣEM = energía total disipada, en kips-in. (KN-mm), en el sistema de aislamiento durante un ciclo
completo de la respuesta en el desplazamiento máximo, DM
Σ|FD+|max = suma, para todas las unidades de aisladores, del valor absoluto máximo de la fuerza, en kips
(kN), a un desplazamiento positivo igual a DD
Σ|FD+|min = suma, para todas las unidades del aislador, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips
(kN), a un desplazamiento positivo igual a DD
Σ|FD-|max = suma, para todas las unidades aislantes, del valor máximo absoluto de la fuerza, en kips (kN),
en un desplazamiento negativo igual a DD
Σ|FD-
|min = suma, para todas las unidades aislantes, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips (kN),en un desplazamiento negativo igual a DD
Σ|FM+|max = suma, para todas las unidades aislantes, del valor máximo absoluto de la fuerza, en kips
(kN), a un desplazamiento positivo igual a DM
Σ|FM+|min = suma, para todas las unidades aislantes, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips (kN),
a un desplazamiento positivo igual a DM
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Σ|FM-|max = suma, para todas las unidades aislantes, del valor máximo absoluto de la fuerza, en kips (kN),
en un desplazamiento negativo igual a DM
Σ|FM-|min = suma, para todas las unidades aislantes, del valor absoluto mínimo de la fuerza, en kips (kN),
en un desplazamiento negativo igual a DM
17.2 REQUISITOS GENERALES PARA EL DISEÑO
17.2.1 Factor de Importancia
Todas las partes de la estructura, incluyendo la súper estructura por encima del sistema de aislamiento,
se les asignarán una categoría de riesgo de acuerdo con la Tabla 1.5-1. El factor de importancia Ie, es
decir, deben tomarse como 1.0 para una estructura sísmicamente aislado, independientemente de su
asignación de la categoría de riesgo.
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17.2.2 MCER Respuesta Espectral Aceleración
Parámetros, SMS y SM1
El MCER parámetros de aceleración de respuesta espectral SMS y SM1 se determinarán de acuerdo con la
SECCIÓN 11.4.3.
Sección 11.4.3. ASCE7-10 y Norma E030-14
Para determinar la aceleración espectral máxima probable para periodos a 0.2 seg llamado SMS y a 1 seg
llamado SM1, con una probabil idad de excedencia de 2% en 50 años
PGA 0.75 para una probabilidad de excedencia de 2% con un periodo de retorno de 50 años
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Por ejemplo para la Zona 4, la aceleración espectral máxima para periodos cortos será SS=2.66 y para
periodos largos S1=0.75, y el ajuste por efectos de la Clase del Sitio (Site Class), se determinará por las
ecuaciones. 11.4-1 y 11,4-2, respectivamente.
SMS= F aSS (11.4-1)
SM 1 = F v S1 (11.4-2)Dónde:
Ss: es la aceleración estimada para periodos de 0.2seg, según el peligro sísmico de la zona
S1: es la aceleración estimada para periodos de 1seg.
Donde los coeficientes de sitio F a y Fv se define en las Tablas 11.4-1 y 11.4-2, respectivamente.
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Ejemplo: si la ubicación del proyecto está en el sitio de clase C y queremos encontrar los parámetros
para el MCE entonces tendremos: Fa=1.00 y Fv=1.3 quedando el espectro de Diseño de la siguiente
manera:
11.4.4 Parámetros para Aceleración Espectral en Diseño
Los parámetros para un espectro de aceleración a nivel de Diseño para periodos cortos, S DS, y para
periodos largos de 1seg, SD1, se determina a partir de las ecuaciones. 11,4-3 y 11,4-4, respectivamente.
SDSSMS (11.4-3)
SD1 SM 1 (11.4-4)
11.4.5 Diseño de Espectros de Respuesta
Cuando un espectro de respuesta de diseño es
requerido por esta norma y los procedimientos
de movimiento de tierra no se usen (registros), se
desarrollara la curva del espectro de respuesta de
diseño como se indica en la figura. 11,4-1 y como
sigue:
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1. Para los períodos de menos de T0, la aceleración de respuesta espectral de diseño, Sa, se tomarán
como fue dada por la Ec. 11.4-5:
( ) (Ec. 11.4-5)2. En períodos mayores o iguales a T0 y menores o iguales a TS, la aceleración de respuesta espectral de
diseño, Sa, se tendrán igual a SDS.
3. Para periodos superiores a TS, e inferior o igual a TL, la aceleración de respuesta espectral de diseño,
Sa, se tomarán como fue dada por la Ec. 11.4-6:
(Ec. 11.4-6) Dónde
SDS = Es el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño en períodos cortos
SD1 = Es el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño en períodos 1seg
T= Periodo fundamental de la estructura en seg
T0 = Ts = y TL=periodo de transición para periodos largos
11.4.6 Máximo Riesgo Considerado (MCE) Espectro de Respuesta
Dónde: el espectro de respuesta MCE, se determinará multiplicando el espectro de respuesta de diseño
por 1.5
11.5 FACTOR DE IMPORTANCIA Y CATEGORÍA DE RIESGO
11.5.1 Factor de Importancia
Un factor de importancia, IC, se asignará a cada estructura de acuerdo con la Tabla 1.5-2.
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11.5.2 Acceso Protegido por Categoría de Riesgo IV
Cuando se requiera el acceso operativo a una estructura Categoría de Riesgo IV a través de una
estructura adyacente, la estructura adyacente se ajustará a los requisitos para estructuras categoría de
Riesgo IV. Cuando el acceso operacional es menos de 10 pies de una línea de lote interior u otraestructura en el mismo lote, la protección contra la potencial caída de escombros de las estructuras
adyacentes deberá ser proporcionado por el propietario de la estructura Categoría de riesgo IV.
11.6 CATEGORÍA DE DISEÑO SÍSMICO
Las obras civiles se les asignan un diseño sísmico
Categoría de acuerdo con esta sección. Categoría de riesgo I, II, o III situado estructuras donde la
aceleración de respuesta espectral asignada parámetro en 1seg periodo, S1, es mayor que o igual a 0.75
deberán ser asignadas a Categoría Sísmica de Diseño E.
Las Estructuras de Categoría de riesgo IV situado en el parámetro de aceleración de respuesta espectral
asignada a la 1 seg periodo, S1, es mayor o igual a 0,75 se asignan a Categoría Sísmica de Diseño F. Todas
las demás estructuras deberán ser asignados a un diseño sísmico.
Categoría en función de su categoría de riesgo y los parámetros de aceleración de respuesta espectral
de diseño, SDS y SD1, determinado de acuerdo con la Sección 11.4.4. Cada edificio y la estructura deberán
ser asignados al diseño sísmico más severo Categoría según la Tabla 11.6-1 11.6-2 o, con independencia
del período fundamental de vibración de la estructura, T.
Donde S1 es menor que 0,75, se permite la Categoría de Diseño Sísmico para ser determinada a partir
de la Tabla 11.6-1 solo donde todos de los siguientes casos:
1. En cada una de las dos direcciones ortogonales, el periodo fundamental aproximada de la estructura,
Ta, determinado de acuerdo con la Sección 12.8.2.1 es menor que 0.8Ts, donde Ts se determina de
acuerdo con la Sección 11.4.5.
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2. En cada una de dos direcciones ortogonales, el período fundamental de la estructura utilizada para
calcular la deriva de piso es inferior a Ts.
3. Eq. 12.8-2 se util iza para determinar el coeficiente sísmico respuesta Cs.
11.7 REQUISITOS DE DISEÑO PARA SÍSMICA
DISEÑO DE LA CATEGORÍA A
Edificios y otras estructuras asignadas a Categoría Sísmica de Diseño A sólo tienen que cumplir con los
requisitos de la Sección 1.4. Los componentes no estructurales en SDC A son exentos de los requisitos de
diseño sísmico. Además, los depósitos asignados a la categoría de Riesgo IV deberán cumplir el requisito
en la Sección 15.7.6.1.2.
11.8 PELIGROS GEOLÓGICOS E INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA
11.8.1 Sitio Limitación de las Categorías de Diseños Sísmicos E y F
Una estructura asignada a Categoría Sísmica de Diseño E o F no se encuentra donde hay un potencial
conocido por una falla activa para provocar la rotura de la superficie del suelo en la estructura.
11.8.2 Informe de Investigación Geotécnica
Los Requisitos para las Categorías de Diseños Sísmico C a F
Un informe de investigación geotécnica se proporciona para una estructura asignada al diseño sísmico
Categoría C, D, E, o F de acuerdo con esta sección. Una investigación se l levará a cabo y un informe será
presentado que incluye una evaluación de los siguientes peligros geológicos y sísmicos potenciales:
a. Inestabilidad de los taludes,
b. Licuefacción,
c. Total y el asentamiento diferencial, y
d. Superficie de desplazamiento debido a fallas o sísmicamente indujo propagación lateral o de flujo
lateral.
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El informe contendrá recomendaciones para diseños de fundaciones u otras medidas para mitigar los
efectos de los riesgos mencionados anteriormente.
EXCEPCIÓN: Cuando aprobado por la autoridad competente, no se requiere un informe geotécnico del
sitio específico donde las evaluaciones previas de sitios cercanos con condiciones similares de suelo
proporcionan dirección con respecto a la propuesta de construcción.
11.8.3 Adicional Investigación Geotécnica
Requisitos de Informe para el Diseño Sísmico Categorías D a F
El informe de la investigación geotécnica para una estructura asignada a Categoría Sísmica de Diseño D,
E o F incluirá todos los siguientes, según corresponda:
1. La determinación de las presiones dinámicas sísmicas laterales de tierra en el sótano y muros de
contención debido a diseñar movimientos sísmicos.
2. El potencial de licuefacción y la pérdida de resistencia del suelo evaluado para la aceleración pico sitio
suelo, la magnitud del terremoto, y las características de fuentes consistentes con la aceleración máxima
del terreno MCEG. Aceleración pico se determina en base a cualquiera de (1) un estudio de sitio
específica teniendo en cuenta amplificación del suelo efectos como se especifica en la Sección 11.4.7 o
(2) el pico PGAM aceleración del suelo, de la ecuación. 11.8-1.
PGAM = F PGA PGA (Eq. 11.8-1)
Dónde
PGAM = MCEG valor máximo de aceleración corregido de la Clase del sitio.
PGA = asignada valor máximo de aceleración MCEG se muestra en las f iguras. 22-6 a través 22-10.
FPGA = Coeficiente del sitio de la Tabla 11.8-1.
3. Evaluación de las posibles consecuencias de la licuefacción y la pérdida de la resistencia del suelo,
incluyendo, pero no limitado a, la estimación de total y diferencial liquidación, el movimiento del suelo
lateral, cargas laterales del suelo sobre las fundaciones, reducción de la capacidad fundación del suelo
fértil y la reacción del suelo lateral, downdrag del suel o y la reducción de la reacción del suelo lateral
para pilotes axial y, el aumento de las presiones laterales del suelo sobre muros de contención, y la
flotación de estructuras enterradas.
4. Discusión de las medidas de mitigación tales como, pero no limi tado a, la selección del tipo apropiado
fundación y profundidades, la selección de los sistemas estructurales adecuados para realizar
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desplazamientos esperados y fuerzas, estabilización de suelos, o cualquier combinación de estas
medidas y la forma en que se tendrán en cuenta el diseño de la estructura.
17.2.3 Configuración
Cada estructura se designa como que tiene una irregularidad estructural basada en la configuración
estructural por encima del sistema de aislamiento.
17.2.4 Sistema de Aislamiento
17.2.4.1 Condiciones Ambientales
Además de los requisitos para las cargas verticales y laterales inducidas por el viento y
terremoto, el sistema de aislamiento deberá prever otras condiciones ambientales, incluidos los
efectos del envejecimiento, fluencia, fatiga, temperatura de funcionamiento, y la exposición a la
humedad o sustancias perjudiciales.17.2.4.2 Fuerzas de Viento
Las Estructuras aisladas deberán resistir las cargas de viento de diseño en todos los niveles por
encima de la interfaz de aislamiento. En la interfaz de aislamiento, se dispondrá de un sistema
eólico-restricción para limitar el desplazamiento lateral en el sistema de aislamiento a un valor
igual a la requerida entre pisos de la estructura por encima de la interfaz de aislamiento de
acuerdo con la Sección 17.5.6.
17.2.4.3 Resistencia al Fuego
La resistencia al fuego para el sistema de aislamiento se reunirá la requerida para las columnas,
paredes u otros elementos de tal gravedad que soportan en la misma región de la estructura.
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17.2.4.4 Fuerza Lateral de Recuperación
El sistema de aislamiento será configurado para producir una fuerza de recuperación de
tal manera que la fuerza lateral en el desplazamiento total de diseño es de al menos 0.025W
mayor que la fuerza lateral en el 50 por ciento del desplazamiento de diseño total.
17.2.4.5 Desplazamiento Restricción
El sistema de aislamiento no debe ser configurada para incluir un sistema de retención de
desplazamiento que limita el desplazamiento lateral debido a la máxima terremoto considerado
menor que el desplazamiento máximo total, salvo que la estructura sísmicamente aislado está
diseñado de acuerdo con los siguientes criterios en los que más estrictos que los requisitos de
sección 17.2:
1. Máxima Respuesta Considerada terremoto se calcula de acuerdo con los requisitos de análisis
dinámico de la Sección 17.6, teniendo en cuenta de manera explícita las características no
lineales del sistema de aislamiento y de la estructura por encima del sistema de aislamiento.
2. La capacidad final del sistema de aislamiento y elementos estructurales debajo del sistema de
aislamiento será superior a la fuerza y el desplazamiento demandas del terremoto máximo
considerado.
3. La estructura por encima del sistema de aislamiento se verifica la estabilidad de la demanda y
la ductilidad del terremoto máxima considerada.
4. La restricción de desplazamiento no se hace efectiva en un desplazamiento inferior a 0,75
veces el desplazamiento total del diseño menos que se demuestre mediante anál isis que el
compromiso anterior no da como resultado un rendimiento insatisfactorio.
17.2.4.6 Estabilidad de la Carga Vertical
Cada elemento del sistema de aislamiento deberá ser diseñado para ser estable en la carga
vertical diseño en el que se sometió a un desplazamiento horizontal igual al desplazamiento
máximo total. La carga vertical de diseño se calcula utilizando la combinación de carga 5 de la
Sección 2.3.2 (Comb 5: 1.2D + 1.0E + L + 0.2S) de la carga vertical máxima y la carga
combinación 7 de la sección 12.4.2.3 (Comb 7: (0,9 - 0.2SDS) + D + 1,6H ρQE; el factor de carga
de H será igual a cero en Comb 7 si la acción estructural debido a H contrarresta que debido a E.
Cuando la presión lateral de la tierra proporciona resistencia a las acciones estructurales de
otras fuerzas, que no se incluirán en H, pero se incluirán en la resistencia de diseño) de la carga
vertical mínima en SDS en estas ecuaciones se sustituye por SMS. Las cargas verticales que
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resultan de aplicación de las fuerzas sísmicas horizontales, Q E, se basará en la respuesta pico
debido al terremoto máximo considerada.
17.2.4.7 Vuelco
El factor de seguridad contra el vuelco estructural global de la interfaz de aislamiento no deberá
ser inferior a 1,0 para combinaciones de cargas requeridas. Toda la gravedad y las condiciones
de carga sísmica serán investigadas. Las fuerzas sísmicas para los cálculos de vuelco se basarán
en el terremoto máxima considerada, y W se utilizarán para la fuerza vertical.
La elevación local de los elementos individuales no se permitirá a menos que las deflexiones
resultantes no causen tensiones excesivas o inestabilidad de las unidades aislantes u otros
elementos de la estructura.
17.2.4.8 Inspección y Reemplazo
a. El acceso se concederá para la inspección y sustitución de todos los compone ntes del sistema
de aislamiento.
b. Un profesional de diseño registrado deberá completar una serie final de inspecciones u
observaciones de las zonas de separación de la estructura y componentes que cruzan la interfaz
de aislamiento antes de la emisión del certificado de ocupación de la estructura sísmicamente
aislado. Estas inspecciones y observaciones deberán indicar que las condiciones permiten el
desplazamiento libre y sin obstáculos de la estructura de los niveles máximos de diseño y que
todos los componentes que cruzan la interfaz de aislamiento como instalaciones son capaces de
acomodar los desplazamientos previstos.
c. Sísmicamente estructuras aisladas deberán tener un seguimiento, inspección y programa de
mantenimiento para el sistema de aislamiento establecido por el domicil io diseñar profesional
responsable del diseño del sistema de aislamiento.
d. Remodelación, reparación y reconversión en la interfaz del sistema de aislamiento,
incluyendo el de los componentes que cruzan la interfaz de aislamient o, se lleva a cabo bajo la
dirección de un profesional de diseño registrado.
17.2.4.9 Control de Calidad
Un programa de pruebas de control de calidad para unidades aislantes será establecido por el
profesional registrado de diseño responsable del diseño es tructural.
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17.2.5 Sistema Estructural
17.2.5.1 Distribución Horizontal de la Fuerza
Un diafragma horizontal u otros elementos estructurales proporcionarán continuidad por
encima de la interfaz de aislamiento y tendrán una resistencia y ductilidad adecuada para
transmitir fuerzas (debido a movimiento del terreno no uniforme) a partir de una parte de la
estructura a otra.
17.2.5.2 Las Separaciones de Construcción Juntas
Separaciones mínimas entre la aislada estructura y muros de contención que rodea u otros
obstáculos fijos no deberá ser inferior al desplazamiento máximo.
17.2.5.3 Otros Edificios
Estructuras en lugares distintos a edificios deberán estar diseñadas y construidas de acuerdo
con los requisitos del Capítulo 15 utilizando los desplazamientos de diseño y fuerzas calculadas
de conformidad con las Secciones 17.5 o 17.6.
17.2.6 Elementos de Estructuras y No estructurales
Los componentes o partes de una estructura aislada, componentes permanentes no
estructurales y los archivos adjuntos a ellos, y los accesorios para equipo permanente con el
apoyo de una estructura deben ser diseñados para resistir las fuerzas sísmicas y
desplazamientos prescritos por esta sección y las disposiciones aplicables del capítulo 13.
17.2.6.1 Los Componentes Superiores a la Interfaz de Aislamiento
Elementos de estructuras aisladas sísmicamente y componentes no estructurales, o partes de
las mismas, que están en o por encima de la interfaz de aislamiento deberán ser diseñados para
resistir una fuerza sísmica lateral total igual a la respuesta dinámica máxima del elemento o
componente en cuestión.
EXCEPCIÓN: Elementos de estructuras aisladas sísmicamente y componentes no estructurales o
partes diseñadas para resistir las fuerzas sísmicas y desplazamientos según lo prescrito en el
capítulo 12 ó 13, según corresponda.
17.2.6.2 Componentes del sistema de la interfaz de Aislamiento
Elementos de estructuras aisladas sísmicamente y componentes no estructurales, o partes de
los mismos, que atraviesan la interfaz de aislamiento deberán ser diseñados para resistir el
desplazamiento máximo total.
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17.2.6.3 componentes por debajo de la interfaz de Aislamiento
Elementos de estructuras aisladas sísmicamente y componentes no estructurales, o partes de
los mismos, que están por debajo de la interfaz de aislamiento deberán estar diseñados y
construidos de acuerdo con los requisitos de la Sección 12.1 y el Capítulo 13.
17.3 MOVIMIENTO DE TIERRA PARA SISTEMAS AISLADOS
17.3.1 Espectro de Diseño
Se permiten los procedimientos de movimiento de tierra específica del lugar establecidos en el
Capítulo 21 para ser utilizado para determinar los movimientos de tierra para cualquier
estructura. Para estructuras de clase Sitio F sitios, análisis de respuesta del sitio se realizará de
acuerdo con la Sección 21.1.
Para las estructuras aisladas sísmicamente en sitios con S1 mayor que o igual a 0,6, un análisis
de riesgos movimiento del suelo se realizará de acuerdo con la Sección 21.2. Las estructuras que
no requieren ni procedimientos de movimiento de tierra específica uso del si tio serán analizados
utilizando el espectro de diseño para el sismo de diseño desarrollado de acuerdo con la Sección
11.4.5.
Un espectro se construyó con el movimiento del suelo MCER. El espectro de movimientos de
tierra MCER no se debe tomar como menos de 1,5 veces el espectro de los movimientos sísmicos
de diseño.
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17.3.2 Historias de Movimientos de Suelo
Cuando se utilicen procedimientos de respuesta de historia, movimientos de tierra estarán
constituidos por pares de componentes de aceleración de movimiento de tierra horizontales
correspondientes desarrollados por la Sección 16.1.3.2, excepto que 0.2T y 1.5T se sustituye por
0.5TD y 1.25TM, respectivamente, donde TD y TM se define en la Sección 17.5.3.
17.4 ANÁLISIS DE PROCEDIMIENTO DE SELECCIÓN
Las estructuras aisladas sísmicamente excepto los definidos en la Sección 17.4.1 deberán ser diseñadasutilizando los procedimientos dinámicos de la Sección 17.6.
17.4.1 Procedimiento de Fuerza Lateral Equivalente
Se permite que el procedimiento de fuerza lateral equivalente de Section17.5 para ser utilizado
para el diseño de una estructura de sísmicamente aislado siempre que:
1. La estructura se encuentra en un sitio con menos de 0.60g como S1.
2. La estructura se encuentra en una clase de Sitio A, B, C o D.
3. La estructura por encima de la interfaz de aislamiento es menor que o igual a cuatro pisos o
65 pies (19,8 m) de altura estructural, hn, medida desde la base como se define en la Sección
11.2.
4. El periodo efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento máximo, TM, es inferior o
igual a 3,0 seg.
5. El período efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento de diseño, TD, es mayor que
tres veces el, período de base fija elástica de la estructura anterior al sistema de aislamiento tal
como se determina por la ecuación. T a= C t hn x Eq.12.8-7 ó T a= 0.1N Eq.12.8-8.
6. La estructura anterior del sistema de aislamiento es de configuración regular.
7. El sistema de aislamiento cumple con todos los criterios siguientes:
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a. La rigidez efectiva del sistema de aislamiento en el desplazamiento de diseño es
mayor que un tercio de la rigidez efectiva en 20 por ciento del desplazamiento de
diseño.
b. El sistema de aislamiento es capaz de producir una fuerza de recuperación como se
especifica en la Sección 17.2.4.4.
c. El sistema de aislamiento no limita el desplazamiento máximo terremoto reflexionado
de menos que el máximo desplazamiento total.
17.4.2 Procedimientos dinámicos
Se permiten los procedimientos dinámicos de la Sección 17.6 para ser utilizado como se
específica en esta sección.
17.4.2.1 Procedimiento Spectrum Respuesta
Análisis de la respuesta de espectro no se utilizará para el diseño de una estructura
sísmicamente aislado a menos que:
1. La estructura se encuentra en una clase de Sitio A, B, C o D.
2. El sistema de aislamiento cumple con los criterios del artículo 7 de la sección 17.4.1.
17.4.2.2 Respuesta-Historia Procedimiento
Se permite que el procedimiento de respuesta de la historia para el diseño de cualquier
estructura sísmicamente aislado y debe uti lizarse para el diseño de todas las estructuras aisladas
sísmicamente que no cumplan los criterios de la Sección 17.4.2.1.
17.5 PROCEDIMIENTO FUERZA LATERAL EQUIVALENTE
17.5.1 GENERAL FS
Cuando se utilice el procedimiento de fuerza lateral equivalente a diseñar estructuras aisladas
sísmicamente, se aplicarán los requisitos de la sección Capitulo 12
12.8 Procedimiento para estimar la Fuerza LateralEsta ecuación es la misma que podemos encontrar en el artículo 12.8.1 Fuerza Cortante en la Base, sin
embargo el método de calcular el coeficiente sísmico difiere Cs, como podrá verificarse en sección
12.8.1.1
(4-5)
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Dónde:
= Coeficiente Sísmico definido en la sección 12.8.1.1W= Peso Sísmico efectivo 4.3 (E030-14)
12.8.1.1 Coeficiente Sísmico
El coeficiente de respuesta sísmica, Cs, se determinará de acuerdo con la ecuación. 12.8-2.
Dónde:
= el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño para periodo corto determinado apartir de la Sección 11.4.4 o 11.4.7
R= factor de modificación de Respuesta de la tabla 12.2.1
Ie=factor de Importancia determinada de la tabla 11.5.1
El valor de Cs calcula de acuerdo con la ecuación. 12.8-2 no tiene que superar los límites siguientes:
()
()
no deberá menor a :
Además, para las estructuras ubicadas en S1 es igual o superior a 0.6 g, Cs no deberá ser inferior a:
( ⁄ )
Dónde: Ie y R son como se definen en la Sección 12.8.1.1 (antes visto)
SD1 = el parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño en un período de 1.0 seg, como se
determina a partir de la Sección 11.4.4 ó 11.4.7
T = el periodo fundamental de la estructura (seg) determinada en la Sección 12.8.2
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TL = período de transición de largo período (seg) determinada en la Sección 11.4.5
S1 = el parámetro de aceleración de respuesta espectral considerada terremoto máxima asignada
determinada de acuerdo con la Sección 11.4.1 o 11.4.7
17.5.2 CARACTERISTICAS DE LA DEFORMACION DEL ISTEMA DE AISLACIONDesplazamientos de diseño sismo laterales mínimos y las fuerzas de estructuras aisladas
sísmicamente se basarán en las características de deformación del sistema de aislamiento. Las
características de deformación del sistema de aislamiento deberán incluir explícitamente los efectos del
sistema de vientos de moderación si un sistema de este tipo se utiliza para cumplir con los requisitos de
diseño de esta norma. Las características de deformación del sistema de aislamiento se basarán en
pruebas debidamente documentadas, llevadas a cabo de conformidad con la Sección 17.8.
17.5.3 DESPLAZAMIENTOS LATERALES MÍNIMO
17.5.3.1 Desplazamiento de Diseño DD
El sistema de aislamiento debe ser diseñado y construido para soportar desplazamientos
laterales mínimos del terremoto, DD, que actúan en la dirección de cada uno de los ejes principales
horizontales de la estructura utilizando la Ec. 17,5-1:
Dónde:
g = aceleración de la gravedad. Las unidades de g es in/s2 (mm /s
2) si las unidades del desplazamiento de
diseño, DD, son in. (mm)
SD1 = aceleración espectral para diseño con un 5% de amortiguamiento crítico para periodos de 1seg en
unidades de g-s, como se determina en la Sección 11.4.4
a El coef iciente de amortiguación se basa en la amortiguación efectiva del sistema de aislamiento determinado de acue rdo con
los requis itos d e l a Sección 17.8.5.2.
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bEl coe ficiente de amortiguación se basa en la interpolación lineal de los valores de amortiguació n efi caces di sti ntas de la s
indicadas.
TD = período efectivo de la estructura sísmicamente aislado en segundos, con el desplazamie nto de
diseño en la dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-2
BD = coeficiente numérico relacionado con la amortiguación efectiva del sistema de aislamiento en el
desplazamiento diseño, βD, como se expone en la Tabla 17.5-1
17.5.3.2 Período efectivo para Desplazamiento de Diseño TD
El período efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento de diseño, TD, se determinará
según las características de deformación del sistema de aislamiento y la Ec. 17.5-2:
Dónde:
W=Peso efectivo de la estructura aislada (por encima de la interfaz de aislamiento)
= Rigidez efectiva mínima en Kips/in (kN/mm) del sistema de aislación para diseñodesplazamientos por diseño en la dirección horizontal considerada y definida por la ecuación 17.8-4
g = aceleración de la gravedad
17.5.3.3 Desplazamiento Máximo DM
El desplazamiento máximo del sistema de aislamiento, D M, en la dirección más crítica de la
respuesta horizontal se calculará usando la Ec. 17.5-3:
Dónde:
g = aceleración de la gravedad.
SM1 = Máxima aceleración espectral para diseño con un 5% de amortiguamiento crítico para periodos de
1seg en unidades de g-s, como se determina en la Sección 11.4.3
TM = período efectivo de la estructura sísmicamente aislado en segundos, con el desplazamiento de
máximo en la dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-4
BM = coeficiente numérico relacionado con la amortiguación efectiva del sistema de aislamiento en el
desplazamiento diseño, βM, como se expone en la Tabla 17.5-1
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17.5.3.4 Período Efectivo para Desplazamiento Máximo Esperado TM
El período efectivo de la estructura aislada en el desplazamiento máximo, T M, se determinará
según las características de deformación del sistema de aislamiento y la Ec. 17.5-4:
Dónde:
W=Peso efectivo de la estructura aislada (por encima de la interfaz de aislamiento)
= Rigidez efectiva mínima en Kips/in (kN/mm) del sistema de aislación para máximos
desplazamientos esperados en la dirección horizontal considerada y definida por la ecuación 17.8-6
g = aceleración de la gravedad
17.5.3.5 Desplazamiento Total para Diseño DTM y para Máximo Esperado DTM
El desplazamiento total diseño, DTD, y el desplazamiento total máximo, DTM, de los elementos del
sistema de aislamiento deberán incluir el desplazamiento adicional debido a la torsión y accidental
calculada a partir de la distribución espacial de la rigidez lateral del sistema de aislamiento y la ubicación
más desventajosa de masa excéntrica.
El desplazamiento total del diseño, DTD, y el desplazamiento total máximo, DTM, de los elementos de un
sistema de aislamiento con una distribución espacial uniforme de la rigidez lateral no debe n tomarse
como inferior a la especificada por las ecuaciones. 17.5-5 y 17.5-6:
[ ]
[
]
Dónde:
DD = diseño desplazamiento desde el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la dirección
considerada según lo prescrito por la ecuación. 17.5-1
-
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DM = desplazamiento máximo en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la dirección
considerada según lo prescrito por la Ec. 17.5-3
y = distancia entre los centros de rigidez del sistema de aislamiento y el elemento de interés medida
perpendicularmente a la dirección de la carga sísmica bajo consideración
e = la excentricidad real medida en el plan entre el centro de masa de la estructura por encima de la
interfaz de aislamiento y el centro de la rigidez del sistema de aislamiento, además de excentricidad
accidental, en ft (mm), toma como 5 por ciento de la dimensión de la planta más larga de la estructura
perpendicular a la dirección de la fuerza bajo consideración
b = la dimensión de la planta más corta de la estructura mide perpendicular a d
d = la dimensión de la planta más larga de la estructura
EXCEPCIÓN: El desplazamiento total del diseño, DTD, y el desplazamiento total máximo, D TM, están
autorizados a tomar como menor que el valor prescrito por las ecuaciones. 17.5-5 y 17.5-6,
respectivamente, pero no inferior a 1.1 veces DD y DM, respectivamente, siempre que el sistema de
aislamiento se muestra por cálculo que ser configurado para resistir la torsión.
17.5.4 FUERZAS LATERALES MÍNIMO
17.5.4.1 Sistema de Aislamiento y Elementos Estructurales por debajo del Sistema de
Aislamiento
El sistema de aislamiento, la fundación, y todos los elementos estructurales por debajo del
sistema de aislamiento deberán ser diseñados y construidos para resistir una fuerza sísmica lateral
mínima, Vb, utilizando todos los requisitos adecuados para una estructura no aislada y como prescritos
por la Ec. 17.5-7:
Dónde:
KDmax = rigidez máxima efectiva, en kips / in. (KN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamientode diseño en la dirección horizontal en consideración la forma prescrita por la ecuación. 17.8-3
DD = desplazamiento de diseño, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-1
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Vb no se tendrá como menor que la fuerza máxima en el sistema de aislamiento en cualquier
desplazamiento hasta e incluyendo el desplazamiento de diseño.
17.5.4.2 Elementos Estructurales por Encima del Sistema de Aislamiento
La anterior estructura del sistema de aislamiento debe ser diseñada y construida para soportar
una fuerza de corte mínima, Vs, utilizando todos los requisitos adecuados para una estructura no aislada
y según lo prescrito por la Ec. 17.5-8:
Dónde:
KDmax = rigidez máxima efectiva, en kips / in. (KN/mm), del sistema de aislamiento en el desplazamiento
de diseño en la dirección horizontal en consideración la forma prescrita por la ecuación. 17.8-3
DD = desplazamiento de diseño, en in (mm.), en el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-1
RI = coeficiente numérico relacionado con el tipo de sistema de fuerza de resistencia sísmica por encima
del sistema de aislamiento
El factor de RI se basará en el tipo de sistema-resistencia fuerza sísmica utilizada para la estructura
anterior del sistema de aislamiento y será de tres octavos del valor de R dada en la Tabla 12.2-1, con un
valor máximo no mayor que 2,0 y un valor mínimo no inferior a 1,0.
17.5.4.3 Límites del Cortante Vs
El valor de Vs no se tendrá como menos de lo siguiente:
1. La fuerza sísmica lateral requerida por la Sección 12.8 para una estructura fija de la base del mismo
peso sísmico efectivo, W, y un período igual al período aislado, TD.
2. El cortante en la base correspondiente a la carga de viento de diseño factorizada.
3. La fuerza sísmica lateral requerida para activar plenamente el sistema de aislamiento (por ejemplo, el
nivel de rendimiento de un sistema de ablandamiento, la capacidad última de un sistema eólico-
restricción de sacrificio, o el nivel de fricción de ruptura de un sistema de desli zamiento) multiplicado
por 1.5
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a Response coeficiente de modificación, R, para su uso en toda la norma. Nota R reduce las fuerzas a un nivel de
fuerza, no un nivel de tensión admisible.
b Deformación factor de amplificación, Cd, para su uso en las Secciones 12.8.6, 12.8.7, 12.9.2 y.
c NL = No es l imitado y NP = no permitido. Para las uni dades métricas utilizan 30,5 m para 100 pi es y el us o de 48,8
m por 160 pies.
d Ver la Sección 12.2.5.4 para una descri pción de los si stemas resistentes a fuerza sísmicos l imitados a los edifici os
con una al tura de construcci ón, hn, de 240 pies (73,2 m) o menos.
e Ver la Sección 12.2.5.4 para los s istemas de fuerza de resistencia sísmica li mitados a l os edifici os con una al tura
estructural, HN, de 160 pies (48,8 m) o menos.
f Ordinario está permitido marco momento para ser utilizado en lugar del marco de tiempo intermedio para el
diseño sísmico categorías B o C.
g Donde el valor tabulado del factor de sobre, Ω0, es mayor que o igual a 2 ½, Ωo se permite que se reduzca al
restar el val or de la media para las estructuras con diafragmas flexi bles.
h Ver l a Sección 12.2.5.7 para l imitaciones en estructuras asi gnadas a las categorías de dis eño sísmico D, E o F.
iVer la Sección 12.2.5.6 para li mitaciones en estructuras asi gnadas a las categorías de diseño sísmico D, E o F.
jMarcos de acero ordinari os concéntricamente arriostrados están permitidos en edifici os de un piso hasta una
altura de construcción, HN, de 60 pi es (18,3 m), donde la carga muerta del techo no sea s uperior a 20 libras por pie
cuadra do (0,96 kN / m2) y en las estructuras penthouse.
k Se permite el aumento en al tura de construcción, hn, a 45 pies (13,7 m) de la s i nstal aci ones de al macenamiento
de almacenamiento de un solo piso.
l En l a Secci ón 2.2 del ACI 318. Un muro de corte se define como un muro estructural.
m En la sección 2.2 del ACI 318. La definición de "muro estructural especial " incluye la construcci ón prefabrica do y
vaciado en el lugar.
n En la sección 2.2 del ACI 318. La definición de "marco momento especial" incluye la construcción prefabricado y
vaciado en el lugar.
o Alternativamente, el efecto de la carga sísmica con sobre-resistencia, se permite que basarse en la fuerza
esperada determinada de acuerdo con AISI S110.
p Secciones conformadas de acero - pórticos con pernos especial es se li mitarán a un piso de a ltura de acuerdo con
AISI S110.
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17.5.5 Distribución de la Fuerza Vertical Fx
La fuerza de corte Vs se distribuirá en toda la altura de la estructura por encima de la interfaz de
aislamiento usando la Ec. 17.5-9:
∑ Dónde:
Fx= Porción de Vs que se asigna a Nivel x
Vs = fuerza total lateral sísmica de diseño o cortante en elementos anteriores del sistema de aislamiento
de la prescrita por la Ec. 17.5-8
w x = porción de W que se encuentra en o asignado al Nivel x
h x = altura sobre la base de Nivel x
En cada nivel designado como x, la fuerza, Fx, se aplica sobre la superficie de la estructura de acuerdo
con la distribución de la masa en el plano.
17.5.6 Límites de Deriva
La deriva máxima por piso del sistema de aislamiento no será superior a 0.015h sx. La deriva se
calcula por la ecuación. 12.8-15 con Cd de la estructura aislada igual a R 1 como definido en la Sección
17.5.4.2.
12.8.6 Determinación Desvío de Piso
El diseño deriva de piso (Δ) se calcula como la diferencia de las desviaciones en los centros de
masa en la parte superior e inferior del piso bajo consideración. Ver Fig. 12.8-2. Donde los centros de
masa no se alinean verticalmente, está permitido para calcular la deflexión en la parte inferior del piso
basada en la proyección vertical del centro de masa en la parte superior del siguiente piso.
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Cuando se usa el diseño por tensiones admisibles, Δ se calculará utilizando las fuerzas sísmicas nivel de
resistencia especificada en la Sección 12.8, sin reducción para el diseño por tensiones admisibles.
Para las estructuras asignadas a Categoría Sísmica de Diseño C, D, E o F que tienen horizontal Tipo de
irregularidad 1a o 1b de la Tabla 12.3-1, la deriva de piso de diseño, Δ, se computará como la mayor
diferencia a las deformaciones de puntos alineados verticalmente en la parte superior e inferior de la
historia en consideración a lo largo de cualquiera de los bordes de la estructura.
La desviación en el nivel x (δX) (in ó mm) que se util iza para calcular la deriva de piso de diseño, Δ, se
determinarán de acuerdo con la siguiente ecuación:
Dónde:
Cd = el factor de amplificación de la desviación en la Tabla 12.2-1
δxe = la flexión en el punto requerido por esta sección determinada por un análisis elástico
Ie, = el factor de importancia determinado de acuerdo con la Sección 11.5.1
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17.6 PROCEDIMIENTOS ANÁLISIS DINÁMICO
17.6.1 GENERAL
Cuando se usa el análisis dinámico para diseñar estructuras aisladas sísmicamente, se aplicarán
los requisitos de esta sección.
17.6.2 MODELADO
Los modelos matemáticos de la estructura aislada incluyendo el sistema de aislamiento, el
sistema fuerza sísmica resistir, y otros elementos estructurales deben cumplir con la Sección
12.7.3 y para los requisitos de Secciones 17.6.2.1 y 17.6.2.2.
17.6.2.1 Sistema de Aislamiento
El sistema de aislamiento se basa en utilizar las características de deformación desarrollados y
verificados por la prueba de conformidad con los requisitos de la Sección 17.5.2. El sistema de
aislamiento se modela con suficiente detalle como para:
a. En cuenta la distribución espacial de las unidades aislantes.
b. Calcular la traducción, en ambas direcciones horizontales, y la torsión de la estructura por
encima de la interfaz de aislamiento teniendo en cuenta la ubicación más desventajosa de masa
excéntrica.
c. Evaluar las fuerzas de vuelco / levantamiento de unidades aislantes individuales.
d. En cuenta los efectos de la carga vertical, carga bilateral, y / o la velocidad de carga si las
propiedades de fuerza de deflexión del sistema de aislamiento dependen de uno o más de estos
atributos.
El desplazamiento de diseño total y el máximo desplazamiento total a través del sistema de aislamiento
se calcularán utilizando un modelo de la estructura aislada que incorpora las características de esfuerzo -
deformación de los elementos no lineales del sistema de aislamiento y el sistema resistente a la fuerza
sísmica.
17.6.2.2 Estructura Aislada
El desplazamiento máximo de cada planta y diseño de fuerzas y desplazamientos en los
elementos del sistema resistente a la fuerza sísmica se les permiten ser calculado usando un
modelo elástico lineal de la estructura aislada, siempre que ambas de las siguientes condiciones:
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1. Propiedades de Rigidez asumidos para los componentes no lineales del sistema de
aislamiento se basan en la rigidez máxima eficaz del sistema de aislamiento; y
2. Todos los elementos del sistema de fuerza de resistencia sísmica de la estructura por encima
del sistema de aislamiento siguen siendo elástico para el sismo de diseño.
sistemas de resistir fuerza sísmica con elementos elásticos incluyen, pero no se limitan a
sistemas estructurales, irregulares diseñado para una fuerza lateral no menos de 100 por ciento
de Vs y sistemas estructurales regulares diseñado para una fuerza lateral no inferior al 80 por
ciento de Vs, donde Vs se determina de acuerdo con la Sección 17.5.4.2.
17.6.3 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS
17.6.3.1 General
Respuesta de espectro y los procedimientos de respuesta del ciclo se llevarán a cabo de
conformidad con la Sección 12.9 y el Capítulo 16, y los requisitos de esta sección.
17.6.3.2 Terremoto de Entrada
Los movimientos sísmicos de diseño se util izan para calcular el desplazamiento de diseño total
del sistema de aislamiento y las fuerzas laterales y desplazamientos en la estructura aislada. El
terremoto máximo considerado se utiliza para calcular el desplazamiento máximo total del
sistema de aislamiento.
17.6.3.3 Procedimiento por Respuesta al Spectrum
Análisis de la respuesta de espectro se realiza usando un valor de amortiguación modal para el
modo fundamental en la dirección de interés no mayor que la amortiguación eficaz del sistema
de aislamiento o 30 por ciento de crítica, lo que sea menor. Modal valores de amortiguación
para los modos más altos serán seleccionados consistentes con los que sería apropiado para el
análisis de espectro de respuesta de la estructura por encima del sistema de aislamiento
suponiendo una base fija.
Análisis de la respuesta de espectro utilizada para determinar el desplazamiento total de diseño
y el desplazamiento total máximo del incluir excitación simultánea del modelo por 100 por
ciento del movimiento del suelo en la dirección crítica y 30 por ciento del movimiento del suelo
en la dirección perpendicular, horizontal. El desplazamiento máximo del sistema de aislamiento
se calcula como la suma vectorial de los dos desplazamientos ortogonales.
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El diseño por corte en cualquier piso no debe ser inferior a la fuerza de corte por piso resultante
de la aplicación de las fuerzas por piso calculados usando la ecuación. 17.5-9 y un valor de V s
igual al cortante en la base obtenida desde el análisis de la respuesta de espectro en la dirección
de interés.
17.6.3.4 Procedimiento Respuesta-Historia
Cuando se realiza un análisis Tiempo-Historia, un conjunto de no menos de tres pares de
movimientos correspondientes en tierra se utilizará en el análisis; los pares de movimiento de
tierra serán seleccionados, y se ajustan de acuerdo con la Sección 17.3.2.
Cada par de componentes de movimiento de tierra se aplica simultáneamente con el modelo
teniendo en cuenta la ubicación más desfavorable de la masa excéntrica.
El desplazamiento máximo del sistema de aislamiento se calcula a partir de la suma vectorial de
los dos desplazamientos ortogonales en cada paso de tiempo.
Los parámetros de interés se calcularán para cada movimiento del suelo utilizado para el análisis
de la historia de respuesta. Si se utilizan siete o más pares de movimientos de tierra para el
análisis de la respuesta-historia, se permite que el valor medio del parámetro de respuesta de
interés para ser utilizado para el diseño. Si se usan menos de siete pares de los movimientos de
tierra para el análisis, el valor máximo del parámetro de respuesta de interés se utilizará para el
diseño.
17.6.4 MÍNIMOS LATERALES DESPLAZAMIENTOS Y FUERZAS
17.6.4.1 Sistema de Aislamiento y Elementos Estructurales por debajo del Sistema de
Aislamiento
El sistema de aislamiento, fundación, y todos los elementos estructurales por debajo del sistema
de aislamiento deberán ser diseñados utilizando todos los requisitos adecuados para una
estructura no aislada y las fuerzas obtenidos del análisis dinámico sin reducción, pe ro la fuerza
de diseño lateral no deben tomarse como menos de 90 por ciento de las zonas V b determinará
de conformidad según lo prescrito por la Ec. 17.5-7.
El desplazamiento de diseño total del sistema de aislamiento no debe ser tomado como menos
del 90 por ciento de DTD como se específica por la Sección 17.5.3.5. El desplazamiento máximo
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total del sistema de aislamiento no debe ser tomado como menos del 80 por ciento de D TM
según lo prescrito por la Sección 17.5.3.5.
Los límites en los desplazamientos especificados por esta sección deberán ser evaluados
utilizando los valores de DTD y DTM determinado de acuerdo con la Sección 17.5.5, excepto que
D’D se le permite ser utilizado en lugar de DD y D’M se le permite ser utilizado en lugar de DM
como se prescribe en las ecuaciones. 17,6-1 y 17.6-2:
√
√
Dónde:
DD = desplazamiento de diseño, en in (mm.), En el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-1
DM = desplazamiento máximo en in (mm.), En el centro de la rigidez del sistema de aislamiento en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-3
T = elástico, período de base fija de la estructura por encima del sistema de aislamiento según se
determina en la Sección 12.8.2
TD = período efectivo de la estructura sísmicamente aislado en s, en el diseño de desplazamiento en la
dirección que se trate, según lo prescrito por la Ec. 17.5-2
TM = periodo efectivo, en s, de la estructura sísmicamente aislado, en el desplazamiento máximo en la
dirección considerada, según lo prescrito por la Ec. 17.5-4
17.6.4.2 Elementos Estructurales por Encima del Sistema de Aislamiento
Con sujeción a los límites específicos del procedimiento de esta sección, los elementos
estructurales anteriores del sistema de aislamiento deberán ser diseñados usando los requisitos
adecuados para una estructura no aislada y las fuerzas obtenidos del análisis dinámico reducido
por un factor de RI, definido de conformidad con la Sección 17.5. 4.2.
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El diseño lateral fuerza de cizallamiento sobre la estructura por encima del sistema de
aislamiento, si es regular en la configuración, no se tendrán que menos del 80 por ciento de los
Vs, o inferior a los límites especificados por la Sección 17.5.4.3.
EXCEPCIÓN: La fuerza de corte lateral sobre la estructura por encima del sistema de
aislamiento, si es regular en la configuración, se le permite ser tomada como menos del 80 por
ciento, pero no deberá ser inferior al 60 por ciento de los V s, donde se utiliza el procedimiento
de respuesta de la historia de análisis de la estructura sísmicamente aislado.
El diseño lateral fuerza de cizallamiento sobre la estructura por encima del sistema de
aislamiento, si es irregular en la configuración, no se tendrán como menos de V s o inferior a los
límites especificados por la Sección 17.5.4.3.
EXCEPCIÓN: El diseño lateral fuerza de cizallamiento sobre la estructura por encima del sistema
de aislamiento, si es irregular en la configuración, se le permite ser tomada como menos de 100
por ciento, pero no deberá ser inferior al 80 por ciento de los V s, donde se utiliza el
procedimiento de respuesta de la historia para el análisis de la estructura sísmicamente aislado.
17.6.4.3 Escalado de los Resultados
Cuando la fuerza de corte lateral factorizada en los elementos estructurales, determina
utilizando ya sea por el espectro de respuesta o procedimiento time history, es inferior a los
valores mínimos exigidos por las secciones 17.6.4.1 y 17.6.4.2, todos los parámetros de
respuesta, incluidas las fuerzas y momentos miembros, se ajustarán hacia arriba
proporcionalmente.
17.6.4.4 Límites Drift
La deriva de piso máxima correspondiente a la fuerza lateral de diseño incluyendo el
desplazamiento debido a la deformación vertical del sistema de aislamiento no deberá exceder
de los límites siguientes:
1. La deriva máxima historia de la anterior estructura del sistema de aislamiento calculado por
análisis de la respuesta de espectro no excederá 0.015hsx.
2. La deriva máxima historia de la estructura anterior del sistema de aislamiento calculada por
análisis de la respuesta-historia en función de las características de la fuerza de desviación de los
elementos no lineales del sistema fuerza-resistencia sísmica no excederá 0.020h sx.
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Deriva se calculará mediante la ecuación. 12.8 a 15 con el Cd de la estructura aislada igual a RI
como se define en la Sección 17.5.4.2.
Los efectos secundarios del desplazamiento lateral terremoto máxima considerada de la
estructura por encima del sistema de aislamiento combinado con las fuerzas de gravedad se
investigaron si la relación de historia de deriva excede 0.010/R I.
17.7 DISEÑO REVISIÓN
Una revisión del diseño del sistema de aislamiento y programas de prueba relacionados deberá
ser realizada por un equipo de ingenieros independientes incluidos las personas con licencia en las
disciplinas apropiadas y con experiencia en métodos de análisis sísmicos y la teoría y aplicación de
aislamiento sísmico. El aislamiento de revisión del diseño del sistema deberá incluir, pero no l imitarse a,
lo siguiente:
1. Revisión de criterios sísmicos específicos del sitio, incluyendo el desarrollo de las historias de
espectros de C y de movimientos sísmicos específicos del sitio y todos los demás criterios de
diseño desarrollados específicamente para el proyecto.
2. Revisión del diseño preliminar incluyendo la determinación del desplazamiento total del
diseño, el desplazamiento máximo total y el nivel de fuerza lateral.
3. Descripción y observación de las pruebas de prototipos (Sección 17.8).
4. Revisión del diseño final de todo el sistema estructural y todos los análisis de apoyo.
5. Revisión del programa de pruebas de control de calidad del sistema de aislamiento (Sección
17.2.4.9)
17.8 PRUEBAS
17.8.1 GENERAL
Las características de deformación y los valores de amortiguación del sistema de aislamiento
utili zado en el diseño y análisis de estructuras aisladas sísmicamente se basarán en las pruebas de una
muestra seleccionada de los componentes antes de la construcción como se describe en esta sección.
Los componentes del sistema de aislamiento para ser probados incluirán el sistema de viento
moderación si un sistema de este tipo se utiliza en el diseño.
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Las pruebas se especifican en esta sección son para establecer y validar las propiedades de
diseño del sistema de aislamiento y no se considerarán como la satisfacción de las pruebas de control de
calidad de fabricación de la Sección 17.2.4.9.
17.8.2 PRUEBAS DE PROTOTIPO
Pruebas de prototipo se realizaron por separado en dos muestras de tamaño completo (o
conjuntos de muestras, según el caso) de cada tipo y tamaño de la unidad de aislami ento del sistema de
aislamiento predominante. Las probetas de ensayo incluirán el sistema eólico-control, así como
unidades aislantes individuales si se utilizan estos sistemas en el diseño. Muestras analizadas no se
utili zarán para la construcción a menos aceptado por el profesional registrado de diseño responsable del
diseño de la estructura y aprobado por la autoridad que tenga jurisdicción.
17.8.2.1 Registro
Para cada ciclo de cada ensayo, se registraron la fuerza-deflexión y el comportamiento de
histéresis de la muestra de ensayo.
17.8.2.2 Secuencia y Ciclos
La siguiente secuencia de pruebas se realizará, para el número prescrito de ciclos a una carga
vertical igual a la media de la carga muerta más la mitad de los efectos debidos a vivir carga en
todas las unidades aislantes de un tipo y tamaño común:
1. Veinte ciclos totalmente contrarios de la carga en una fuerza lateral correspondiente a la
fuerza del viento de diseño.
2. Tres ciclos de carga totalmente invertidas en cada uno de los siguientes incrementos del
diseño de desplazamiento total-0.25DD, 0.5DD, 1.0DD, y 1.0DM donde DD y DM son determinado
en las secciones 17.5.3.1 y 17.5.3.3, respectivamente o Sección 17.6, según proceda.
3. Tres ciclos totalmente invertidas de carga para el desplazamiento total máximo, 1.0DTM.
4. 30SD1/SDSBD, pero no menos de 10 ciclos, totalmente contrario de la carga a 1,0 veces el
desplazamiento total de diseño, 1.0DTD, ensayos Cíclicos.
Si una unidad de aislador es también una realización vertical de carga elemento, a continuación,
el punto 2 de la secuencia de pruebas cíclicas especificadas en el texto anterior se lleva a cabo
por dos casos de carga verticales adicionales se especifican en la Sección 17.2.4.6. El incremento
de carga debido al vuelco terremoto, QE, deberá ser igual o mayor que el que se evalúa la
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respuesta de fuerza vertical terremoto pico correspondiente al desplazamiento de prueba. En
estas pruebas, la carga vertical combinado se tomará como la fuerza hacia abajo típica o
promedio de todas las unidades aislantes de un tipo y tamaño común.
17.8.2.3 Unidades Dependientes sobre la relación de Cargas
Si las propiedades de fuerza-deformación de las unidades aislantes dependen de la velocidad de
carga, cada conjunto de pruebas se específica en la Sección 17.8.2.2 se l levará a cabo de forma dinámica
a una frecuencia igual a la inversa del periodo efectivo, TD.
Si se utilizan muestras de prototipo a escala reducida para cuantificar las propiedades dependiente de la
frecuencia de los aisladores, las muestras de prototipo a escala reducida deberán ser del mismo tipo y
material, y ser fabricados con los mismos procesos y la calidad como prototipos a escala real y serán
sometidos a prueba en una frecuencia que representa las tasas de carga prototipo a escala real.
Las propiedades de esfuerzo-deformación de una unidad de aislamiento deberán ser considerados como
dependiente de la velocidad de la carga si la propiedad medida (rigidez efectiva o amortiguación
efectiva) en el desplazamiento de diseño cuando se probó en cualquier frecuencia en el intervalo de 0,1
a 2,0 veces el inverso de TD es diferente de la propiedad cuando se ensayó a una frecuencia igual a la
inversa de TD en más de un 15 por ciento.
17.8.2.4 Unidades de Aislación que Depende de la Carga Bilateral
Si las propiedades de esfuerzo-deformación de las unidades aislantes dependen de la carga
bilateral, los ensayos especificados en las secciones 17.8.2.2 y 17.8.2.3 deberán ser aumentados para
incluir la carga bilateral a los siguientes incrementos del desplazamiento total del diseño, D TD: 0,25 y 1,0
, 0.5 y 1.0, 0.75 y 1.0, y 1.0 y 1.0
Si se util izan muestras de prototipo a escala reducida para cuantificar las propiedades bilateral -
dependientes de la carga, las muestras a escala reducida deberán ser del mismo tipo y material, y
fabricado con los mismos procesos y la calidad como prototipos a escala real.
Las propiedades de esfuerzo-deformación de una unidad de aislamiento deberán ser considerados como
función de la carga bilateral si la rigidez efectiva cuando sometido a carga bilateral es diferente de la
rigidez efectiva donde sometida a una carga unilateral, en más de un 15 por ciento.
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17.8.2.5 Cargar Máxima y Mínima Vertical
Las unidades aislantes que transportan la carga vertical se deben ensayar de forma estática para
la máxima y la carga vertical descendente mínima en el desplazamiento máximo total.
En estas pruebas, las cargas verticales combinados serán tomadas de la se específica en la Sección
17.2.4.6 en cualquier un aislador de un tipo y tamaño común. La carga muerta, D y carga viva, L, se
especif ican en la Sección 12.4. La carga sísmica E viene dada por las ecuaciones. 12,4-1 y 12,4-2, donde
SDS en estas ecuaciones se sustituye por SMS y las cargas verticales que resultan de la aplicación de
fuerzas sísmicas horizontales, Q E, se basará en la respuesta del pico debido al terremoto máxima
considerada.
17.8.2.6 Sistemas de Retención para Viento
Si un sistema eólico-restricción se va a util izar, su capacidad máxima se establecerá mediante la
prueba.
17.8.2.7 Pruebas de Unidades similares
Pruebas de prototipo no son necesarios si una unidad de aislador es de similar tamaño y del
mismo tipo y el material como una unidad prototipo aislador que ha sido probado previamente usando
la secuencia se específica de pruebas.
17.8.3 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE FUERZA-DEFLEXIÓN
Las características de esfuerzo-deformación del sistema de aislamiento se basarán en las
pruebas de carga cíclicas de aislador prototipo especificado en la Sección 17.8.2.
Según se requiera, la rigidez efectiva de una unidad de aislamiento, Keff , se calculará para cada ciclo de
carga según lo prescrito por la Ec. 17.8-1:
|| |||| || Dónde: F
+ y F
- son las fuerzas positivas y negativas, en Δ
+ y Δ
-, respectivamente.
Según se requiera, la amortiguación ef ectiva, βeff , de una unidad de aislamiento se calculará para cada
ciclo de carga por la Ec. 17.8-2:
|| ||
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Dónde: La energía disipada por ciclo de carga, ELOOP y la rigidez efectiva, keff , se basarán en los
desplazamientos de prueba pico de Δ+ y Δ
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17.8.4 ACEPTACION DE PRUEBA A ESPECIMENES
El criterio de aceptación de las muestras de ensayo se considerará adecuado si se cumplen las
siguientes condiciones:
1. Las curvas de esfuerzo-deformación para todas las pruebas especificadas en la Sección 17.8.2
tienen una capacidad fuerza-resistencia positivo.
2. Para cada incremento de los desplazamientos de ensayo especificado en el punto 2 de la
sección 17.8.2.2 y para cada caso de carga vertical se especifica en la Sección 17.8.2.2,
a. Para cada muestra de ensayo, la diferencia entre la rigidez efectiva en cada uno de los
tres ciclos de prueba y el valor promedio de rigidez efectiva no es mayor que 15 por
ciento.
b. Para cada ciclo de prueba, la diferencia entre la rigidez efectiva de las dos muestras
de ensayo de un tipo común y tamaño de la unidad de aislador y la rigidez efectiva
media no es mayor que 15 por ciento.
3. Para cada muestra no hay mayor que un cambio del 20 por ciento en la rigidez efectiva inicial
durante los ciclos de prueba se específica en el punto 4 de la sección 17.8.2.2.
4. Para cada muestra que no hay mayor que una disminución del 20 por ciento en el efectivo
inicial de amortiguación durante los ciclos de prueba se específica en el punto 4 de la sección
17.8.2.2.
5. Todas las muestras de elementos de soporte de carga vertical del sistema de aislamiento se
mantienen estables, donde se ensaya de acuerdo con la Sección 17.8.2.5.
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17.8.5 PROPIEDADES DE DISEÑO DEL SISTEMA DE AISLAMIENTO
17.8.5.1 Máxima y Mínima Rigidez Efectiva
En el desplazamiento de diseño, la rigidez máxima y mínima efectiva del sistema aislado, k Dmax y
kDmin, se basará en los ensayos cíclicos de punto 2 de la sección 17.8.2.2 y calculó utilizando ecuaciones.
17.8-3 y 17.8-4:
∑|| ∑|| ∑|| ∑||
En el desplazamiento máximo, la rigidez máxima y mínima eficaz del sistema de aislamiento, kMmax y
kMmin, se basará en los ensayos cíclicos de punto 3 de la sección 17.8.2.2 y calculó util izando ecuaciones.
17.8-5 y 17.8-6:
∑|| ∑|| ∑|| ∑||
La rigidez efectiva máxima del sistema de aislamiento, kDmax (o kMmax), se basa en las fuerzas del ciclo de
pruebas de prototipos en un desplazamiento de prueba igual a DD (ó DM) que produce el mayor valor de
rigidez efectiva. La rigidez mínima eficaz del sistema de aislamiento, kDmin (o kMmin), se basa en las fuerzas
del ciclo de pruebas de prototipos en un desplazamiento de prueba igual a DD (o DM) que produce el
menor valor de rigidez efectiva.
Para unidades aislantes que se encuentran por las pruebas de las secciones 17.8.2.2, 17.8.2.3 y 17.8.2.4,
que tiene características de esfuerzo-deformación que varían con la carga vertical, velocidad de carga o
de carga bilateral, respectivamente, los valores de k Dmax y kMmax se incrementará y los valores de kDmin y
kMmin se reducirá, según sea necesario, para limitar los efectos de la variación medida de la rigidez
efectiva.
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17.8.5.2 Amortiguación Efectiva
En el desplazamiento de diseño, la amortiguación eficaz del sistema de aislamiento, βD, se
basará en los ensayos cíclicos de punto 2 de la sección 17.8.2.2 y calculó utilizando la ecuación. 17.8-7:
∑ En la ecuación. 17.8-7, la energía total disipada por ciclo de respuesta de diseño de desplazamiento,
ΣED, se tomará como la suma de la energía disipada por ciclo en todas las unidades aislantes medidos a
un desplazamiento de prueba igual a DD y se basará en las fuerzas y deformaciones del ciclo de pruebas
de prototipos en prueba de desplazamiento DD que produce los valores más pequeños de amortiguación
eficaz.
En el desplazamiento máximo, la amortiguación eficaz del sistema de aislamiento, βM, se basará en los
ensayos cíclicos de punto 2 de la sección 17.8.2.2 y calculó utilizando la ecuación. 17.8-8
∑ En la ecuación. 17,8-8, la energía total disipada por ciclo de respuesta de diseño de desplazamiento,
ΣEM, se tomará como la suma de la energía disipada por ciclo en todas las unidades aislantes medidos a
un desplazamiento de prueba igual a DM y se basará en las fuerzas y deformaciones del ciclo de pruebas
de prototipos en la prueba de desplazamiento DM que produce el valor más pequeño de amortiguación
eficaz.
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