diseÑo por desempeÑo.pdf

8/17/2019 DISEÑO POR DESEMPEÑO.pdf

1/44


2/44

DEFINICION

Concepto SEAOC (1995)

Según La Sociedad de Ingenieros

Estructurales de California (SEAOC) secalifica el desempeño de unaedificación, comparando el desempeñoideal que debería tener de acuerdo a su

importancia según su comportamientoante los diferentes niveles de peligrosísmico.


3/44

Concepto ATC-40 (1996)

El diseño de edificaciones basado en eldesempeño, se refiere a la metodologíade diseño en la cual el criterio

estructural se expresa en términos deselección de un objetivo de desempeño.En contraste al método convencional enel cual el criterio estructural se define

por exigencias sobre los elementos, queresultan de un nivel predeterminado defuerza cortante aplicados.


4/44

Concepto del FEMA-273 (1995)El desempeño sismorresistente de unaedificación puede ser descritocualitativamente en términos de:1. Seguridad ofrecida a los ocupantes durante y

después del evento símico.2. El costo y facilidad de reparación de la

edificación antes del sismo.3. El periodo del tiempo durante el cual laedificación interrumpe su servicio o uso parallevar a cabo la reparación.

4. La economía.

5. La arquitectura e impacto histórico sobre lacomunidad.


5/44

Concepto del FEMA-273 (1995)Estas características de desempeño

sismorresistente son relacionadasdirectamente con:

El grado de daño sufrido por la edificación. El

grado de daño de la edificación se categorizacomo nivel de desempeño de la edificación.

Cada nivel consiste de un nivel de desempeñoestructural, el cual define los dañosaceptables para el sistema estructural, y losdaños aceptables en los componentes noestructurales y contenido.


6/44

CAPACIDADDEPENDEN DE LA RESISTENCIA Y

CAOACUIDAD DE DEFORMACION DE LOSDIFERENTES ELEMETOS ESTRUCTURALESQUE LA COMPONEN.

DEMANDAES EL DESPLAMIENTO MAXIMO QUEDEBE DE SOPORTAR UNAEDIFICACION.

EL DESPLAZAMIENTO DE DEMANDAES UNA ESTIMACION DE LARESPUESTA MAXIMA ESPERADADURANTE EL MOVIMIENTO SISMICO


7/44

DESEMPEÑOUNA VES QUE SE HA DETERMINADO LA CURVA

DE CAPACIDAD Y EL DESPLAZAMIENTO DE LADEMANDA, SE CALCULO EL DESEMPEÑO DE LAESTRUCTURA.LA VERIFICACION DEL DESEMPEÑO VERIFICAQUE LOS COMPONENTES ESTRUCTURALES YNO ESTRUCTURALES NO ESTEN DAÑADOSMAS ALLA DE LOS LIMITES ACEPTADOS DELDESMPEÑO OBJETIVO.


8/44

PELIGRO SISMICO

Se define peligro sísmico como laprobabilidad de ocurrencia de unmovimiento sísmico dentro de unperiodo especifico de tiempo y sobre un

área de terreno establecida, con unaintensidad determinada.


9/44

NIVELES DE DESEMPEÑO SISMORESITENTES

Se define nivel de desempeñosismorresistente como el grado de daño quesufre un sistema estructural o un sistema noestructural, debido a un sismo. Para el caso

en estudio solo se considerará los daños enlos sistemas estructurales.EL SEAOC considera los siguientes nivelesde desempeño sismorresistente:

Operacional u Ocupacional, Funcional,Resguardo de la vida, Cerca al colapso yColapso.Además los define de la siguiente manera:


10/44

NIVELES DE DESEMPEÑO SISMORESITENTES

Operacional u Ocupacional.- Sin daño estructural, estructuraperfectamente elástica. Los servicios se encuentran sin daño ycontinúan operando.Funcional.- Pequeños daños estructurales, prácticamente elástico. Lamayoría de los servicios esenciales pueden usarse inmediatamente.Resguardo de vida.- Daño estructural y no estructural importante.Incursiones inelásticas con perdida de resistencia y rigidez, aunque laestructura es reparable.Cerca al colapso.- Gran daño estructural. Severas incursionesinelásticas, perdidacasi total de resistencia y rigidez. No resulta práctico reparar laestructura. Loselementos no estructurales tienen peligro de colapsar


11/44

CURVA DE CAPACIDAD

Los niveles de desempeño estructural se definen usando la Curva de

Capacidad, es decir, la curva Fuerza vs. Desplazamiento Lateral de laedificación; la curva se obtiene a partir de un ensayo dedesplazamiento incremental.


12/44

PUNTOS DE INTERES

Puntos de interés

Punto de Diseño: definido por la cortante ultima (Vu) empleada en eldiseño del edificio.

Aparición de la Primera Rótula: definido por la cortante y

desplazamiento en el instante en que se forma la primera rótula en eledificio.

Punto de Fluencia Efectiva: definido por el punto de quiebre de unmodelo bilineal que debe constituirse con la condición de que el área

que encierra sea igual al área bajo la curva de capacidad (Figura 2.2).

Colapso: Definido por la fuerza y desplazamiento correspondiente ala ruptura de laprimera rótula.


13/44


14/44

SECTORIZACION DE LA CURVA DECAPACIDAD

Si sectorizamos la curva de capacidad según estos niveles, nospodemos dar una idea del comportamiento que tendrá nuestraedificación, con respecto a diferentes solicitaciones externasrepresentadas por Desplazamientos o Cortantes.Para esta sectorización solo es necesario definir el punto de fluencia

efectiva (Figura 2.3), a partir de este podremos calcular la capacidadde desplazamiento elástica e inelástica.Capacidad de desplazamiento Elástica: es el desplazamiento que setuvo hasta el punto de fluencia efectiva.Capacidad de desplazamiento Inelástica: es el desplazamiento que setuvo a partir del punto de fluencia efectiva hasta el punto de colapsototal de la estructura.


15/44

SECTORIZACION DE LA CURVA DECAPACIDAD

Los niveles están definidos en la sectorización por fracciones de lacapacidad de desplazamiento elástica e inelástica:

Ocupacional: es el 100% de la capacidad de desplazamiento Elástica.Funcional: es el 30% del a capacidad de desplazamiento Inelástica.

Resguardo de Vida: es el 30% del a capacidad de desplazamientoInelástica.

Cerca al colapso: es el 20% del a capacidad de desplazamientoInelástica.

Colapso: es el 20% del a capacidad de desplazamiento Inelástica.


16/44


17/44

OBJETIVO DE DESEMPEÑO

El comité VISION 2000 del SEAOC establece los objetivos dedesempeño a través de una tabla de doble entrada llamada Matriz dedesempeño.En donde las filas corresponden a los niveles de peligro sísmico y lascolumnas a los niveles de desempeño deseado.

Cada casillero de la matriz corresponde a un objetivo de desempeño.Los objetivos mínimos corresponden a la diagonal amarilla en la matriz(figura 2.4.), los casilleros por debajo de la diagonal, casilleros verdes,tienen un comportamiento aceptable y los casilleros por encima,

casilleros rojos, corresponden a un comportamiento nodeseado.


18/44


19/44


20/44


21/44

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LACAPACIDAD DE UNA ESTRUCTURA.

1. CREAR UN MODELO DE LA ESTRUCTURA.2. CLASIFICAR CADA ELEMENTO DE LA

ESTRUCTURA COMO PRIMARIO YSECUNDARIO

3. APLICAR FUREZAS LATERALESINCREMENTALES.

4. CALCULAR LAS FUERZAS INTERNAS DELOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES.

5. RECOPILAR CORTANTE Y

DESPLAZAMIENTOS.6. SUMAR INCREMENTOS DE CARGAS

LATERALES Y SIUS DEPLAMINETOS.


22/44


23/44

DEL ANALISIS DINÁMICO SE EXTRAJO LO SIGUIENTE:CORTE BASAL POR CADA BLOQUE:

PISO EJE XX EJE YY

3 0 0

2 59.30 63.871 36.41 39.21

BASE 95.71 103.08

BLOQUE 2

FUERZA CORTANTE (TON.)

PISO EJE XX EJE YY

3 15.20 15.57

2 20.07 20.561 12.32 12.62

BASE 47.59 48.75

BLOQUE 1


PISO EJE XX EJE YY3 0 0

2 54.12 56.43

1 33.22 34.64

BASE 87.34 91.07

BLOQUE3



24/44

CASOS DE CARGA NO LINEALES

- Caso de carga gravitacional No lineal


25/44

- Caso de carga PushXX Y PushYY

CASOS DE CARGA NO LINEALES


26/44

DE ACUERDO A LAS SECCIONES TÍPICAS Y DISTRIBUCIÓN DELACERO DE REFUERZO SE PROCEDE A CALCULAR LOS DIAGRAMASMOMENTO CURVATURA DE CADA TIPO DE COLUMNA Y VIGA. CONLOS MAXIMOS ESFUERZOS DE CADA UNA DE ESTAS SECCIONES.

SE PRESENTAN LOS DISEÑOS CADA ELEMENTO EN CADA BLOQUE:- BLOQUE 1:

RÓTULAS PLÁSTICAS EN COLUMNAS Y VIGAS

COL-08 80X30 24.00 26.91 4O7/8 Y 4O3/4

COL-07 80X30 24.00 26.91 4O7/8 Y 4O3/4

COL-09 70X30 21.00 26.91 4O7/8 Y 4O3/4COL-06 50X30 15.00 15.83 8O5/8

COL-10 55X30 16.50 19.32 4O5/8 Y 4O3/4

COL-01 40X15 6.00 7.92 4o5/8

COL-02 50X15 7.50 11.40 4o3/4

Descripción Medidas

(cm)

Area de acero

(cm2)

Distribución de

varillasAsmin (cm2)

V-101 70X30 3O7/8 4O7/8

V-102 55X25 4O1/2 4O1/2

V-103 50X25 4O5/8 4O5/8V-105 40X25 3o1/2 3o1/2

V-106 40X15 3o1/3 3o1/2

VCH-101 20X25 2o5/8 2o5/8

As inferiorMedidas

(cm) As superiorDescripcion


27/44

- BLOQUE 2 :

- BLOQUE 3:


COL-08 60X30 18 20.585 4O7/8 Y 4O1/2

COL-07 70X30 21 23.435 4O7/8 Y 4O5/8

COL-09 70X30 21 23.435 4O7/8 Y 4O5/8

COL-06 40X30 12 15.51792 4O7/8

COL-10 55X30 16.5 19.318 4O5/8 Y 4O3/4

COL-01 25X15 3.75 7.91 4O5/8

COL-04 30X15 4.5 7.91 4O5/8

Descripcion Medidas

(cm)

Area de acero

(cm2)

Distribución de

varillasAsmin

V-101 70X30 3O7/8 4O7/8

V-102 55X25 4O1/2 4O1/2

V-103 50X25 4O5/8 4O5/8

V-105 40X25 3o1/2 3o1/2

V-106 40X15 3o1/3 3o1/2VCH-101 20X25 2o5/8 2o5/8

As inferiorMedidas


COL-05 30 7.07 10.14 8o1/2

COL-06 40X30 12 13 4O1/2 Y 4O5/8

COL-07 80X30 24 27 4O7/8 Y 4O3/4

COL-08 100X30 30 35.8 4O7/8 y 41

COL-09 70X30 21 23.45 4O5/8 Y 4O7/8

COL-10 55x30 16.5 19.32 4O5/8 y 3/4

Descripcion Medidas

(cm)

Area de acero

(cm2)

Distribución de

varillasAsmin

V-103 50X25 4O5/8 4O5/8

V-104 45X25 3O3/4 3o1/2

V-105 40X25 4O5/8 4O5/8

V-106 40X15 3o1/2 3o1/2

VCH-101 20X25 3O3/4 3o1/2

As inferiorMedidas



28/44

A CONTINUACION SE EJEMPLIFICARA LA INSERCION DE LA ROTULAPLASTICA EN EL PROGRAMA ETBAS, EL CUAL REQUIERE DE

ALGUNAS CONSIDERACIONES PREVISTAS EN LA NORMA.

SE TOMARA COMO EJEMPLO LA COLUMNA TIPO 01, SECCION 51DEL BLOQUE 1.



29/44

DIAGRAMA MOMENTO CURVATURA DE BLOQUE 1, COLUMNA 01:


NIVEL 3 NIVEL 2 NIVEL 1


30/44

DIAGRAMA MOMENTO CURVATURA DE BLOQUE 1, VIGA 101:


LAS VIGAS TIENE UN SOLO DIAGRAMA DE MOMENTO-CURVATURA, YAQUE SU SECCION Y CARGA ES LA MISMA A LO LARGO DEL ELEMENTO.

DE ESTA MANERA SE APLICA A TODOS LOS ELEMENTOS DE CADABLOQUE Y NIVEL (VIGAS Y COLUMNAS).


31/44

APLICACIÓN DE ROTULAS EN MODELO DE PROGRAMA ETABS:COLUMNA TIPO 01, SECCION 51:



32/44


BLOQUE 1:


33/44


BLOQUE 2:


34/44


BLOQUE 3:


35/44


BLOQUE 1:

PASO 2, SEGENERA ELNIVEL

INMEDIATAMENTEOCUPACIONAL


36/44


BLOQUE 1:

PASO 3, SEGENERA ELNIVELINMEDIATAMENTEOCUPACIONAL


37/44


BLOQUE 1:



38/44


BLOQUE 2:



39/44


BLOQUE 2:

PASO 4, SEGENERA ELNIVELCOLAPSO


40/44


BLOQUE 3:



41/44


BLOQUE 3:



42/44

DIAGRAMA MOMENTO CURVATURA

0 0 0 283 1 0 0 0 0 0 0 284

1 0.0128 99613.0859 254 27 3 0 0 0 0 0 284

2 0.0424 257568.25 210 39 28 7 0 0 0 0 284

3 0.0788 351551.5 209 33 30 11 0 0 0 1 2844 0.0851 363553.219 209 33 30 11 0 0 0 1 284

5 0.0851 360637.719 205 31 34 10 2 0 0 2 284

6 0.091 371994.344 205 31 34 10 2 0 0 2 284

7 0.091 369874.063 204 32 34 10 1 0 0 3 284

8 0.0918 371696.125 204 32 34 10 1 0 0 3 284

9 0.0918 362798.375 204 32 33 11 0 0 0 4 284

10 0.0942 368727.125 204 32 33 11 0 0 0 4 284

11 0.0942 359570.469 204 32 33 11 0 0 0 4 284

12 0.0949 362710.531 186 32 31 28 2 0 0 5 284

13 0.1261 415003.188 186 32 31 28 2 0 0 5 284

14 0.1261 405773.688 186 32 31 28 1 0 0 6 284

15 0.1266 407333.375 184 33 32 28 1 0 0 6 284

16 0.1266 405876.25 183 34 29 30 1 0 0 7 284

17 0.1288 410244.281 183 34 29 30 1 0 0 7 284

18 0.1285 399471.25 284 0 0 0 0 0 0 0 284

Paso Desplazamiento Fuerza (kg)

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

Capacidad

BLOQUE 1:


43/44


BLOQUE 2:

0 0 0 303 1 0 0 0 0 0 0 304

1 0.0079 173.7095 287 17 0 0 0 0 0 0 304

2 0.016 316.3281 255 15 17 17 0 0 0 0 304

3 0.049 564.3473 251 17 16 18 1 0 0 1 3044 0.0555 594.7791 249 18 17 18 1 0 0 1 304

5 0.0555 578.3011 247 20 17 16 2 0 0 2 304

6 0.0572 586.2126 246 21 15 18 2 0 0 2 304

7 0.0572 571.7003 246 20 16 18 1 0 0 3 304

8 0.0594 581.7151 246 20 14 20 1 0 0 3 304

9 0.0594 567.4125 246 20 14 20 0 0 0 4 304

10 0.0598 569.6064 246 20 14 20 0 0 0 4 304

11 0.0598 563.5515 242 23 13 20 1 0 0 5 304

12 0.0655 585.6786 242 22 14 20 1 0 0 5 304

13 0.0655 569.9703 242 22 14 19 1 0 0 6 304

14 0.0674 577.0859 242 21 15 18 2 0 0 6 304

15 0.0674 561.6135 240 21 15 16 5 0 0 7 304

16 0.0714 576.1501 240 21 15 16 5 0 0 7 304

17 0.0714 574.3499 240 20 14 17 4 0 0 9 304

18 0.0734 581.3627 304 0 0 0 0 0 0 0 304


0

100

200

300

400

500

600

700

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08

Capacidad


44/44


BLOQUE 3:

0 0 0 334 2 0 0 0 0 0 0 336

1 0.0112 201.0151 325 11 0 0 0 0 0 0 336

2 0.0142 250.0567 283 21 32 0 0 0 0 0 336

3 0.0367 394.0434 264 17 17 38 0 0 0 0 336

4 0.0721 511.1742 248 22 24 39 1 0 0 2 336

5 0.0862 544.8283 248 21 25 39 1 0 0 2 336

6 0.0862 534.6121 242 26 24 37 4 0 0 3 336

7 0.0921 547.7731 242 26 24 37 4 0 0 3 336

8 0.0921 542.6808 242 26 24 37 4 0 0 3 3369 0.0923 543.5707 241 25 20 41 5 0 0 4 336

10 0.095 549.4632 241 25 20 41 5 0 0 4 336

11 0.095 533.0317 241 25 20 41 5 0 0 4 336

12 0.0951 534.0839 241 25 20 40 6 0 0 4 336

13 0.0957 536.3422 238 27 20 40 6 0 0 5 336

14 0.0988 542.8611 237 27 21 40 6 0 0 5 336

15 0.0988 536.1967 237 27 20 38 9 0 0 5 336

16 0.0991 538.2211 237 27 20 38 7 0 0 7 336

17 0.0995 539.1784 237 27 20 38 7 0 0 7 336

18 0.0995 530.0065 237 27 20 38 7 0 0 7 336

19 0.0998 531.8345 234 28 21 32 12 0 0 9 336

20 0.104 542.0488 234 28 19 34 12 0 0 9 336

21 0.104 533.5686 234 28 19 34 12 0 0 9 336

22 0.1042 535.0833 234 28 19 34 11 0 0 10 336

23 0.1044 535.7899 234 28 19 34 11 0 0 10 336

24 0.1044 521.3138 234 27 20 33 10 0 0 12 336

25 0.1051 524.9869 234 27 20 34 9 0 0 12 336

26 0.1051 509.791 234 26 21 30 13 0 0 12 336

27 0.1058 513.4088 234 26 21 28 13 0 0 14 336

28 0.1075 517.851 234 26 21 28 12 0 0 15 336

29 0.1075 503.1832 234 26 21 28 12 0 0 15 336

30 0.1079 504.8104 234 26 19 30 9 0 0 18 336

31 0.1092 507.7517 336 0 0 0 0 0 0 0 336


0

100

200

300

400

500

600

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Capacidad

diseÑo por desempeÑo.pdf

Documents