DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

PASO 9

El diseño estructural debe ser coordinado por

un ingeniero civil , de acuerdo con la Ley 400

de 1997.

La estructura de la edificación debe

diseñarse para que tenga resistencia y

rigidez adecuadas ante las cargas

mínimas de diseño.

Disponer de rigidez adecuada para limitar

la deformación ante las cargas de

servicio.

DISEÑO ESTRUCTURAL

Requisitos del sistema de resistencia sísmica y del

material estructural utilizado, así como el grado de

capacidad de disipación de energía.

Los elementos estructurales deben diseñarse y con

base en el grado de irregularidad de la estructura.

Obtención del coeficiente de disipación de energía

por medio de

El diseño de los elementos estructurales debe

realizarse para los valores más desfavorables

obtenidos de la combinación de solicitudes.

Obtención de fuerzas mayoradas de diseño.

Sumatoria de fuerzas debidas al sismo y fuerzas

debidas a cargar (vivas – muertas)

PROCEDIMIENTO

DISEÑO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Diagramas Fuerzashorizontales

Diagramas FuerzasVerticales

SISTEMAS RESISTENCIA SÍSMICA

MUROS DE CARGA:

Sistema estructural que no dispone de un

pórtico completo.

Cargas verticales resistidas por muros de carga

y fuerzas horizontales resistidas por muros

estructurales.

COMBINADOS:Cargas verticales resistidas por un pórtico no resistente a momentos,, y

fuerzas horizontales son resistidas por muros estructurales.

Cargas verticales y horizontales resistidas por un pórtico resistente

momentos, combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales, y

que no cumple los requisitos de un sistema dual.

PORTICOS:

Sistema estructural compuesto por un pórtico

espacial, resistente a momentos,

esencialmente completo, sin diagonales.

Resiste cargas verticales y fuerzas horizontales

DUALES:Sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y sin

diagonales, combinado con muros estructurales.

- El pórtico espacial resistente a momentos debe soportar cargas verticales.

- El pórtico resistente a momentos, actuando independientemente, debe

diseñarse capaz de resistir como mínimo el 25 por ciento del cortante

sísmico en la base.

- Los dos sistemas deben diseñarse de tal manera que en conjunto sean

capaces de resistir la totalidad del cortante sísmico en la base.

SISTEMAS RESISTENCIA SÍSMICA

GRADO DE IRREGULARIDAD EN LA ESTRUCTURA

IRREGULARIDADES EN PLANTA

Irregularidad torsional - Irregularidad torsional extrema

Retrocesos excesivos en las esquinas

Discontinuidades en el diafragma

Desplazamientos del plano de acción de elementos

Sistemas no paralelos

IRREGULARIDADES EN ALZADO

Piso flexible (Irregularidad en rigidez)- Piso flexible

(Irregularidad extrema en rigidez)

Irregularidad en la distribución de las masas

Irregularidad geométrica

Desplazamientos dentro del plano de acción

Piso débil — Discontinuidad en la resistencia

Piso débil — Discontinuidad extrema en la resistencia

AUSENCIA DE REDUNDANCIA

Dependiendo del grado de disipación de energía de la

estructura. ( DMI – DMO - DES )

COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA

El coeficiente de capacidad de disipación de energía,

R , es función de: (a) El sistema de resistencia

sísmica de acuerdo con la clasificación dada en el

Capítulo A.3, (b) Del grado de irregularidad de la

edificación, (c) Del grado de redundancia o de

ausencia de ella en el sistema estructural de

resistencia sísmica, y (d) De los requisitos de diseño

y detallado de cada material, para el grado de

capacidad de disipación de energía correspondiente

(DMI, DMO, o DES), tal como se especifica en el

Capítulo A.3

COEFICIENTE DE CAPACIDAD DE DISIPACION DE ENERGIA

• = coeficiente de capacidad de disipación de

energía básico definido para cada sistema

estructural y cada grado de capacidad de

disipación de energía del material estructural.

• RC = coeficiente de capacidad de disipación de

energía definido para la zona de períodos cortos

menores de en función del valor de R ,

cuando se exige así en los estudios de

microzonificación.

• R = coeficiente de capacidad de disipación de

energía para ser empleado en el diseño,

corresponde al coeficiente de disipación de

energía básico, , multiplicado por los

coeficientes de reducción de capacidad de

disipación de energía por irregularidades en altura,

en planta, y por ausencia de redundancia en el

sistema estructural de resistencia sísmica

OBTENCION DEL COEFICIENTE

CAPACIDAD DE DISIPACIÓN DE ENERGIA =

DMI – DMO – DES = DMI – DMO – DES = DMI – DMO – DES = DMI – DMO – DES =

COMBINACIÓN DE SOLICITACIONES

Las diferentes solicitaciones que deben ser tenidas encuenta, se combinan para obtener las fuerzas internasde diseño de la estructura, de acuerdo con losrequisitos del Capítulo B.2 del Reglamento, por elmétodo de diseño propio de cada material estructural.En cada una de las combinaciones de carga requeridas,las solicitaciones se multiplican por el coeficiente decarga prescrito para esa combinación en el CapítuloB.2 del Reglamento. En los efectos causados por elsismo de diseño se tiene en cuenta la capacidad dedisipación de energía del sistema estructural, lo cual selogra empleando unos efectos sísmicos reducidos dediseño, E , obtenidos dividiendo las fuerzas sísmicas Fs,determinadas en el paso 7, por el coeficiente decapacidad de disipación de energía

FUERZAS INTERNAS DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA

Momento

Cortante

Fuerza axial

Esta determinación de las fuerzas internas es lo quese ha llamado tradicionalmente el análisis de unaestructura

COMBINACIÓN DE CARGA DE ACUERDO AL MATERIAL ESTRUCTURAL

Cargas — Son fuerzas u otras solicitaciones queactúan sobre el sistema estructural y provienen delpeso de todos los elementos permanentes en laconstrucción, los ocupantes y sus pertenencias,efectos ambientales, asentamientos diferenciales yrestricción de cambios dimensionales. Las cargaspermanentes son cargas que varían muy poco en eltiempo y cuyas variaciones son pequeñas enmagnitud. Todas las otras cargas son cargasvariables.

COEFICIENTE DE CARGA

El coeficiente de carga - es un coeficiente que

tiene en cuenta las desviaciones inevitables de

las cargas reales con respecto a las cargas

nominales y las incertidumbres que se tienen

en el análisis estructural. Es sinónimo de

“factor de carga” para efectos del Reglamento

NSR-10.

COMBINACIONES BASICAS

Excepto cuando así se indique en la partecorrespondiente a cada uno de los materialesque se regulan en este Reglamento, debentenerse en cuenta todas las cargas indicadas acontinuación actuando en las combinacionesque se dan. El diseño debe hacerse para lacombinación que produzca el efecto másdesfavorable en la edificación, en sucimentación, o en el elemento estructural bajoconsideración.

En el presente Reglamento NSR-10, todos losmateriales estructurales, con la excepción de lamadera y guadua en el Título G

NOMENCLATURA

D = carga muerta

E = fuerzas sísmicas reducidas de diseño (E = FsR) que se emplean para diseñar los miembrosestructurales.

Ed = fuerza sísmica del umbral de daño.

F = cargas debidas al peso y presión de fluidoscon densidades bien definidas y alturas máximascontrolables.

Fs = fuerzas sísmicas calculadas de acuerdo conlos requisitos del Título A del Reglamento.

L = cargas vivas debidas al uso y ocupación de laedificación, incluyendo cargas debidas a objetosmóviles.

FUERZAS MAYORADAS DE DISEÑO

FUERZAS SISMICAS INTERNAS

DMI – DMO – DES =

FUERZAS MAYORADAS DE DISEÑO

FUERZAS SISMICAS INTERNAS INELASTICAS

COEFICIENTE DE

CARGA

FUERZAS

MAYORADAS

DEBIDO AL SISMO

FUERZAS MAYORADAS DE DISEÑO

COEFICIENTE

DE

CARGA

FUERZAS MAYORADAS

DEBIDO AL SISMO

FUERZAS MAYORADAS

DEBIDAS A CARGAS VERTICALES

COEFICIENTE

DE

CARGA

FUERZAS

MAYORADAS

DE DISEÑO

CO

NC

LU

SIO

N

Paula Andrea Gutiérrez G. & Andrés Felipe Riveros B.

PRESENTADO POR