Transcript Diapositiva 1

PERFIL BIO SISMICO
Un método de calificación sísmica de
edificios
Tomás Guendelman
UTFSM
OCTUBRE 2014
1
¿POR QUÉ ES NECESARIA LA
CALIFICACION SISMICA DE
EDIFICIOS?

La norma NCh433, en sus distintas versiones, permite el uso de
un modelo lineal de análisis, que no brinda certeza respecto del
cumplimiento de la filosofía que inspira a dicha normativa.

El estudio formal del comportamiento sísmico de una estructura
requeriría el uso de modelos teóricos no lineales.

Sin embargo, con el apoyo de la experiencia acumulada, es
posible, a partir de los análisis normativos, detectar aspectos
que han originado un satisfactorio comportamiento de los
edificios chilenos en sismos pasados.
2
¿COMO SE REALIZA?

A través de “indicadores sísmicos”.

Algunos de ellos están relacionados entre sí, sin embargo no se han
eliminado, debido a que detectan, con diferente sensibilidad, diversos
problemas de estructuración.

Los valores de los indicadores sísmicos provienen del análisis sísmico
normativo.

Los rangos de valores de dichos indicadores se obtuvieron de la
experiencia chilena, a partir de una muestra constituida por 585
edificios reales construidos en el país, que generaron 1170 casos de
estudio.

Trabajos posteriores confirmaron la factibilidad de utilización de rangos
en edificios de gran altura (rascacielos).
3
INDICADORES DEL
PERFIL BÍO-SÍSMICO DE EDIFICIOS
BASE DE DATOS
INDICADORES SISMICOS
• de Rigidez
• de Acoplamiento
• de Redundancia Estructural y Demanda de Ductilidad
4
400
Casos de Estudio
380
585 Edificios
1170 Casos de Estudio
12 Edificios Altos
24 Casos de Estudio de Edificios Altos
284
248
200
166
100
68
2
4
4
2
60 - 80
80 - 100
100 -
45 - 50
40 - 45
2
35 - 40
30 - 35
25 - 30
20 - 25
15 - 20
10 - 15
5 - 10
2
0
50 - 60
18
0- 5
Número de Casos
300
Perfil Original
Número de Pisos
5
RASCACIELOS EN CHILE Y EN EL MUNDO
Taipéi 101, Taiwán
Torre Jin Mao, Shanghái
Torres Petronas, Kuala Lumpur
Central Plaza, Hong Kong
Torre 2 Costanera Center, Santiago
Edificio Titanium, Santiago
6
Altura vs. Periodo
500
140
H/T=150
450
H/T=150
H/T=70
H/T=70
120
400
Altura [m]
100
350
H/T=30
H/T=30
300
80
250
H/T=20
60
200
150
40
H/T=20
100
20
50
0
0.0
1.0
2.0 1.0
3.0
4.0
2.0
5.0
6.0
3.0 7.0
8.0
9.0
4.0
Periodo [s]
7
INDICADORES Y SUS RANGOS
Indicadores del Perfil Bío-Sísmico
Valores dentro de rangos
normales.
Valores aceptables ligeramente
apartados de rangos normales.
20 - 30 y 70 - 150
Rigidez
1
H/T [m/s]
30 - 70
2
M P-Δ/M volc. basal directo
0 - 0,1
3
1000·δ/H
4
1000·δcentro gravedad /h
0,2‰ - 2,0‰
0,2‰ - 2,0‰
0‰ - 1,0‰
Acoplamiento Traslación-Rotación y Traslación-Traslación
6
T rotacional/T traslacional
0 - 0,8 y 1,2 - 1,5
5
0‰ - 0,2‰
0‰ - 0,2‰
1000·δextremo/h
0,8 - 1,2 y 1,5 - 2,0
7
Masa eq. rot. acoplada/Masa eq.trasl. directa
0 - 0,2
0,2 - 0,5
8
(M torsor basal/Q basal)/r basal
9 Masa eq. trasl. acoplada/Masa eq. trasl. directa
0 - 0,2
0 - 0,5
0,2 - 0,5
0,5 o más
10
0 - 0,5
0,5 o más
Q basal acoplado/Q basal directo
0 - 0,5
Redundancia Estructural y Demanda de Ductilidad
12
Número Ejes Resistentes
más de 3
11
13
M volc. basal acoplado/M volc. basal directo
R**
inferior a 3
0,5 o más
2-3
3-7
8
PERFIL BIO-SISMICO : EDIFICIO 17 PISOS
Valores dentro de rangos normales
Valores aceptables ligeramente
apartados de rangos normales
Valores fuera de rango
SISMO X
SISMO Y
CALIFICACION DE VALORES
42,974
121,633
INDICADORES SISMICOS
RIGIDEZ
1.-Altura Total / Período Traslacional (m/seg)
X
Y
0
2.-Efecto P-D (MP-D / Mb)
0,011
20 30
70
X
Y
0,002
0
3.-Desplazamiento total nivel superior (1000d/H)
4.-Máx. desplaz. de entrepiso en centros de gravedad (1000dcg/h)
5.-Máx. desplaz. de entrepiso en puntos extremos (1000dext/h)
0,493
0,763
0,647
150
0.1
X
Y
0,179
0
0.2
2
0
0.2
2
X
Y
0,257
X
Y
0,844
0
1
ACOPLAMIENTO TRASLACION - ROTACION Y TRASLACION - TRASLACION
6.-Período Rotacional / Período Traslacional
0,836
X
Y
2,366
0
7.-Masa Eq. Rotac. Acoplada / Masa Eq. Traslac. Directa
8.-Excentricidad Dinámica (Mt/Qb) / Radio de Giro Basal
9.-Masa Eq. Trasl. Acoplada / Masa Eq. Trasl. Directa
0,097
0,263
0,079
0.8
11.-Mto. Volcante Basal Acoplado / Mto. Volcante Basal Directo
0,133
0,107
1.5
2
X
Y
0,564
0
0.2
0.5
0
0.2
0.5
X
Y
0,399
X
Y
0,029
0
10.-Corte Basal Acoplado / Corte Basal Directo
1.2
0.5
X
Y
0,109
0
0.5
0
0.5
X
Y
0,039
REDUNDANCIA ESTRUCTURAL Y DEMANDA DE DUCTILIDAD
12.-Nº de elementos relevantes en la resistencia sísmica
5
X
Y
4
0
13.-Factor de Reducción Espectral Efectivo (R**)
2,505
2
3
X
Y
3,126
0
3
7
9
SUGERENCIAS
RIGIDEZ
•Verificar que el cuociente H/T sea igual o superior a 30 m/seg.
•El rango de valores característico de la construcción chilena se
ubica en torno a H/T = 70 m/seg.
•Verificar que el momento volcante basal debido al efecto P-∆ sea
inferior, o a lo sumo igual, al 10% del momento volcante basal
debido a las solicitaciones sísmicas.
10
ACOPLAMIENTO
•Lograr estructuraciones que separen los modos fundamentales de
manera tal que el cuociente entre períodos fundamentales se aleje
de la unidad, en alrededor de un 20%.
•Procurar que el periodo torsional sea menor que los periodos
traslacionales.
•Lograr estructuraciones que originen efectos indirectos menores o
iguales al 50% de los efectos directos.
•Lograr que, en cualquier piso, la excentricidad dinámica no supere
el 50% del radio de giro del mismo piso.
11
REDUNDANCIA Y DUCTILIDAD
•Disponer de no menos de tres líneas resistentes en cada dirección de
análisis.
•Valores de R** iguales o inferiores a 3, no requieren estudios
complementarios al análisis normativo.
•Valores de R** comprendidos entre 3 y 7, podrán requerir el estudio
del desempeño estructural mediante procedimientos no lineales
aproximados tipo "push-over".
•Valores de R** superiores a 7, podrán requerir el estudio del
desempeño estructural mediante procedimientos no lineales
refinados.
•Verificar que el valor resultante de R** sea efectivamente provisto en
el diseño.
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DENSIDAD DE MUROS
•Comprobar que, en cada piso, la superficie transversal de los
elementos resistentes sea mayor o igual al 2% de la superficie de la
losa de cielo de dicho piso.
•Comprobar que, en cada piso, la superficie transversal de los
elementos resistentes sea mayor o igual al 1‰ de la superficie de
losas de cielo superiores acumuladas hasta dicho piso.
•En edificios de hormigón armado, se debe verificar que el
desplazamiento lateral en el techo, δu=1.3Sde(Tag), sea inferior, o a lo
sumo igual, al 7‰ de la altura total del edificio.
•En edificios de materiales que no aceptan agrietamiento, la expresión
se modifica a δu=1.3Sde(T), pero se mantiene el requisito que limita
este valor al 7‰ de la altura total del edificio.
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REFERENCIAS
•T.Guendelman, M. Guendelman, J. Lindenberg, "Perfil BíoSísmico de Edificios”, VII Jornadas Chilenas de Sismología e
Ingeniería Antisísmica y Primer Congreso Iberoamericano de
Ingeniería Sísmica, La Serena, Chile,1997.
•R. Henoch, J. Lindenberg, T. Guendelman y M. Guendelman,
“PERFIL BIO-SISMICO DE RASCACIELOS”, X Congreso Chileno
de Sismología e Ingeniería Antisísmica, Santiago, Mayo 2010.
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