1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
DE CONCRETO ARMADO EN EDIFICACIONES
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2. La acción sísmica se representa a través de un espectro respuesta
elástico, tomando en cuenta principalmente la máxima aceleración
esperada del terreno según el tipo de falla. Para fines del diseño
sismorresistente se establece el “Espectro de Diseño Inelástico”,
el cual considera un factor de reducción de respuesta conocido
como “R” que depende del sistema estructural y un factor asociado
a la importancia de la edificación.
Al aplicar el factor R se asume que la estructura superará su rango
elástico y disipará energía de forma estable, para lo cual se
requerirá de que sea suficientemente dúctil. La ductilidad
precisamente va a depender del sistema estructural que se defina,
ya que estará sujeta a la capacidad de deformación, del control que
se establezca de los posibles mecanismos frágiles que pudieran
presentarse y también de las irregularidades presentes de tipo
horizontal o vertical.
PARTE 1 – ACCIÓN SÍSMICA
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3. Es de destacar que los códigos vigentes no atienden con
suficiente claridad el verdadero valor del factor “R” que
debe ser asignado a una estructura en particular, sino que
generaliza los valores correspondientes por el tipo de
sistema estructural aplicado, sin cuantificar aspectos como
la sobre-resistencia y la redundancia (hiperestaticidad) de
la edificación correspondiente. Los valores que se sugieren
provienen exclusivamente de la experiencia y poseen muy
poco rigor cuantitativo, pudiendo llevar a sobre-estimar o
reducir excesivamente las cargas sísmicas de diseño.
El factor “R” depende de 3 parámetros: ductilidad, sobre-
resistencia y redundancia. De manera general se tiene que
la ductilidad incide en más del 70% del valor de R.
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4. Las solicitaciones sísmicas obtenidas según cada dirección ortogonal se
deberán combinar a través de cualquiera de los siguientes métodos:
CASO 1: 100 % + 30%
• 100 por ciento del valor absoluto de las solicitaciones en una de las
direcciones (longitudinal) combinado con un 30 por ciento del valor
absoluto de las solicitaciones en la segunda dirección (transversal).
• 100 por ciento del valor absoluto de las solicitaciones en la segunda
dirección (transversal) combinado con un 30 por ciento del valor
absoluto de las solicitaciones en la primera dirección (longitudinal).
CASO 2: Raíz cuadrada de los valores al cuadrado
Sx
Sy
Las normas proponen el
control de las derivas
inelásticas a fin de prevenir
problemas de inestabilidad y
daños en los elementos no
estructurales
Las normas proponen el control del cortante basal dinámico para que como
mínimo se aplique un % del valor del corte estático estimado según el período
fundamental de la estructura comportándose de forma regular.
PARTE 1 – ACCIÓN SÍSMICA
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5. Venezuela Ecuador
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6. Perú Bogotá-Colombia
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7. PARTE 2 – IRREGULARIDADES
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Las irregularidades horizontales o verticales condicionan el buen
desempeño estructural de una edificación ya que propician torsiones
excesivas, problemas de cambios bruscos de rigidez y resistencia,
mala distribución de fuerzas entre las líneas resistentes, entre otros.
Todo esto reduce la ductilidad que puede desarrollar el sistema y por
ende implica limitar el uso de factores de reducción de respuesta. De
forma general, muchas normas consideran reducir un 25% los
valores máximos de R ante la presencia de irregularidades.
En cualquier proyecto es fundamental proponer sistemas estructurales que
reduzcan la influencia de las irregularidades en función a diseñar edificaciones
con un alto nivel de seguridad. Esto requiere la exploración de diferentes
opciones en conjunto con el diseño arquitectónico.
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8. • Irregularidad Torsional: Se presenta típicamente en plantas esbeltas o en formas geométricas irregulares
Irregularidades Horizontales:
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9. • Irregularidad del Diafragma: Distribución inadecuada de
las cargas laterales a sus líneas resistentes como
consecuencia de un comportamiento flexible, producto de
aberturas que superen el 50% del área en planta. Esto se
presenta en configuraciones estructurales con formas en L,
H, T, cruciformes.
Irregularidades Horizontales:
PARTE 2 – IRREGULARIDADES
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10. Diafragma Rígido
Diafragma Flexible
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11. • Desplazamiento de los planos de acción
• Sistemas No Paralelos
Irregularidades Horizontales:
PARTE 2 – IRREGULARIDADES
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12. Irregularidades Verticales:
• Presencia de Piso Blando o flexible (Rigidez)
• Presencia de Piso Débil (Resistencia)
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13. Irregularidades Verticales:
• Geométrica
• Desplazamiento de Columnas
• Distribución de masas
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14. Irregularidades Verticales:
• Efecto de Columna Corta
• Influencia de la mampostería
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15. Son edificaciones capaces de resistir la totalidad de las acciones
laterales mediante un sistema de vigas y columnas que conforman
pórticos con rigidez a flexión y corte. Su mayor aplicación es en
edificaciones de mediana altura debido a su limitada rigidez lateral.
Típicamente se utilizan losas de entrepiso convencionales de tipo
macizas, nervadas o reticulares.
Al aplicar un sistema de carga lateral, el pórtico se
desplaza obteniendo deformaciones, destacando
que como concepto se esperan cambios de
curvatura en vigas y columnas que derivan en
momentos de igual sentido .
PARTE 3 – SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES DE MEDIANA ALTURA
INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES DE CONCRETO
ARMADO EN EDIFICACIONES. Ing. Eliud Hernández
EDIFICACIONES CON PÓRTICOS RESISTENTES A MOMENTO
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16. Son edificaciones capaces de resistir la totalidad de las
acciones laterales mediante un sistema de muros estructurales
de concreto armado, proporcionando suficiente rigidez y
resistencia al corte, flexión y fuerza axial. Son ideal para
edificaciones de gran dimensiones tanto en planta como en
elevación.
Al aplicar un sistema de carga lateral,
el muro se desplaza obteniendo
deformaciones, destacando una
única curvatura, similar al de una viga
en voladizo pero de forma vertical.
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PARTE 3 – SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES DE MEDIANA ALTURA
EDIFICACIONES CON MUROS O PANTALLAS
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17. Son edificaciones capaces de resistir la totalidad de las acciones laterales
mediante un sistema combinado de muros estructurales y pórticos
resistentes a momento de concreto armado, permitiendo lograr el balance
adecuado de rigidez y resistencia.
Este sistema es muy utilizado ya que permite desarrollar estructuras de
grandes dimensiones en planta. Los pórticos proporcionan ductilidad
mientras que los muros un gran rigidez y resistencia al cortante.
En la estructuración, el objetivo es disponer los
muros en aquellas zonas donde porporcionen
más rigidez al conjunto minimizando los
problemas de torsión que pudieran presentarse,
respetando las condiciones arquitectónicas y el
funcionamiento de la edificación.
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PARTE 3 – SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES DE MEDIANA ALTURA
EDIFICACIONES CON SISTEMA DUAL
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18. Son edificaciones de gran altura, cuyo sistema resistente a cargas
laterales se basa en la incorporación de muros de grandes dimensiones
que se conectan en determinados niveles sísmicos a vigas de
transferencia de gran peralte. La estrategia es establecer vigas con una
rigidez significativa a los muros forzando el cambio de curvatura de los
mismos, tal como se presenta en los sistemas de pórticos resistentes a
momento, pero en este caso entre varios niveles. Es importante destacar
que para resistir las cargas gravitacionales se incorporan columnas y en
los pisos intermedios se pueden utilizar losas macizas o postensadas,
incluso sin vigas.
Un ejemplo de este sistema podemos encontrarlo en la estructura de las
torres del Parque central construidas en Caracas a principio de los años
70, tal como se aprecia en las figuras que se presentan.
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PARTE 4 – SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES DE GRAN ALTURA
EDIFICACIONES CON SISTEMA CONBINADO Y VIGAS DE
TRANSFERENCIA DE GRAN PERALTE
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19. Estas edificaciones poseen un sistema que consiste en establecer un núcleo central de
muros que interactúa con un sistema perimetral de pórticos resistentes a momento. Entre
sus ventajas están la excelente capacidad de controlar el volcamiento, aunado a la gran
capacidad de los muros para resistir las acciones laterales, siendo aplicable a edificios muy
altos y/o esbeltos. Es ideal para edificaciones de gran altura.
Este sistema se puede emplear a través de columnas pero es
mucho más eficaz el uso de muros de concreto armado
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ARMADO EN EDIFICACIONES. Ing. Eliud Hernández
PARTE 4 – SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES DE GRAN ALTURA
EDIFICACIONES CON SISTEMA “TUBO DENTRO DE TUBO”
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20. Este sistema consiste de un tubo alrededor del perímetro
del edificio que, en vez de ser monolítico y sólido, está
compuesto en elevación, por una malla de vigas,
columnas e incluso diagonales, que se intersectan entre
sí.
Los elementos arquitectónicos de tipo vertical se vuelven
estructurales, creando un sistema que actúa como un
tubo perforado, o una caja rígida que se proyecta en
voladizo desde el suelo. Bajo la acción de las fuerzas
laterales, las miembros trabajaran básicamente a tensión
y/o compresión, suministrando una gran capacidad de
controlar el volcamiento de la estructura.
Es posible mejorar este sistema incorporando líneas internas de vigas y
columnas con losas macizas, generando un diafragma de interconexión de
gran rigidez. Esto le brinda al sistema mas resistencia y ductilidad.
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PARTE 4 – SISTEMAS ESTRUCTURALES EN EDIFICACIONES DE GRAN ALTURA
EDIFICACIONES CON SISTEMA DE FACHADA RESISTENTE
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21. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES DE CONCRETO
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PARTE 5 – APLICACIONES DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO EN EDIFICACIONES
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PARTE 5 – APLICACIONES DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO EN EDIFICACIONES
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