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Criterios de Estructuración de Edificios Introducción Etapa inicial del diseño estructural, mediante la cual se definen, con base en el proyecto arquitectónico, las l as dimensiones generales de una estructura, tanto en planta como en elevación (vanos, alturas de entrepiso, etc.), y los tipos de materiales y perfiles utilizados en vigas, columnas y muros para formar la estructura básica de la construcción.
Resumen Establecer recomendaciones generales para lograr una estructuración eficiente en edificaciones, especialmente en zonas de alto riesgo sísmico.
Resumen Establecer recomendaciones generales para lograr una estructuración eficiente en edificaciones, especialmente en zonas de alto riesgo sísmico.
Una edificación debe cumplir exigencias de: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
ESTABILIDAD RESISTENCIA RIGIDEZ FUNCIONALIDAD ECONOMÍA CONSTRUCTIBILIDAD FORMA SIMBOLO MEDIO SOCIALSOCIAL-ORGANIZATIVO
SELECCIÓN DEL MATERIAL DE ACUERDO CON LA ALTURA DE UNA EDIFICACIÓN BAJA MEDIA ALTA
Acero Concreto reforzado
Concreto reforzado Acero
Concreto presforzado
Concreto prefabricado
Concreto prefabricado
Concreto presforzado
Mampostería NOTAS:
Altura baja: entre 1 y 5 niveles Altura media: entre 5 y 20 niveles Edificio alto: más de 20 niveles
Acero Concreto de alta resistencia Estructura mixta de acero y concreto Concreto postensado
La estructura debe ser económica, confiable y responder a las condiciones que sirvieron de base para su análisis y diseño. El sistema estructural elegido debe ser congruente con el tipo de suelo y zona sísmica.
La estructura debe ser capaz de adaptarse a cambios arquitectónicos o funcionales, los que son inevitables durante el desarrollo del proyecto.
Precauciones especiales: estructuras ubicadas en zonas de alta sismicidad suelos de baja capacidad de carga zonas de vientos fuertes (costas) zonas propensas a la corrosión sitios donde se tengan incertidumbres con relación a las acciones.
Tomar en cuenta consideraciones de resistencia y de deformación.
Millennium Bridge, Londres
Tacoma Narrows Bridge, Tacoma
Condiciones de regularidad
Las condiciones de regularidad son requisitos geométricos y estructurales que deben cumplir las edificaciones, independientemente del material con que estén construidas.
Los daños se concentran en estructuras irregulares, esbeltas y con cambios bruscos en rigidez y/o resistencia.
UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
Es deseable que la estructura cumpla los requisitos de regularidad estipulados en las normas antisísmicas Planta y elevaciones regulares. Evitar: Pisos débiles Cambios bruscos de rigidez Cambios bruscos de simetría en elementos rígidos tanto en planta y elevación Grandes entrantes y salientes
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Causas de problemas de comportamiento:
Configuración en planta Asimetría en planta Configuración en altura Discontinuidad de elementos verticales Concentraciones de masa en pisos Interacción entre elementos estructurales y no estructurales Inadecuada distancia entre edificaciones adyacentes
Irregularidad en planta
Planta irregular
Asimetría, debido a disposición de elementos resistentes
Cuando existe excentricidad, los daños se presentan en los elementos de los extremos
Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la geometría
Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la masa.
Concentraciones de masa en altura aumentan la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos
Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la rigidez.
Discontinuidad en elementos y flujo de fuerzas
Antes
Después
La discontinuidad de elementos verticales aumenta la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos
Piso débil
Piso débil producto de la discontinuidad de muros en el primer piso
Proyectar, siempre que sea posible, estructuras continuas en altura en dos direcciones ortogonales para otorgar continuidad y redundancia a la estructura.
La interacción entre elementos estructurales y no estructurales, puede causar daños de consideración
Daños producidos por la interacción de elementos estructurales y no estructurales
Interacción de muros de albañilería con marco de concreto generando fallas por columnas corta
Las columnas cortas pueden y deben ser evitadas.
Sistemas de muros
Sistema de núcleo
Sistema de marco mixto
Sistema de tubo
Recomendaciones Generales
Poco peso. Sencillez, simetría y regularidad en planta. Plantas poco alargadas. Uniformidad en la distribución de resistencia, rigidez y ductilidad en elevación. Hiperestaticidad y líneas escalonadas de defensa estructural. Formación de articulaciones plásticas en miembros horizontales antes que en los verticales para sismos excepcionales. Propiedades dinámicas de la estructura adecuadas al terreno.
Recomendaciones especiales para elementos específicos Relación Altura / Luz en vigas Vigas de Hormigón Rectangulares
h
L 10
Viga T Vigas de Acero
entre
h
L 18
h
L 24
Esfuerzos Admisibles: Muros de H.A.
ha
7
kg
Albañilería
2
alb
0.5
kg 2
cm
cm
Losas •
Empotrar losas en muros solo si: emuro
•
Espesor mínimo (losas en una dirección)
e
losa
3( cm)
L: Luz menor de la losa
Simplemen te Apoyados
Con un extremo continuo
Ambos extremos continuos
En voladizo
L/20
L/24
L/28
L/10
Valores validos para acero A63-42H
Para acero A44-28H multiplicar valores por 0.8
