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CRITERIOS DE ESTRUCTURACIÓN

1. PRESENTADA POR M.Sc.-ING. ROSA AGUIRRE GASPAR INGENIERÍA CIVIL CONCRETO ARMADO II CLASE 4 CRITERIOS DE ESTRUCTURACION

2. ESTRUCTURA Es el conjunto de elementos de un edificio encargados de resistir las cargas que actúan sobre él. Se encarga de proporcionar la resistencia, rigidez y estabilidad necesarias. Es la encargada de conducir las cargas desde su punto de aplicación hasta el terreno.

3. ELEMENTOS ESTRUCTURALES Son los elementos que soportan los esfuerzos y deformaciones que tiene una determinada estructura, son parte de la estructura.

4. ELEMENTOS ESTRUCTURALES

5. ELEMENTOS ESTRUCTURALES CIMENTACION Son los elementos estructurales que transmiten las cargas de la estructura al terreno de fundación

6. ELEMENTOS ESTRUCTURALES COLUMNAS Elementos estructurales que soportan tanto cargas verticales como fuerzas horizontales TRACCION COMPRESION e FLEXOCOMPRESION MUROS Elementos estructurales que transmiten fundamentalmente cargar verticales y que permiten el cierre de los espacios Muros Portantes Muros de corte : Muro no Portante : Muro de contención :

7. ELEMENTOS ESTRUCTURALES PLACAS Tiene como función principal resistir las fuerzas horizontales causadas por un sismo o el viento. VIGAS Recibe las cargas de las losas transmitiéndolas a las columnas y/o muros. Trabaja a flexión.

8. ELEMENTOS ESTRUCTURALES LOSA Elemento estructural plano cargado con fuerzas perpendiculares a su plano (cargas vivas y muertas). Losa aligerada Losa maciza Losa nervada

9. ESTRUCTURACION Etapa inicial del diseño estructural, mediante la cual se definen las dimensiones generales de una estructura, tanto en planta como en elevación.

10. ESTRUCTURACION El tamaño y la forma global también influyen directamente en las características estructurales dinámicas, como la distribución de masas y rigideces del edificio.

11. ESTRUCTURACION Recomendaciones para la selección de la correcta configuración estructural de un edificio. El peso Buscar ligereza Evitar masas excesivas en la parte alta Evitar diferencias en los pesos de pisos sucesivos Peso distribuido simétricamente en la planta de cada piso Formas del edificio en planta Evitar asimetrías Coincidencia del centro de masa con el de torsión Separación de cuerpos con juntas sísmicas Unir con vigas de arriostre No usar esquinas entrantes Planta lo mas compacta posible, para evitar concentraciones de esfuerzos Forma del edificio en elevación Sencillez, regularidad y simetría Evitar reducciones bruscas de niveles superiores Evitar esbeltez excesiva puede provocar volteo

12. ESTRUCTURACION SIMPLICIDAD Y SIMETRIA La experiencia ha demostrado repetidamente que las estructuras simples se comportan mejor durante los sismos. Las razones principales para que esto sea así son: La habilidad para predecir el comportamiento sísmico de una estructura e idealizar los elementos estructurales es marcadamente mayor para las estructuras simples que para las complejas La simetría de la estructura en dos direcciones es deseable por las mismas razones; la falta de simetría produce efectos torsionales que son difíciles de evaluar y pueden ser muy destructivos. ACERCA DE LA SIMPLICIDAD Las estructuras simples son mas fáciles de idealizar y de predecir su comportamiento Peso mínimo (sobre todo en los pisos altos) ACERCA DE LA SIMETRIA La simetría evita la presencia de efectos torsionales ( coincidencia entre el centro de masa y el centro de rigidez)

13. ESTRUCTURACION SIMPLICIDAD Y SIMETRIA Fallas relacionadas con la SIMETRIA Torsión en planta Asimetría en planta Asimetría en elevación

14. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA

15. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA

16. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA

17. Plantas simples y regulares. Las plantas con formas de L, T, U, H, etc., deberán ser evitadas o, en todo caso, se dividirán en formas simples. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA

18. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA FENÓMENO DE “ALETEO”

19. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA JUNTAS DE CONTROL • En plantas muy alargadas (cuando L/B > 4), atravesando el techo • Unidades de concreto de 8 m, sin que atraviese el techo • Unidades de arcilla, concreto y Si-Ca de 25 m, atravesando el techo

20. SIMPLICIDAD Y SIMETRIA Edificios con asimetría en elevación. (Efecto de “latigazo” debido al cambio brusco de rigidez → concentración de esfuerzos)

21. 2. RESISTENCIA Y DUCTILIDAD Las estructuras deben tener resistencia sísmica adecuada por lo menos en dos direcciones ortogonales o aproximadamente ortogonales, de tal manera que se garantice la estabilidad tanto de la estructura como un todo. El diseño debe tender a que estas se produzcan en los elementos que contribuyan menos a la estabilidad de la estructura. Los criterios de ductilidad deben también extenderse al dimensionamiento por corte.

22. 2. RESISTENCIA Y DUCTILIDAD Insuficiente resistencia al cortante de los entrepisos Se produce por insuficiente resistencia a carga lateral de los elementos verticales de soporte: placas y columnas. Muy peligrosa porque puede conducir al colapso total de la edificación. Sismo Haití 12/01/2010 (M = 7.0) Sismo México 19/09/2017 (M = 7.1 )

23. 2. RESISTENCIA Y DUCTILIDAD Sismo Chile, 17/09/2015 (M = 8.4) Sismo Perú, Pisco, 17/08/2017 (M = 7.9)

24. 2. RESISTENCIA Y DUCTILIDAD Columnas colapsadas en edificios aporticados

25. HIPERESTATICIDAD Y MONOLITISMO Como concepto general de diseño sismo-resistente, debe indicarse la conveniencia de que las estructuras tengan una disposición hiperestática; ello logra una mayor capacidad resistente.

26. UNIFORMIDAD Y CONTINUIDAD DE LA ESTRUCTURA La estructura debe ser continua tanto en planta como en elevación, con elementos que no cambien bruscamente su rigidez, para evitar la concentración de esfuerzos. Discontinuidad de columna en obra debió hacerse una junta vertical, ejm: Sikaflex, o usar un solo material.

27. Efecto de “piso blando” Muros o placas que se eliminan en el primer piso, concentrando demandas de ductilidad excesivas para las columnas del primer piso, dado el comportamiento de sólido rígido de las placas superiores UNIFORMIDAD Y CONTINUIDAD DE LA ESTRUCTURA

28. UNIFORMIDAD Y CONTINUIDAD DE LA ESTRUCTURA Colapso de pisos blandos intermedios(Sismo de Kobe, 1995)

29. 5. RIGIDEZ LATERAL Para que una estructura pueda resistir fuerzas horizontales sin tener deformaciones importantes, será necesario proveerla de elementos estructurales que aporten rigidez lateral en sus direcciones principales. Las estructuras flexibles tienen la ventaja de ser más fáciles de analizar y de alcanzar la ductilidad deseada. Sus desventajas son: Que el pórtico flexible tiene dificultades en el proceso constructivo ya que puede existir gran congestionamiento de acero en los nudos . Que los elementos no estructurales pueden invalidar el análisis ya que al ser difíciles de separar completamente de la estructura es posible que introduzcan una distribución diferente de esfuerzos y que las deformaciones son significativas siendo a menudo excesivas.

30. 5. RIGIDEZ LATERAL

31. 5. RIGIDEZ LATERAL Edificaciones con insuficiente rigidez lateral en la dirección transversal

32. EXISTENCIA DE LOSAS QUE PERMITEN CONSIDERAR A LA ESTRUCTURA COMO UNA UNIDAD (Diafragma Rígido) En los análisis es usual considerar como hipótesis básica la existencia de una losa rígida en su plano, que permite la idealización de la estructura como una unidad, manteniendo todas una misma deformación lateral para un determinado nivel. Debe tenerse especial cuidado en las reducciones de planta con zonas tipo puente. Las estructuras alargadas en planta tienen mayor posibilidad de sufrir diferentes movimientos sísmicos aplicados en sus extremos. Una solución a este problema es independizar el edificio en dos o más secciones, mediante juntas de separación sísmica, que deben ser debidamente detallada y construidas para evitar el choque de dos edificaciones vecinas.

33. EXISTENCIA DE LOSAS QUE PERMITEN CONSIDERAR A LA ESTRUCTURA COMO UNA UNIDAD (Diafragma Rígido) Diafragma rígido discontinuo Debe preferirse edificaciones con diafragma rígido y continuo Diafragma rígido continuo

34. GRACIAS