Sismo Resistencia CONCEPTOS BASICOS PDF.
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DISEÑO SISMO RESISTENTE
» Generalidades «
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Curso va Aumento del amortiguamiento
en la 1 Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana » NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
» Generalidades «
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Curso va Aumento del amortiguamiento
en la 1 Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana » NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
“Si un ingeniero civil ha de
adquirir una experiencia
provechosa en un breve
lapso, expóngasele los
conceptos de la ingeniería
sísmica; no importa que
después vaya a trabajar en
un lugar donde no tiemble.”
N.M.Newmark
E. Rosenblueth
v.2
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
adquirir una experiencia
provechosa en un breve
lapso, expóngasele los
conceptos de la ingeniería
sísmica; no importa que
después vaya a trabajar en
un lugar donde no tiemble.”
N.M.Newmark
E. Rosenblueth
v.2
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
CRITERIOS DE DISENO
Variables deterministicas
— Incertidumbre pequeña
— Fallas evitables
Variables aleatorias
— Grandes incertidumbres
— Posibilidades de falla
v.3
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Variables deterministicas
— Incertidumbre pequeña
— Fallas evitables
Variables aleatorias
— Grandes incertidumbres
— Posibilidades de falla
v.3
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
CRITERIOS DE DISENO
Cada vez que un sismo, aun con
intensidad moderada, sacude un centro
urbano, se ponen de manifiesto todos
los errores cometidos durante el disefio
y la construcción.
VA
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Cada vez que un sismo, aun con
intensidad moderada, sacude un centro
urbano, se ponen de manifiesto todos
los errores cometidos durante el disefio
y la construcción.
VA
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
DISENO SISMO RESISTENTE
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín.
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín.
Ductilidad y sismo-resistencia
Ductilidad
Es la habilidad que un material posee para deformarse
plásticamente, es decir, la relación entre la deformación
última y la deformación en el punto de cedencia
Tenacidad
Es la cantidad de energía que un material absorbe antes
de fallar.
Ductilidad
Área bajo la
Aa a El curva es la
ee © i tenacidad
tramo elástico es N “
una medida de la
resistencia = E
8y u
Deformación V.6
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Ductilidad
Es la habilidad que un material posee para deformarse
plásticamente, es decir, la relación entre la deformación
última y la deformación en el punto de cedencia
Tenacidad
Es la cantidad de energía que un material absorbe antes
de fallar.
Ductilidad
Área bajo la
Aa a El curva es la
ee © i tenacidad
tramo elástico es N “
una medida de la
resistencia = E
8y u
Deformación V.6
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuacion...)
Absorción y disipación de energía
Para ilustrar la diferencia entre éstos dos términos se
presenta en la siguiente figura la respuesta de dos materiales
con comportamiento de deformación similar, pero con
recuperaciones diferentes bajo descarga.
Material
I
Material
II
Tension
8, À
Deformacion
v.7
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
(Continuacion...)
Absorción y disipación de energía
Para ilustrar la diferencia entre éstos dos términos se
presenta en la siguiente figura la respuesta de dos materiales
con comportamiento de deformación similar, pero con
recuperaciones diferentes bajo descarga.
Material
I
Material
II
Tension
8, À
Deformacion
v.7
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuacion...)
Diseño elástico vs. Respuesta inelastica
No es económicamente viable diseñar una estructura con
base en fuerzas calculadas con un espectro de respuesta
elástico. Si el edificio puede deformarse plásticamente,
puede utilizarse fuerzas menores a las elásticas para el
diseño.
Mientras mayor sea la incertidumbre en la magnitud del
sismo esperado, en las propiedades de los materiales y del
suelo, mayor deberá ser la energía disipada.
Aunque es conveniente que una estructura sufra
deformaciones plásticas durante eventos sísmicos severos
de baja recurrencia, éstas deben controlarse para evitar el
colapso o cualquier efecto que ponga en peligro la vida.
V.8
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
(Continuacion...)
Diseño elástico vs. Respuesta inelastica
No es económicamente viable diseñar una estructura con
base en fuerzas calculadas con un espectro de respuesta
elástico. Si el edificio puede deformarse plásticamente,
puede utilizarse fuerzas menores a las elásticas para el
diseño.
Mientras mayor sea la incertidumbre en la magnitud del
sismo esperado, en las propiedades de los materiales y del
suelo, mayor deberá ser la energía disipada.
Aunque es conveniente que una estructura sufra
deformaciones plásticas durante eventos sísmicos severos
de baja recurrencia, éstas deben controlarse para evitar el
colapso o cualquier efecto que ponga en peligro la vida.
V.8
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuacion...)
Factores de ductilidad
El factor de ductilidad se define como la relación entre la
deformación última y la deformación en el punto de
fluencia. Sin embargo, su caracterización no es tan sencilla
como en un ensayo simple de tracción directa.
En una estructura, las deformaciones pueden ser
desplazamientos de un elemento, desplazamientos relativos
entre pisos, rotaciones, curvaturas, etc. Los valores
numéricos de la ductilidad expresada con base en diferentes
tipo de deformación no son los mismos, por lo que es
sumamente importante especificar qué tipo de ductilidad se
está trabajando en cada caso.
V.9
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
(Continuacion...)
Factores de ductilidad
El factor de ductilidad se define como la relación entre la
deformación última y la deformación en el punto de
fluencia. Sin embargo, su caracterización no es tan sencilla
como en un ensayo simple de tracción directa.
En una estructura, las deformaciones pueden ser
desplazamientos de un elemento, desplazamientos relativos
entre pisos, rotaciones, curvaturas, etc. Los valores
numéricos de la ductilidad expresada con base en diferentes
tipo de deformación no son los mismos, por lo que es
sumamente importante especificar qué tipo de ductilidad se
está trabajando en cada caso.
V.9
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuación...)
Especificación de los factores de ductilidad
Si el comportamiento de un material es perfectamente
elasto-plástico,
máxima, sino
embargo, en
la ductilidad no sólo define la deformación
ue define también la energía disipada. Sin
la realidad los materiales no tienen
comportamiento ideal.
Ideal Real
4F
|
Ez
Josef Farbiarz F.
7 La estructura real no
. tiene un punto de
Ô fluencia definido.
v.10
Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
(Continuación...)
Especificación de los factores de ductilidad
Si el comportamiento de un material es perfectamente
elasto-plástico,
máxima, sino
embargo, en
la ductilidad no sólo define la deformación
ue define también la energía disipada. Sin
la realidad los materiales no tienen
comportamiento ideal.
Ideal Real
4F
|
Ez
Josef Farbiarz F.
7 La estructura real no
. tiene un punto de
Ô fluencia definido.
v.10
Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuacion...)
Existen muchas propuestas para la definicion del punto
de fluencia. Entre otros, pueden citarse:
+ deformación correspondiente a la formación de la primera
rótula plástica
« deformación al momento del colapso incipiente (estructura
perfectamente elástica)
* punto de fluencia de una estructura elasto-plástica que
absorbe la misma energía que la real.
Cuando hay deformaciones cíclicas el problema se complica
v.11
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
(Continuacion...)
Existen muchas propuestas para la definicion del punto
de fluencia. Entre otros, pueden citarse:
+ deformación correspondiente a la formación de la primera
rótula plástica
« deformación al momento del colapso incipiente (estructura
perfectamente elástica)
* punto de fluencia de una estructura elasto-plástica que
absorbe la misma energía que la real.
Cuando hay deformaciones cíclicas el problema se complica
v.11
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuación...)
Los factores de ductilidad se dividen en términos de ductilidad
global y ductilidad local.
Ductilidad Global
Se basa generalmente en la medida del desplazamiento lateral de la
estructura F
Ie Elastica
{ Elasto-plastica
v.12
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
(Continuación...)
Los factores de ductilidad se dividen en términos de ductilidad
global y ductilidad local.
Ductilidad Global
Se basa generalmente en la medida del desplazamiento lateral de la
estructura F
Ie Elastica
{ Elasto-plastica
v.12
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuacion...)
Ductilidad Local
Existen diversos métodos analiticos para determinar la
ductilidad demandada de una estructura. Idealmente, el
ingeniero deberia poder detallar su estructura proveyéndola
con la ductilidad requerida. Sin embargo, las
incertidumbres generadas por los modelos matemáticos
simplificados hacen que siempre deba proveerse con mayor
ductilidad que la demandada.
El suministro de ductilidad global lateral en un edificio
puede lograrse localizando secciones determinadas, en
algunos elementos, que desarrollen grandes deformaciones
inelásticas
v.13
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
(Continuacion...)
Ductilidad Local
Existen diversos métodos analiticos para determinar la
ductilidad demandada de una estructura. Idealmente, el
ingeniero deberia poder detallar su estructura proveyéndola
con la ductilidad requerida. Sin embargo, las
incertidumbres generadas por los modelos matemáticos
simplificados hacen que siempre deba proveerse con mayor
ductilidad que la demandada.
El suministro de ductilidad global lateral en un edificio
puede lograrse localizando secciones determinadas, en
algunos elementos, que desarrollen grandes deformaciones
inelásticas
v.13
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Ductilidad y sismo-resistencia
(Continuacion...)
La ductilidad local requerida de los elementos puede
exceder significativamente la ductilidad global.
Los puntos criticos se escogen garantizando que la
fluencia en ellos no ocasione el colapso de la estructura
Y x
V.14
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
(Continuacion...)
La ductilidad local requerida de los elementos puede
exceder significativamente la ductilidad global.
Los puntos criticos se escogen garantizando que la
fluencia en ellos no ocasione el colapso de la estructura
Y x
V.14
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
DISEÑO SISMO RESISTENTE
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
= La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
= La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
La energia y la sismo-resistencia
Tradicionalmente, el factor de ductilidad asociado al
desplazamiento se ha utilizado como criterio para establecer
el espectro de respuesta inelastica para el disefio sismo
resistente de edificios. De alli, la resistencia minima
requerida (capacidad de resistir fuerzas laterales) en un
edificio se estima con base en ese espectro.
Desde 1956, Housner propuso un procedimiento
alternativo basado en el uso de la energía. Se utilizó un
poco en la década de los años 60, pero sólo a partir de 1985
ha llamado de nuevo la atención de los investigadores.
V.16
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Tradicionalmente, el factor de ductilidad asociado al
desplazamiento se ha utilizado como criterio para establecer
el espectro de respuesta inelastica para el disefio sismo
resistente de edificios. De alli, la resistencia minima
requerida (capacidad de resistir fuerzas laterales) en un
edificio se estima con base en ese espectro.
Desde 1956, Housner propuso un procedimiento
alternativo basado en el uso de la energía. Se utilizó un
poco en la década de los años 60, pero sólo a partir de 1985
ha llamado de nuevo la atención de los investigadores.
V.16
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
La energia y la sismo-resistencia
(Continuacion...)
Demanda
El método se basa en la premisa de que es posible
predecir la demanda de energia durante un sismo, asi como
es posible establecer la provision de energia de un
elemento, o de un sistema estructural.
La energia de entrada de un sistema puede expresarse
como:
Ee [[Em u ku Energia demandada
donde:
E, :energía demandada
m, :masa asociada al n -ésimo piso
u, : desplazamiento del suelo
VA7
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(Continuacion...)
Demanda
El método se basa en la premisa de que es posible
predecir la demanda de energia durante un sismo, asi como
es posible establecer la provision de energia de un
elemento, o de un sistema estructural.
La energia de entrada de un sistema puede expresarse
como:
Ee [[Em u ku Energia demandada
donde:
E, :energía demandada
m, :masa asociada al n -ésimo piso
u, : desplazamiento del suelo
VA7
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La energía y la sismo-resistencia
(Continuación...)
Provisión
La provisión puede considerarse compuesta por la energía elástica
almacenada, E;, más la energía disipada, Ep.
E, está compuesta, a su vez, por Ex, energía cinética, y E,, energía
de deformación elástica. y
= mu;
E =
co 2
E, = | kudu
Por su parte, la energia disipada consta también de dos partes, la
energía de amortiguamiento, E,, y la energía histerética, Ey.
Es = foudu
E, = [fau v.18
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(Continuación...)
Provisión
La provisión puede considerarse compuesta por la energía elástica
almacenada, E;, más la energía disipada, Ep.
E, está compuesta, a su vez, por Ex, energía cinética, y E,, energía
de deformación elástica. y
= mu;
E =
co 2
E, = | kudu
Por su parte, la energia disipada consta también de dos partes, la
energía de amortiguamiento, E,, y la energía histerética, Ey.
Es = foudu
E, = [fau v.18
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
La energia y la sismo-resistencia
(Continuacion...)
Si no es posible balancear la demanda mediante E; y Ep,
es necesario aumentar la provisión.
Para ello, puede incrementarse la energía disipada
mediante el aumento de E,, el aumento de Ey, o el aumento
simultáneo de ambos. Lo más común es aumentar EH
mediante la entrada al intervalo plástico (comportamiento
inelástico), pero esto representa usualmente un alto nivel de
daños.
Existen dos alternativas:
«disminuir la demanda, o
«aumentar el amortiguamiento
v.19
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
(Continuacion...)
Si no es posible balancear la demanda mediante E; y Ep,
es necesario aumentar la provisión.
Para ello, puede incrementarse la energía disipada
mediante el aumento de E,, el aumento de Ey, o el aumento
simultáneo de ambos. Lo más común es aumentar EH
mediante la entrada al intervalo plástico (comportamiento
inelástico), pero esto representa usualmente un alto nivel de
daños.
Existen dos alternativas:
«disminuir la demanda, o
«aumentar el amortiguamiento
v.19
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DISENO SISMO RESISTENTE
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Disminución de la demanda de energía
Control Pasivo
Recientemente, se ha reconocido la
posibilidad de disminuir la demanda
mediante la incorporación de mecanismos de
absorción de energía. A esto se le llama
control pasivo. El aislamiento basal y el
amortiguador de masa sintonizada, AMS *, y
los amortiguadores mecánicos, son ejemplos
de control pasivo.
* En la literatura en inglés se les llama Tuned Mass Damper, TMD v.21
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Control Pasivo
Recientemente, se ha reconocido la
posibilidad de disminuir la demanda
mediante la incorporación de mecanismos de
absorción de energía. A esto se le llama
control pasivo. El aislamiento basal y el
amortiguador de masa sintonizada, AMS *, y
los amortiguadores mecánicos, son ejemplos
de control pasivo.
* En la literatura en inglés se les llama Tuned Mass Damper, TMD v.21
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Disminución de la demanda de energía
El AMS consiste en un bloque rígido, con
aproximadamente el 1 % de la masa total de
la estructura, que se coloca en la parte
superior de la edificación, conectado a través
de resortes y amortiguadores y con dos
grados de libertad en direcciones
ortogonales, en el plano horizontal. Este
tipo de acción pasiva funciona bien para
viento.
V.22
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
El AMS consiste en un bloque rígido, con
aproximadamente el 1 % de la masa total de
la estructura, que se coloca en la parte
superior de la edificación, conectado a través
de resortes y amortiguadores y con dos
grados de libertad en direcciones
ortogonales, en el plano horizontal. Este
tipo de acción pasiva funciona bien para
viento.
V.22
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disminucion de la demanda de energia
Aislamiento basal
El aislamiento basal tiene como objeto el desacople parcial
entre estructura y movimiento del suelo mediante un mecanismo
que sea capaz de disipar parte de la energía sísmica,
disminuyendo así el desplazamiento relativo entre los diferentes
elementos estructurales.
Plomo
| Cubierta de caucho
Pletinas de acero
Pletinas de refuerzo
(acero)
Capas internas
de caucho
V.23
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Aislamiento basal
El aislamiento basal tiene como objeto el desacople parcial
entre estructura y movimiento del suelo mediante un mecanismo
que sea capaz de disipar parte de la energía sísmica,
disminuyendo así el desplazamiento relativo entre los diferentes
elementos estructurales.
Plomo
| Cubierta de caucho
Pletinas de acero
Pletinas de refuerzo
(acero)
Capas internas
de caucho
V.23
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disminucion de la demanda de energia
Aislamiento basal
Su utilización
en edificios es aún
restringida debido
a los costos y a las
incertidumbres
existentes con
relación a su
comportamiento.
En puentes, sin
embargo, se
utilizan con
frecuencia algunos
métodos de
aislamiento basal
mu
V.24
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Aislamiento basal
Su utilización
en edificios es aún
restringida debido
a los costos y a las
incertidumbres
existentes con
relación a su
comportamiento.
En puentes, sin
embargo, se
utilizan con
frecuencia algunos
métodos de
aislamiento basal
mu
V.24
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disminución de la demanda de energía
Mecanismo de aislamiento basal bajo carga
Aunque el comportamiento a gran escala no se ha ensayado, los
aisladores se han mejorado notablemente con ensayos de
laboratorio
EZ ri
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Mecanismo de aislamiento basal bajo carga
Aunque el comportamiento a gran escala no se ha ensayado, los
aisladores se han mejorado notablemente con ensayos de
laboratorio
EZ ri
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Disminución de la demanda de energía
Control Activo
El control activo reduce las vibraciones en una estructura
incorporándole mecanismos actuadores alimentados por una
fuente de energía exterior, capaces de ejercer fuerzas de
control. Estos aparatos, controlados por computador,
tienen la ventaja de adaptarse a las características de la
excitación.
CONSIGNA CONTROLADOR
CONTROL
PERTURBACIÓN
SALIDA
>
Josef Farbiarz F.
Facultad de Minas
>| SISTEMA
V.26
U.N. Sede Medellin
Control Activo
El control activo reduce las vibraciones en una estructura
incorporándole mecanismos actuadores alimentados por una
fuente de energía exterior, capaces de ejercer fuerzas de
control. Estos aparatos, controlados por computador,
tienen la ventaja de adaptarse a las características de la
excitación.
CONSIGNA CONTROLADOR
CONTROL
PERTURBACIÓN
SALIDA
>
Josef Farbiarz F.
Facultad de Minas
>| SISTEMA
V.26
U.N. Sede Medellin
DISENO SISMO RESISTENTE
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana = NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana = NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Aumento del amortiguamiento
La segunda alternativa es la de aumentar E,. Para
lograrlo se aumenta el amortiguamiento interno de la
estructura del intervalo normal (2 % a 5 %) a intervalos
entre el 15 % y el 25 %. Esto reduce la magnitud de las
aceleraciones espectrales e incrementa la energia disipada.
Se obtienen niveles similares de fuerzas en sistemas
estructurales con grandes ductilidades y amortiguamiento del
orden del 5 % que en disefios elasticos con amortiguamientos
del 15 % al 25 %.
V.28
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
La segunda alternativa es la de aumentar E,. Para
lograrlo se aumenta el amortiguamiento interno de la
estructura del intervalo normal (2 % a 5 %) a intervalos
entre el 15 % y el 25 %. Esto reduce la magnitud de las
aceleraciones espectrales e incrementa la energia disipada.
Se obtienen niveles similares de fuerzas en sistemas
estructurales con grandes ductilidades y amortiguamiento del
orden del 5 % que en disefios elasticos con amortiguamientos
del 15 % al 25 %.
V.28
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Aumento del amortiguamiento
Amotiguadores mecanicos
Amortiguador
Sello Sello — Silicona fluida Recinto
viscoso retenedor compresible acumulador
Barradel Cabeza del pistón
pistón con orificios
Amortiguador visco-
elástico
Material visco-
elástico
Josef Farbiarz F.
Amotiguadores mecanicos
Amortiguador
Sello Sello — Silicona fluida Recinto
viscoso retenedor compresible acumulador
Barradel Cabeza del pistón
pistón con orificios
Amortiguador visco-
elástico
Material visco-
elástico
Josef Farbiarz F.
Disminución de la demanda de energía
Amotiguadores mecánicos
Amortiguador
histerético
Amortiguador de
fricción
Tornillos y
tuercas
V.30
Josef Farbiarz F. r'avurau ue ua» vax. seue meuuilin
Amotiguadores mecánicos
Amortiguador
histerético
Amortiguador de
fricción
Tornillos y
tuercas
V.30
Josef Farbiarz F. r'avurau ue ua» vax. seue meuuilin
Aumento del amortiguamiento
CUALIDADES LIMITACIONES
«No se depende de la Analisis estructural complejo
ductilidad del sistema *Se requiere conocimiento
*Se simplifican las conexiones detallado de las características
viga-columna del sismo esperado
«No hay degradación de las «Dificil modelación con
conexiones por ciclos programas modernos
histeréticos en el intervalo *El método no está avalado
inelástico por ningún código
«Elementos con secciones de
menores dimensiones
«Auténtica segunda linea de
defensa contra temblores de
baja recurrencia
V.31
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CUALIDADES LIMITACIONES
«No se depende de la Analisis estructural complejo
ductilidad del sistema *Se requiere conocimiento
*Se simplifican las conexiones detallado de las características
viga-columna del sismo esperado
«No hay degradación de las «Dificil modelación con
conexiones por ciclos programas modernos
histeréticos en el intervalo *El método no está avalado
inelástico por ningún código
«Elementos con secciones de
menores dimensiones
«Auténtica segunda linea de
defensa contra temblores de
baja recurrencia
V.31
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
DISENO SISMO RESISTENTE
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana = NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
Normatividad Colombiana = NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Disefio basado en fuerzas
La gran mayoría de los códigos en todo el mundo prescriben el
diseño sismo resistente con base en la especificación de las fuerzas
resistentes necesarias en la estructura para balancear las fuerzas
inerciales a que se ve sometida, calculadas de acuerdo con un
espectro elástico de seudo aceleraciones.
La capacidad de disipación de energía para el material y el sistema
estructural, se define por medio de un coeficiente R que depende no
sólo del material estructural, sino también de su disposición o
despiece
Así, la fuerza sísmica de diseño se obtiene por medio de:
F
La fuerza elástica máxima solicitada es, a su vez:
F, = masa x S,(T,&) v.33
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
La gran mayoría de los códigos en todo el mundo prescriben el
diseño sismo resistente con base en la especificación de las fuerzas
resistentes necesarias en la estructura para balancear las fuerzas
inerciales a que se ve sometida, calculadas de acuerdo con un
espectro elástico de seudo aceleraciones.
La capacidad de disipación de energía para el material y el sistema
estructural, se define por medio de un coeficiente R que depende no
sólo del material estructural, sino también de su disposición o
despiece
Así, la fuerza sísmica de diseño se obtiene por medio de:
F
La fuerza elástica máxima solicitada es, a su vez:
F, = masa x S,(T,&) v.33
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
¿De dónde salió R?
Sensitivo a
Desplazamiento
Sensitivo a
Velocidad.
Sensitivo a
Aceleración
elástico
Período T, 6)
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
¿De dónde salió R?
Sensitivo a
Desplazamiento
Sensitivo a
Velocidad.
Sensitivo a
Aceleración
elástico
Período T, 6)
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
¿De dónde salió R?
Coeficientes de reducción de resistencia
:
elástico
015 02 02%
Periodo T (s)
¿De dónde salió R?
Coeficientes de reducción de resistencia
:
elástico
015 02 02%
Periodo T (s)
Disefio basado en fuerzas
Validez de R
Para la zona sensitiva a las aceleraciones
En la medida que el periodo tiende a cero, las
demandas de ductilidad tienden a uno.
Esto quiere decir que en los sistemas inelasticos con
periodos cortos, no es posible ejercer la ductilidad y
las reducciones que se realicen a la resistencia,
pondrian en peligro la estabilidad del sistema, pues
no habria una demanda de ductilidad compatible
con la reduccion de resistencia.
V.36
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Validez de R
Para la zona sensitiva a las aceleraciones
En la medida que el periodo tiende a cero, las
demandas de ductilidad tienden a uno.
Esto quiere decir que en los sistemas inelasticos con
periodos cortos, no es posible ejercer la ductilidad y
las reducciones que se realicen a la resistencia,
pondrian en peligro la estabilidad del sistema, pues
no habria una demanda de ductilidad compatible
con la reduccion de resistencia.
V.36
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Espectro para diseño por fuerza
Hay dos opciones para la especificación del espectro de diseño,
en conjunción con el coeficiente de reducción de resistencia, R
S, 4
T
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Espectro para diseño por fuerza
Hay dos opciones para la especificación del espectro de diseño,
en conjunción con el coeficiente de reducción de resistencia, R
S, 4
T
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Espectro para diseño por fuerza
5,-254,1 NSR-98
Pd |
ae
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Espectro para diseño por fuerza
5,-254,1 NSR-98
Pd |
ae
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
La Ley 400 de 1997 trae una guia con los
pasos necesarios para realizar un diseño
sismo resistente.
Estos pasos se enumeran a
continuación:
v Paso 1: Predimensionamiento y
coordinación con otros
profesionales
v Paso 2: Evaluación de las solicitaciones
definitivas
V.39
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
La Ley 400 de 1997 trae una guia con los
pasos necesarios para realizar un diseño
sismo resistente.
Estos pasos se enumeran a
continuación:
v Paso 1: Predimensionamiento y
coordinación con otros
profesionales
v Paso 2: Evaluación de las solicitaciones
definitivas
V.39
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 3
Localización en los mapas de amenaza sísmica
Zona de Amenaza Sísmica Valor de A, v.40
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 3
Localización en los mapas de amenaza sísmica
Zona de Amenaza Sísmica Valor de A, v.40
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 4 - Obtención movimientos sísmicos de diseño
DE LOS MAPAS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISENO
DEZONIFICACION > COEFICIENTE = A, | EXPRESADOS como:
SISMICA (Paso 1) | PE ACELERACION 21 (a) un espectro de diseño
Say
PERFIL COEFICIENTE
mesmo MS .
Periode de vibración en segundos!
(b) una familia de acelerogramas
Ath
GRUPOS DE USO
I Mv COEFICIENTE
ee N) I
(c) resultados de un estudio de
microzonificación
De acuerdo con la importancia para la
recuperación con posterioridad al sismo V.41
Josef Farbiarz Facultad de Minas Sede Medellín
Paso 4 - Obtención movimientos sísmicos de diseño
DE LOS MAPAS MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISENO
DEZONIFICACION > COEFICIENTE = A, | EXPRESADOS como:
SISMICA (Paso 1) | PE ACELERACION 21 (a) un espectro de diseño
Say
PERFIL COEFICIENTE
mesmo MS .
Periode de vibración en segundos!
(b) una familia de acelerogramas
Ath
GRUPOS DE USO
I Mv COEFICIENTE
ee N) I
(c) resultados de un estudio de
microzonificación
De acuerdo con la importancia para la
recuperación con posterioridad al sismo V.41
Josef Farbiarz Facultad de Minas Sede Medellín
Disefio basado en fuerzas
Paso 5: Características de la estructuración
y el material estructural
v Clasificar en uno de los sistemas estructurales
permitidos
v Características de disipación de energía en el
intervalo inelástico del material
V.42
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 5: Características de la estructuración
y el material estructural
v Clasificar en uno de los sistemas estructurales
permitidos
v Características de disipación de energía en el
intervalo inelástico del material
V.42
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación).
SISTEMAS ESTRUCTURALES DE RESISTENCIA SISMICA
SISTEMA CARGAS FUERZAS
N
A3.2.1.1 - Sistema de muros de carga - Es un sistema estructural que no dispone de un pórtico
esencialmente completo y en el cual las cargas verticales son resistidas por los muros de carga y las fuerzas
horizontales son resistidas por muros estructurales o pórticos con diagonales. Véase la tabla A.3-1
A.3.2.1.4 - Sistema dual - Es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y
sin diagonales, combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales. Véase la tabla A.3-4. Para que
el sistema estructural se pueda clasificar como sistema dual se deben cumplir los siguientes requisitos
(a) El pórtico espacial resistente a momentos, sin diagonales, esencialmente completo, debe ser
capaz de soportar las cargas verticales
(b) Las fuerzas horizontales son resistidas por la combinación de muros estructurales o pórticos con
diagonales, con el pórtico resistente a momentos, el cual puede ser un pórtico de capacidad
especial de disipación de energía (DES), cuando se trata de concreto reforzado O acero
estructural, un pórtico con capacidad moderada de disipación de energía (DMO) de concreto
reforzado, o un pórtico con capacidad mínima de disipación de energía (DMI) de acero
estructural. El pórtico resistente a momentos, actuando independientemente, debe diseñarse para
que sea 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, en proporción a sus rigideces relativas, considerando la
interacción del sistema dual en todos los niveles de la edificación, pero en ningún caso la
responsabilidad de los muros estructurales, o de los pórticos con diagonales, puede ser menor
del 75 por ciento del cortante sísmico en la base
estructural (Continuación).
SISTEMAS ESTRUCTURALES DE RESISTENCIA SISMICA
SISTEMA CARGAS FUERZAS
N
A3.2.1.1 - Sistema de muros de carga - Es un sistema estructural que no dispone de un pórtico
esencialmente completo y en el cual las cargas verticales son resistidas por los muros de carga y las fuerzas
horizontales son resistidas por muros estructurales o pórticos con diagonales. Véase la tabla A.3-1
A.3.2.1.4 - Sistema dual - Es un sistema estructural que tiene un pórtico espacial resistente a momentos y
sin diagonales, combinado con muros estructurales o pórticos con diagonales. Véase la tabla A.3-4. Para que
el sistema estructural se pueda clasificar como sistema dual se deben cumplir los siguientes requisitos
(a) El pórtico espacial resistente a momentos, sin diagonales, esencialmente completo, debe ser
capaz de soportar las cargas verticales
(b) Las fuerzas horizontales son resistidas por la combinación de muros estructurales o pórticos con
diagonales, con el pórtico resistente a momentos, el cual puede ser un pórtico de capacidad
especial de disipación de energía (DES), cuando se trata de concreto reforzado O acero
estructural, un pórtico con capacidad moderada de disipación de energía (DMO) de concreto
reforzado, o un pórtico con capacidad mínima de disipación de energía (DMI) de acero
estructural. El pórtico resistente a momentos, actuando independientemente, debe diseñarse para
que sea 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, en proporción a sus rigideces relativas, considerando la
interacción del sistema dual en todos los niveles de la edificación, pero en ningún caso la
responsabilidad de los muros estructurales, o de los pórticos con diagonales, puede ser menor
del 75 por ciento del cortante sísmico en la base
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
HORMIGÓN MAMPOSTERIA
REFORZADO ESTRUCTURAL
METALES à D à
BAHAREQUE
MADERA ENCEMENTADO
V.45
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
HORMIGÓN MAMPOSTERIA
REFORZADO ESTRUCTURAL
METALES à D à
BAHAREQUE
MADERA ENCEMENTADO
V.45
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
CAPACIDAD DE
DISIPACION DE ENERGIA
v Minima (DMI)
Y Moderada (DMO)
v Especial (DES)
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
CAPACIDAD DE
DISIPACION DE ENERGIA
v Minima (DMI)
Y Moderada (DMO)
v Especial (DES)
Disefio basado en fuerzas
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
Capacidad de disipación de energía en el intervalo
inelástico
CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACION DE ENERGIA
DT
Fuerza
N
CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DE ENERGIA
A es
Deflexion
CAPACIDAD MINIMA DE DISIPACION DE ENERGIA
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
Capacidad de disipación de energía en el intervalo
inelástico
CAPACIDAD ESPECIAL DE DISIPACION DE ENERGIA
DT
Fuerza
N
CAPACIDAD MODERADA DE DISIPACION DE ENERGIA
A es
Deflexion
CAPACIDAD MINIMA DE DISIPACION DE ENERGIA
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
Uso de los materiales est
CAPACIDAD DE
V.48
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Paso 5: Características de la estructuración y el material
estructural (Continuación)...
Uso de los materiales est
CAPACIDAD DE
V.48
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Disefio basado en fuerzas
Paso 6: Grado de irregularidad y definición del procedimiento
de análisis
Paso 6: Grado de irregularidad y definición del procedimiento
de análisis
Disefio basado en fuerzas
Paso 7 - Obtención de las fuerzas sísmicas de diseño
MASA EDIFICACION
PESO PROPIO ESTRUCTURA
PESO ACABADOS CORTANTE SISMICO EN LA BASE
PESO EQUPOS PERMANENTES Vs= SagM
FERODO/DE SISMICAS EN LA ALTURA
DISTRIBUCION DE LAS FUERZAS
RIGIDEZ
MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO
ACELERACION,
ESPECTRAL
V.50
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 7 - Obtención de las fuerzas sísmicas de diseño
MASA EDIFICACION
PESO PROPIO ESTRUCTURA
PESO ACABADOS CORTANTE SISMICO EN LA BASE
PESO EQUPOS PERMANENTES Vs= SagM
FERODO/DE SISMICAS EN LA ALTURA
DISTRIBUCION DE LAS FUERZAS
RIGIDEZ
MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISEÑO
ACELERACION,
ESPECTRAL
V.50
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 8: Analisis
ANALISIS DE LA ESTRUCTURA PARA
LAS FUERZAS SISMICAS DE DISEÑO
EMPLEANDO EL PROCEDIMIENTO DE
ANALISIS DEL PASO 3
torsión accidental
Paso
Desplazamientos
DESPLAZAMIENTOS DE LA ESTRUCTURA
FUERZAS INTERNAS DE LA ESTRUCTURA
e fuerzas axiales
e momentos flectores
e fuerzas cortantes
e torsión
Paso 8: Analisis
ANALISIS DE LA ESTRUCTURA PARA
LAS FUERZAS SISMICAS DE DISEÑO
EMPLEANDO EL PROCEDIMIENTO DE
ANALISIS DEL PASO 3
torsión accidental
Paso
Desplazamientos
DESPLAZAMIENTOS DE LA ESTRUCTURA
FUERZAS INTERNAS DE LA ESTRUCTURA
e fuerzas axiales
e momentos flectores
e fuerzas cortantes
e torsión
Disefio basado en fuerzas
Paso 10: Verificación de las derivas
Definición de la deriva
Az Sidi
Máxima deriva admisible
AS 01h
1% de la altura del piso (hy)
La deriva debe incluir q
para mampostería estructural
los efectos torsionales este límite es 0,5% de h à
de toda la estructura p
y el efecto P-Delta
Sila deriva es mayor que la máxima deriva
admisible debe rigidizarse la estructura
V.52
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 10: Verificación de las derivas
Definición de la deriva
Az Sidi
Máxima deriva admisible
AS 01h
1% de la altura del piso (hy)
La deriva debe incluir q
para mampostería estructural
los efectos torsionales este límite es 0,5% de h à
de toda la estructura p
y el efecto P-Delta
Sila deriva es mayor que la máxima deriva
admisible debe rigidizarse la estructura
V.52
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 10: Verificación de las derivas (Continuación...)
Límites de la Deriva
v Estructuras de hormigón o de acero
1.0% h
piso
v Estructuras de Mampostería
0.5% h
iso
P V.53
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 10: Verificación de las derivas (Continuación...)
Límites de la Deriva
v Estructuras de hormigón o de acero
1.0% h
piso
v Estructuras de Mampostería
0.5% h
iso
P V.53
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 11: Obtención de R (Continuación)
e MUROS DE CARGA
e COMBINADO
e PORTICO
® DUAL
GRADO DE CAPACIDAD DE DISIPACION
DE ENERGIA DEL MATERIAL ESTRUCTURAL
e MINIMA (DMI)
e MODERADA (DMO) R= 9x0 x Ro
© ESPECIAL (DES) pr
‘GRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA
© ENPLANTA
% 9x6,
e ENALZADO &,
a
V.54
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 11: Obtención de R (Continuación)
e MUROS DE CARGA
e COMBINADO
e PORTICO
® DUAL
GRADO DE CAPACIDAD DE DISIPACION
DE ENERGIA DEL MATERIAL ESTRUCTURAL
e MINIMA (DMI)
e MODERADA (DMO) R= 9x0 x Ro
© ESPECIAL (DES) pr
‘GRADO DE IRREGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA
© ENPLANTA
% 9x6,
e ENALZADO &,
a
V.54
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 11: Obtención de R (Continuación...)
El análisis estructural para las fuerzas sísmicas
de diseño se realiza sin dividir por R
Las derivas se verifican para los
desplazamientos horizontales obtenidos sin
dividir por R
Sólo se divide por R en el momento de diseñar
el elemento
V.55
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Paso 11: Obtención de R (Continuación...)
El análisis estructural para las fuerzas sísmicas
de diseño se realiza sin dividir por R
Las derivas se verifican para los
desplazamientos horizontales obtenidos sin
dividir por R
Sólo se divide por R en el momento de diseñar
el elemento
V.55
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio basado en fuerzas
Paso 12 - Obtención fuerzas de diseño
FUERZAS SISMICAS INTERNAS FUERZAS INTERNAS.
OBTENIDAS DEL ANALISIS INELASTICAS DE DISEÑO
fuerzas mayoradas
+R 2 = debidas al sismo
COMBINADAS
SEGUN EL
+ TITULO B
FUERZAS INTERNAS DEL
DEBIDAS A CARGAS
MUERTAS, VIVAS, Y OTRAS REGLAMENTO
fugrzes mayoradas
debidas a:
x (aus) =
decarga carga muerta
carga viva
otras solicitaciones
fuerzas mayoradas
de diseño
Paso 12 - Obtención fuerzas de diseño
FUERZAS SISMICAS INTERNAS FUERZAS INTERNAS.
OBTENIDAS DEL ANALISIS INELASTICAS DE DISEÑO
fuerzas mayoradas
+R 2 = debidas al sismo
COMBINADAS
SEGUN EL
+ TITULO B
FUERZAS INTERNAS DEL
DEBIDAS A CARGAS
MUERTAS, VIVAS, Y OTRAS REGLAMENTO
fugrzes mayoradas
debidas a:
x (aus) =
decarga carga muerta
carga viva
otras solicitaciones
fuerzas mayoradas
de diseño
Disefio basado en fuerzas
Diseño cimentación
_
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin _V57
Diseño cimentación
_
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin _V57
DISENO SISMO RESISTENTE
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
= Diseño basado en desplazamientos ©
Normatividad Colombiana = NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energia y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
= Diseño basado en desplazamientos ©
Normatividad Colombiana = NSR-98
Diseño de elementos no estructurales
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Disefio por desplazamiento
En la zona del espectro sensible a los desplazamientos, o sea
la zona de períodos largos, los desplazamientos totales que se
obtienen en la respuesta inelástica, son aproximadamente
iguales a los que tendría un sistema elástico con la misma
rigidez y sometido al mismo acelerograma. Esta característica
se denomina como el principio de las deformaciones iguales.
Fuerza elástico
Fe
u, zu,=Rxu,
esplazamiento
Uy Ujn=Ue V.59
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
En la zona del espectro sensible a los desplazamientos, o sea
la zona de períodos largos, los desplazamientos totales que se
obtienen en la respuesta inelástica, son aproximadamente
iguales a los que tendría un sistema elástico con la misma
rigidez y sometido al mismo acelerograma. Esta característica
se denomina como el principio de las deformaciones iguales.
Fuerza elástico
Fe
u, zu,=Rxu,
esplazamiento
Uy Ujn=Ue V.59
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Este aspecto tiene implicaciones muy importantes en
diseño sísmico, dado que una de las verificaciones que
deben realizarse consiste en comprobar que las
deformaciones de la estructura no sean excesivas, y dado
que la estructura en general se sale del intervalo elástico
de respuesta ante la ocurrencia de los movimientos
sísmicos de diseño, estas deformaciones se deben estimar
en el intervalo inelástico de la manera más precisa
posible.
V.60
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Este aspecto tiene implicaciones muy importantes en
diseño sísmico, dado que una de las verificaciones que
deben realizarse consiste en comprobar que las
deformaciones de la estructura no sean excesivas, y dado
que la estructura en general se sale del intervalo elástico
de respuesta ante la ocurrencia de los movimientos
sísmicos de diseño, estas deformaciones se deben estimar
en el intervalo inelástico de la manera más precisa
posible.
V.60
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Por otro lado, si el daño a elementos estructurales y no
estructurales, está asociado con las deformaciones
inelásticas que se tengan, la rigidez inicial del sistema y su
degradación son parámetros muy importantes en el buen
comportamiento de la estructura.
El problema de estimar las deformaciones en el
intervalo inelästico se vuelve especialmente complejo
cuando se tiene degradación de la rigidez, pues el período
de vibración del sistema cambia durante la respuesta de la
estructura a la excitación sísmica.
V.61
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Por otro lado, si el daño a elementos estructurales y no
estructurales, está asociado con las deformaciones
inelásticas que se tengan, la rigidez inicial del sistema y su
degradación son parámetros muy importantes en el buen
comportamiento de la estructura.
El problema de estimar las deformaciones en el
intervalo inelästico se vuelve especialmente complejo
cuando se tiene degradación de la rigidez, pues el período
de vibración del sistema cambia durante la respuesta de la
estructura a la excitación sísmica.
V.61
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
En los trabajos de Shimazaki y Sozen, se encontró que
cuando el periodo de la estructura era mayor que un valor
característico 7. del acelerograma, la energía que entraba al
sistema era constante o disminuía, independientemente de la
resistencia del sistema, E,
Además se encontró, que cuando el periodo del sistema era
mayor que el período característico, T lo
independientemente de la resistencia del sistema F; el
desplazamiento máximo inelástico u,, tendería a ser igual al
del espectro elástico de desplazamientos, confirmando el
principio de desplazamientos iguales.
V.62
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
En los trabajos de Shimazaki y Sozen, se encontró que
cuando el periodo de la estructura era mayor que un valor
característico 7. del acelerograma, la energía que entraba al
sistema era constante o disminuía, independientemente de la
resistencia del sistema, E,
Además se encontró, que cuando el periodo del sistema era
mayor que el período característico, T lo
independientemente de la resistencia del sistema F; el
desplazamiento máximo inelástico u,, tendería a ser igual al
del espectro elástico de desplazamientos, confirmando el
principio de desplazamientos iguales.
V.62
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Periodo caracteristico de temblor, T,
El periodo caracteristico del temblor se define como el
menor periodo al cual el espectro de energia, para
¿=10 %, deja de aumentar. Este período coincide con el
punto donde las aceleraciones aproximadamente
constantes del espectro de aceleraciones termina.
En la respuesta inelästica el desplazamiento alarga el
período, y si el aumento de período aumenta la energía
que entra al sistema, entonces el sistema debe
desplazarse más para poder disipar este aumento de
energía.
V.63
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Periodo caracteristico de temblor, T,
El periodo caracteristico del temblor se define como el
menor periodo al cual el espectro de energia, para
¿=10 %, deja de aumentar. Este período coincide con el
punto donde las aceleraciones aproximadamente
constantes del espectro de aceleraciones termina.
En la respuesta inelästica el desplazamiento alarga el
período, y si el aumento de período aumenta la energía
que entra al sistema, entonces el sistema debe
desplazarse más para poder disipar este aumento de
energía.
V.63
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Periodo caracteristico
1.000
0.100
Energia
\2E/m
(m/s)
0.010
0.001
0.01
Josef Farbiarz F.
Hy
10
V.64
U.N. Sede Medellin
Periodo caracteristico
1.000
0.100
Energia
\2E/m
(m/s)
0.010
0.001
0.01
Josef Farbiarz F.
Hy
10
V.64
U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Periodo caracteristico
1.000
Corralitos NS México EW
Castaic
0.100
Energia
V2E/m
(m/s)
0.010
01
Período T, (s) V.65
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Periodo caracteristico
1.000
Corralitos NS México EW
Castaic
0.100
Energia
V2E/m
(m/s)
0.010
01
Período T, (s) V.65
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Shimazaki y Sozen explican cualitativamente este
fenómeno indicando que la energía que entra al
sistema se mantiene constante cuando el sistema
tiene un período de vibración inicial mayor que T,,
pues la degradación de la rigidez alarga este
período y entonces no se presenta un aumento en
la energía que entra al sistema y no la hay
suficiente para producir un aumento de la
deformación inelástica.
V.66
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Shimazaki y Sozen explican cualitativamente este
fenómeno indicando que la energía que entra al
sistema se mantiene constante cuando el sistema
tiene un período de vibración inicial mayor que T,,
pues la degradación de la rigidez alarga este
período y entonces no se presenta un aumento en
la energía que entra al sistema y no la hay
suficiente para producir un aumento de la
deformación inelástica.
V.66
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Por otro lado, si el sistema tiene un periodo de
vibración T < T,, un aumento en el período del
sistema causado por la degradación de rigidez,
conduce a un aumento de la energía que entra al
sistema y entonces se presenta una deformación
inelástica máxima mayor que la máxima elástica.
V.67
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Por otro lado, si el sistema tiene un periodo de
vibración T < T,, un aumento en el período del
sistema causado por la degradación de rigidez,
conduce a un aumento de la energía que entra al
sistema y entonces se presenta una deformación
inelástica máxima mayor que la máxima elástica.
V.67
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Otro aspecto muy importante encontrado en estos
estudios consistió en identificar que bajo ciertas
condiciones del periodo de la estructura y su resistencia
en la base, para periodos iniciales del sistema T < To,
también las deformaciones ineldsticas se mantenían
iguales o menores que las elásticas. La condición anterior
fue formulada por Shimazaki y Sozen de la siguiente
manera para sistemas estructurales cuya respuesta
histerética es similar a la de elementos de hormigón
reforzado: RD < 1.0
es valida si:
RR+RT21.0
V.68
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Otro aspecto muy importante encontrado en estos
estudios consistió en identificar que bajo ciertas
condiciones del periodo de la estructura y su resistencia
en la base, para periodos iniciales del sistema T < To,
también las deformaciones ineldsticas se mantenían
iguales o menores que las elásticas. La condición anterior
fue formulada por Shimazaki y Sozen de la siguiente
manera para sistemas estructurales cuya respuesta
histerética es similar a la de elementos de hormigón
reforzado: RD < 1.0
es valida si:
RR+RT21.0
V.68
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Disefio por desplazamientos
RD <1.0
es valida si:
RR+RT 21.0
(Relación de desplazamientos)
RD =
in
u,
F
RR= Y (Relaciön de resistencias)
es
e
T
2 V.69
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R
(Relación de períodos)
RD <1.0
es valida si:
RR+RT 21.0
(Relación de desplazamientos)
RD =
in
u,
F
RR= Y (Relaciön de resistencias)
es
e
T
2 V.69
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R
(Relación de períodos)
Disefio por desplazamientos
Ahora bien, el periodo efectivo, T,, es el periodo resultante después de la
degradación de la rigidez, que para el final del intervalo inelástico podría
alcanzar el 50 % de la original. De tal manera, el periodo efectivo puede
estimarse así:
27 27
Ty =a =
“de 0.5k
V.70
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Ahora bien, el periodo efectivo, T,, es el periodo resultante después de la
degradación de la rigidez, que para el final del intervalo inelástico podría
alcanzar el 50 % de la original. De tal manera, el periodo efectivo puede
estimarse así:
27 27
Ty =a =
“de 0.5k
V.70
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Entonces, si la siguiente relación se cumple, los
desplazamientos inelásticos son iguales, o menores, que los
elásticos.
Te
T = período original de la estructura
Tc = período característico del sismo
V, = corte basal resistente de la estructura
V,= corte basal solicitado elásticamente
V.71
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Entonces, si la siguiente relación se cumple, los
desplazamientos inelásticos son iguales, o menores, que los
elásticos.
Te
T = período original de la estructura
Tc = período característico del sismo
V, = corte basal resistente de la estructura
V,= corte basal solicitado elásticamente
V.71
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
1. Definir el sismo de diseño en términos de una
aceleración máxima del terreno, A,, y un período
característico, Te.
te
2. Definir la deriva aceptable para la edificación, en
función de su contenido y uso, poniendo especial
atención a las derivas admisible para los elementos no
estructurales.
3. Dimensionar la estructura para las cargas verticales
que la afectan, utilizando secciones para los elementos
estructurales dentro de los limites tradicionales en el
lugar.
V.72
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
1. Definir el sismo de diseño en términos de una
aceleración máxima del terreno, A,, y un período
característico, Te.
te
2. Definir la deriva aceptable para la edificación, en
función de su contenido y uso, poniendo especial
atención a las derivas admisible para los elementos no
estructurales.
3. Dimensionar la estructura para las cargas verticales
que la afectan, utilizando secciones para los elementos
estructurales dentro de los limites tradicionales en el
lugar.
V.72
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
4. Calcular dinámicamente el período fundamental, T, de la
edificación, empleando inercias no fisuradas, y luego
convertirlo en periodo efectivo T,, por medio de
Ty = 7002
5. Calcular la deriva promedio de edificio A,, que puede
estimarse como el desplazamiento total medido en la
cubierta, dividido por la altura de la cubierta con respecto
al nivel del suelo:
V.73
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
4. Calcular dinámicamente el período fundamental, T, de la
edificación, empleando inercias no fisuradas, y luego
convertirlo en periodo efectivo T,, por medio de
Ty = 7002
5. Calcular la deriva promedio de edificio A,, que puede
estimarse como el desplazamiento total medido en la
cubierta, dividido por la altura de la cubierta con respecto
al nivel del suelo:
V.73
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
Ahora bien, la respuesta de la estructura, a la altura de la
cubierta, puede estimarse con base en la respuesta de un
SUGDL equivalente. Asi, la respuesta espectral de un
SUGDL sera:
A = AsucoL
SUGDL — 2
[0]
Asueo, = Fr A, :9
V.74
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
Ahora bien, la respuesta de la estructura, a la altura de la
cubierta, puede estimarse con base en la respuesta de un
SUGDL equivalente. Asi, la respuesta espectral de un
SUGDL sera:
A = AsucoL
SUGDL — 2
[0]
Asueo, = Fr A, :9
V.74
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
Por lo tanto:
A MARI AS eA gh
SUGDL ©? Es Ar?
T
La respuesta de la estructura sera proporcional a la del
SUGDL, asi que:
Aou = YA sue.
V.75
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
Por lo tanto:
A MARI AS eA gh
SUGDL ©? Es Ar?
T
La respuesta de la estructura sera proporcional a la del
SUGDL, asi que:
Aou = YA sue.
V.75
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
Pero la respuesta buscada es la de la rigidez degradada:
F,-A,-g9-T, F,-A,-9g-T-\2
Acuw =? * 4 = fay 2 =
TT
A Be
47?
G A, -g ST
| cub 2 277?
Y la deriva promedio
será:
F,-A,gT 1
Am =? a2 I .
2/27 Rou
En general, la deriva maxima puede estimarse como:
Ange 0A,
V.76
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
Pero la respuesta buscada es la de la rigidez degradada:
F,-A,-g9-T, F,-A,-9g-T-\2
Acuw =? * 4 = fay 2 =
TT
A Be
47?
G A, -g ST
| cub 2 277?
Y la deriva promedio
será:
F,-A,gT 1
Am =? a2 I .
2/27 Rou
En general, la deriva maxima puede estimarse como:
Ange 0A,
V.76
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
6. Verificar si A,,., cumple la deriva aceptable propuesta en el
paso 2.
7. Calcular las áreas de refuerzo de los elementos con base en
las cargas verticales y las fuerzas de viento, de acuerdo con el
Código aplicable, y cumpliendo sus mínimos.
V.77
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
6. Verificar si A,,., cumple la deriva aceptable propuesta en el
paso 2.
7. Calcular las áreas de refuerzo de los elementos con base en
las cargas verticales y las fuerzas de viento, de acuerdo con el
Código aplicable, y cumpliendo sus mínimos.
V.77
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
8. Calcular el corte basal resistente de la estructura utilizando
análisis limite y verificando que cumple la expresión:
Te >
C,=a:|1-
Y a 6
9. Despiezar la estructura de tal manera que se eviten fallas
frágiles a los niveles de deriva prescritos (cortante,
adherencia, aplastamiento por falta de confinamiento, etc.).
La estructura disipa energía en flexión, por lo tanto la
resistencia a cortante debe ser mayor que el cortante que se
desarrolla al presentarse las articulaciones plásticas en los
extremos de los elementos.
V.78
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
8. Calcular el corte basal resistente de la estructura utilizando
análisis limite y verificando que cumple la expresión:
Te >
C,=a:|1-
Y a 6
9. Despiezar la estructura de tal manera que se eviten fallas
frágiles a los niveles de deriva prescritos (cortante,
adherencia, aplastamiento por falta de confinamiento, etc.).
La estructura disipa energía en flexión, por lo tanto la
resistencia a cortante debe ser mayor que el cortante que se
desarrolla al presentarse las articulaciones plásticas en los
extremos de los elementos.
V.78
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Disefio por desplazamiento
Procedimiento
El procedimiento de diseño consiste en validar los
desplazamientos que se obtienen, sin que lo primordial sea
la resistencia de la estructura.
En un extremo el procedimiento indica, que una estructura
adecuadamente detallada por efectos de confinamiento y
de resistencia al corte por plastificación, puede diseñarse
solo para carga vertical, siempre y cuando sus
desplazamientos estén dentro de niveles tolerables de
deformación y se cumpla un corte basal resistente mínimo.
V.79
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Procedimiento
El procedimiento de diseño consiste en validar los
desplazamientos que se obtienen, sin que lo primordial sea
la resistencia de la estructura.
En un extremo el procedimiento indica, que una estructura
adecuadamente detallada por efectos de confinamiento y
de resistencia al corte por plastificación, puede diseñarse
solo para carga vertical, siempre y cuando sus
desplazamientos estén dentro de niveles tolerables de
deformación y se cumpla un corte basal resistente mínimo.
V.79
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DISEÑO SISMO RESISTENTE
Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energía y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
= Normatividad Colombiana = NSR-98 «
Diseño de elementos no estructurales
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Generalidades
Ductilidad y sismo resistencia
La energía y la sismo resistencia
Disminución de la demanda
Aumento del amortiguamiento
Diseño basado en fuerzas
Diseño basado en desplazamientos
= Normatividad Colombiana = NSR-98 «
Diseño de elementos no estructurales
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NORMAS COLOMBIANAS DE
DISENO Y CONSTRUCCION
SISMO RESISTENTE
NSR-98
LEY 400 DE 1997
DECRETOS 33 Y 34 DE 1998
DECRETO 2809 DE 2000
DECRETO 52 DE 2002
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas
DISENO Y CONSTRUCCION
SISMO RESISTENTE
NSR-98
LEY 400 DE 1997
DECRETOS 33 Y 34 DE 1998
DECRETO 2809 DE 2000
DECRETO 52 DE 2002
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas
Reseña histórica
v Hasta los 30s:
= Normas europeas y estadounidenses
(Requisitos del Joint Committee on
Reinforced Concrete, Antecesor del ACI 318).
v Después de los 30s:
= Currículo académico basado en textos
estadounidenses, es decir, en el ACI 318.
V.82
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
v Hasta los 30s:
= Normas europeas y estadounidenses
(Requisitos del Joint Committee on
Reinforced Concrete, Antecesor del ACI 318).
v Después de los 30s:
= Currículo académico basado en textos
estadounidenses, es decir, en el ACI 318.
V.82
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Reseña histórica
v 1974 - Traducción del SEAOC.
v 1977 -
= Traduccion autorizada del ACI 318-77.
= Comité para código de edificaciones de
hormigón (ICONTEC).
v 1979 - Traducción del ATC 3-06.
V.83
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
v 1974 - Traducción del SEAOC.
v 1977 -
= Traduccion autorizada del ACI 318-77.
= Comité para código de edificaciones de
hormigón (ICONTEC).
v 1979 - Traducción del ATC 3-06.
V.83
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Reseña histórica
¥ 1983 -
= ICONTEC publica la norma NTC 2000
(Basada en el ACI 318-77).
= Un fuerte temblor afecta Popayan.
= La presidencia ordena la elaboración de un
código obligatorio p
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¥ 1983 -
= ICONTEC publica la norma NTC 2000
(Basada en el ACI 318-77).
= Un fuerte temblor afecta Popayan.
= La presidencia ordena la elaboración de un
código obligatorio p
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Reseña histórica
v 1984 — 7 de junio: Promulgación del
Decreto Ley 1400 que adopta el Código
Colombiano de Construcciones Sismo
Resistentes, basado en:
= Norma AIS 100-83 (AIS)
= NTC 2000 (ICONTEC)
= Código de construcciones metálicas
(FEDESTRUCTURAS)
V.85
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
v 1984 — 7 de junio: Promulgación del
Decreto Ley 1400 que adopta el Código
Colombiano de Construcciones Sismo
Resistentes, basado en:
= Norma AIS 100-83 (AIS)
= NTC 2000 (ICONTEC)
= Código de construcciones metálicas
(FEDESTRUCTURAS)
V.85
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Reseña histórica
v 1993 — 1997 - AIS 100-97 (AIS)
v 1997 —
= Proyecto de Ley de los Ministerios del Interior,
Desarrollo (Viceministerio de vivienda), Minas
(Ingeominas) y Transporte.
= 19 de agosto: Ley 400
= Crea la Comisión Permanente para el Régimen
de Construcciones Sismo Resistentes
V.86
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
v 1993 — 1997 - AIS 100-97 (AIS)
v 1997 —
= Proyecto de Ley de los Ministerios del Interior,
Desarrollo (Viceministerio de vivienda), Minas
(Ingeominas) y Transporte.
= 19 de agosto: Ley 400
= Crea la Comisión Permanente para el Régimen
de Construcciones Sismo Resistentes
V.86
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Reseña histórica
¥ 1998 a 2002 —
= Decreto 33 del 9 de enero de 1998.
» Reglamento de la Ley 400 de 1997: Promulgación de
las NSR-98.
= Decreto 34 del 8 de enero de 1999.
= Decreto 2809 del 29 de diciembre de 2000.
= Decreto 52 del 18 de enero de 2002.
V.87
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
¥ 1998 a 2002 —
= Decreto 33 del 9 de enero de 1998.
» Reglamento de la Ley 400 de 1997: Promulgación de
las NSR-98.
= Decreto 34 del 8 de enero de 1999.
= Decreto 2809 del 29 de diciembre de 2000.
= Decreto 52 del 18 de enero de 2002.
V.87
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Reseña histórica
VY NSR-98 VS CCCSR-84 —
= Modificaciones al reglamento:
. Decretos reglamentarios.
= Cinco nuevos títulos:
+ G: Estructuras de madera.
« H: Estudios geotécnicos.
eT: Supervision técnica.
« J: Protección contra el fuego.
« K: Aspectos complementarios.
= Reducción del límite de la deriva: 1%
= Sistema internacional de unidades.
V.88
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VY NSR-98 VS CCCSR-84 —
= Modificaciones al reglamento:
. Decretos reglamentarios.
= Cinco nuevos títulos:
+ G: Estructuras de madera.
« H: Estudios geotécnicos.
eT: Supervision técnica.
« J: Protección contra el fuego.
« K: Aspectos complementarios.
= Reducción del límite de la deriva: 1%
= Sistema internacional de unidades.
V.88
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
¿ Por qué actualizar ?
Y Actualización de las normas base (ACI,
AISC, etc.).
Y Enmiendas y complementos.
Y Lecciones de sismos y otros eventos.
Y Estado del arte relevante:
= Nuevas metodologías.
= Desarrollo e investigación nacional e
internacional.
V.89
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Y Actualización de las normas base (ACI,
AISC, etc.).
Y Enmiendas y complementos.
Y Lecciones de sismos y otros eventos.
Y Estado del arte relevante:
= Nuevas metodologías.
= Desarrollo e investigación nacional e
internacional.
V.89
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¿ Quiénes participan ?
Ministerios de Transporte , Desarrollo e Y” Instituto Colombiano de Normas
Interior Técnicas -
Dirección Nacional para la Prevención y ICONTEC
Atención de Desastres Instituto Colombiano de
Instituto de Investigaciones en Productores de
Geociencias, Minería y Química - Cemento -ICPC
INGEOMINAS Asociación Colombiana de
Superintendencia Bancaria Productor de
Departamento Administrativo de Concreto - ASOCRETO
Planeación Distrital de Bogotá D. C. Acerías Paz del Río
Sociedad Colombiana de Ingenieros - SCI Universidad de los Andes
Sociedades Regionales de la Sociedad Universidad Javeriana
Colombiana de Ingenieros Universidad Nacional Bogotá
Sociedad Colombiana de Arquitectos - Universidad Nacional Medellín
SCA Universidad Nacional Manizales
Asociación Colombiana de Ingeniería Universidad del Cauca
Estructural- ACIES Universidad Industrial de Santander
Asociación de Ingenieros Estructurales de Universidad del Quindío
Antioquia Universidad del Valle
Sociedad Colombiana de Geotécnia Universidad Eafit - Medellín
Seccional Colombiana del American y más de 500 profesionales dentro
Concrete Institute - ACI de los que se cuentan ingenieros,
Camacol Nacional arquitectos y abogados.
Camacol Seccionales Antioquia,
Cundinamarca y Valle v.90
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Ministerios de Transporte , Desarrollo e Y” Instituto Colombiano de Normas
Interior Técnicas -
Dirección Nacional para la Prevención y ICONTEC
Atención de Desastres Instituto Colombiano de
Instituto de Investigaciones en Productores de
Geociencias, Minería y Química - Cemento -ICPC
INGEOMINAS Asociación Colombiana de
Superintendencia Bancaria Productor de
Departamento Administrativo de Concreto - ASOCRETO
Planeación Distrital de Bogotá D. C. Acerías Paz del Río
Sociedad Colombiana de Ingenieros - SCI Universidad de los Andes
Sociedades Regionales de la Sociedad Universidad Javeriana
Colombiana de Ingenieros Universidad Nacional Bogotá
Sociedad Colombiana de Arquitectos - Universidad Nacional Medellín
SCA Universidad Nacional Manizales
Asociación Colombiana de Ingeniería Universidad del Cauca
Estructural- ACIES Universidad Industrial de Santander
Asociación de Ingenieros Estructurales de Universidad del Quindío
Antioquia Universidad del Valle
Sociedad Colombiana de Geotécnia Universidad Eafit - Medellín
Seccional Colombiana del American y más de 500 profesionales dentro
Concrete Institute - ACI de los que se cuentan ingenieros,
Camacol Nacional arquitectos y abogados.
Camacol Seccionales Antioquia,
Cundinamarca y Valle v.90
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
ESQUEMA JURIDICO
LEY
(Obligatorio)
V.91
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
LEY
(Obligatorio)
V.91
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
ESQUEMA JURIDICO
LEY
(Obligatorio)
Requisitos
de
desempeño
Reglamentación
Obligatorio
Criterios de \ ba y
desempeño
V.92
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LEY
(Obligatorio)
Requisitos
de
desempeño
Reglamentación
Obligatorio
Criterios de \ ba y
desempeño
V.92
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
ESQUEMA JURIDICO
Requisitos
de
desempeño
Criterios de
desempeño
Verificación
v Métodos
v Procedimientos
Soluciones
satisfactorias
LEY
(Obligatorio)
Reglamentación
(Obligatorio)
Guías y
Manuales
(Opcional)
U.N. Sede Medellín
Requisitos
de
desempeño
Criterios de
desempeño
Verificación
v Métodos
v Procedimientos
Soluciones
satisfactorias
LEY
(Obligatorio)
Reglamentación
(Obligatorio)
Guías y
Manuales
(Opcional)
U.N. Sede Medellín
ESQUEMA JURIDICO
Requisitos
de
desempeño
Criterios de
desempeño
Verificación
v Métodos
v Procedimientos
Soluciones
satisfactorias
LEY
(Obligatorio)
Reglamentación
(Obligatorio)
Normas
(Opcional)
DISEÑO
Requisitos
de
desempeño
Criterios de
desempeño
Verificación
v Métodos
v Procedimientos
Soluciones
satisfactorias
LEY
(Obligatorio)
Reglamentación
(Obligatorio)
Normas
(Opcional)
DISEÑO
BASE CONCEPTUAL
Evolución de los métodos de diseño
Básico ı Alternativo
TENSIONES ADMISIBLES]
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Evolución de los métodos de diseño
Básico ı Alternativo
TENSIONES ADMISIBLES]
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
BASE CONCEPTUAL
Evolución de los métodos de diseño
SEGURIDAD |} [ESTADOS LÍMITE |
1 Basico
1 1
Basico 1 Alternativo
TENSIONES ADMISIBLES
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Evolución de los métodos de diseño
SEGURIDAD |} [ESTADOS LÍMITE |
1 Basico
1 1
Basico 1 Alternativo
TENSIONES ADMISIBLES
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
BASE CONCEPTUAL
Evolución de los métodos de diseño
DISEÑO PLÁSTICO
RESTAURABILIDAD
SEGURIDAD |} | ESTADOS LÍMITE |
1 Basico!
1 I
Bäsico | Alternativo
TENSIONES ADMISIBLES|
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Evolución de los métodos de diseño
DISEÑO PLÁSTICO
RESTAURABILIDAD
SEGURIDAD |} | ESTADOS LÍMITE |
1 Basico!
1 I
Bäsico | Alternativo
TENSIONES ADMISIBLES|
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
BASE CONCEPTUAL
Evolución de los métodos de diseño
FUNCIONALIDAD, DURABILIDAD ee
Y SOSTENIBILIDAD DESEMPEÑO
—
ı
DISENO PLÄSTICO
RESTAURABILIDAD Aer,
. L_
SEGURIDAD |! [ESTADOS LIMITE D
Básico ı 1
1 I
ı Alternativo
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Evolución de los métodos de diseño
FUNCIONALIDAD, DURABILIDAD ee
Y SOSTENIBILIDAD DESEMPEÑO
—
ı
DISENO PLÄSTICO
RESTAURABILIDAD Aer,
. L_
SEGURIDAD |! [ESTADOS LIMITE D
Básico ı 1
1 I
ı Alternativo
1920 1940 1960 1980 2000 2020
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CODIGOS
Codigos actuales:
Y Guías simples deterministicas
y Criterios basados en experiencia
Y Pobre clasificación ambiental
A Se
Relación desempeño/vida útil: Implicita
(~ 50 años)
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Codigos actuales:
Y Guías simples deterministicas
y Criterios basados en experiencia
Y Pobre clasificación ambiental
A Se
Relación desempeño/vida útil: Implicita
(~ 50 años)
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
CODIGOS
Codificación basada en desempeño:
Y Modelos de degradación
Y Parámetros de materiales
Y Acciones ambientales detalladas
y Cuantificación estadística
y Selección de vida útil
SSS SS SSE
Relacion desempefio/vida util: Explicita
Análisis de falla estadístico
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Codificación basada en desempeño:
Y Modelos de degradación
Y Parámetros de materiales
Y Acciones ambientales detalladas
y Cuantificación estadística
y Selección de vida útil
SSS SS SSE
Relacion desempefio/vida util: Explicita
Análisis de falla estadístico
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
CODIGOS
¿Simplificación?
Y Concepc!
= Especi
= Mayor
Y Procedin
= Constr
= Organi
= Metod
Josef Farbiarz F.
Edificios
altos
<
Edificios
bajos
Puentes de
gran luz
Jess
Viento
0.01 0.1 10
FRECUENCIA, Hz
Facultad de Minas
ıctural.
U.N. Sede Medellin
¿Simplificación?
Y Concepc!
= Especi
= Mayor
Y Procedin
= Constr
= Organi
= Metod
Josef Farbiarz F.
Edificios
altos
<
Edificios
bajos
Puentes de
gran luz
Jess
Viento
0.01 0.1 10
FRECUENCIA, Hz
Facultad de Minas
ıctural.
U.N. Sede Medellin
Ley 400 de 1997
Titulo I - Objeto y Alcance
Título II - Definiciones
Título III - Diseño y Construcción
+ Responsabilidades
+ Otros materiales y métodos alternos de diseño y construcción
Título IV - Revisión de los diseños
Título V - Supervisión técnica de la construcción
Título VI - Profesionales
+ Calidades y requisitos
+ Diseñadores
+ Revisores de diseños
+ Directores de construcción
+ Supervisores técnicos
V.102
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Titulo I - Objeto y Alcance
Título II - Definiciones
Título III - Diseño y Construcción
+ Responsabilidades
+ Otros materiales y métodos alternos de diseño y construcción
Título IV - Revisión de los diseños
Título V - Supervisión técnica de la construcción
Título VI - Profesionales
+ Calidades y requisitos
+ Diseñadores
+ Revisores de diseños
+ Directores de construcción
+ Supervisores técnicos
V.102
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Ley 400 de 1997
v Titulo VII - Comisión asesora permanente
para el régimen de construcciones sismo
resistentes
v Titulo VIII - Potestad reglamentaria
+ Decretos reglamentarios
+ Alcance y temario técnico y científico
v Titulo IX - Responsabilidades y Sanciones
v Título X - Disposiciones finales
V.103
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
v Titulo VII - Comisión asesora permanente
para el régimen de construcciones sismo
resistentes
v Titulo VIII - Potestad reglamentaria
+ Decretos reglamentarios
+ Alcance y temario técnico y científico
v Titulo IX - Responsabilidades y Sanciones
v Título X - Disposiciones finales
V.103
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
>
B
c
D
E
F
G
H
1
J
K
CONTENIDO DE LA NSR-98
TITULO TEMA
REQUISITOS GENERALES DE DISENO Y
CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE
CARGAS
CONCRETO ESTRUCTURAL
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
CASAS DE UNO Y DOS PISOS
ESTRUCTURAS METALICAS
ESTRUCTURAS DE MADERA
ESTUDIOS GEOTECNICOS
SUPERVISION TECNICA
REQUISITOS PARA FUEGO
OTROS REQUISITOS COMPLEMENTARIOS
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas
OBSERVACIONES
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Nuevo
Nuevo
Nuevo
Nuevo
Nuevo
V.104
U.N. Sede Medellin
B
c
D
E
F
G
H
1
J
K
CONTENIDO DE LA NSR-98
TITULO TEMA
REQUISITOS GENERALES DE DISENO Y
CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE
CARGAS
CONCRETO ESTRUCTURAL
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
CASAS DE UNO Y DOS PISOS
ESTRUCTURAS METALICAS
ESTRUCTURAS DE MADERA
ESTUDIOS GEOTECNICOS
SUPERVISION TECNICA
REQUISITOS PARA FUEGO
OTROS REQUISITOS COMPLEMENTARIOS
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas
OBSERVACIONES
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Nuevo
Nuevo
Nuevo
Nuevo
Nuevo
V.104
U.N. Sede Medellin
>
B
c
D
E
F
G
H
1
J
K
CONTENIDO DE LA NSR-09
TITULO TEMA
REQUISITOS GENERALES DE DISENO Y
CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE
CARGAS
CONCRETO ESTRUCTURAL
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
CASAS DE UNO Y DOS PISOS
ESTRUCTURAS METALICAS
ESTRUCTURAS DE MADERA
ESTUDIOS GEOTECNICOS
SUPERVISION TECNICA
REQUISITOS PARA FUEGO
OTROS REQUISITOS COMPLEMENTARIOS
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas
OBSERVACIONES
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
V.105
U.N. Sede Medellin
B
c
D
E
F
G
H
1
J
K
CONTENIDO DE LA NSR-09
TITULO TEMA
REQUISITOS GENERALES DE DISENO Y
CONSTRUCCION SISMO RESISTENTE
CARGAS
CONCRETO ESTRUCTURAL
MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL
CASAS DE UNO Y DOS PISOS
ESTRUCTURAS METALICAS
ESTRUCTURAS DE MADERA
ESTUDIOS GEOTECNICOS
SUPERVISION TECNICA
REQUISITOS PARA FUEGO
OTROS REQUISITOS COMPLEMENTARIOS
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas
OBSERVACIONES
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
Actualizado
V.105
U.N. Sede Medellin
REQUISISTOS
SISMICOS
SISMICOS
Sistema de Unidades
TITULO A
REQUISITOS GENERALES DE
DISENO Y CONSTRUCCION
SISMO RESISTENTE
REQUISITOS GENERALES DE
DISENO Y CONSTRUCCION
SISMO RESISTENTE
TITULO A
A.1 - Introducción
A.2 - Zonas de Amenaza Sismica y
Movimientos Sismicos de Diseño
A.3 - Requisitos Generales de Diseño
Sismo Resistente
A.4 - Método de la Fuerza Horizontal
Equivalente
A.5 - Método del Análisis Dinámico
A.6 - Requisitos de la Deriva
A.7 - Interacción Suelo-Estructura
V.109
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A.1 - Introducción
A.2 - Zonas de Amenaza Sismica y
Movimientos Sismicos de Diseño
A.3 - Requisitos Generales de Diseño
Sismo Resistente
A.4 - Método de la Fuerza Horizontal
Equivalente
A.5 - Método del Análisis Dinámico
A.6 - Requisitos de la Deriva
A.7 - Interacción Suelo-Estructura
V.109
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TITULO A
A.8 - Efectos Sismicos Sobre Elementos que No
Hacen Parte del Sistema de Resistencia
Sismica
A.9 - Elementos No Estructurales
A.10 - Edificaciones Construidas Antes de la
Vigencia de la Presente Version del Reglamento
A.11 - Instrumentación Sísmica
4.12 - Requisitos Especiales para Edificaciones
Indispensables del Grupo de Uso IV
A.13 - Definiciones y Nomenclatura
v.110
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A.8 - Efectos Sismicos Sobre Elementos que No
Hacen Parte del Sistema de Resistencia
Sismica
A.9 - Elementos No Estructurales
A.10 - Edificaciones Construidas Antes de la
Vigencia de la Presente Version del Reglamento
A.11 - Instrumentación Sísmica
4.12 - Requisitos Especiales para Edificaciones
Indispensables del Grupo de Uso IV
A.13 - Definiciones y Nomenclatura
v.110
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TITULO A
v Apéndice A-1 - Recomendaciones Sísmicas para
Algunas Estructuras que se Salen del Alcance del
Reglamento
v Apéndice A-2 - Recomendaciones para el Cálculo de
los Efectos de Interacción Dinámica Suelo-Estructura
v Apéndice A-3 - Procedimiento Alterno para la
Definición de los Efectos Locales
v Apéndice A-4 - Valores de A, y À, y Definición de la
Zona de Amenaza Sísmica de los Municipios
Colombianos
V.111
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v Apéndice A-1 - Recomendaciones Sísmicas para
Algunas Estructuras que se Salen del Alcance del
Reglamento
v Apéndice A-2 - Recomendaciones para el Cálculo de
los Efectos de Interacción Dinámica Suelo-Estructura
v Apéndice A-3 - Procedimiento Alterno para la
Definición de los Efectos Locales
v Apéndice A-4 - Valores de A, y À, y Definición de la
Zona de Amenaza Sísmica de los Municipios
Colombianos
V.111
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¿ QUE HAY EN EL TÍTULO A ?
v.112
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v.112
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
CAPITULO A.1
INTRODUCCION
Y Defensa de la vida y de la propiedad
v Se aclara el procedimiento de diseño
v Se amplían el uso de materiales y métodos
alternos de diseño y construcción
v Se definen los requisitos para presentación
de planos y memorias
v Se definen la idoneidad requerida de
supervisores técnicos, diseñadores y
revisores de diseños. wig
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
INTRODUCCION
Y Defensa de la vida y de la propiedad
v Se aclara el procedimiento de diseño
v Se amplían el uso de materiales y métodos
alternos de diseño y construcción
v Se definen los requisitos para presentación
de planos y memorias
v Se definen la idoneidad requerida de
supervisores técnicos, diseñadores y
revisores de diseños. wig
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PROPOSITO DE LAS NORMAS
8 El Reglamento establece criterios para la construcción y
diseño de edificaciones que:
Y” puedan verse sometidas a fuerzas sísmicas y otras fuerzas
impuestas por la naturaleza o su uso, con el fin de reducir a
un mínimo el riesgo de la pérdida de la vida.
Y da requisitos adicionales para que ciertas edificaciones
indispensables para la recuperación posterior a un sismo
puedan seguir funcionando después de su ocurrencia.
Y además establece procedimientos para defender, en alguna
medida, el patrimonio del Estado y de los ciudadanos.
V.114
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
8 El Reglamento establece criterios para la construcción y
diseño de edificaciones que:
Y” puedan verse sometidas a fuerzas sísmicas y otras fuerzas
impuestas por la naturaleza o su uso, con el fin de reducir a
un mínimo el riesgo de la pérdida de la vida.
Y da requisitos adicionales para que ciertas edificaciones
indispensables para la recuperación posterior a un sismo
puedan seguir funcionando después de su ocurrencia.
Y además establece procedimientos para defender, en alguna
medida, el patrimonio del Estado y de los ciudadanos.
V.114
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PROPOSITO DE LAS NORMAS
Una edificación diseñada siguiendo los
requisitos de este Reglamento debe ser capaz
de resistir, además de las fuerzas que le impone
su uso, temblores pequeños sin daño,
temblores moderados sin daño estructural,
pero posiblemente, con algún daño en
elementos no estructurales, y un temblor fuerte
sin colapso o pérdida de vidas humanas.
V.115
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Una edificación diseñada siguiendo los
requisitos de este Reglamento debe ser capaz
de resistir, además de las fuerzas que le impone
su uso, temblores pequeños sin daño,
temblores moderados sin daño estructural,
pero posiblemente, con algún daño en
elementos no estructurales, y un temblor fuerte
sin colapso o pérdida de vidas humanas.
V.115
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
ALCANCE DEL REGLAMENTO
El Reglamento contiene los
requisitos minimos
para el diseño y construcción de
edificaciones nuevas
El Reglamento contiene los
requisitos minimos
para el diseño y construcción de
edificaciones nuevas
ALCANCE DEL REGLAMENTO
v Da los requisitos para la adición, modificación y
remodelación del sistema estructural de
edificaciones construidas antes de la vigencia de la
presente versión del Reglamento.
v Establece requisitos especiales para el diseño y
construcción sismo resistente de edificaciones
indispensables para la recuperación de la
comunidad con posterioridad a la ocurrencia de un
sismo.
v.117
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
v Da los requisitos para la adición, modificación y
remodelación del sistema estructural de
edificaciones construidas antes de la vigencia de la
presente versión del Reglamento.
v Establece requisitos especiales para el diseño y
construcción sismo resistente de edificaciones
indispensables para la recuperación de la
comunidad con posterioridad a la ocurrencia de un
sismo.
v.117
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
ALCANCE DEL REGLAMENTO
No cubre el diseño y construcción de estructuras
especiales tales como puentes, torres de transmisión,
torres y equipos industriales, muelles, estructuras
hidráulicas y todas aquellas estructuras cuyo
comportamiento dinámico difiera del de
edificaciones convencionales o no estén cubiertas
dentro de las limitaciones de cada uno de los
materiales estructurales prescritos dentro de este
Reglamento.
V.118
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
No cubre el diseño y construcción de estructuras
especiales tales como puentes, torres de transmisión,
torres y equipos industriales, muelles, estructuras
hidráulicas y todas aquellas estructuras cuyo
comportamiento dinámico difiera del de
edificaciones convencionales o no estén cubiertas
dentro de las limitaciones de cada uno de los
materiales estructurales prescritos dentro de este
Reglamento.
V.118
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PROCEDIMIENTO DE DISENO
GENERAL - La estructura de las edificaciones
cubiertas por el alcance de este Reglamento
debe disefiarse para que tenga resistencia y
rigidez adecuadas ante las cargas minimas de
diseño prescritas y debe, además, verificarse
que dispone de rigidez adecuada para limitar
la deformabilidad ante las cargas de servicio,
de tal manera que no se vea afectado el
funcionamiento de la edificación.
V.119
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
GENERAL - La estructura de las edificaciones
cubiertas por el alcance de este Reglamento
debe disefiarse para que tenga resistencia y
rigidez adecuadas ante las cargas minimas de
diseño prescritas y debe, además, verificarse
que dispone de rigidez adecuada para limitar
la deformabilidad ante las cargas de servicio,
de tal manera que no se vea afectado el
funcionamiento de la edificación.
V.119
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PROCEDIMIENTO DE DISENO
CASAS DE UNO Y DOS PISOS
Las edificaciones de uno y dos pisos deben
diseñarse de acuerdo con los Capítulos A.1 a
A.13 de este Reglamento. Las casas de uno y
dos pisos del grupo de uso I, que no formen
parte de programas de mas de quince unidades
de vivienda ni tengan más de 3 000 m? de area
en conjunto, pueden diseñarse
alternativamente de acuerdo con los requisitos
del Título E de este Reglamento.
V.120
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CASAS DE UNO Y DOS PISOS
Las edificaciones de uno y dos pisos deben
diseñarse de acuerdo con los Capítulos A.1 a
A.13 de este Reglamento. Las casas de uno y
dos pisos del grupo de uso I, que no formen
parte de programas de mas de quince unidades
de vivienda ni tengan más de 3 000 m? de area
en conjunto, pueden diseñarse
alternativamente de acuerdo con los requisitos
del Título E de este Reglamento.
V.120
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PROCEDIMIENTO DE DISENO
CONSIDERACIONES ESPECIALES
En toda edificación del grupo de uso I, que
tenga más de 3000 m? de área en conjunto, o
más de quince unidades de vivienda, y en todas
las edificaciones de los grupos de usos II, III y
IV, deben considerarse los siguientes aspectos
especiales en su diseño y construcción:
V.121
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CONSIDERACIONES ESPECIALES
En toda edificación del grupo de uso I, que
tenga más de 3000 m? de área en conjunto, o
más de quince unidades de vivienda, y en todas
las edificaciones de los grupos de usos II, III y
IV, deben considerarse los siguientes aspectos
especiales en su diseño y construcción:
V.121
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PROCEDIMIENTO DE DISENO
CONSIDERACIONES ESPECIALES
(a) influencia del tipo de suelo en la respuesta sísmica de las edificaciones,
(b) potencial de licuación del suelo en el lugar,
(c) posibilidad de falla de taludes debida al sismo,
(d) comportamiento en grupo del conjunto ante solicitaciones sísmicas,
eólicas y térmicas de acuerdo con las juntas que tenga el proyecto,
(e) especificaciones complementarias acerca de la calidad de los
materiales a utilizar y del alcance de los ensayos de comprobación
técnica de la calidad real de estos materiales,
() verificación de la concepción estructural de la edificación desde el
punto de vista de cargas verticales y fuerzas horizontales, y
(2) obligatoriedad de una supervisión técnica, profesionalmente calificada,
de la construcción.
V.122
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CONSIDERACIONES ESPECIALES
(a) influencia del tipo de suelo en la respuesta sísmica de las edificaciones,
(b) potencial de licuación del suelo en el lugar,
(c) posibilidad de falla de taludes debida al sismo,
(d) comportamiento en grupo del conjunto ante solicitaciones sísmicas,
eólicas y térmicas de acuerdo con las juntas que tenga el proyecto,
(e) especificaciones complementarias acerca de la calidad de los
materiales a utilizar y del alcance de los ensayos de comprobación
técnica de la calidad real de estos materiales,
() verificación de la concepción estructural de la edificación desde el
punto de vista de cargas verticales y fuerzas horizontales, y
(2) obligatoriedad de una supervisión técnica, profesionalmente calificada,
de la construcción.
V.122
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CAPITULO A.2
ZONAS DE AMENAZA SISMICA Y
MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISENO
Y Mapas de Amenaza Sísmica
v Parámetro A, (No se considera A,)
v Perfiles de suelo S, aS,
v Opción de definir S en función de SPT, v.ys,
v Grupos de uso I a IV
v Valor mínimo en el Espectro de Diseño
v Se permite el uso de familias de acelerogramas
v Requisitos para estudios de microzonificación
V.123
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ZONAS DE AMENAZA SISMICA Y
MOVIMIENTOS SISMICOS DE DISENO
Y Mapas de Amenaza Sísmica
v Parámetro A, (No se considera A,)
v Perfiles de suelo S, aS,
v Opción de definir S en función de SPT, v.ys,
v Grupos de uso I a IV
v Valor mínimo en el Espectro de Diseño
v Se permite el uso de familias de acelerogramas
v Requisitos para estudios de microzonificación
V.123
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¡VALOR MÍNIMO DEL ESPECTRO!
¡ CUIDADO CON LOS PROGRAMAS DE
COMPUTADOR !
¡ CUIDADO CON LOS PROGRAMAS DE
COMPUTADOR !
CAPITULO A.3
REQUISITOS GENERALES DE DISENO SISMO
RESISTENTE
Y” Cuatro sistema estructurales, incluyendo el Combinado
Y” Requisitos para combinación de sistemas estructurales (en
altura y en planta)
v Restricciones especiales para edificaciones irregulares
v Se aceptan métodos inelasticos de análisis
v Se define la rigidez para utilizar en el análisis
Y” Aclaración de los efectos ortogonales
v Requisitos de torsión en el piso
Y” Requisitos para los diafragmas de piso
Y” Tablas de sistemas estructurales, indicando zona de amenaza
donde se permiten, valor de R y altura máxima.
V.125
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REQUISITOS GENERALES DE DISENO SISMO
RESISTENTE
Y” Cuatro sistema estructurales, incluyendo el Combinado
Y” Requisitos para combinación de sistemas estructurales (en
altura y en planta)
v Restricciones especiales para edificaciones irregulares
v Se aceptan métodos inelasticos de análisis
v Se define la rigidez para utilizar en el análisis
Y” Aclaración de los efectos ortogonales
v Requisitos de torsión en el piso
Y” Requisitos para los diafragmas de piso
Y” Tablas de sistemas estructurales, indicando zona de amenaza
donde se permiten, valor de R y altura máxima.
V.125
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CAPITULO A.4
METODO DE LA FUERZA HORIZONTAL
EQUIVALENTE
Y Ecuaciones para el cálculo del
Período Fundamental Aproximado T,,
Y Requisitos mínimos que debe cumplir
el análisis estructural en el uso del
Método de la Fuerza Horizontal
Equivalente
V.126
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
METODO DE LA FUERZA HORIZONTAL
EQUIVALENTE
Y Ecuaciones para el cálculo del
Período Fundamental Aproximado T,,
Y Requisitos mínimos que debe cumplir
el análisis estructural en el uso del
Método de la Fuerza Horizontal
Equivalente
V.126
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Calculo del Periodo
Calculo del Periodo
Ue = C;h, ‘
C,= 0.08 para pórticos de concreto
C,= 0.09 para pórticos de acero estructural.
= 0.05 para los otros tipos
V.128
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Ue = C;h, ‘
C,= 0.08 para pórticos de concreto
C,= 0.09 para pórticos de acero estructural.
= 0.05 para los otros tipos
V.128
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Cálculo del Período
Muros de Concreto o de Mampostería
_ 0.075
Muros de Concreto o de Mampostería
_ 0.075
CAPITULO A.5
METODO DEL ANALISIS DINAMICO
Análisis Modal a Análisis Dinámico
Se definen los modelos matemáticos que pueden utilizarse
Número de modos de vibración que deben emplearse en el
análisis modal
Se permiten métodos dinámicos inelásticos
Requisitos mínimos que debe cumplir el análisis
estructural dinámico
V.130
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
METODO DEL ANALISIS DINAMICO
Análisis Modal a Análisis Dinámico
Se definen los modelos matemáticos que pueden utilizarse
Número de modos de vibración que deben emplearse en el
análisis modal
Se permiten métodos dinámicos inelásticos
Requisitos mínimos que debe cumplir el análisis
estructural dinámico
V.130
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CAPITULO A.6
REQUISITOS DE LA DERIVA
Ÿ Límites de deriva dependientes del material
estructural
Y La deriva debe incluir los efectos de torsión
de toda la estructura
Y La deriva debe incluir los efectos P-Delta
V Requisitos para separación entre
estructuras adyacentes
V.131
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
REQUISITOS DE LA DERIVA
Ÿ Límites de deriva dependientes del material
estructural
Y La deriva debe incluir los efectos de torsión
de toda la estructura
Y La deriva debe incluir los efectos P-Delta
V Requisitos para separación entre
estructuras adyacentes
V.131
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Calculo de la Deriva
Josef Farbiarz F.
5,
+15
pd,j
2
2(5 tot,j
Facultad de Minas
V.132
U.N. Sede Medellin
Josef Farbiarz F.
5,
+15
pd,j
2
2(5 tot,j
Facultad de Minas
V.132
U.N. Sede Medellin
Calculo de la Deriva
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Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Limites de la Deriva
Y Estructuras de hormigón o de acero
1.0% h
piso
Y Estructuras de Mamposteria
0.50% h
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
piso
Y Estructuras de hormigón o de acero
1.0% h
piso
Y Estructuras de Mamposteria
0.50% h
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
piso
CAPITULO A.7
INTERACCION DINAMICA
SUELO-ESTRUCTURA
v Se dan los principios generales de
Interacción suelo-estructura y se insiste en
el criterio del ingeniero
v Se dan requisitos acerca de la información
geotécnica requerida
Y En el Apéndice A-2 se incluye la
metodología que traía el ATC-3
V.135
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
INTERACCION DINAMICA
SUELO-ESTRUCTURA
v Se dan los principios generales de
Interacción suelo-estructura y se insiste en
el criterio del ingeniero
v Se dan requisitos acerca de la información
geotécnica requerida
Y En el Apéndice A-2 se incluye la
metodología que traía el ATC-3
V.135
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CAPITULO A.8
EFECTOS SISMICOS SOBRE ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE
NO HACEN PARTE DEL SISTEMA DE RESISTENCIA SISMICA
v Efectos sísmicos sobre: escaleras, rampas,
tanques, elementos de cubierta, elementos
secundarios de las losas, apoyos de equipos,
etc.
v Se definen las fuerzas sísmicas de diseño
para estos elementos
V.136
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
EFECTOS SISMICOS SOBRE ELEMENTOS ESTRUCTURALES QUE
NO HACEN PARTE DEL SISTEMA DE RESISTENCIA SISMICA
v Efectos sísmicos sobre: escaleras, rampas,
tanques, elementos de cubierta, elementos
secundarios de las losas, apoyos de equipos,
etc.
v Se definen las fuerzas sísmicas de diseño
para estos elementos
V.136
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CAPITULO A.9
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
Y Requisitos sísmicos para elementos de:
* (a) acabados y elementos arquitectónicos y decorativos
« (b) instalaciones hidráulicas y sanitarias
* (c) instalaciones eléctricas
+ (d) equipos mecánicos e instalaciones
especiales
v Se define el grado de desempeño mínimo
v Se define quién es el diseñador responsable
v Se definen los criterios de diseño
V.137
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ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
Y Requisitos sísmicos para elementos de:
* (a) acabados y elementos arquitectónicos y decorativos
« (b) instalaciones hidráulicas y sanitarias
* (c) instalaciones eléctricas
+ (d) equipos mecánicos e instalaciones
especiales
v Se define el grado de desempeño mínimo
v Se define quién es el diseñador responsable
v Se definen los criterios de diseño
V.137
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CAPITULO A.10
EDIFICACIONES CONSTRUIDAS ANTES DE LA VIGENCIA DE LA
PRESENTE VERSION DEL REGLAMENTO
Y Basados en la Norma AIS 150
Y Requisitos para adiciones,
modificaciones y remodelaciones
Y Análisis de vulnerabilidad sísmica
V.138
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
EDIFICACIONES CONSTRUIDAS ANTES DE LA VIGENCIA DE LA
PRESENTE VERSION DEL REGLAMENTO
Y Basados en la Norma AIS 150
Y Requisitos para adiciones,
modificaciones y remodelaciones
Y Análisis de vulnerabilidad sísmica
V.138
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CAPITULO A.11
INSTRUMENTACION SISMICA
v Se define el tipo de instrumento
Y Se define en que tipo de edificación se
deben colocar en las diferentes zonas
de amenaza sísmica
V Se define quién corre con qué gastos
INSTRUMENTACION SISMICA
v Se define el tipo de instrumento
Y Se define en que tipo de edificación se
deben colocar en las diferentes zonas
de amenaza sísmica
V Se define quién corre con qué gastos
CAPITULO A.12
REQUISITOS ESPECIALES PARA EDIFICACIONES
INDISPENSABLES DEL GRUPO DE USO IV
v Cubre edificaciones cuya operación no puede
desplazarse a otro lugar (hospitales, centrales de
comunicación, etc.)
v Define los movimientos sísmicos para el Umbral de
Daño
v Requiere que la edificación permanezca en el
intervalo elástico para los movimientos sísmicos
del umbral de daño
v Requisitos de deriva para el umbral de daño
V.140
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
REQUISITOS ESPECIALES PARA EDIFICACIONES
INDISPENSABLES DEL GRUPO DE USO IV
v Cubre edificaciones cuya operación no puede
desplazarse a otro lugar (hospitales, centrales de
comunicación, etc.)
v Define los movimientos sísmicos para el Umbral de
Daño
v Requiere que la edificación permanezca en el
intervalo elástico para los movimientos sísmicos
del umbral de daño
v Requisitos de deriva para el umbral de daño
V.140
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CAPITULO A.13
DEFINICIONES Y NOMENCLATURA DEL
TITULO A
V.141
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
DEFINICIONES Y NOMENCLATURA DEL
TITULO A
V.141
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
IRREGULARIDAD TORSIONAL
usar $,= 0.9
usar $,= 0.9
RETROCESOS EN LAS ESQUINAS
usar q, = 0.9
A>0.15B o C>0.15D
usar q, = 0.9
A>0.15B o C>0.15D
IRREGULARIDAD DEL DIAFRAGMA
usar by, = 0.9
«Y
CxD>0.5AxB (CxD+CxE) >0.5AxB
usar by, = 0.9
«Y
CxD>0.5AxB (CxD+CxE) >0.5AxB
DESPLAZAMIENTO DEL
PLANO DE ACCION
usar q, =0.8
Dirección bajo
où al
Desplazamiento
plano de acción
V.145
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PLANO DE ACCION
usar q, =0.8
Dirección bajo
où al
Desplazamiento
plano de acción
V.145
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
SISTEMAS NO PARALELOS
usar q, = 0.9
Sistemas no paralelos
PLANTA
V.146
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
usar q, = 0.9
Sistemas no paralelos
PLANTA
V.146
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PISO FLEXIBLE
usar >, = 0.91
K¿<0.70K,
0
(Kp +Ky +Kr)
K« < 0.80
V.147
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
usar >, = 0.91
K¿<0.70K,
0
(Kp +Ky +Kr)
K« < 0.80
V.147
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
CAMBIO EN LA DISTRIBUCION DE MASAS
usar >, = 0.9
WD > 1.50wg
0
WD > 1.50wc
usar >, = 0.9
WD > 1.50wg
0
WD > 1.50wc
IRREGULARIDAD GEOMETRICA
usar ®, = 0.9
b
< >
a>1.30b
usar ®, = 0.9
b
< >
a>1.30b
DESPLAZAMIENTO DENTRO
DEL PLANO DE ACCION
usar , = 0.8
V.150
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
DEL PLANO DE ACCION
usar , = 0.8
V.150
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PISO DEBIL
usar , = 0.8
Resist B < 0.70 Resist C
V.151
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
usar , = 0.8
Resist B < 0.70 Resist C
V.151
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
TORSION DE TODA LA ESTRUCTURA
V.152
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
V.152
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
TORSION ACCIDENTAL
a
Josef Farbiarz F.
0.1
+
centro
masa
PLANTA
Facultad de Minas
V.153
U.N. Sede Medellin
a
Josef Farbiarz F.
0.1
+
centro
masa
PLANTA
Facultad de Minas
V.153
U.N. Sede Medellin
GRUPOS DE USO
E] Grupo IV - Instalaciones Indispensables
| Grupo III - Edif. de Atención a la Comunidad
] Grupo I - Estructuras de Ocupación Especial
E] Grupo I - Las otras
V.154
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
E] Grupo IV - Instalaciones Indispensables
| Grupo III - Edif. de Atención a la Comunidad
] Grupo I - Estructuras de Ocupación Especial
E] Grupo I - Las otras
V.154
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
ESPECTRO DE DISENO
ESPECTRO DEL UMBRAL DE DANO
Sad (9) _/ Sad=3.0 Agh
Nota:
Este espectro esta definido para
un coeficiente de amortiguamiento
igual al 2 por ciento del crítico
Sr 1.5AaSI
ad= —Ó
74 Y
/
Py
>
T, Período (seg)
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Sad (9) _/ Sad=3.0 Agh
Nota:
Este espectro esta definido para
un coeficiente de amortiguamiento
igual al 2 por ciento del crítico
Sr 1.5AaSI
ad= —Ó
74 Y
/
Py
>
T, Período (seg)
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellín
Construcción y Supervisión Técnica
V.157
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
V.157
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
¿ QUE INDICARON LOS
TEMBLORES RECIENTES ?
Buen comportamiento estructural de
las edificaciones contruidas de
acuerdo con el Decreto 1400/84
Mal comportamiento de los elementos
no estructurales de las edificaciones
contruidas de acuerdo con el Decreto
1400/84
TEMBLORES RECIENTES ?
Buen comportamiento estructural de
las edificaciones contruidas de
acuerdo con el Decreto 1400/84
Mal comportamiento de los elementos
no estructurales de las edificaciones
contruidas de acuerdo con el Decreto
1400/84
¿ QUÉ HAY NECESIDAD DE CAMBIAR EN LA
PRÁCTICA CONSTRUCTIVA ACTUAL ?
Estructuras más rígidas ante
cargas laterales
Edificaciones con acabados que se
comporten mejor ante los sismos
Edificaciones menos irregulares
V.159
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
PRÁCTICA CONSTRUCTIVA ACTUAL ?
Estructuras más rígidas ante
cargas laterales
Edificaciones con acabados que se
comporten mejor ante los sismos
Edificaciones menos irregulares
V.159
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
¿ QUÉ ES PRIORITARIO ?
Cambio a edificaciones con mayor
cantidad de muros estructurales
Nuevos tipos de acabados menos
frágiles
Nuevos sistemas de construcción
de fachadas
V.160
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
Cambio a edificaciones con mayor
cantidad de muros estructurales
Nuevos tipos de acabados menos
frágiles
Nuevos sistemas de construcción
de fachadas
V.160
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
EL RETO
El reto es para:
©) los arquitectos - involucrandose en el problema
sismico, disefiando edificaciones y acabados menos
vulnerables sismicamente,
os ingenieros - buscando soluciones estructurales mas
rígidas y seguras,
] los constructores y los supervisores técnicos -
propugnando una mejor calidad de los acabados y de
la estructura, y
] los fabricantes de materiales - introduciendo al
mercado materiales menos frágiles y de mejor
comportamiento sísmico.
V.161
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
El reto es para:
©) los arquitectos - involucrandose en el problema
sismico, disefiando edificaciones y acabados menos
vulnerables sismicamente,
os ingenieros - buscando soluciones estructurales mas
rígidas y seguras,
] los constructores y los supervisores técnicos -
propugnando una mejor calidad de los acabados y de
la estructura, y
] los fabricantes de materiales - introduciendo al
mercado materiales menos frágiles y de mejor
comportamiento sísmico.
V.161
Josef Farbiarz F. Facultad de Minas U.N. Sede Medellin
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