Deriva de Piso

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA. HORMIGON III GRUPO Nº 5

TEMA: DERIVA DE PISO INTEGRANTES: JANINE VALENCIA GINA VALENCIA PATRICIO ÑAMO NOVENO SEMESTRE “B”

Universodad Técnica de Ambato

Facultad de Ingeniería Civil yMecánica

TEMA: DERIVA DE PISO

OBJETIVO GENERAL:

-

Entender que es la deriva de piso.

OBJETIVOS ESPECIFICOS: -

Determinar los valores máximos de deriva de piso.

-

Saber que efectos causa la deriva de piso.

INTRODUCCION

DERIVA DE PISO La deriva de piso es la deformación relativa que sufre un piso en particular por la acción de una fuerza horizontal. Es el desplazamiento lateral relativo de un piso con respecto al piso consecutivo debido a la acción de una fuerza horizontal mismo que es medido en dos puntos ubicados en la misma línea vertical de la estructura.

Se calcula restando del desplazamiento del extremo superior el

desplazamiento del

extremo inferior del piso. No está reglamentado cuál es la deriva máxima que puede experimentar un edificio; lo que sí está determinado es que el índice de deriva, es decir, la relación entre la deriva y la altura de piso no debe ser mayor al 1% para el caso pórticos de concreto o de acero. Este límite protege a los elementos no estructurales frágiles que se verían muy afectados en un sismo si la estructura es muy flexible.

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DESPLAZAMIENTO TOTAL

La deriva de piso está asociada con efectos que se describen a continuación: -

Deformación inelástica de los elementos estructurales y no estructurales

-

Estabilidad global de la estructura

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Daño de los elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia sísmica y de los elementos no estructurales, tales como muros divisorios, particiones, enchapes, acabados, instalaciones eléctricas, mecánicas, etc.

-

Alarma y pánico entre las personas que ocupan la edificación.

DERIVA DE PISO SEGÚN EL CÓDIGO NEC 2011

Es la intención de la presente norma proporcionar a una estructura de uso normal de edificación, un adecuado diseño sismo resistente que cumpla con la siguiente filosofía:

-

Prevenir daños en elementos no estructurales y estructurales, ante terremotos pequeños y frecuentes, que pueden ocurrir durante la vida útil de la estructura.

-

Prevenir daños estructurales graves y controlar daños no estructurales, ante terremotos moderados y poco frecuentes, que pueden ocurrir durante la vida útil de la estructura.

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Evitar el colapso ante terremotos severos que pueden ocurrir rara vez durante la vida útil dela estructura, procurando salvaguardar la vida de sus ocupantes.

Se diseña la estructura para que:

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-

Tenga la capacidad para resistir las fuerzas especificadas por esta norma.

-

Presente las derivas de piso, ante dichas cargas, inferiores a las admisibles.

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Pueda disipar energía de deformación inelástica, haciendo uso de las técnicas de diseño por capacidad o mediante la utilización de dispositivos de control sísmico.

CONTROL DE LA DERIVA DE PISO

Es ampliamente reconocido que el daño estructural se correlaciona mejor con el desplazamiento que con la resistencia lateral desarrollada. Por lo tanto, los límites a las derivas de entrepiso inelásticas máximas, ΔM, se presentan en la Tabla, los cuales deben satisfacerse en todas las columnas del edificio.

Estructura

ΔM (max)

Hormigón,

0,02

Estructuras metálicas

y

de Madera De

0,01

mampostería Deriva de Piso

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Debido a que en varias ocasiones no son las fuerzas sísmicas, sino el control de deformaciones, el parámetro de diseño crítico, se enfatiza este requisito a través del cálculo de las derivas inelásticas máximas de piso.

El diseñador debe comprobar que su estructura presentara deformaciones inelásticas controlables, mejorando substancialmente el diseño conceptual. Los valores máximos se han establecido considerando que el calculista utilizara secciones agrietadas.

Para la revisión de las derivas de piso se utilizara el valor de la respuesta máxima inelástica en desplazamientos M de la estructura, causada por el sismo de diseño. Las derivas obtenidas como consecuencia de la aplicación de las fuerzas laterales de diseño reducidas (E), sean estáticas o dinámicas, para cada dirección de aplicación de las fuerzas laterales, se calcularan, para cada piso, realizando un análisis elástico de la estructura sometida a las fuerzas laterales calculadas, considerando las secciones agrietadas de los elementos estructurales. El cálculo de las derivas de piso debe incluir las deflexiones debidas a efectos traslacionales y torsionales, y los efectos P-D. Adicionalmente, en el caso de pórticos con estructura metálica, debe considerarse la contribución de las deformaciones de las zonas de conexiones a la deriva total de piso.

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LIMITES DE LA DERIVA El valor de la deriva máxima inelástica ΔM de cada piso debe calcularse mediante: .  M  0,75 R E Dónde: R= factor de reducción de resistencia ΔE= no puede usar los valores establecidos en la tabla

SECCIONES AGRIETADAS

Para el caso de estructuras de hormigón armado, en el cálculo de la rigidez y de las derivas máximas se deberán utilizar los valores de las inercias agrietadas:

Elementos Estructurales

Inercia

Para vigas

0,5 Ig

Para columnas

0,8 Ig

Para muros estructurales

0,6 Ig

Estructuras de mamposteria

0,5 Ig

Muros con h/l 1.5y 3

0,5-1 Ig

MOMENTOS TORSIONALES HORIZONTALES

El momento torsional de diseño en un piso determinado debe calcularse como el momento resultante de las excentricidades entre las cargas laterales de diseño en los pisos superiores al piso considerado y los elementos resistentes a cargas laterales en el piso, más la torsión accidental (asumiendo el centro de masas desplazado). Deriva de Piso

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La masa de cada nivel debe considerarse como concentrada en el centro de masas del piso, pero desplazada una distancia igual al 5% de la máxima dimensión del edificio en ese piso, perpendicular a la dirección de aplicación de las fuerzas laterales bajo consideración, con el fin de tomar en cuenta los posibles efectos de torsión accidental, tanto para estructuras regulares como para estructuras irregulares. El efecto de este desplazamiento debe incluirse en la distribución del cortante de piso y en los momentos torsionales. Cuando existe irregularidad torsional, los efectos deben ser considerados incrementando la torsión accidental en cada nivel mediante un factor de amplificación Ax, calculado con la expresión:

   AX   mas   1,2  prom  

2

En donde: dprom= promedio de desplazamientos de los puntos extremos de la estructura en el nivel x. dmax= valor del desplazamiento máximo en el nivel x.

Sin embargo, Ax no necesita ser mayor que 3.0

EFECTOS P-

Corresponden a los efectos adicionales, en las dos direcciones principales de la estructura, causados por efectos de segundo orden que producen un incremento en las fuerzas internas, momentos y derivas de la estructura, y que por ello deben considerarse, no solo para el cálculo de dichos incrementos sino también para la evaluación de la estabilidad estructural global. Los efectos P-Δ no necesitan ser considerados cuando el índice de estabilidad Qi, es menor a 0.10. El índice de estabilidad Qi, para el piso i y en la dirección bajo estudio, puede calcularse por medio de la ecuación: Qi 

Pi  i Vi hi

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En donde: Qi = índice de estabilidad del piso i, es la relación entre el momento de segundo orden y el momento de primer orden. Pi = suma de la carga vertical total sin mayorar, incluyendo el peso muerto y la sobrecarga por carga viva, del piso i y de todos los pisos localizados sobre el piso i Δi = deriva del piso i calculada en el centro de masas del piso. Vi = cortante sísmico del piso i hi = altura del piso i considerado El índice de estabilidad de cualquier piso, Qi, no debe exceder el valor de 0.30. Cuando Qi es mayor que 0.30, la estructura es potencialmente inestable y debe rigidizarse, a menos que se demuestre, mediante procedimientos más estrictos, que la estructura permanece estable y que cumple con todos los requisitos de diseño sismo-resistente establecidos en las normativas de diseño en hormigón armado, estructuras de acero, madera o mampostería, acordes con la filosofía de diseño de la presente norma. Para considerar el efecto P-Δen la dirección bajo estudio, y cuando se cumple que 0.1