Diseño de Muros ETABS

ACHISINA Asociación Chilena de Sismología e Ingeniería Antisísmica

“Modelación Estructural” Diseño Sísmico de Muros – Comparación de las disposiciones de algunos códigos de diseño sísmico. Patricio Bonelli Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Obras Civiles

Programa Programa

z z z z z z

Conceptos básicos para el diseño de edificio estructurados con muros. Modelos para análisis de muros. Interpretación de resultados de análisis y consideraciones de diseño. Diseño de secciones críticas, aplicación de algunos conceptos del Cáp. 21 ACI 318. Diseño por capacidad. Detallamiento y problemas asociados a singularidades.

1

Temas Temas relacionados relacionados

z

Comentar las disposiciones relacionadas con el diseño sísmico de muros de hormigón armado, de las normas ACI318, Eurocódigo 8, Norma Canadiense, Guías de diseño del Japón, Norma Neozelandesa.

z

Comparar las principales disposiciones respecto a la flexión, corte, flexión compuesta, y el tipo de detallamiento especial recomendado para lograr una ductilidad adecuada

Temas de interés

z

Comentar la respuesta de edificios con muros a un sismo - análisis de casos.

z

Comentar fallas ocurridas en terremotos pasados y su relación con los diseños actuales y métodos de cálculo.

2

Estados límites – análisis y diseño 1.35

0.90 Sa/g 0.45

0.00 0

1

2

3

Periodo (s) Espectro para Registro Viña del Mar S20W Espectro elástico para zona 3, suelo III Espectro elástico para zona 3, suelo II Espectro elástico para zona 2, suelo II

Definición de los factores de modificación de respuesta R ; factor de sobre resistencia ΩO ; y factor de amplificación de desplazamientos, Cd .

3

CAPACIDAD DE DEFORMACIÓ DEFORMACIÓN Y RESISTENCIA Edificio de doce pisos

60 Falla al corte en la base de muros rectangulares

Corte Basal [% Peso]

50

40

Formación del mecanismo de colapso

εcu=0.004 en la base de muro T-

εcu=0.004 en la base de muro T+

εcu=0.004 en la base de muro rectangular

Fluencia en la base de Muro T+

30 Fluencia en 2º Piso de muro T+

20

Falla por aplastamiento del

Fluencia en la base de muro T-

hormigón confinado (εcu=0.01) en la base de muro T-

Fluencia en 2º Piso de muro T-

10

0 0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

Desplazamiento del Techo [% H]

Edificio diseñado según la norma NCh433Of.96

90 Corte basal [% Peso]

80

Edificio de 12 pisos

70 60 50 40

z

La capacidad de deformación no cambia con la resistencia.

z

Los factores de reducción a la fluencia global son del orden de 2.1 a 2.7 en el diseño con la norma chilena

z

En el diseño por desplazamientos resultan entre 3.6 y 4.6.

30 20 10 0 0.0

0.2

0.4

0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 Desplazamiento del techo [%H] Carga uniforme, E1 Carga triangular, E1 Carga uniforme, E2 Carga triangular, E2 Pto. de falla Ho no confinado Pto. de falla Ho confiado Elástico NCh433

Valor

Vbasal %W

R**

Corte elástico NCh433 Corte Reducido NCh433 Diseño con Triangular NCh433 Uniforme Diseño por Triangular deslpazamientos Uniforme

83.61 16.23 31.40 40.49 18.10 23.31

1.00 5.15 2.66 2.07 4.62 3.59

4

Factores de modificación de la respuesta estructural

Nueva Zelanda

Japón

Muros Ordinar ios de Hormigón Armado Estructuras dúctiles Estructuras de ductilidad limitada Estructuras dúctiles:

5

µ = βa

Muros en voladizo, dos o más

, 2.5 < µ < 5

µ=

Canadá

Muros Especiales de Hormigón Armado

R=5 R=4 µ = 1.25 µ=3

EEUU

4

βa

,

2100 mm

ICBO 1997 ACI 318 (14.5.3.1)

bm =

100 mm < e 0.2f’c Ag

αr =1. 0 muros con una capa de armaduras αr =1.25 muros con dos capas de armaduras β=5 muros de ductilidad limitada β=7 muros dúctiles pl f y ξ = 0.3 − ≥ 0.1 2.5 fc' con (bm Lw)/10 < b1 bm >bm2

km =

Canadá Japón Europa

if

bm= e

e> 40 cm

bwo ≥ max{0.15 , hs/20} en metros

αr km β (Ar + 2)LW 1700 ξ

Ln ≤1.0 (0.25 + 0.055Ar )LW

muros dúctiles lu / 10 < e ; lu / 14 < e si bm> lu / 5 muros de ductilidad limitada lu / 14 < e ; lu / 20 < e si bm> lu / 5 bwo > 15 cm, bwo > hu / 20 bm > 200 mm si lc < (2bw , 0.2lw) , bw>hs/15 si lc > (2bw , 0.2lw) , bw>hs/10

Armadura mínima, longitudinal y horizontal EEUU

Nueva Zelanda

Canadá

Europa

Longitudinal Armadura distribuida ρl > 0.0025 Vu > 0.083Acv√f’c 0.0012 < ρl < 0.0015 Vu < 0.083Acv√f’c Armadura distribuida √f’c/4fy < ρl < 16/fy ρl < 21/fy Armadura distribuida concentrada ρl >0.0015 ρl >0.0025 Armadura distribuida concentrada ρl >0.005 ρl >0.002 en cada elemento de borde

Horizontal Armadura distribuida ρt >0.0025 Vu > 0.083Acv√f’c ρt >0.0020 Vu < 0.083Acv√f’c Armadura distribuida √f’c/4fy < ρl < 16/fy ρl < 21/fy ρt >0.0025

ρt >0.0020

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Máxima carga axial

EEUU Europa

Pu> 0,35 Po vd ≤ 0,4 vd = Ned/Ac fcd

IBC-2000 and UBC-97 Eurocódigo 8 5.4.3.4.1.

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Armaduras de confinamiento Ash

0.09sbc

EEUU

s

s