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IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA

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Leidy Monroy Rojas

on 25 February 2014

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Transcript of IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA

Al margen de las debilidades de la estructura, imperfecciones en los códigos o errores en el análisis y diseño, la configuración estructural juega un rol vital en la dimensión de una catástrofe. La configuración de la edificación puede ser descrita como regular o irregular en términos del tamaño y forma de la misma, el arreglo de los elementos estructurales y de la masa.
IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA
Carlos Cruz
Nain Vargas
Diego Latorre
Felipe Cuellar
Omar Loza

CONFIGURACIONES
Configuraciones Regulares
Respetan la simetría (en planta y elevación), y tienen una distribución uniforme tanto de fuerzas de gravedad como de resistencia lateral.
Configuraciones Irregulares
Carecen de simetría, y presentan discontinuidades en geometría, masa, o elementos resistentes de carga.
Pueden causar interrupción del flujo de fuerzas y concentración de esfuerzos.
Las irregularidades de masa y rigideces de elementos, también pueden causar grandes fuerzas de torsión.
TIPOS DE IRREGULARIDADES
IRREGULARIDADES VERTICALES
Indican cambios súbitos de resistencia, rigideces, geometría y masa, y conducen a una distribución irregular de fuerzas y deformaciones a lo largo de la altura del edificio.
IRREGULARIDADES HORIZONTALES
Se refieren a formas asimétricas en planta (como F, L, T, U) o discontinuidades en elementos de resistencia horizontal (como cortes, aberturas, esquinas entrantes, u otros cambios abruptos).
IRREGULARIDADES VERTICALES
Irregularidades en resistencia y rigidez
Irregularidades por masa
Se consideran irregularidades por masa cuando la masa efectiva (peso muerto más carga) de cualquier nivel es más del 200% de la masa efectiva de un piso adyacente.
Irregularidades por geometría vertical
Cuando la dimensión horizontal del sistema de fuerzas laterales resistente en cualquier piso es más del 150% que en el piso adyacente. Se le puede visualizar como una esquina entrante en el sentido vertical.
Proximidad de edificios adyacentes
Esta proximidad puede conducir al choque de dos edificios próximos.
Discontinuidades en relación con la carga
Las fuerzas sísmicas en todos los elementos del edificio, se transmiten vía las conexiones estructurales a los diafragmas horizontales y a los muros de corte (o columnas y marcos). A través de éstos, a la cimentación. El diagrama simplificado adjunto.
Discontinuidades de las columnas
Discontinuidades en los muros de corte
Discontinuidades en los marcos
Discontinuidades que quedan en una situación flotante
Principales casos de irregularidades de trayectoria en planta
Un piso débil
Está definido como uno en el cual su resistencia lateral es menos del 80% la del piso superior siguiente. La resistencia del piso involucra a la de todos los elementos resistentes que comparten el piso para resistir el corte en la dirección bajo consideración.
Un piso blando
Se define como aquel cuya rigidez lateral es menos del 70% de aquella del piso inmediatamente superior, o menos del 80% de la rigidez combinada de los tres pisos por encima.
La discontinuidad del piso blando incrementa la flexibilidad de la estructura, provocando grandes deflexiones en el primer piso, y en consecuencia, concentración de fuerzas en las conexiones del segundo piso. 4
Los códigos consideran las pautas para calcular tanto la resistencia como la flexibilidad. Los muros de corte pueden ser empleados para incrementar la rigidez cuando es necesario y se desea una distribución uniforme en ambas direcciones.
Los códigos consideran las pautas para calcular tanto la resistencia como la flexibilidad.
Los muros de corte pueden ser empleados para incrementar la rigidez cuando es necesario y se desea una distribución uniforme en ambas direcciones.
Los excesos de masa pueden incrementar las fuerzas laterales de inercia, incrementan la magnitud de las deformaciones entre pisos, evidenciándose en desfavorables efectos estructurales.
Se requiere de un análisis dinámico para obtener una mejor distribución de las cargas de corte.
Se recomienza hacer secciones separadas de la edificación, y que puedan vibrar también en forma separada. En caso contrario, es necesario un análisis dinámico.
El golpe y los daños pueden ocasionar una respuesta irregular de las edificaciones a diferentes alturas.
El daño es mayor cuando los pisos de los edificios tienen diferente nivel, con el riesgo de golpear las columnas.
Cuando un edificio es mayor que otro, el más pequeño actúa como una base para la parte superior del edificio más alto.
Surgen complicaciones adicionales al agregarse otros factores, como características dinámicas distintas entre los edificios.
Los daños pueden ser minimizados bajo un control exigente, por la separación de los edificios, y el alineamiento de los pisos en las edificaciones contiguas.
Diagramas continuos
Configuracion no paralela
Esquinas entrantes
Irregularidades en planta
Se aplican al caso de diafragmas rígidos.
Se califica la irregularidad por torsión cuando el máximo desplazamiento, calculado con la excentricidad de diseño, en uno de los extremos, es mayor en 1.2 veces el promedio de los desplazamientos entre los dos extremos de la estructura.
La torsión o excesiva deflexión lateral es generada en edificios asimétricos o excéntricos.
Es más notoria en los puntos más lejanos del centro de torsión.
Las irregularidades por torsión pueden disminuirse por la ubicación apropiada de elementos resistentes y distribución de masas.
Esta característica es común en configuraciones que en planta tienen la forma de L, H, T, + (o combinaciones).
Producen concentración de esfuerzos.
Tienden a producir variaciones de rigidez, y de ahí, movimientos diferenciales entre las diferentes partes del edificio. Además, provocan torsión.
Se recomienda separar las secciones, y en caso contrario, reforzar la capacidad de tensión de la esquina entrante.
Aquí, los elementos verticales que resisten carga, no son paralelos o simétricos respecto al mayor eje ortogonal del sistema resistente de fuerzas laterales.
Ello puede provocar fuerzas de torsión bajo movimientos sísmicos.
El problema es más sensible en formas triangulares, donde la porción más estrecha tiende a ser más flexible que el resto.
Se recomienda evitar estas situaciones o incrementar la resistencia a la torsión de las partes agudas.
Esta irregularidad se presenta por abruptas variaciones en la rigidez, incluyendo aquellas provocadas por cortes o aberturas mayores al el 50% del área bruta encerrada en el diafragma.
El diafragma actúa como una viga horizontal, y sus bordes se comportan como aleros.
Por ello, la abertura debilita seriamente la capacidad de carga.
Este es un problema común en diafragma de techos.
Fin
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