Clase 3 y 4

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Clase 3 y 4

  1. 1. Criterios de Estructuración de Edificios Etapa inicial del diseño estructural, mediante la cual se definen, con base en el proyecto arquitectónico, las dimensiones generales de una estructura, tanto en planta como en elevación (vanos, alturas de entrepiso, etc.), y los tipos de materiales y perfiles utilizados en vigas, columnas y muros para formar la estructura básica de la construcción. Introducción UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  2. 2. Establecer recomendaciones generales para lograr una estructuración eficiente en edificaciones, especialmente en zonas de alto riesgo sísmico. Resumen UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  3. 3. <ul><li>Una edificación debe cumplir exigencias de: </li></ul><ul><li>ESTABILIDAD </li></ul><ul><li>RESISTENCIA </li></ul><ul><li>RIGIDEZ </li></ul><ul><li>FUNCIONALIDAD </li></ul><ul><li>ECONOMÍA </li></ul><ul><li>CONSTRUCTIBILIDAD </li></ul><ul><li>FORMA </li></ul><ul><li>SIMBOLO </li></ul><ul><li>MEDIO SOCIAL-ORGANIZATIVO </li></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  4. 4. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura NOTAS: Altura baja: entre 1 y 5 niveles Altura media: entre 5 y 20 niveles Edificio alto: más de 20 niveles Mampostería Concreto postensado Concreto presforzado Concreto prefabricado Estructura mixta de acero y concreto Concreto prefabricado Concreto presforzado Concreto de alta resistencia Acero Concreto reforzado Acero Concreto reforzado Acero ALTA MEDIA BAJA SELECCIÓN DEL MATERIAL DE ACUERDO CON LA ALTURA DE UNA EDIFICACIÓN
  5. 5. <ul><li>La estructura debe ser económica, confiable y responder a las condiciones que sirvieron de base para su análisis y diseño. </li></ul><ul><li>El sistema estructural elegido debe ser congruente con el tipo de suelo y zona sísmica. </li></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  6. 6. <ul><li>La estructura debe ser capaz de adaptarse a cambios arquitectónicos o funcionales, los que son inevitables durante el desarrollo del proyecto. </li></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  7. 7. <ul><li>Precauciones especiales: </li></ul><ul><ul><li>estructuras ubicadas en zonas de alta sismicidad </li></ul></ul><ul><ul><li>suelos de baja capacidad de carga </li></ul></ul><ul><ul><li>zonas de vientos fuertes (costas) </li></ul></ul><ul><ul><li>zonas propensas a la corrosión </li></ul></ul><ul><ul><li>sitios donde se tengan incertidumbres con relación a las acciones. </li></ul></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  8. 8. <ul><li>Tomar en cuenta consideraciones de resistencia y de deformación. </li></ul><ul><ul><li>Millennium Bridge, Londres </li></ul></ul><ul><ul><li>Tacoma Narrows Bridge, Tacoma </li></ul></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  9. 9. <ul><li>Las condiciones de regularidad son requisitos geométricos y estructurales que deben cumplir las edificaciones, independientemente del material con que estén construidas. </li></ul>Condiciones de regularidad <ul><li>Los daños se concentran en estructuras irregulares, esbeltas y con cambios bruscos en rigidez y/o resistencia. </li></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  10. 10. <ul><li>Es deseable que la estructura cumpla los requisitos de regularidad estipulados en las normas antisísmicas </li></ul><ul><li>Planta y elevaciones regulares. Evitar: </li></ul><ul><ul><li>Pisos débiles </li></ul></ul><ul><ul><li>Cambios bruscos de rigidez </li></ul></ul><ul><ul><li>Cambios bruscos de simetría en elementos rígidos tanto en planta y elevación </li></ul></ul><ul><ul><li>Grandes entrantes y salientes </li></ul></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  11. 11. <ul><li>Causas de problemas de comportamiento: </li></ul><ul><li>Configuración en planta </li></ul><ul><li>Asimetría en planta </li></ul><ul><li>Configuración en altura </li></ul><ul><li>Discontinuidad de elementos verticales </li></ul><ul><li>Concentraciones de masa en pisos </li></ul><ul><li>Interacción entre elementos estructurales y no estructurales </li></ul><ul><li>Inadecuada distancia entre edificaciones adyacentes </li></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  12. 12. Irregularidad en planta UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  13. 13. Planta irregular UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  14. 14. Asimetría, debido a disposición de elementos resistentes UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  15. 15. Cuando existe excentricidad, los daños se presentan en los elementos de los extremos UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  16. 16. Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la geometría UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  17. 17. Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la masa. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  18. 18. Concentraciones de masa en altura aumentan la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  19. 19. Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la rigidez. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  20. 20. Discontinuidad en elementos y flujo de fuerzas UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  21. 21. Antes Después La discontinuidad de elementos verticales aumenta la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  22. 22. Piso débil UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  23. 23. Piso débil producto de la discontinuidad de muros en el primer piso UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  24. 24. Proyectar, siempre que sea posible, estructuras continuas en altura en dos direcciones ortogonales para otorgar continuidad y redundancia a la estructura. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  25. 25. La interacción entre elementos estructurales y no estructurales, puede causar daños de consideración UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  26. 26. Daños producidos por la interacción de elementos estructurales y no estructurales UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  27. 27. Interacción de muros de albañilería con marco de concreto generando fallas por columnas corta UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  28. 28. <ul><li>Las columnas cortas pueden y deben ser evitadas . </li></ul>UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  29. 29. Sistemas de muros UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  30. 30. Sistema de núcleo UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  31. 31. Sistema de marco mixto UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  32. 32. Sistema de tubo UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  33. 33. <ul><li>Poco peso. </li></ul><ul><li>Sencillez, simetría y regularidad en planta. </li></ul><ul><li>Plantas poco alargadas. </li></ul><ul><li>Uniformidad en la distribución de resistencia, rigidez y ductilidad en elevación. </li></ul><ul><li>Hiperestaticidad y líneas escalonadas de defensa estructural. </li></ul><ul><li>Formación de articulaciones plásticas en miembros horizontales antes que en los verticales para sismos excepcionales. </li></ul><ul><li>Propiedades dinámicas de la estructura adecuadas al terreno. </li></ul>Recomendaciones Generales UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura
  34. 34. Recomendaciones especiales para elementos específicos Vigas de Hormigón Rectangulares Relación Altura / Luz en vigas Viga T Vigas de Acero UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura entre
  35. 35. Losas <ul><li>Empotrar losas en muros solo si: </li></ul><ul><li>Espesor mínimo (losas en una dirección) </li></ul>Esfuerzos Admisibles: Muros de H.A. Albañilería L: Luz menor de la losa Valores validos para acero A63-42H Para acero A44-28H multiplicar valores por 0.8 UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura L/10 L/28 L/24 L/20 En voladizo Ambos extremos continuos Con un extremo continuo Simplemente Apoyados
  36. 36. Espesor mínimo (losas en dos direcciones) Tabla con valores de k referidos a la longitud mas corta de la losa: Ly Lx UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura 0.58 0.57 0.56 0.56 0.55 0.53 9 0.59 0.59 0.59 0.58 0.58 0.58 8 0.75 0.74 0.70 0.66 0.61 0.58 7 0.76 0.75 0.74 0.72 0.70 0.66 6 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 5 0.88 0.84 0.78 0.72 0.66 0.60 4 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 3 0.95 0.94 0.93 0.91 0.88 0.80 2 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1             Apoyo 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 ε

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