Captulo O1

CONFIGURACIN ESTRUCTURAL SISMORRESISTENTE Ing. Roberto Morales Morales Rector de a Universidad Nacional de Ingeniera Ex-Decano de la Facultad de Ingeniera Civil UNI Profesor principal UNI Especialista en Ingeniera Sismorresistente

CONFIGURACIN ESTRUCTURAL SISMORRESISTENTE

REQUISITOS GENERALES

1.1. ASPECTOS GENERALES

1.2. CONCEPCIN ESTRUCTURAL SISMORRESISTENTE

Factores que Influyen en la Respuesta Ssmica de Edificaciones a.1 Debido al movimiento del terreno:

Distancia a la Falla

Longitud de la ruptura de falla

Amplitud de aceleracin, velocidad y desplazamiento

Contenido de frecuencia

Duracin

Direccin

Caracterstica del pulso a.2 Debido a la Geologa del sitio;

Trato de suelo uniforme

Suelo firme

Suelo blando

Suelo de transicin

Profundidad del estrato resistente a.3 Debido al Impacto de [os Mtodos de Anlisis:

- Esttico elstico

- Esttico inelstico

- Dinmico elstico

- Dinmico inelstico a.4 Debido a la Configuracin de la Edificacin:

- Escala

- Altura

- Tamao horizontal

- Proporcin

- Simetra

- Distribucin y concentracin

- Densidad de la estructura en la planta

- Esquinas

- Resistencia Perimetral

- Redundancia a.5 Debido al Sistema Estructural:

- Propiedades dinmicas

- Peso ligero (versus pesado)

- Aporticados

- Muros de corte

- Elementos de arriostre- Dual (prtico-muro), etc.

- Ejes de resistencia: uniforme, no uniforme, aleatorio

- Sistema de cimentacin: superficial, profunda

- Control de disipacin de energa: por vnculo dbil. por rotacin o por aislamiento a.6 Debido a los Materiales Estructurales:

- Dctil (acero)

- Semi-dctil (concreto armado, madera)

- Frgil (albailera)

- Comportamiento elstico

- Comportamiento no-lineal a.7 Debido a los Componentes No Estructurales;

- Independiente de la estructura principal

- Compuesto con la estructura principal

- Relleno variable

- Contribucin en la resistencia

- Contribucin en la rigidez a.8 Debido a la Construccin:

- Cahdad: excelente, buena, pobre

- Inspeccin

- No inspeccinOpciones de Sistemas Estructurales por las Condiciones Locales del Suelo

Suelo Blando (Perido largo) Usar edificaciones rgidas con perodo corlo. Muro de corte Arrioste de acero Arrioste excntrico

Sitio Distante (Perodo Corto) Usar edificaciones rgidas con periodo corto

Sitio Distante (Periodo largo) Usar edificaciones rgidas con periodo corto.

Suelo Firme (Perodo corto) Usar edificaciones flexibles con perodo largo. Prtico de momento dctil Aislamiento en la base

Suelos pobres (Cimentacin do pilotes) Usar edificaciones rgidas de piso ligero Prtico con arriostramiento de acero Prtico tubular de acero

Influencia de la Configuracin Estructural

El trmino configuracin estructural se refiere tanto a la forma global del edificio como al tamao, naturaleza y ubicacin de os elementos estructurales y componentes no estructurales dentro de l. Los aspectos que influyen en la configuracin son:A) Escala

Es una casa con estructura de madera es posible transgredir ciertos principios de configuracin, ya que debido a su peso ligero las fuerzas de inercia sern bajas. Adems, cuenta con luces corlas, en relacin al rea de piso, habr mayor nmero de muros para distribuir las cargas, y las medidas correctivas, si se disean adecuadamente, pueden ser de pequea escala.

En un medio de mayor tamao, la trasgresin de os principios de los bsicos de distribucin y proporcin implica un costo crecimiento alto, adems, a medida que crecen las fuerzas, no se puede confiar en el buen funcionamiento como en el caso de un edificio equivalente de mejor configuracin. Sin embargo, esto no implica que los edificios pequeos no tengan inconvenientes significativos.

Se debe evitar comparar un tamao de un edificio con otro aplicado simplemente la hiptesis de que todas las variables excepto una pueden permanecer constantes, ms an si se quiere analizar los efectos del tamao sobre las fuerzas ssmicas, ya que a medida que aumenta el tamao absoluto de una estructura, decrece el nmero de alternativas para su solucin estructural. B) Altura

A medida que un edificio se hace ms alto) por lo genera( aumenta su perodo, esto implica un cambio e nivel de respuesta y magnitud de las fuerzas. Sin embargo, el perodo de un edificio no es slo funcin de su altura, sino tambin de otros factores como la relacin altura/ancho, altura de os pisos, materiales involucrados, sistemas estructurales, y la cantidad y disminucin de la masa.

De modo que, muy raras veces por s sola constituye una variable que se deba controlar para atenuar el problema ssmico.

Hace varias dcadas, se establecieron en los reglamentos de algunos pases, lmites en la altura de los edilicios ubicados en zonas de alto riesgo ssmico. Dichos lmites se fueron modificando con el transcurso del tiempo. En la actualidad, el enfoque no consiste en legislar sobre lmites ssmicos para a altura, sino establecer criterios ms especficos de diseo y comportamiento ssmicos. C) Tamao Horizontal

Cuando una planta es extremadamente grande, incluso si es de una forma sencilla y simtrica, el edificio puede tener dificultad para responder corno una unidad a las solicitaciones ssmicas.

Al determinar tuerzas ssmicas, usualmente se supone que a estructura vibra como un sistema en el que todos los puntos de una planta en el mismo nivel yen el mismo instante estn en la misma fase de desplazamiento, velocidad y aceleracin, y adems tienen la misma amplitud, En realidad) como la propagacin de las ondas ssmicas no es instantnea si no que tiene una velocidad final (finita) que depende de la densidad del suelo y de las caractersticas de los elementos estructurales, las diversas partes del edificio a todo lo largo de ste vibran a sincrnicamente con aceleraciones diferentes, causando esfuerzos longitudinales do traccin- compresin y desplazamientos horizontales adicionales. Con las otras condiciones permaneciendo constantes, mientras ms largo sea el edificio) mayor ser la probabilidad de ocurrencia de estos esfuerzos y mayor ser su efecto.

Como el aumento en la longitud de un edificio incrementa os esfuerzos en un piso que funciona como un diagrama horizontal) la rigidez de ste puede ser insuficiente para redistribuir la carga horizontal, durante un sismo, de elementos portantes ms dbiles o daados del edilicio hacia los elementos ms fuertes o hacia aqullos que sufren menor dao.Amenos que haya numerosos elementos resistentes fuerzas laterales, parlo general los edificios de planta grande imponen severos requerimientos sobre sus diafragmas, que tienen grandes luces y pueden tener que transmitir grandes fuerzas que sern resistidas por muros de corte o prticos. D) Proporcin

Cuanto ms esbelto sea un edificio peores sern los efectos de volteo de un sismo y mayores los esfuerzos ssmicos en las columnas exteriores.

El equivalente en planta de la relacin altura/ancho, o de esbeltez, es la relacin de aspecto. Las formas largas y esbeltas son inconvenientes. Si el arriostramiento est localizado slo en la periferia, la direccin longitudinal ser muy rgida, pero la direccin transversal teniendo slo dos muros de corte o prticos en los extremos, muy separados entre s, ser muy flexible. En este caso el diafragma actuara como una viga larga y esbelta! mientras que as hiptesis empleadas para analizar diafragmas suponen un comportamiento de viga de corle de pequea longitud.

E) Simetra

Cuando en una configuracin, e] centro de masa coincide con el centro de rigidez, se dice que existe simetra estructural.

Existen dos razones importantes para preferir las formas simtricas en una configuracin: la primera es que, en trminos puramente geomtricos! la asimetra tiende a producir excentricidad entre e[ centro de masa y el centro de rigidez, y por tanto, provocar torsin; aunque sta puede deberse a causas no geomtricas (por ejemplo! variacin en la distribucin de masa en una estructura simtrica). La segunda razn es que la asimetra tiende a concentrar esfuerzos! como por ejemplo, en una esquina interior.

A medida que el edificio se vuelve ms simtrico, se reducir su tendencia a sufrir concentraciones de esfuerzos y torsin, y su comportamiento ante cargas ssmicas ser menos difcil de analizar y ms predecible. Es decir, se puede mantener la seguridad con economa de diseo y construccin con et empleo de formas simtricas. Sin embargo, esto no quiere decir que un edificio simtrico no sufrir torsin.

Los efectos de la simetra no solo se refieren a la forma del conjunto del edificio sino tambin a los detalles de su diseo y construccin. Segn investigaciones, el comportamiento ssmico de edificios es sensible a variaciones muy pequeas de la simetra.

Es comn encontrar elementos principales, como os ncleos de servicio, dispuestos asimtricamente dentro de una configuracin simtrica, esto da lugar a una situacin denominada falsa simetra. La simetra va desde la simple geometra de la forma exterior hasta las distribuciones internas de elementos resistentes y componentes no estructurales. F) Distribucin y Concentracin

En un edificio con resistencia bien distribuida, los elementos compartirn igualmente las cargas. Cuando hay muchos elementos, y un miembro empieza a fallar, habr muchos otros elementos que proporcionen la resistencia necesaria. Por lo tanto tienen una obvia desventaja las configuraciones que concentran fuerzas ssmicas de tal manera que acumulan fuerzas sucesivamente ms grandes aplicadas en un nmero decreciente de elementos.

G) Densidad de la Estructura en Planta

En los edificios construidos en siglos pasados el tamao y la densidad de los elementos estructurales son de manera sorprendente mayores que los de los edilicios actuales.

En los edificios altos y flexibles, las fuerzas ssmicas son generalmente mayores al nivel del suelo. De esta formase requiere que la planta interior soporte su propia carga lateral adems de las fuerzas cortantes de todos los pisos superiores. Paradjicamente, es en este mismo nivel donde a menudo se imponen ciertos criterios arquitectnicos que exigen eliminar tanto material como sea posible.

La densidad de la estructura en planta, a nivel del terreno, es una medida estadstica frente a casos opuestos a una configuracin ssmica eficiente; y se define como & rea total de todos los elementos estructurales verticales (columnas, muros, arriostres) dividida entre el rea bruta de) piso-

El factor principal que da a los edificios antiguos cierto grado de resistencia ssmica, usualmente es su configuracin. Debido a que en ellos se lleva hasta el terreno una gran cantidad de material por rutas regulares y directas, no hay razn para que las fuerzas sigan trayectorias ms cortas y destructivas.

H) Esquinas

Las esquinas exteriores tambin pueden tener problemas debidos a efectos de ortogonalidad. Un movimiento de tierra orientado diagonalmente puede esforzar las esquinas en mayor medida que un movimiento a lo largo de los ejes principales.

Las columnas en esquina de los prticos deben disearse conservadoramente; una forma sera, tomando en consideracin los movimientos simultneos en direccin tanto vertical como horizontal en planta.

En las esquinas de un edilicio ocurre que la dellexin de un muro en un plano debe interactuar con a deflexin incompatible de oro muro ubicado en un plano perpendicular. Este problema es ms grave si no se cuenta con un muro slido en la esquina.

I) Resistencia Perimetral

Para resistir la torsin en un edificio simtrico, con el centro de giro situado exactamente en el centro geomtrico, cuanto ms distante de centro se coloque el material mayor ser el brazo de momento respecto al cual acte! y por tanto! mayor ser el momento resistente que pueda generar. Esto conlleva a establecer que, geomtricamente, la distribucin ms eficiente es la circular! aunque se puede emplear muchas otras configuraciones con una adecuada eficiencia.

Es conveniente, entonces, colocar elementos resistentes en el permetro, ya sea que los elementos sean muros, prticos, o prticos arriostrados, y que tengan que resistir fuerzas laterales directas, de torsin, o ambas.

J) Redundancia

Ubicacin de muros de corte para resistir los movimientos de volteo y torsin.

Los miembros redundantes son elementos estructurales que en condiciones normales de diseo no desempean una funcin estructural o estn subesforzados con respecto a su resistencia, pero que son capaces de resistir fuerzas laterales si es necesario. Proporcionan un medio til para obtener un factor de seguridad donde pueda haber incertidumbres analticas en el diseo. Se puede aducir que suministrar redundancia representa una violacin de los conceptos de economa y elegancia de la ingeniera, puesto que implica que una parte del material, estar ocioso o subesforzado. Sin embargo! el concepto reconoce la necesidad de disear en funcin de desastres no calculados! as como para las condiciones diarias de servicio.La redundancia en el diseo smico tiene importancia en varios aspectos. A menudo se cita el detallado de las conexiones como un factor clave, ya que cuanto ms integrada e interconectada est una estructura, habr ms posibilidades de redistribucin de carga.

La configuracin tambin participa, ya que el nmero y la localizacin de los elementos resistentes se originan en el diseo arquitectnico y establecen un potencial de redistribucin que puede ser efectivo mediante el adecuado detallado estructural. 1.3. CATEGORIA DE LAS EDIFICACIONES

Las edificaciones son clasificadas de acuerdo a las categoras indicadas en la Tabla 3 de la norma. A cada categora le corresponde un coeficiente de uso e importancia (U).

Se presenta una mayor exigencia en la categorizacin de las edificaciones. Los centros educativos y hospitales se ubican dentro de las edificaciones esenciales, es decir, aquellas cuya funcin no debera interrumpirse inmediatamente despus que ocurra un sismo.Opciones de Sistemas Estructurales por las Condiciones de Uso

Hospitales, laboratorios, centros de cmputo, centro educativos. Usar sistemas rgidos para el control de dao

Prtico con arriostre excntrico Dual Aislamiento en a base

Oficinas Usar edificaciones de planta libre.

Prtico de momento dctil de acero o de concreto Prtico con arriostre excntrico Aporticado con arriostramiento de acero

Residencias Usar edificaciones e espacios celulares.

Con muros de corte de concreto Aporticado con arriostramiento de acero

1.4. CONFIGURACION ESTRUCTURAL

ESTRUCTURAS REGULARES

Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuracin resistente a cargas laterales.

ESTRUCTURAS IRREGULARES

Se definen como aquellas estructuras que presentan una o ms de las caractersticas indicadas en la Norma de Diseo Sismorresistente.

IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA

Piso Blando

En cada direccin la suma de las reas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85% de la correspondiente suma para el entrepiso superior, o es menor que 90% del promedio para los 3 pisos superiores. No es aplicable en stanos.

El nombre de piso blando Se aplica por lo general a edificios cuya planta baja es menos rgida que las plantas superiores. Sin embargo, un piso blando en cualquier nivel crea problemas, pero como las fuerzas son mayores en la base del edilicio, una discontinuidad de rigidez entre el primer y segundo piso tiende a provocar la condicin ms grave.

El piso blando se genera cuando hay una discontinuidad significativa de resistencia y rigidez entre la estructura vertical de un piso y el resto de la estructura. Esta discontinuidad se puede presentar debido a que un piso, por o general el primero, es significativamente ms alto que el resto, producindose as una disminucin de ri9idez.

Tambin puede discontinuidad debido a un concepto de diseo muy comn, en e cual no todos os elementos verticales se proyectan hacia la cimentacin, sino que algunos, terminan en el segundo piso para aumentar las luces de la planta baja. Esta condicin crea una trayectoria de carga discontinua que produce una variacin de resistencia y rigidez en el punto de cambio.

Finalmente, el piso blando se puede producir por un piso abierto que soporta muros superiores estructurales o no estructurales pesados. Esta situacin es ms grave cuando el muro superior es un muro de corte y acta como elemento principal resistente de La tuerza Lateral.

El problema principal del piso blando es que la mayor parte de las fuerzas ssmicas de un edificio, y cualquier deformacin estructural consecuente, tendern a concentrarse en el piso menos rgido o en e! punto de discontinuidad, en lugar de distribuirse de manera ms uniforme entre todos os pisos.

Figura 4. Diseo ssmico en una configuracin con el piso blando e el primer nivel. Las grandes aberturas generan grandes distorsiones en ese piso.

En a condicin de piso blando, las detecciones en ste sern mucho mayores que las de otros pisos, y por tanto, este experimentar esfuerzos y daos mayores.

Figura 5. Colapso total producido por un sismo en una edificacin de dos niveles con un primer piso blandoMediante el uso de la Tabla 4 de la norma se hace una evaluacin de reas transversales mas de alturas de pisos, y de acuerdo a la definicin de piso blando tambin se puede presentar tal discontinuidad cuando la altura de un piso es significativamente mayor que la de otros pisos, pese a que sus elementos resistentes a cargas laterales pueden mantener la misma seccin transversal en todos los niveles de la edificacin. Irregularidad de Masa

Se considera que existe irregularidad de masa cuando la masa de un piso mayor que el 150% de la un piso adyacente. No es aplicable en azoteas.Se busca distribucin uniforme de la masa como requisito para conseguir una adecuada respuesta ssmica. En les pisos que tienen mayor masa la fuerza ssmica. En los pisos que tienen mayor masa la fuerza ssmica es tambin mayor. Esta condicin es ms grave cuando la concentracin de la masa ocurre en los ltimos pisos ocasionando momentos de volteo. Irregularidad Geomtrica Vertical

La dimensin en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la correspondiente dimensin en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en stanos. Este tipo de irregularidad se conoce tambin con el nombre de escalonamiento vertical.

Se pueden adoptar escalonamientos por diversas razones, las tres ms comunes son; los requisitos de zonificacin en que los pisos superiores se escalonan hacia atrs para conservar la luz y el aire en los lugares adyacentes, los requisitos de programa cuando se necesitan pisos ms pequeos a niveles ms altos, y los requisitos de estilo relacionados con la forma del edificio. Actualmente los requisitos de volumen predominan sobre los requisitos de zonificacin.

En formas escalonadas, es ms probable que el cambio abrupto de resistencia y rigidez ocurra en el punto de escalonamiento o de cambio de seccin. Cuando ms grandes sean los escalones o cambios de seccin en un escalonamiento normal o invertido, mayor ser el problema. Es preferible emplear un acartelamiento suave para evitar el problema del cambio de seccin. Simulando el edilicio como una viga en voladizo se puede decir que una viga acartelada no sufre concentraciones de esfuerzos, mientras que una viga escalonada s. Los problemas de escalonamiento son mayores si los elementos verticales que se encuentran en la zona del cambio de seccin no se prolongan hasta los niveles inferiores o cuando se tiene el escalonamiento invertido.Discontinuidad en los Sistemas Resistentes

Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientacin, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensin del elemento.

Es importante que las fuerzas sigan trayectorias regulares y directas a travs de lneas de resistencia continuas hasta alcanzar la cimentacin del edificio. Estas lneas de resistencia las proporcionan los elementos verticales sismorresistentes.

En esta seccin se puede incluir la irregularidad impuesta por los muros de corte discontinuos, lo cual requiere suficiente rigidez de la losa para transmitir los esfuerzos de corte del muro hacia los elementos verticales del nivel inferior. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN PLANTA

Irregularidad Torsional

Se considerar slo en edificios con diafragmas rgidos. En cada una de las direcciones de anlisis, el desplazamiento relativo mximo entre dos pisos consecutivos es mayor que 1.3 veces el desplazamiento relativo de los centros de masas.

Esta verificacin no puede efectuarse sin antes haber llevado a cabo el anlisis ssmico. Se ha observado que la torsin en planta constituye una de as causas comunes de colapsos, principalmente en edificaciones de planta rectangular con muros es tres de los lados del permetro.

Ya que la torsin en planta se presenta cuando el centro de masa no coincide con el centro de rigidez es conveniente buscar la ubicacin simtrica de elementos sismorresistentes y una adecuada distribucin de a masa no slo en elevacin sino tambin en la planta de la estructura.

Esquinas Entrantes

La configuracin en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes, cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20/o de la correspondiente dimensin total en planta

Las configuraciones con esquinas entrantes plantean dos problemas. El primero es que tienden a producir variaciones de rigidez y, por tanto, movimientos diferenciales entre diversas partes del edificio, provocando una concentracin local de esfuerzos e la esquina entrante.

El segundo problema es la torsin. Esta se produce porque el centro de masa de rigidez de esta forma no pueden coincidir geomtricamente para todas las posibles direcciones de un sismo. Esto provoca rotacin, que tender a distorsionar la forma.

Discontinuidad del Diafragma

Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo reas abiertas mayores a 50% del rea bruta del diafragma.

La rigidez de un diafragma con discontinuidades abruptas o aberturas significativas puede ser insuficiente para redistribuir la carga horizontal, durante un sismo, de elementos portantes ms dbiles o daados del edificio hacia los elementos ms fuertes o hacia aqullos que sufren menor dao.SOLUCIONES PARA LOS PROBLEMAS DE CONFIGURACION

Ciertos tipos obvios de soluciones estn disponibles para el diseador con la finalidad de atenuar os problemas de conhi9uraoin estructural:

- Eliminar el problema, evitando o alterando a configuracin global. - Separar los elementos que causan a discontinuidad.

- Reforzar los elementos dbiles.

- Proporcionar adecuada transicin entre elementos.

- Minimizar la respuesta ssmica por medio de un sistema de aislamiento en a base.

INFLUENCIA DEL PISO BLANDO EN EDIFICACIONES 2.1. CARACTERSTICAS DE LOS MODELOS ESTRUCTURALES

Los modelos matemticos se dividieron en tres grupos: Modelas de 4 pisos, Modelos de 8 pisos, y Modelos de 12 pisos; stos a su vez se dividieron en estructuras regulares e irregulares tienen un piso blando en el primer nivel y requieren alas de concreto para uniformizar las rigideces en elevacin.

Los modelos analizados estn formados por un solo prtico tridimensional, de 3 vanos en una direccin y dos vanos en la direccin perpendicular. La luz de vanos es de 6 metros. Los elementas verticales estn conectados par diafragmas horizontales, los cuajes se suponen infinitamente rgidos en su plano.

El predimensionamiento de elementos para las estructuras regulares se realiz can as frmulas clsicas empleadas en nuestra medio. En la Figura 6 se muestra la planta tpica para los grupos de modelos de 4,8 y 12 pisos, can y sin alas de concreto, as como la distribucin de los tipos de columnas y vigas.

El anlisis ssmico realizada para todos los modelas fue de] tipo dinmica tridimensional, con el mtodo del espectro de respuesta, y para la obtencin de los desplazamientos espectrales se emple la Combinacin Cuadrtica Completa (CCC) de as formas de modo de vibracin.

Como herramienta de anlisis se utiliz el programa ETABS, creado en a Universidad de California, Berkeley. Los elementos verticales, an [os que incluan alas de concreto, fueron modelados con el elemento columna de ETABS, y los elementos horizontales con el elemento viga. En ningn caso se emple el elemento panel la formulacin del elemento columna toma en cuenta deformacin axial, de corte de flexin y de torsin. La flexin y e] corte sedan en las direcciones principales y secundaria de la seccin del elemento, a formulacin del elemento viga incluye deformacin de flexin y de corte, slo en la direccin principal, y de torsin.

Se ha considerado un 75% de longitud de brazos rgidos, tanto en vigas como en columnas del primer piso se supone empotradas en su extremo inferior

La losa tpica del techo es de concreto, de 16 cm de espesor, armada en dos sentidos. El empleo de este tipo de losa permite una distribucin ms uniforme de esfuerzos y deformaciones entre los elementos que llegan a ella. Adems, tiene aproximadamente el mismo peso que una losa aligerada de 25cm de espesor necesaria para cubrir las Luces dadas.

RESULTADOS

En los modelos estructurales de 4 pisos sin irregularidades, los desplazamientos laterales del primer piso, calculados segn el cdigo anterior, son de 1.14cm en la direccin X y 1.16cm en la direccin Y. Empleando el nuevo cdigo, estos desplazamientos llegan a 2.96cm y 2.97 cm, en as direcciones X e Y, respectivamente, es decir 2.6 veces los desplazamientos encontrados con el cdigo anterior de diseo sismorresisniente.

En los modelos estructurales de 8 pisos sin presencia del piso blando, los desplazamientos laterales del primer piso, calculados de acuerdo al cdigo anterior, son de 1.18cm en la direccin X y 1.23cm en la direccin Y. Con el nuevo cdigo, estos desplazamientos aumentan con un lactor de 1.9 aproximadamente.

En los modelos estructurales de 12 pisos sin presencia del piso blando, los desplazamientos laterales del primer piso, determinados con el cdigo anterior, resultan 1.67cm y 1.74cm, en as direcciones X e Y, respectivamente. Al aplicar el nuevo cdigo, estos desplazamientos aumentan con un factor de 1.2 aproximadamente.

Los desplazamientos de entrepisos de os sistemas aporticados sin irregularidades de 4,8 y 12 pisos, cumplen con el cdigo anterior sin necesidad de modificar las secciones de los elementos estructurales. Sin embargo, no cumplen con el nuevo cdigo por considerar lmites ms rigurosos para Pos desplazamientos de entrepisos.

En los modelos de 4 pisos con piso blando y sin alas de concreto, los desplazamientos laterales del primer nivel son de 9.23cm y 9.38 cm, en las direcciones X e Y, respectivamente. Al colocar 5% de alas de concreto en las columnas tipo 02 y C3 de todos los pisos los desplazamientos se reducen en 29%, con 10% de alas los desplazamientos se reducen en 46%, y con 15% de alas, se reducen en 58%.

En los modelos de 8 pisos con piso blando y sin alas de concreto, los desplazamientos laterales del primer nivel son de 7.73cm y 7.70 cm, en as direccin X e Y, respectivamente. Al emplear 6% de alas de concreto en todos los pisos os desplazamientos se reducen en 19/o; con 10% de alas los desplazamientos se reducen en 37%; y con 15% de alas, se reducen en 61%.

En los modelos de 12 pisos con piso blando y sin alas de concreto, los desplazamientos laterales del primer nivel son de 7.28 cm en la direccin X y 7.53 cm, en la direccin Y. Al colocar alas de concreto en todos los pisos los porcentajes de reduccin de desplazamiento laterales son de 18%, 34% y 48%, para 5%, 10% y 15% de alas de concreto, respectivamente. de 7.73cm y 7.70 cm en las direccin X e Y, respectivamente. Al emplear 5% de alas de concreto en todos los pisos los desplazamientos se reducen en 19%; con 10% de alas os desplazamientos se reducen en 37%; y con 15% de alas, se reducen en 51%.

En los modelos de 12 pisos con piso blando y sin alas de concreto, los desplazamientos laterales de primer nivel son de 7.28cm en a direccin X y 7.53 cm, en a direccin Y. Al colocar &as de concreto en todos los pisos los porcentajes de reduccin de desplazamiento laterales son de 16%, 34% y 48%, para 5%, 10% y 15% de alas de concreto, respectivamente.

Los modelos estructurales con piso blando experimentan aproximadamente la misma deformacin lateral para 10% de alas de concreto y diferente proyeccin vertical de stas. a) Sistema Aporticado

b) Sistema Aporticado con Alas de Concreto

Figura 1. Planta tpica y distribucin de tipos de columnas y vigas

Todos los modelos son de concreto armado. Envigas y losas se ha empleado concreto f0 210 kg/cm2. En columnas, dependiendo del nmero de pisos del modelo, se ha incrementado la calidad del concreto en os pisos interiores en vez de hacer reducciones de seccin en os pisos ms altos. Slo para efectos de predimensionamiento de losas, el esfuerzo de fluencia del acero es de 4200 kg/cm2. En as siguientes tablas se muestran la variacin de la calidad de concreto para los tres grupos de modelos.N de PisosNivelesF c

41 - 4210

85 - 8

1 - 4210 280

128 - 12

5 - 8

1 - 4210 280 350

Variacin de a resistencia a la comprensin simple del concreto de columnas segn e nmero de pisos del modelo. Vlido tambin para columnas con alas de concreto. Las alas de concreto fueron aadidas a las columnas tipo C2 y C3 de os modelos estructurales con piso blando. Estas alas tengan un ancho estndar de 20 cm (lo mnimo para incorporar 2 capas de acero estructural). La longitud de alas se fij como un porcentaje de las dimensiones globales de la planta. Por ejemplo, si un modelo tiene una longitud total de alas de concreto en la direccin X de 10%, requiere decir, que como el lado del edificio orientado en esa direccin es de 18 metros, deber haber 1.80 metros de alas de concreto en ese lado. A su vez en ese lado existen dos columnas tipo C3, cada una de las cuales debe llevar dos alas de concreto, es decir, 1.80 m se reparten en 4 a as de 0.45 m cada una. Como el modelo tambin debe contar con 10% de longitud total de alas de concreto en la direccin Y, cada ala orientada segn esa direccin tendr 0.6Cm. Notar que la dimensin de ese lado esl2 metros y hay slo una columna tipo C2.

Para estructuras de 4,8 y 12 pisos, con piso blando y 20% de alas de concreto en el primer nivel, la rigidez lateral del piso blando se aproxima a la rigidez latera] del correspondiente nivel del modelo estructural sin irregularidades en elevacin.

RECOMENDACIONES

Usar las formulas clsicas para el predimensionamiento de columnas tipo Ci, C2 y C3. Adems, se requiere ser ms conservadores en las dimensiones de las columnas de esquina; en vez de usar columnas tipo C4, cambiarlas por tipo C2 o C3.

Para estructuras aporticadas ubicadas en zonas de alto riesgo ssmico, incrementar el peralte de vigas en 20% como mnimo, con respecto a las dimensiones obtenidas de un predimensionamiento clsico para losas armadas en dos direcciones.

Una forma de conseguir una correccin equivalente del peralte de las vigas es predimensionarlas como si la losa fuera armada en una sola direccin cuando en realidad lo est en ambas direcciones.

Para atenuar el efecto ssmico del piso blando en los modelos estudiados, usar por lo menos 20% de longitud de alas de concreto en el primer nivel Por medio de esta correccin se consigue que la estructura se comporte como si fuera netamente aporticada y sin irregularidades en elevacin.Distribucin de cargas