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• Demi Calderon

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Capítulo 12

REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

12.1 BASE DE DISEÑO ESTRUCTURAL

12.1.3 Interconexión y ruta de carga continua

12.1.1 Requisitos básicos

con resistencia y rigidez adecuadas para transferir todas las fuerzas desde el

Se debe proporcionar una trayectoria de carga continua, o trayectorias,

Los procedimientos de análisis y diseño sísmicos que se utilizarán en

punto de aplicación al punto final de resistencia. Todas las partes de la

el diseño de estructuras de edificios y sus miembros serán los prescritos en

estructura entre las juntas de separación deben estar interconectadas para

esta sección. La estructura del edificio debe incluir sistemas completos de

formar un camino continuo hacia el sistema de resistencia a la fuerza sísmica, y

resistencia a fuerzas laterales y verticales capaces de proporcionar la

las conexiones deben ser capaces de transmitir

resistencia, rigidez y capacidad de disipación de energía adecuadas para soportar los movimientos del terreno de diseño dentro de los límites

la fuerza sísmica F pags) inducida por las partes que se conectan.

prescritos de deformación y demanda de resistencia. Se supondrá que los

Cualquier porción más pequeña de la estructura

movimientos del terreno de diseño ocurren a lo largo de cualquier dirección

Deberá estar unido al resto de la estructura con elementos que tengan

horizontal de la estructura de un edificio. La idoneidad de los sistemas

una resistencia de diseño capaz de transmitir una fuerza sísmica de 0.133

estructurales se demostrará mediante la construcción de un modelo

veces el período corto.

matemático y la evaluación de este modelo para los efectos de los

diseño de parámetro de aceleración de respuesta espectral, S DS,

movimientos del terreno de diseño. Las fuerzas sísmicas de diseño y su

veces el peso de la porción más pequeña o el 5 por ciento

distribución a lo largo de la altura de la estructura del edificio, Se establecerá

del peso de la porción, el que sea mayor. Esta fuerza de conexión no se

de acuerdo con uno de los procedimientos aplicables indicados en el

aplica al diseño general del sistema de resistencia a la fuerza sísmica.

apartado 12.6 y se determinarán los correspondientes esfuerzos internos y

Las fuerzas de diseño de la conexión no necesitan exceder las fuerzas

deformaciones en los elementos de la estructura. No se utilizará un

máximas que el sistema estructural puede entregar a la conexión.

procedimiento alternativo aprobado para establecer las fuerzas sísmicas y su distribución a menos que las correspondientes fuerzas internas y deformaciones en los miembros se determinen utilizando un modelo consistente con el procedimiento adoptado.

12.1.4 Conexión a soportes Se debe proporcionar una conexión positiva para resistir una fuerza horizontal que actúa paralela al miembro para cada viga, viga o celosía, ya sea directamente a sus elementos de soporte, o a las losas diseñadas para actuar como diafragmas. Cuando la conexión es a través de un diafragma,

EXCEPCIÓN: Como alternativa, se permite utilizar los procedimientos de diseño simplificados de la Sección 12.14 en lugar de los requisitos de las Secciones 12.1 a 12.12, sujeto a todas las

entonces el elemento de soporte del miembro también debe estar conectado al diafragma. La conexión debe tener una resistencia mínima de diseño del 5 por ciento de la reacción de carga viva más muerta.

limitaciones contenidas en la Sección 12.14.

12.1.2 Diseño de miembros, diseño de conexiones y límite de deformación

Los miembros individuales, incluidos los que no forman parte del

12.1.5 Diseño de cimientos La cimentación debe estar diseñada para resistir las fuerzas

sistema de resistencia a la fuerza sísmica, deben contar con la resistencia

desarrolladas y adaptarse a los movimientos impartidos a la estructura por

adecuada para resistir los cortes, las fuerzas axiales y los momentos

los movimientos del terreno de diseño. La naturaleza dinámica de las

determinados de acuerdo con esta norma, y las conexiones deben

fuerzas, el movimiento del suelo esperado, la base de diseño para la

desarrollar la resistencia de los miembros conectados o del fuerzas

resistencia y la capacidad de disipación de energía de la estructura y las

indicadas en la Sección 12.1.1. La deformación de la estructura no

propiedades dinámicas del suelo se incluirán en la determinación de los

excederá los límites prescritos cuando la estructura esté sujeta a las

criterios de diseño de la cimentación. El diseño y la construcción de los

fuerzas sísmicas de diseño.

cimientos deben cumplir con la Sección 12.13.

71

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

12.1.6 Requisitos de detalle y diseño de materiales Los elementos estructurales, incluidos los elementos de cimentación,

En la misma dirección, aparte de aquellas combinaciones consideradas como sistemas duales, se aplicarán las limitaciones de sistema estructural

deberán cumplir con los requisitos de diseño y detalle de materiales establecidos

aplicables más estrictas contenidas en la Tabla 12.2-1 y el diseño deberá

en el Capítulo 14.

cumplir con los requisitos de esta sección.

12.2 SELECCIÓN DEL SISTEMA ESTRUCTURAL

12.2.3.1 R, C re, y Ω 0 Valores para combinaciones verticales

12.2.1 Selección y limitaciones El sistema básico de resistencia a la fuerza sísmica lateral y vertical

Cuando una estructura tiene una combinación vertical en la misma dirección, se aplicarán los siguientes requisitos:

debe cumplir con uno de los tipos indicados en la Tabla 12.2-1 o una combinación de sistemas permitidos en las Secciones 12.2.2, 12.2.3 y 12.2.4. Cada tipo está subdividido por los tipos de elementos verticales utilizados para resistir las fuerzas sísmicas laterales. El sistema estructural utilizado deberá estar de acuerdo con las limitaciones del sistema estructural y los límites de altura estructural,

h norte, contenido en la Tabla 12.2-1. El coeficiente de modificación de respuesta apropiado, R, sobrefuerza

factor, Ω 0, y el factor de amplificación de la deflexión, C re, indicado en la Tabla 12.2-1 se debe utilizar para determinar la cizalla base, las fuerzas de diseño del elemento y la deriva de la historia del diseño.

Cada sistema de resistencia a la fuerza sísmica seleccionado se diseñará y detallará de acuerdo con los requisitos específicos para el sistema según se establece en el documento de referencia aplicable enumerado en la Tabla 12.2-1 y los requisitos adicionales establecidos en el Capítulo 14.

1. Cuando el sistema inferior tiene un coeficiente de modificación de respuesta más bajo, R, los coeficientes de diseño

( R, Ω 0, y C re) para el sistema superior se pueden utilizar para calcular las fuerzas y derivas de la sistema superior. Para el diseño del sistema inferior, los coeficientes de diseño ( R, Ω 0, y C re) para el sistema inferior se utilizará. Fuerzas transferidas desde el sistema superior al sistema inferior se incrementará multiplicando por la relación entre el coeficiente de modificación de respuesta más alto y el coeficiente de modificación de respuesta más bajo. 2. Donde el sistema superior tiene un coeficiente de modificación de respuesta más bajo, los coeficientes de diseño

( R, Ω 0, y C re) para el sistema superior se utilizará para ambos sistemas.

EXCEPCIONES: Los sistemas de resistencia a fuerzas sísmicas no incluidos en la Tabla 12.2-1 están permitidos siempre que los datos analíticos y de prueba se presenten a la autoridad competente para su aprobación que establezcan sus características dinámicas y demuestren que su resistencia a fuerzas laterales y capacidad de disipación de energía son equivalentes a los sistemas estructurales. enumerados en la tabla

12.2-1 para valores equivalentes de modificación de respuesta

coeficiente, R, factor de sobrefuerza, Ω 0, y factor de amplificación de la deflexión, C re.

12.2.2 Combinaciones de sistemas de marcos en diferentes direcciones Se permite el uso de diferentes sistemas resistentes a la fuerza sísmica para resistir las fuerzas sísmicas a lo largo de cada uno de los dos

1. Estructuras de techo que no excedan los dos pisos de altura y el 10 por ciento del peso total de la estructura.

2. Otros sistemas estructurales soportados con un peso igual o menor al 10 por ciento del peso de la estructura.

3. Viviendas unifamiliares y bifamiliares de estructura ligera. 12.2.3.2 Procedimiento de análisis de dos etapas

Se permite el uso de un procedimiento de fuerza lateral equivalente en dos etapas para estructuras que tienen una parte superior flexible sobre una parte inferior rígida, siempre que el diseño de la estructura cumpla con todo lo siguiente:

ejes ortogonales de la estructura. Cuando se utilizan diferentes sistemas, los

C re, y Ω 0 Los coeficientes se aplicarán a cada sistema, incluidas las

a. La rigidez de la parte inferior será al menos 10 veces la rigidez de la parte superior.

limitaciones del sistema estructural contenidas

segundo. El período de toda la estructura no será mayor de 1,1 veces

respectivos R,

en la Tabla 12.2-1.

el período de la parte superior considerada como una estructura separada apoyada en la transición de la parte superior a la

12.2.3 Combinaciones de sistemas de marcos en la misma

inferior.

dirección Donde se utilizan diferentes sistemas resistentes a la fuerza sísmica en combinación para resistir las fuerzas sísmicas en el

72

C. La parte superior se diseñará como una estructura separada utilizando los valores apropiados de R y ρ.

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

Tabla 12.2-1 Coeficientes y factores de diseño para sistemas sísmicos resistentes a fuerzas Sistema estructural Limitaciones incluyendo

ASCE 7

Altura estructural, h n ( pie)

Sección

Limites C

Dónde

Respuesta

Detallando

Modi fi cación

Deflexión

Categoría de diseño sísmico

Requisitos Coeficientes, se especifican la amplificación de sobrefuerza R una

Sistema de resistencia a fuerzas sísmicas

A.

Factor, Ω gramo

Factor, C segundore

0

segundo C

re re

mi re

F mi

SISTEMAS DE RODAMIENTOS

1. Muros de corte de hormigón armado especial l, m

14,2

5

2½

5

NL NL 160160100

2. Muros de corte de hormigón armado ordinarios l

14,2

4

2½

4

NL NL NP NP NP

3. Muros de corte de hormigón liso detallado l

14,2

2

2½

2

NL

notario público notario público notario público notario público

4. Muros de corte de hormigón liso ordinario l

14,2

1½

2½

1½

NL

notario público notario público notario público notario público

5. Muros de cortante intermedios prefabricados l

14,2

4

2½

4

NL

NL

6. Muros de corte ordinarios prefabricados l

14,2

3

2½

3

NL

notario público notario público notario público notario público

7. Muros de cizalla de mampostería reforzada especial

14,4

5

2½

3½

NL

NL

160

8. Muros de cortante de mampostería reforzada intermedia

14,4

3½

2½

2¼

NL

NL

notario público notario público notario público

9. Muros de corte de mampostería reforzada ordinarios

14,4

2

2½

1¾

NL 160 NP NP NP

10. Muros de cizallamiento de mampostería lisa detallados

14,4

2

2½

1¾

NL NP NP NP NP

40 k

40 k

40 k

160

100

11. Muros de cizallamiento de mampostería lisa ordinarios

14,4

1½

2½

1¼

NL NP NP NP NP

12. Muros de cizallamiento de mampostería pretensado

14,4

1½

2½

1¾

NL NP NP NP NP

13. Muros de cizallamiento de mampostería AAC

14,4

2

2½

2

NL 35

14,4

1½

2½

1½

NL NP NP NP NP

3

4

NL NL 65

sesenta ysesenta cinco y cinco

3

4

NL NL 65

sesenta ysesenta cinco y cinco

2½

2

NL NL 35

NP NP

sesenta ysesenta cinco y cinco

NP NP NP

reforzados ordinarios

14. Muros de cizallamiento de mampostería AAC ordinarios

15. Paredes de estructura liviana (madera) revestidas con

14,1 y 14,5 6½

paneles estructurales de madera clasificados para resistencia al corte o láminas de acero dieciséis. Paredes de estructura ligera (acero conformado en frío)

14.1

6½

revestidas con paneles estructurales de madera clasificados para resistencia al corte o láminas de acero

17. Paredes de estructura ligera con paneles de corte de todos

14,1 y 14,5 2

los demás materiales

14.1

4

2

3½

NL NL 65

1. Marcos de acero con refuerzo excéntrico

14.1

8

2

4

NL NL 160160100 NL NL

2. Marcos especiales de acero arriostrados

14.1

6

2

5

160160100

14.1

3¼

2

3¼

NL NL 35 j

18. Sistemas de paredes de estructura ligera (acero conformado en frío) que utilizan refuerzos de correa plana

B. CONSTRUYENDO SISTEMAS DE MARCO

concéntricamente 3. Marcos de acero ordinarios arriostrados

35 j

notario público j

concéntricamente

Continuado

73

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

Tabla 12.2-1 ( Continuado) Sistema estructural Limitaciones incluyendo

ASCE 7

Altura estructural, h n ( pie)

Sección

Limites C

Dónde

Respuesta

Detallando

Modi fi cación

Deflexión

Categoría de diseño sísmico

Requisitos Coeficientes, se especifican la amplificación de sobrefuerza R una

Sistema de resistencia a fuerzas sísmicas

Factor, Ω gramo

Factor, C segundore

0

segundo C

re re

4. Muros de corte de hormigón armado especiales l, m

14,2

6

2½

5

NL NL 160160100

5. Muros de corte de hormigón armado ordinarios l

14,2

5

2½

4½

NL NL NP NP NP

6. Paredes de corte de hormigón liso detalladas l

14,2 y

2

2½

2

NL NP NP NP NP

mi re

F mi

14.2.2.8 7. Muros de corte de hormigón liso ordinario l

14,2

1½

2½

1½

NL NP NP NP NP

8. Muros de cortante intermedios prefabricados l

14,2

5

2½

4½

NL NL 40 k

9. Muros de corte ordinarios prefabricados l

14,2

4

2½

4

NL NP NP NP NP

14.3

8

2½

4

NL NL 160160100

14.3

5

2

4½

NL NL 160160100

14.3

3

2

3

NL NL NP NP NP

14.3

6½

2½

5½

NL NL 160160100

14.3

6

2½

5

NL NL 160160100

14.3

5

2½

4½

NL NL NP NP NP

16. Muros de cizallamiento de mampostería reforzada especial

14,4

5½

2½

4

NL NL 160160100 NL NL NP

17. Muros de cortante de mampostería reforzada intermedia

14,4

4

2½

4

NP NP

18. Muros de cizallamiento de mampostería reforzada

14,4

2

2½

2

NL 160 NP NP NP

19. Muros de corte de mampostería plana detallados

14,4

2

2½

2

NL NP NP NP NP

20. Muros de corte de mampostería normal ordinaria

14,4

1½

2½

1¼

NL NP NP NP NP

21. Muros de cortante de mampostería pretensados

14,4

1½

2½

1¾

NL NP NP NP NP

22. Paredes de estructura liviana (madera) revestidas con

14,5

7

2½

4½

NL NL 65

sesenta ysesenta cinco y cinco

14.1

7

2½

4½

NL NL 65

sesenta ysesenta cinco y cinco

2½

2½

NL NL 35

NP NP

10. Estructuras de acero y hormigón

40 k

40 k

armadas excéntricamente 11. Marcos especiales con arriostramientos concéntricos compuestos de acero y hormigón

12. Marcos arriostrados ordinarios compuestos de acero y hormigón 13. Muros de cizallamiento de placa compuesta de acero y hormigón 14. Muros de cortante especiales compuestos de acero y hormigón

15. Muros de corte ordinarios compuestos de acero y hormigón

ordinarios

paneles estructurales de madera clasificados para resistencia al corte. 23. Paredes de estructura ligera (acero conformado en frío) revestidas con paneles estructurales de madera clasificados para resistencia al corte o láminas de acero 24. Paredes de estructura ligera con paneles cortantes de todos

14,1 y 14,5 2½

los demás materiales

25. Armazones de acero reforzados con pandeo

14.1

8

2½

5

NL NL 160160100

26. Paredes de corte de chapa especial de acero

14.1

7

2

6

NL NL 160160100

74

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

Tabla 12.2-1 ( Continuado) Sistema estructural Limitaciones incluyendo

ASCE 7

Altura estructural, h n ( pie)

Sección

Limites C

Dónde

Respuesta

Detallando

Modi fi cación

Deflexión

Categoría de diseño sísmico

Requisitos Coeficientes, se especifican la amplificación de sobrefuerza R una

Sistema de resistencia a fuerzas sísmicas

Factor, Ω gramo

Factor, C segundore

0

segundo C

mi re

re re

F mi

C. MARCO RESISTENTE AL MOMENTO

SISTEMAS 1. Marcos de momento especiales de acero

14.1 y

8

3

5½

NL NL NL NL NL NL NL 160100 NP NL NL 35 h

12.2.5.5 2. Marcos de momento de celosía especiales de acero

14.1

7

3

5½

3. Marcos de momento intermedio de acero

12.2.5.7 y

4½

3

4

3½

3

3

NL NL NP yo notario público yo

8

3

5½

NL NL NL NL NL

14,2

5

3

4½

NL NL NP NP NP

7. Marcos de momento ordinarios de hormigón armado

14,2

3

3

2½

NL NP NP NP NP

8. Marcos de momento especiales compuestos de acero y

12.2.5.5 y

8

3

5½

NL NL NL NL NL

14.3

5

3

4½

NL NL NP NP NP

14.3

6

3

5½

160160100 NP NP

14.3

3

3

2½

NL NP NP NP NP

14.1

3½

3o

3½

35

notario público h notario público h

14.1 4. Marcos de momento ordinario de acero

12.2.5.6 y

notario público yo

14.1 5. Marcos de momento especiales de hormigón armado norte

12.2.5.5 y 14,2

6. Marcos de momento intermedios de hormigón armado

hormigón

9. Pórticos de momento intermedio

14.3

compuestos de acero y hormigón 10. Marcos de momento parcialmente restringidos compuestos de acero y hormigón

11. Marcos de momento ordinario compuestos de acero y hormigón 12. Acero conformado en frío: marco de momento atornillado especial pag

RE.

SISTEMAS DUALES CON MARCOS DE

35

35

35

35

12.2.5.1

MOMENTOS ESPECIALES CAPAZ DE RESISTIR AL MENOS EL 25% DE LAS FUERZAS SÍSMICAS PRESCRITAS

1. Marcos de acero reforzados excéntricamente

14.1

8

2½

4

NL NL NL NL NL

2. Marcos especiales de acero arriostrados

14.1

7

2½

5½

NL NL NL NL NL

3. Muros de corte de hormigón armado especial l

14,2

7

2½

5½

NL NL NL NL NL

4. Muros de corte de hormigón armado ordinarios l

14,2

6

2½

5

NL NL NP NP NP

5. Marcos de acero y hormigón

14.3

8

2½

4

NL NL NL NL NL

14.3

6

2½

5

NL NL NL NL NL

concéntricamente

armados excéntricamente 6. Marcos especiales con arriostramiento concéntrico compuestos de acero y hormigón

Continuado

75

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

Tabla 12.2-1 ( Continuado) Sistema estructural Limitaciones incluyendo

ASCE 7

Altura estructural, h n ( pie)

Sección

Limites C

Dónde

Respuesta

Detallando

Modi fi cación

Deflexión

Categoría de diseño sísmico

Requisitos Coeficientes, se especifican la amplificación de sobrefuerza R una

Sistema de resistencia a fuerzas sísmicas

Factor, Ω gramo

Factor, C segundore

0

segundo C

re re

14.3

7½

2½

6

NL NL NL NL NL

14.3

7

2½

6

NL NL NL NL NL

14.3

6

2½

5

NL NL NP NP NP

10. Muros de corte de mampostería reforzada especial

14,4

5½

3

5

NL NL NL NL NL

11. Muros de cortante de mampostería reforzada intermedia

14,4

4

3

3½

NL NL NP NP NP

12. Armazones de acero reforzados con pandeo

14.1

8

2½

5

NL NL NL NL NL

13. Paredes de corte de placa especial de acero

14.1

8

2½

6½

NL NL NL NL NL

7. Paredes de cizallamiento de placas compuestas de

mi re

F mi

acero y hormigón 8. Muros de cizallamiento especiales compuestos de acero y hormigón

9. Muros de corte ordinarios compuestos de acero y hormigón

MI.

SISTEMAS DUALES CON

12.2.5.1

MOMENTO INTERMEDIO MARCOS CAPAZ DE RESISTIR AL MENOS EL 25% DE LAS FUERZAS SÍSMICAS PRESCRITAS

1. Marcos especiales de acero arriostrados

14.1

6

2½

5

NL NL 35

2. Muros de corte de hormigón armado especial l

14,2

6½

2½

5

NL NL 160100100 NL 160 NP

3. Muros de corte de mampostería reforzada ordinarios

14,4

3

3

2½

NP NP

4. Muros de cortante de mampostería reforzada intermedia

14,4

3½

3

3

NL NL NP NP NP

5. Marcos especiales con arriostramiento concéntrico

14.3

5½

2½

4½

NL NL 160100 NP

14.3

3½

2½

3

NL NL NP NP NP

14.3

5

3

4½

NL NL NP NP NP

14,2

5½

2½

4½

NL NL NP NP NP

12.2.5.8 y

4½

2½

4

NL NP NP NP NP

concéntricamente F

compuestos de acero y hormigón

6. Marcos reforzados ordinarios compuestos de acero y hormigón

7. Muros de corte ordinarios compuestos de acero y hormigón

8. Muros de corte de hormigón armado ordinarios l

F. MARCO DE PARED DE CORTE

SISTEMA INTERACTIVO CON REFORZADO ORDINARIO MARCOS DE MOMENTO CONCRETO

Y ORDINARIO REFORZADO PAREDES DE CORTE DE CONCRETO l

76

14,2

NP NP

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

Tabla 12.2-1 ( Continuado) Sistema estructural Limitaciones incluyendo

ASCE 7

Altura estructural, h n ( pie)

Sección

Limites C

Dónde

Respuesta

Detallando

Modi fi cación

Deflexión

Categoría de diseño sísmico

Requisitos Coeficientes, se especifican la amplificación de sobrefuerza R una

Sistema de resistencia a fuerzas sísmicas

G. COLUMNA VOLADIZADA

Factor, Ω gramo

segundo C

Factor, C segundore

0

mi re

re re

F mi

12.2.5.2

SISTEMAS DETALLADOS PARA

CONFORME A LA REQUISITOS PARA: 14.1

2½

1¼

2½

35

35

35

14.1

1¼

1¼

1¼

35

35

notario público yo notario público yo yo notario público

12.2.5.5 y

2½

1¼

2½

35

35

35

14,2

1½

1¼

1½

35

35

NP NP NP

5. Marcos de momento ordinarios de hormigón armado

14,2

1

1¼

1

35

NP NP NP NP

6. Marcos de madera

14,5

1½

1½

1½

35

35

14.1

3

3

3

NL NL NP NP NP

1. Sistemas especiales de columnas en voladizo de

35

35

acero 2. Sistemas de columnas en voladizo ordinarias de acero 3. Marcos de momento especiales de hormigón armado norte

35

35

14,2 4. Marcos intermedios de momento de hormigón armado

H. SISTEMAS DE ACERO NO DETALLADOS

35

NP NP

ESPECÍFICAMENTE

RESISTENCIA SÍSMICA, EXCLUYENDO CANTILEVER SISTEMAS DE COLUMNA una

Coeficiente de modi fi cación de respuesta, R, para usar en todo el estándar. Nota R reduce las fuerzas a un nivel de fuerza, no a un nivel de estrés permitido.

segundo

Factor de amplificación de la deflexión, C re, para su uso en las Secciones 12.8.6, 12.8.7 y 12.9.2.

C

NL = No limitado y NP = No permitido. Para unidades métricas, utilice 30,5 m para 100 pies y 48,8 m para 160 pies.

re

Consulte la Sección 12.2.5.4 para obtener una descripción de los sistemas de resistencia a la fuerza sísmica limitados a edificios con una altura estructural, h norte, de 240 pies (73,2 m) o menos.

mi

Consulte la Sección 12.2.5.4 para obtener información sobre los sistemas resistentes a la fuerza sísmica limitados a edificios con una altura estructural, h norte, de 160 pies (48,8 m) o menos.

Se permite el uso de un marco de momento ordinario en lugar del marco de momento intermedio para las Categorías de Diseño Sísmico B o C.

F

gramo

Consulte la Sección 12.2.5.7 para conocer las limitaciones en las estructuras asignadas a las Categorías de Diseño Sísmico D, E o F.

h

yo

j

Donde el valor tabulado del factor de sobrerresistencia, Ω 0, es mayor o igual a 2½, Ω o se permite que se reduzca restando el valor de 1/2 para estructuras con diafragmas flexibles.

Consulte la Sección 12.2.5.6 para conocer las limitaciones en las estructuras asignadas a las Categorías de Diseño Sísmico D, E o F.

Los marcos de acero ordinarios arriostrados concéntricamente están permitidos en edificios de un solo piso hasta una altura estructural, h norte, de 60 pies (18,3 m) donde la carga muerta del techo no exceda los 20 psf

(0,96 kN / m 2) y en estructuras de penthouse. Un aumento en la altura estructural, h norte, Se permite hasta 45 pies (13,7 m) para almacenes de almacenamiento de un solo piso.

k

l

En la Sección 2.2 de ACI 318. Un muro de cortante se define como un muro estructural.

metro

En la Sección 2.2 de ACI 318. La de fi nición de “muro estructural especial” incluye la construcción prefabricada y moldeada en el lugar.

norte

En la Sección 2.2 de ACI 318. La de fi nición de “marco de momento especial” incluye construcción prefabricada y colada in situ.

o

Alternativamente, el efecto de carga sísmica con sobrerresistencia, mi mh, se permite basarse en la resistencia esperada determinada de acuerdo con AISI S110.

pag

Acero conformado en frío: los marcos de momento atornillados especiales se limitarán a un piso de altura de acuerdo con AISI S110.

77

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

re. La parte inferior se diseñará como una estructura separada utilizando los valores apropiados de R y ρ.

12.2.5.2 Sistemas de columnas en voladizo Se permiten los sistemas de columnas en voladizo como se indica en la

Las reacciones de la parte superior serán las determinadas a

Tabla 12.2-1 y como sigue. La resistencia axial requerida de los elementos

partir del análisis de la parte superior ampli fi cado por la relación

individuales de la columna en voladizo, considerando solo las combinaciones de

de la R / ρ de la parte superior sobre R / ρ de la parte inferior. Esta

carga que incluyen efectos de carga sísmica, no debe exceder el 15 por ciento

relación no será inferior a 1,0.

de la resistencia axial disponible, incluidos los efectos de esbeltez.

mi. La parte superior se analiza con la fuerza lateral equivalente o el procedimiento de espectro de respuesta modal, y la parte inferior se analiza con el procedimiento de fuerza lateral equivalente.

Los cimientos y otros elementos utilizados para proporcionar resistencia al vuelco en la base de los elementos de la columna en voladizo deben diseñarse para resistir los efectos de la carga sísmica, incluido el factor de sobrerresistencia de la Sección 12.4.3.

12.2.3.3 R, C re, y Ω 0 Valores para combinaciones horizontales El valor del coeficiente de modificación de la respuesta, R, utilizado para el diseño en la dirección considerada no debe ser mayor que el valor mínimo de R para cualquiera de los sistemas utilizados en esa dirección.

El factor de amplificación de la deflexión, C re, y el

12.2.5.3 Estructuras de tipo péndulo invertido Independientemente del sistema estructural seleccionado, los péndulos invertidos como se define en la Sección 11.2 deben cumplir con esta sección. Las columnas o pilares de soporte de estructuras tipo péndulo invertido deben diseñarse para el momento flector calculado en la base determinado utilizando los procedimientos dados en la Sección

factor de sobrefuerza, Ω 0, deberá ser consistente con R

requerido en esa dirección. EXCEPCIÓN: Se permite diseñar elementos resistentes utilizando el valor mínimo de R para los diferentes sistemas estructurales que se

12.8 y variando uniformemente a un momento en la parte superior igual a la mitad del momento flector calculado en la base.

encuentran en cada línea de resistencia independiente si se cumplen las siguientes tres condiciones: (1) Edificio de Categoría de Riesgo I o II, (2) de dos pisos o menos sobre el nivel del suelo, y (3) uso de marco ligero construcción o diafragmas flexibles. El valor de R utilizado para el diseño de diafragmas en tales estructuras no debe ser mayor que el valor mínimo de R para cualquiera de los sistemas utilizados en esa misma dirección.

12.2.4 Encuadre combinado

Requisitos de detalle Los miembros estructurales comunes a los diferentes sistemas de entramado utilizados para resistir fuerzas sísmicas en cualquier dirección deben diseñarse utilizando los requisitos de detalle del Capítulo 12 requeridos por el coeficiente de modificación de respuesta más alto. R, de los sistemas de entramado conectados.

12.2.5.4 Límite de altura estructural aumentado para marcos de acero con arriostramiento excéntrico, marcos de acero especiales con arriostramiento concéntrico, acero Estructuras arriostradas restringidas por pandeo, muros de corte de placa especial de acero y muros de corte de concreto reforzado especial

Los límites de la altura estructural, h norte, en mesa

12.2-1 se permite aumentar de 160 pies (50 m) a 240 pies (75 m) para estructuras asignadas a las Categorías de Diseño Sísmico D o E y desde 100 pies (30 m) a 160 pies (50 m) para estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico F, siempre que los sistemas de resistencia sísmica estén limitados a marcos de acero con arriostramiento excéntrico, marcos especiales de acero arriostrados concéntricamente, marcos de acero arriostrados restringidos por pandeo, muros de corte de placa especial de acero o muros de corte de concreto reforzado especial colado in situ y se cumplen los dos requisitos siguientes:

12.2.5 Requisitos específicos del sistema

El sistema de armazón estructural también debe cumplir con los siguientes requisitos específicos del sistema de esta sección.

1. La estructura no debe tener una irregularidad de torsión extrema como se define en la Tabla 12.2-1 (irregularidad estructural horizontal Tipo 1b).

12.2.5.1 Sistema dual Para un sistema dual, los marcos de momento deberán ser capaces de

2. Los marcos de acero arriostrados excéntricamente, los marcos especiales de acero arriostrados concéntricamente, los marcos arriostrados restringidos por

resistir al menos el 25 por ciento de las fuerzas sísmicas de diseño. La

pandeo de acero, los muros de corte de placa especial de acero o los muros

resistencia total a la fuerza sísmica debe ser proporcionada por la combinación

de corte de concreto reforzado especial colado in situ en cualquier plano no

de los marcos de momento y los muros de cortante o marcos arriostrados en

resistirán más del 60 por ciento de la sísmica total. fuerzas en cada dirección,

proporción a sus rigideces.

despreciando los efectos de torsión accidentales.

78

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

12.2.5.5 Marcos de momentos especiales en estructuras asignadas a

(1,68 kN / m 2). Además, la carga muerta de los muros exteriores

las categorías de diseño sísmico D a F

tributarios de los marcos de momento no debe exceder 20 psf (0.96

Para estructuras asignadas a Diseño Sísmico

kN / m 2).

Categorías D, E o F, un marco de momento especial que se usa pero no requerido por la Tabla 12.2-1 no debe ser descontinuado y apoyado por un sistema más rígido con un coeficiente de modificación de respuesta más bajo, R, a menos que los requisitos de las Secciones 12.3.3.2 y

12.3.3.4 se cumplen. Cuando la Tabla 12.2-1 requiera un marco de momento especial, el marco debe ser continuo a la base.

12.2.5.6.2 Categoría de diseño sísmico F. Los marcos de momento ordinario de acero de un solo piso en estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico F se permiten hasta un

altura estructural, h norte, de 65 pies (20 m) donde la carga muerta soportada y tributaria del techo no exceder 20 psf (0,96 kN / m 2). Además, la carga muerta de los muros exteriores tributarios de los marcos de momento no debe exceder 20 psf (0.96 kN / m 2).

12.2.5.6 Marcos de acero de momento ordinario

12.2.5.6.1 Categoría de diseño sísmico D o E. a. Marcos de momento ordinario de acero de un solo piso en estructuras asignadas a la Categoría D de Diseño Sísmico

o E están permitidos hasta una altura estructural, h norte, de 65 pies (20 m)

12.2.5.7 Estructuras de acero de momento intermedio

12.2.5.7.1 Categoría de diseño sísmico D a. Pórticos de acero de momento intermedio de un solo piso en estructuras

donde la carga muerta soportada por

asignadas a la Categoría D de Diseño Sísmico

y afluente al techo no excede 20 psf (0.96 kN / m 2). Además, la

están permitidos hasta una altura estructural, h norte, de 65 pies (20 m)

carga muerta de los muros exteriores a más de 35 pies (10,6 m)

donde la carga muerta soportada por y

por encima del afluente de la base a los marcos de momento no

tributario al techo no exceda 20 psf (0.96 kN / m 2). Además, la carga

debe exceder los 20 psf (0,96 kN / m). 2).

muerta de los muros exteriores a más de 35 pies (10,6 m) por encima del afluente de la base a los marcos de momento no debe

EXCEPCIÓN: Las estructuras de un solo piso con marcos de

exceder los 20 psf (0,96 kN / m). 2).

acero de momento ordinario cuyo propósito es encerrar equipos o maquinaria y cuyos ocupantes se dedican al mantenimiento o

EXCEPCIÓN: Estructuras de un solo piso

monitoreo de ese equipo, maquinaria o sus procesos asociados, se

con marcos de acero de momento intermedio cuyo propósito es

permitirá que sean de altura ilimitada donde la suma de los muertos y

encerrar equipo o maquinaria y cuyos ocupantes están involucrados

las cargas de equipo soportadas por y afluentes al techo no exceden

en el mantenimiento o monitoreo de ese equipo, maquinaria o sus

20 psf (0.96 kN / m 2). Además, la carga muerta del sistema de muro

procesos asociados se permitirá que sea de altura ilimitada donde la

exterior, incluidas las columnas exteriores a más de 35 pies (10,6 m)

suma de las cargas muertas y del equipo soportadas por y afluente al

por encima de la base, no debe exceder los 20 psf (0,96 kN / m). 2). Para

techo no exceda 20 psf (0.96 kN / m 2). Además, la carga muerta del

determinar el cumplimiento de los límites de carga de la pared exterior

sistema de muro exterior, incluidas las columnas exteriores a más de

o del techo, se supondrá que el peso del equipo o maquinaria, incluidas

35 pies (10,6 m) por encima de la base, no debe exceder los 20 psf

las grúas, que no sean autoportantes para todas las cargas, sea

(0,96 kN / m). 2). Para determinar el cumplimiento de los límites de

totalmente tributario del área de la pared exterior o del techo adyacente

carga de la pared exterior o del techo, se supondrá que el peso del

que no exceda los 600 pies. 2 ( 55,8 metros 2) independientemente de su

equipo o maquinaria, incluidas las grúas, que no sean autoportantes

altura sobre la base de la estructura.

para todas las cargas, sea totalmente tributario del área de la pared exterior o del techo adyacente que no exceda los 600 pies. 2

segundo. Marcos de momento ordinario de acero en estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico D o E que no cumplen con las limitaciones establecidas en la Sección

12.2.5.6.1.a están permitidos dentro del marco de luz

(55,8 m 2) independientemente de su altura sobre la base de la estructura. segundo. Marcos de acero de momento intermedio en estructuras asignadas

construcción hasta una altura estructural, h norte, de 35 pies (10,6 m)

a la Categoría D de Diseño Sísmico que no cumplen con las

donde ni la carga muerta del techo ni la

limitaciones establecidas en la Sección

La carga muerta de cualquier piso por encima de la base soportado por y

12.2.5.7.1.a están permitidos hasta una altura estructural,

tributario a los marcos de momento excede 35 psf

h norte, de 35 pies (10,6 m).

79

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

12.2.5.7.2 Categoría de diseño sísmico E. a. Pórticos de acero de momento intermedio de un solo piso en estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico E

están permitidos hasta una altura estructural, h norte, de 65 pies (20 m) donde la carga muerta soportada por y

tributario al techo no exceda 20 psf (0.96 kN / m 2). Además, la carga muerta de los muros exteriores a más de 35 pies (10,6 m) por encima del afluente de la base a los marcos de momento no debe

cumplir con las limitaciones establecidas en la Sección

12.2.5.7.3.a están permitidos dentro del marco de luz

construcción hasta una altura estructural, h norte, de 35 pies (10,6 m) donde ni la carga muerta del techo ni la La carga muerta de cualquier piso por encima de la base soportada por y tributario a los marcos de momento excede 35 psf (1.68 kN / m 2). Además, la carga muerta de los muros exteriores tributarios de los marcos de momento no debe exceder 20 psf (0.96 kN / m 2).

exceder los 20 psf (0,96 kN / m). 2). 12.2.5.8 Sistemas interactivos de marco de muro cortante

EXCEPCIÓN: Las estructuras de un solo piso con pórticos de

La resistencia al corte de los muros de corte del sistema interactivo de

acero de momento intermedio cuyo propósito es encerrar equipo o

marco de muro de corte debe ser al menos el 75 por ciento del corte de la

maquinaria y cuyos ocupantes se dedican al mantenimiento o

historia de diseño en cada piso. Los marcos del sistema interactivo muro-marco

monitoreo de ese equipo, maquinaria o sus procesos asociados, se

de cortante deberán ser capaces de resistir al menos el 25 por ciento del corte

permitirá que sean de altura ilimitada donde la suma de los muertos y

de la historia de diseño en cada piso.

las cargas de equipo soportadas por y afluentes al techo no exceden 20 psf (0.96 kN / m 2). Además, la carga muerta del sistema de muro exterior, incluidas las columnas exteriores a más de 35 pies (10,6 m) por encima de la base, no debe exceder los 20 psf (0,96 kN / m). 2). Para determinar el cumplimiento de los límites de carga de la pared exterior o del techo, se supondrá que el peso del equipo o maquinaria, incluidas las grúas, que no sean autoportantes para todas las cargas, sea totalmente tributario del área de la pared exterior o del techo adyacente que no exceda los 600 pies. 2 ( 55,8 metros 2) independientemente de su altura sobre la base de la estructura.

12.3 FLEXIBILIDAD DEL DIAFRAGMA,

IRREGULARIDADES DE CONFIGURACIÓN,

Y REDUNDANCIA 12.3.1 Flexibilidad del diafragma

El análisis estructural debe considerar las rigideces relativas de los diafragmas y los elementos verticales del sistema de resistencia a la fuerza sísmica. A menos que un diafragma pueda idealizarse como fl exible o rígido de acuerdo con las Secciones 12.3.1.1, 12.3.1.2, o

12.3.1.3, el análisis estructural debe incluir explícitamente la segundo. Marcos de acero de momento intermedio en estructuras asignadas a la Categoría de diseño sísmico E que no cumplen con las limitaciones

consideración de la rigidez del diafragma (es decir, el supuesto de modelado semirrígido).

establecidas en la Sección

12.2.5.7.2.a están permitidos hasta una altura estructural, h norte, de 35 pies (10,6 m) donde ni la carga muerta del techo ni la carga

12.3.1.1 Condición del diafragma flexible Diafragmas construidos de acero sin rematar

muerta de ningún piso por encima de la base

Se permite idealizar como flexibles las cubiertas o los paneles estructurales de

soportado por y tributario de los marcos de momento excede 35 psf

madera si se presenta alguna de las siguientes condiciones:

(1,68 kN / m 2). Además, la carga muerta de los muros exteriores tributarios de los marcos de momento no debe exceder 20 psf (0.96 kN / m 2).

12.2.5.7.3 Categoría de diseño sísmico F. a. Pórticos de acero de momento intermedio de un solo piso en estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico F

a. En estructuras donde los elementos verticales son pórticos arriostrados de acero, pórticos arriostrados compuestos de acero y concreto o muros de corte compuestos de concreto, mampostería, acero o acero y concreto.

segundo. En viviendas unifamiliares y bifamiliares.

C. En estructuras de estructura ligera donde se cumplen todas las

están permitidos hasta una altura estructural, h norte, de 65 pies (20 m)

condiciones siguientes:

donde la carga muerta soportada por y

1. No se coloca una capa superior de hormigón o materiales similares sobre

tributario al techo no exceda 20 psf (0.96 kN / m 2). Además, la

diafragmas de paneles estructurales de madera, excepto para capas

carga muerta de los muros exteriores tributarios de los marcos

superiores no estructurales que no superen las 1 1/2 pulg. (38 mm) de

de momento no debe exceder 20 psf (0.96 kN / m 2).

espesor.

2. Cada línea de elementos verticales del sistema de resistencia a segundo. Marcos de acero de momento intermedio en estructuras asignadas a Categoría de diseño sísmico F no

80

la fuerza sísmica cumple con la deriva de piso permitida de la Tabla 12.12-1.

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

12.3.1.2 Condición del diafragma rígido

en la Tabla 12.3-2 deberá cumplir con los requisitos en las secciones referenciadas en esa tabla.

Se permite idealizar como rígidos diafragmas de losas de hormigón o plataformas metálicas rellenas de hormigón con relaciones de luz a

EXCEPCIONES:

profundidad de 3 o menos en estructuras que no tienen irregularidades

1. Las irregularidades estructurales verticales de los Tipos 1a, 1b y 2 en la Tabla

horizontales.

12.3-2 no se aplican donde ninguna relación de deriva de piso bajo diseño de fuerza sísmica lateral es mayor al 130 por ciento de la relación de deriva

12.3.1.3 Condición calculada del diafragma flexible Se permite que los diafragmas que no satisfagan las condiciones de las Secciones 12.3.1.1 o 12.3.1.2 sean idealizados como fl exibles cuando la máxima desviación en el plano calculada del diafragma bajo carga lateral sea más de dos veces la desviación promedio del piso de los elementos

de piso del siguiente piso anterior. Los efectos de torsión necesitan

no se considerará en el cálculo de las desviaciones de la historia. No es necesario evaluar la relación de la relación de desviación del piso para los dos pisos superiores de la estructura.

verticales contiguos del sistema resistente a la fuerza sísmica del piso asociado bajo una carga lateral tributaria equivalente como se muestra en la figura 12.3-1. Las cargas utilizadas para este cálculo serán las prescritas por la Sección 12.8.

2. No se requiere considerar las irregularidades estructurales verticales de los Tipos 1a, 1b y 2 en la Tabla 12.3-2 para edificios de un piso en cualquier categoría de diseño sísmico o para edificios de dos pisos asignados a las Categorías de Diseño Sísmico B, C o RE.

12.3.2 Clasificación irregular y regular Las estructuras se clasificarán por tener una irregularidad

12.3.3 Limitaciones y requisitos adicionales para sistemas

estructural según los criterios de esta sección. Tal clasificación

con irregularidades estructurales

se basará en sus con fi guraciones estructurales. 12.3.3.1 Irregularidades horizontales y verticales prohibidas para las categorías de diseño sísmico D a F

12.3.2.1 Irregularidad horizontal Estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico E o F que

Las estructuras que tengan uno o más de los tipos de irregularidades enumeradas en la Tabla 12.3-1 deben designarse con una irregularidad

tienen irregularidad horizontal Tipo 1b de la Tabla

estructural horizontal. Dichas estructuras asignadas a las categorías de diseño

12.3-1 o irregularidades verticales Tipo 1b, 5a o 5b de la Tabla 12.3-2

sísmico enumeradas en la Tabla 12.3-1 deben cumplir con los requisitos de las

no se permitirán. No se permitirán las estructuras asignadas a la

secciones a las que se hace referencia en esa tabla.

Categoría de Diseño Sísmico D que tengan irregularidad vertical Tipo 5b de la Tabla 12.3-2.

12.3.2.2 Irregularidad vertical Las estructuras que tengan uno o más de los tipos de irregularidades enumeradas en la Tabla 12.3-2 deben designarse con una irregularidad

12.3.3.2 Historias extremadamente débiles Las estructuras con una irregularidad vertical Tipo 5b como se define en

estructural vertical. Tales estructuras asignadas a las categorías de diseño

la Tabla 12.3-2, no deben tener más de dos pisos.

sísmico enumeradas

o 30 pies (9 m) de altura estructural, h norte.

Delaware

CARGA SÍSMICA

MÁXIMO DIAFRAGMA DEFLECCIÓN (MDD)

DERIVA PROMEDIO DEL ELEMENTO VERTICAL (ADVE) S

Nota: el diafragma es flexible si MDD> 2 (ADVE).

FIGURA 12.3-1 Diafragma flexible

81

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

Tabla 12.3-1 Irregularidades estructurales horizontales

Diseño sísmico

Tipo 1a.

1b.

2.

Descripción

Sección de referencia

Aplicación de categoría

Irregularidad torsional: Se define que existe irregularidad torsional donde la

12.3.3.4

D, E y F

deriva máxima de la historia, calculada incluida la torsión accidental con UNA x = 1.0, en un extremo

12.7.3

B, C, D, E y F

de la estructura transversal a un eje es más de 1.2 veces el

12.8.4.3

C, D, E y F

El promedio de la historia se desplaza en los dos extremos de la estructura. Los requisitos de irregularidad

12.12.1

C, D, E y F

torsional en las secciones de referencia se aplican solo a las estructuras en las que los diafragmas son rígidos o

Tabla 12.6-1

D, E y F

semirrígidos.

Sección 16.2.2

B, C, D, E y F

Irregularidad torsional extrema: Se define que existe irregularidad de torsión extrema donde la

12.3.3.1

EyF

deriva máxima del piso, calculada incluyendo accidentes

12.3.3.4

re

torsión con UNA x = 1.0, en un extremo de la estructura transversal a un eje es más de 1.4 veces el

12.7.3

B, C y D

promedio de los desvíos del piso en los dos extremos del

12.8.4.3

CyD

estructura. Los requisitos de irregularidad de torsión extrema en las secciones de referencia se

12.12.1

CyD

aplican solo a estructuras en las que los diafragmas son rígidos o semirrígidos.

Tabla 12.6-1

re

Sección 16.2.2

B, C y D

Irregularidad de la esquina reentrante: Se define que existe irregularidad de esquina reentrante cuando ambas

12.3.3.4

D, E y F

proyecciones en planta de la estructura más allá de una esquina reentrante son mayores que el 15% de la

Tabla 12.6-1

D, E y F

Irregularidad de discontinuidad del diafragma: Se define que la irregularidad de la discontinuidad

12.3.3.4

D, E y F

del diafragma existe cuando hay un diafragma con una discontinuidad abrupta o variación en la

Tabla 12.6-1

D, E y F

Irregularidad de desplazamiento fuera del plano: Se define que la irregularidad de desplazamiento fuera del

12.3.3.3

B, C, D, E y F

plano existe cuando hay una discontinuidad en una trayectoria de fuerza-resistencia lateral, tal como un

12.3.3.4

D, E y F

desplazamiento fuera del plano de al menos uno de los elementos verticales.

12.7.3

B, C, D, E y F

Tabla 12.6-1

D, E y F

Sección 16.2.2

B, C, D, E y F

Irregularidad del sistema no paralelo: Se define que la irregularidad del sistema no paralelo existe cuando los

12.5.3

C, D, E y F

elementos verticales laterales resistentes a la fuerza no son paralelos a los ejes ortogonales principales del

12.7.3

B, C, D, E y F

sistema sísmico resistente a la fuerza.

Tabla 12.6-1

D, E y F

Sección 16.2.2

B, C, D, E y F

dimensión en planta de la estructura en la dirección dada.

3.

rigidez, incluido uno que tiene un corte o un área abierta mayor al 50% del área bruta del diafragma encerrado, o un cambio en la rigidez efectiva del diafragma de más de 50% de un piso a otro.

4.

5.

EXCEPCIÓN: El límite no se aplica cuando la historia "débil" es capaz de resistir una sísmica total. fuerza igual a Ω 0 veces la fuerza de diseño prescrita en la Sección 12.8.

12.3.3.4 Aumento de fuerzas debido a irregularidades para las categorías de diseño sísmico D a F Para estructuras asignadas a Diseño Sísmico

Categoría D, E o F y que tiene una irregularidad estructural horizontal de Tipo 1a, 1b, 2, 3 o 4 en la Tabla 12.3-1 o una irregularidad estructural

12.3.3.3 Elementos que soportan muros o marcos discontinuos

vertical de Tipo 4 en la Tabla 12.3-2, las fuerzas de diseño determinadas a partir de la Sección

Las columnas, vigas, cerchas o losas que soportan muros discontinuos o pórticos de estructuras con irregularidad horizontal Tipo 4 de

12.10.1.1 se incrementará en un 25 por ciento para los siguientes elementos del sistema de resistencia a la fuerza sísmica:

la Tabla 12.3-1 o irregularidad vertical Tipo 4 de la Tabla 12.3-2 deben diseñarse para resistir los efectos de carga sísmica, incluido el factor de sobrerresistencia de la Sección 12.4 .3. Las conexiones de dichos elementos discontinuos a los elementos de soporte deberán ser adecuadas para transmitir las fuerzas para las que se requirió diseñar los elementos discontinuos.

1. Conexiones de diafragmas a elementos verticales y colectores. 2. Colectores y sus conexiones, incluidas las conexiones a elementos verticales, del sistema sísmico resistente a la fuerza.

82

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

Tabla 12.3-2 Irregularidades estructurales verticales

Diseño sísmico

Tipo 1a.

Descripción

Sección de referencia

Aplicación de categoría

Tabla 12.6-1

D, E y F

Irregularidad extrema de rigidez en la historia blanda: Rigidez: se define que existe irregularidad

12.3.3.1

EyF

extrema en el piso blando donde hay un piso en el que la rigidez lateral es menos del 60% de la del

Tabla 12.6-1

D, E y F

Tabla 12.6-1

D, E y F

Tabla 12.6-1

D, E y F

Irregularidad de rigidez-historia blanda: Se define que existe irregularidad de rigidez-piso suave donde hay un piso en el que la rigidez lateral es menos del 70% de la del piso de arriba o menos del 80% de la rigidez promedio de los tres pisos de arriba.

1b.

piso superior o menos del 70% de la rigidez promedio de los tres pisos superiores.

2.

Irregularidad de peso (masa): Se define que existe irregularidad de peso (masa) cuando la masa efectiva de cualquier piso es más del 150% de la masa efectiva de un piso adyacente. No es necesario considerar un techo que sea más liviano que el piso de abajo.

3.

Irregularidad geométrica vertical: Se define que la irregularidad geométrica vertical existe cuando la dimensión horizontal del sistema de resistencia a la fuerza sísmica en cualquier piso es más del 130% de la de un piso adyacente.

4.

Discontinuidad en el plano en la irregularidad del elemento resistente a la fuerza lateral vertical: Discontinuidad 12.3.3.3

B, C, D, E y F

en el plano en elementos verticales resistentes a la fuerza lateral Se define que la irregularidad existe cuando hay

12.3.3.4

D, E y F

un desplazamiento en el plano de un elemento vertical sísmico resistente a la fuerza que da como resultado

Tabla 12.6-1

D, E y F

Discontinuidad en la fuerza lateral - irregularidad de la historia débil:

12.3.3.1

EyF

Se define que existe discontinuidad en la fuerza lateral-irregularidad del piso débil cuando la fuerza

Tabla 12.6-1

D, E y F

Discontinuidad en la fuerza lateral-irregularidad extrema de la historia débil:

12.3.3.1

D, E y F

Se define que existe discontinuidad en la resistencia lateral: irregularidad extrema en el piso débil cuando la

12.3.3.2

ByC

resistencia lateral del piso es menos del 65% de la del piso anterior. La fuerza de la historia es la fuerza total

Tabla 12.6-1

D, E y F

demandas de vuelco en una viga, columna, celosía o losa de soporte.

5a.

lateral del piso es menos del 80% de la del piso anterior. La resistencia lateral del piso es la resistencia lateral total de todos los elementos resistentes a los sismos que comparten el corte del piso para la dirección considerada.

5b.

de todos los elementos resistentes a los sismos que comparten el corte de la historia para la dirección en consideración.

EXCEPCIÓN:

2. Cálculo de la deriva y efectos P-delta.

No es necesario aumentar las fuerzas calculadas utilizando los efectos

3. Diseño de componentes no estructurales.

de la carga sísmica, incluido el factor de sobrerresistencia de la Sección 12.4.3.

4. Diseño de estructuras no edificables que no sean similares a edificaciones.

12.3.4 Redundancia Un factor de redundancia, ρ, se asignará al sistema de resistencia a la

5. Diseño de elementos colectores, empalmes y sus conexiones para los cuales se utilizan los efectos de carga sísmica, incluido el factor de sobrerresistencia de la Sección 12.4.3.

fuerza sísmica en cada una de las dos direcciones ortogonales para todas las estructuras de acuerdo con esta sección.

6. Diseño de miembros o conexiones donde los efectos de la carga sísmica incluyendo el factor de sobrerresistencia de la Sección 12.4.3 son

12.3.4.1 Condiciones donde el valor de ρ es 1.0

El valor de ρ se permite que sea igual a 1.0 para lo siguiente:

requeridos para el diseño.

7. Cargas de diafragma determinadas usando la Ec. 12.10-1.

8. Estructuras con sistemas de amortiguación diseñadas de acuerdo con el Capítulo 18.

1. Estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico B o C.

9. Diseño de muros estructurales para fuerzas fuera del plano, incluido su anclaje.

83

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

Tabla 12.3-3 Requisitos para cada piso que resista más del 35% del cortante de la base Requisito

Elemento resistente a la fuerza lateral Marcos reforzados

La remoción de una riostra individual, o la conexión a la misma, no resultaría en una reducción de más del 33% en la resistencia del piso, ni el sistema resultante tiene una irregularidad de torsión extrema (irregularidad estructural horizontal Tipo 1b).

Marcos de momento

La pérdida de resistencia al momento en las conexiones de viga a columna en ambos extremos de una sola viga no daría como resultado una reducción de más del 33% en la resistencia del piso, ni el sistema resultante tiene una irregularidad torsional extrema (irregularidad estructural horizontal Tipo 1b) .

Paredes de cortante o pilares de pared con

La remoción de un muro de corte o un pilar de muro con una relación de altura a longitud mayor a 1.0 dentro de cualquier piso, o

una relación entre altura y longitud superior a

conexiones de colector al mismo, no resultaría en una reducción de más del 33% en la resistencia del piso, ni el sistema resultante

1,0

tiene un extremo irregularidad torsional (irregularidad estructural horizontal tipo 1b). Las relaciones entre la altura y la longitud del muro de corte y del pilar del muro se determinan como se muestra en la Figura 12.3-2.

Columnas en voladizo

La pérdida de resistencia al momento en las conexiones de la base de cualquier columna en voladizo no resultaría en una reducción de más del 33% en la resistencia del piso, ni el sistema resultante tiene una irregularidad torsional extrema (irregularidad estructural horizontal Tipo 1b).

Otro

Sin requisitos

12.3.4.2 Factor de redundancia, ρ, para las categorías de diseño

fuerzas sísmicas verticales y verticales como se establece en la Sección

sísmico D a F

12.4.2. Cuando se requiera específicamente, los efectos de la carga sísmica se

Para estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico D, E o F, ρ será igual a 1,3 a menos que se cumpla una de las dos condiciones

modificarán para tener en cuenta la sobrerresistencia, como se establece en la Sección 12.4.3.

siguientes, según las cuales ρ se permite tomar como 1.0:

12.4.2 Efecto de carga sísmica

a. Cada piso que resista más del 35 por ciento de la base cortante en la dirección de interés deberá cumplir con la Tabla 12.3-3.

El efecto de carga sísmica, MI, se determinará de acuerdo con lo siguiente: 1. Para usar en la combinación de carga 5 en la Sección 2.3.2 o las

segundo. Estructuras que son regulares en planta en todos los niveles siempre que los sistemas resistentes a la fuerza sísmica consistan en al menos dos bahías

combinaciones de carga 5 y 6 en la Sección 2.4.1, mi se determinará de acuerdo con la Ec. 12.4-1 como sigue:

de armazón perimetral resistente a la fuerza sísmica a cada lado de la estructura en cada dirección ortogonal en cada piso que resista más del 35

E = E h + mi v

por ciento de la superficie. cizalla de base. El número de tramos para un muro de corte se calculará como la longitud del muro de corte dividida por la altura del piso o dos veces la longitud del muro de corte dividida por el

(12,4-1)

2. Para uso en la combinación de carga 7 en la Sección 2.3.2 o la combinación de carga 8 en la Sección 2.4.1, mi se determinará de acuerdo con la Ec. 12.4-2 como sigue:

E = E h - mi v

altura de la historia, h sx, para la construcción de marcos ligeros.

(12,4-2)

dónde

12.4 EFECTOS Y COMBINACIONES DE CARGA SÍSMICA 12.4.1 Aplicabilidad Todos los miembros de la estructura, incluidos los que no forman parte del sistema de resistencia a la fuerza sísmica, se diseñarán utilizando los efectos de carga sísmica de la Sección

12.4 a menos que esté exento de otra manera por esta norma. Los efectos de la carga sísmica son las fuerzas axiales, cortantes y fl exurales del miembro que resultan de la aplicación de

84

E = efecto de carga sísmica mi h = efecto de las fuerzas sísmicas horizontales como se define en

Sección 12.4.2.1 mi v = efecto de las fuerzas sísmicas verticales como se define en

Sección 12.4.2.2 12.4.2.1 Efecto de carga sísmica horizontal

El efecto de carga sísmica horizontal, mi h, se determinará de acuerdo con la Ec. 12.4-3 como sigue: mi h = ρ Q mi

(12,4-3)

h pared

h wP

L wP

FIGURA 12.3-2 Determinación de la relación entre la altura y la longitud de un muro de corte y un pilar de pared

L pared

Nivel de historia

Nivel de historia

de corte L wp = altura del muelle de la pared

de la pared del pilar L pared = altura del muro

h pared = altura de la pared de corte h wp = altura

relación = h wp / L wp

Muro de pilar de altura a largo

relación = h pared/ L pared

Muro de corte de altura a largo

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

85

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

dónde

Combinaciones básicas para el diseño de tensión admisible (consulte las Secciones 2.4.1 y 2.2 para obtener información sobre la notación).

Q E = efectos de las fuerzas sísmicas horizontales de V o F pag.

Cuando lo requiera la Sección 12.5.3 o 12.5.4,

5. (1.0 + 0.14 S DS) D + H + F + 0,7 ρ Q mi

Dichos efectos serán el resultado de la aplicación de fuerzas

6. (1.0 + 0.10 S DS) D + H + F + 0.525 ρ Q E + 0,75 L +

horizontales simultáneamente en dos direcciones en ángulos

0,75 ( L r o S o R)

8. (0,6 - 0,14 S DS) D + 0,7 ρ Q E + H

rectos entre sí. ρ = factor de redundancia, como se define en la Sección 12.3.4

12.4.3 Efecto de la carga sísmica, incluido el factor de

12.4.2.2 Efecto de carga sísmica vertical

El efecto de carga sísmica vertical, mi v, se determinará de acuerdo con la Ec. 12.4-4 como sigue: mi v = 0,2 S DS re

sobrerresistencia

Cuando se requiera específicamente, las condiciones que requieran aplicaciones de factor de sobrerresistencia se determinarán de acuerdo con lo

(12,4-4)

dónde

siguiente: 1. Para usar en la combinación de carga 5 en la Sección 2.3.2 o las combinaciones

S DS = parámetro de aceleración de respuesta espectral de diseño

en períodos cortos obtenidos de la Sección 11.4.4 D = efecto de carga muerta

de carga 5 y 6 en la Sección 2.4.1, mi deberá

ser tomado igual a mi metro según se determina de acuerdo con la Ec. 12.4-5 como sigue:

mi m = mi mh + mi v

EXCEPCIONES: El efecto de carga sísmica vertical,

mi v, se permite tomar como cero para cualquiera de las siguientes condiciones:

1. En las Ecs. 12.4-1, 12.4-2, 12.4-5 y 12.4-6 donde

S DS es igual o menor que 0,125.

2. Para uso en la combinación de carga 7 en la Sección 2.3.2 o la combinación de carga 8 en la Sección 2.4.1, mi será

tomado igual a mi metro según se determina de acuerdo con la Ec. 12.4-6 como sigue: mi m = mi mh - mi v

2. En la ecuación. 12.4-2 donde la determinación de demandas sobre el

interfaz suelo-estructura de los cimientos. 12.4.2.3 Combinaciones de carga sísmica

Donde el efecto de carga sísmica prescrito, MI,

(12,4-6)

dónde mi m = efecto de carga sísmica, incluido el factor de sobrerresistencia

mi mh = efecto de las fuerzas sísmicas horizontales incluyendo

definido en la Sección 12.4.2 se combina con los efectos de otras cargas como

factor de sobrerresistencia como se define en la sección

12.4.3.1

se establece en el Capítulo 2, las siguientes combinaciones de carga sísmica para estructuras no sujetas a inundaciones o cargas de hielo atmosférico se

(12,4-5)

mi v = Efecto de carga sísmica vertical como se define en la Sección

12.4.2.2

deben usar en lugar de las combinaciones de carga sísmica en la Sección 2.3 .2 o 2.4.1:

12.4.3.1 Efecto de carga sísmica horizontal con factor de Combinaciones básicas para diseño de resistencia (consulte las Secciones 2.3.2 y 2.2 para obtener información sobre la notación).

5. (1,2 + 0,2 S DS) D + ρ Q E + L + 0,2 S

sobrerresistencia

El efecto de carga sísmica horizontal con sobre-

factor de fuerza, mi mh, se determinará de acuerdo con la Ec. 12.4-7 como sigue:

6. (0,9 - 0,2 S DS) D + ρ Q E + 1,6 H NOTAS: 1. El factor de carga en L en combinación 5 está permitido

igual a 0.5 para todas las ocupaciones en las que L o en la Tabla 4-1 es menor o igual a 100 psf

(4,79 kN / m 2), con excepción de garajes o áreas ocupadas como lugares de reunión pública.

2. El factor de carga en H será igual a cero en combinación 7 si la acción estructural debida a H contrarresta que debido a MI. Cuando la presión lateral del suelo proporcione resistencia a las acciones estructurales de otras

86

mi mh = Ω o Q mi

(12,4-7)

dónde Q E = efectos de las fuerzas sísmicas horizontales de V, F px, o F pag como se especifica en las Secciones 12.8.1, 12.10, o

13.3.1. Donde lo requiera la Sección 12.5.3 o 12.5.4, tales efectos serán el resultado de la aplicación de fuerzas horizontales simultáneamente en dos direcciones en ángulo recto entre sí. Ω o = factor de sobrerresistencia

EXCEPCIÓN: El valor de mi mh no necesita exceder la fuerza máxima

fuerzas, no se incluirá en H pero se incluirá en la resistencia de

que puede desarrollarse en el elemento como

diseño.

determinado por un análisis de mecanismo plástico racional

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

o análisis de respuesta no lineal utilizando valores esperados

12.4.4 Fuerza ascendente mínima para voladizos

realistas de resistencia del material.

horizontales para categorías de diseño sísmico D a F

12.4.3.2 Combinaciones de carga con factor de sobrerresistencia

Donde el efecto de carga sísmica con sobrerresistencia

En estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico

Los elementos estructurales en voladizo horizontales D, E o F deben diseñarse para una fuerza neta ascendente mínima de

factor, mi metro, definido en la Sección 12.4.3, se combina con los efectos de otras

0.2 veces la carga muerta además de las combinaciones de carga

cargas como se establece en el Capítulo 2, la

aplicables de la Sección 12.4.

La siguiente combinación de carga sísmica para estructuras no sujetas a inundaciones o cargas de hielo atmosférico se debe utilizar en lugar de las combinaciones de carga sísmica en la Sección 2.3.2 o 2.4.1:

Combinaciones básicas para diseño de resistencia con factor de resistencia excesiva (consulte las secciones 2.3.2 y 2.2 para obtener información sobre la notación).

5. (1,2 + 0,2 S DS) D + Ω o Q E + L + 0,2 S

7. (0,9 - 0,2 S DS) D + Ω o Q E + 1,6 H NOTAS: 1. El factor de carga en L en combinación 5 está permitido

igual a 0.5 para todas las ocupaciones en las que L o en la Tabla 4-1 es menor o igual a 100 psf (4.79 kN /

metro 2), con excepción de garajes o áreas ocupadas como lugares de reunión pública.

2. El factor de carga en H será igual a cero en combinación 7 si la acción estructural debida a H

12.5 DIRECCIÓN DE CARGA 12.5.1 Criterios de dirección de carga Las direcciones de aplicación de las fuerzas sísmicas utilizadas en el diseño serán aquellas que producirán los efectos de carga más críticos. Se permite satisfacer este requisito utilizando los procedimientos de la Sección 12.5.2 para la categoría de diseño sísmico B, la sección 12.5.3 para la categoría de diseño sísmico C y la sección 12.5.4 para las categorías de diseño sísmico D, E y F.

12.5.2 Categoría de diseño sísmico B

Para estructuras asignadas a Diseño Sísmico Categoría B, se permite que las fuerzas sísmicas de diseño se apliquen independientemente en cada una de las dos direcciones ortogonales y se permite despreciar los efectos de interacción ortogonal.

contrarresta que debido a MI. Cuando la presión lateral del suelo proporcione resistencia a las acciones estructurales de otras fuerzas, no se incluirá en H pero se incluirá en la resistencia de diseño.

12.5.3 Categoría de diseño sísmico C La carga aplicada a estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico C deberá, como mínimo, cumplir con los requisitos de la Sección

Combinaciones básicas para el diseño de tensión admisible con factor de

12.5.2 para la Categoría de Diseño Sísmico B y los requisitos de esta

sobrerresistencia (consulte las Secciones 2.4.1 y

sección. Las estructuras que tienen irregularidad estructural horizontal Tipo

2.2 para notación).

5 en la Tabla 12.3-1 deben utilizar uno de los siguientes procedimientos:

5. (1.0 + 0.14 S DS) D + H + F + 0,7 Ω o Q mi

6. (1.0 + 0.105 S DS) D + H + F + 0.525 Ω o Q E + 0,75 L + 0,75 ( L r o S o R)

8. (0,6 - 0,14 S DS) D + 0,7 Ω o Q E + H

a. Procedimiento de combinación ortogonal. los La estructura se analizará utilizando el procedimiento de análisis de fuerza lateral equivalente de la Sección 12.8, el procedimiento de análisis de

12.4.3.3 Aumento de tensión admisible para combinaciones de

espectro de respuesta modal de la Sección 12.9, o el procedimiento de

carga con sobrerresistencia

historial de respuesta lineal de la Sección 16.1, según lo permitido en la

Donde se utilicen metodologías de diseño de esfuerzos permisibles con el

Sección 12.6, con la carga aplicada independientemente en dos

efecto de carga sísmica definido en la Sección

ortogonales cualesquiera. direcciones. El requisito de la Sección 12.5.1 se

12.4.3 aplicado en las combinaciones de carga 5, 6 u 8 de la Sección

considera satisfecho si los miembros y sus cimientos están diseñados para

2.4.1, se permite determinar los esfuerzos permisibles usando un

el 100 por ciento de las fuerzas para una dirección más el 30 por ciento de

aumento de esfuerzo permisible de

las fuerzas para la dirección perpendicular. Se utilizará la combinación que

1.2. Este aumento no debe combinarse con aumentos en las tensiones

requiera la máxima resistencia del componente.

permisibles o reducciones de combinación de carga permitidas de otra manera por esta norma o el documento de referencia del material, excepto por aumentos debidos a factores de ajuste de acuerdo con AF&PA NDS.

segundo. Aplicación simultánea de ortogonal

Movimiento del suelo. Se analizará la estructura

87

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

utilizando el procedimiento de historial de respuesta lineal de la Sección 16.1

ción, se permite utilizar un procedimiento alternativo generalmente

o el procedimiento de historial de respuesta no lineal de la Sección 16.2,

aceptado. El procedimiento de análisis seleccionado se completará de

según lo permitido por la Sección

acuerdo con los requisitos de la sección correspondiente a la que se hace

12.6, con pares ortogonales de historiales de aceleración del

referencia en la Tabla 12.6-1.

movimiento del suelo aplicados simultáneamente.

12.5.4 Categorías de diseño sísmico D a F Estructuras asignadas a la categoría de diseño sísmico

D, E o F deberán, como mínimo, cumplir con los requisitos de la Sección 12.5.3. Además, cualquier columna o muro que forme parte de dos o más sistemas de resistencia a la fuerza sísmica que se cruzan y esté sujeto a una carga axial debido a fuerzas sísmicas que actúan a lo largo de cualquier eje del plan principal que iguale o supere el 20 por ciento de la resistencia de diseño axial de la columna o El muro debe diseñarse para el efecto de carga más crítico debido a la aplicación de fuerzas sísmicas en cualquier dirección. Se permite utilizar cualquiera de los procedimientos de la Sección 12.5.3 aob para satisfacer este requisito. A excepción de lo requerido por la Sección 12.7.3, se permiten análisis 2-D para estructuras con diafragmas flexibles.

12.7 CRITERIOS DE MODELADO

12.7.1 Modelado de cimientos Para efectos de determinar cargas sísmicas, se permite considerar que la estructura se fija en la base. Alternativamente, cuando se considere la fl exibilidad de la cimentación, deberá estar de acuerdo con la Sección

12.13.3 o Capítulo 19.

12.7.2 Peso sísmico efectivo El peso sísmico efectivo, W, de una estructura debe incluir la carga muerta, como se define en la Sección 3.1, sobre la base y otras cargas sobre la base como se indica a continuación:

1. En las áreas utilizadas para almacenamiento, se incluirá un mínimo del 25 por ciento de la carga viva del piso.

12.6 SELECCIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS

EXCEPCIONES: a. Cuando la inclusión de cargas de almacenamiento no añada

El análisis estructural requerido por el Capítulo 12 consistirá en uno de

más del 5% al peso sísmico efectivo a ese nivel, no es

los tipos permitidos en la Tabla 12.6-1, con base en la categoría de

necesario incluirlo en el peso sísmico efectivo.

diseño sísmico de la estructura, el sistema estructural, las propiedades dinámicas y la regularidad, o con la aprobación de la autoridad competente.

segundo. No es necesario incluir la carga viva del piso en garajes públicos y estructuras de estacionamiento abiertas.

Tabla 12.6-1 Procedimientos analíticos permitidos Sísmico

Lateral equivalente

Respuesta modal

Diseño

Análisis de fuerza,

Análisis de espectro,

Categoría

Características estructurales

Sección 12.8 una

Sección 12.9 una

Respuesta sísmica Procedimientos de historia,

Capítulo 16 una

ANTES DE CRISTO Todas las estructuras

PAG

PAG

PAG

D, E, F

PAG

PAG

PAG

Estructuras de construcción de marcos ligeros

PAG

PAG

PAG

Estructuras sin irregularidades estructurales y que no excedan los

PAG

PAG

PAG

PAG

PAG

PAG

PAG

PAG

PAG

PAG

PAG

Edificios de categoría de riesgo I o II que no superen los 2 pisos por encima de la base

160 pies de altura estructural

Estructuras que excedan los 160 pies de altura estructural sin irregularidades estructurales y con T < 3,5 T s Estructuras que no excedan los 160 pies de altura estructural y que solo tengan irregularidades horizontales de Tipo 2, 3, 4 o 5 en la Tabla 12.3-1 o irregularidades verticales de Tipo 4, 5a o 5b en la Tabla 12.3-2 Todas las demás estructuras una

P: permitido; NP: No permitido; T s = S re 1 / S DS.

88

notario público

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

2. Cuando la Sección 4.2.2 requiera provisión para particiones en el

que se considere parte del sistema de resistencia a la fuerza sísmica

diseño de carga del piso, el peso real de la partición o un peso

deberá diseñarse de manera que la acción o falla de esos elementos no

mínimo de 10 psf (0.48 kN / m 2) del área del piso, el que sea

perjudique la carga vertical y la capacidad de resistencia a la fuerza

mayor.

sísmica del marco. El diseño deberá prever el efecto de estos elementos rígidos en el sistema estructural en las deformaciones estructurales

3. Peso operativo total del equipo permanente.

correspondientes a la deriva del piso de diseño ( Δ) según se determina

4. Donde se carga la nieve del techo plano, PAG F, excede 30 psf

en la Sección 12.8.6. Además, los efectos de estos elementos se deben

(1,44 kN / m 2), 20 por ciento del diseño uniforme

considerar al determinar si una estructura tiene una o más de las

carga de nieve, independientemente de la pendiente real del techo.

irregularidades definidas en la Sección 12.3.2.

5. Peso de jardinería y otros materiales en jardines de techo y áreas similares. 12.7.3 Modelado estructural Se construirá un modelo matemático de la estructura con el propósito de determinar las fuerzas de los miembros y los desplazamientos de la estructura que resulten de las cargas aplicadas y

12.8 LATERAL EQUIVALENTE PROCEDIMIENTO DE FUERZA

cualquier desplazamiento impuesto o efecto P-delta. El modelo incluirá la rigidez y resistencia de los elementos que sean significativos para la distribución de fuerzas y deformaciones en la estructura y representen la distribución espacial de masa y rigidez en toda la estructura.

Además, el modelo deberá cumplir con lo siguiente:

a. Las propiedades de rigidez de los elementos de hormigón y mampostería deben considerar los efectos de las secciones agrietadas. segundo. Para los sistemas de marcos de momento de acero, se incluirá la contribución de las deformaciones de la zona del panel a la deriva general del piso.

Las estructuras que tienen una irregularidad estructural horizontal

12.8.1 Corte de base sísmico

La cizalladura sísmica de la base, V, en una dirección dada se determinará de acuerdo con la siguiente ecuación:

V = Cs W dónde C s = el coeficiente de respuesta sísmica determinado en de acuerdo con la Sección 12.8.1.1

W = el peso sísmico efectivo según la Sección 12.7.2 12.8.1.1 Cálculo del coeficiente de respuesta sísmica

El coeficiente de respuesta sísmica, C s, se determinará de acuerdo con la Ec. 12,8-2.

Tipo 1a, 1b, 4 o 5 de la Tabla 12.3-1 deben analizarse utilizando una

Cs=

representación tridimensional. Cuando se utilice un modelo 3-D, en cada nivel de la estructura se incluirá un mínimo de tres grados de libertad dinámica que consisten en traslación en dos direcciones de planta ortogonales y rotación sobre el eje vertical. Cuando los diafragmas no se hayan clasificado como rígidos o fl exibles de acuerdo con la Sección 12.3.1, el modelo debe incluir la representación de las características de rigidez del diafragma y los grados de libertad dinámica adicionales que

(12,8-1)

S DS •R•

(12,8-2)

•• yo mi ••

dónde S DS = la aceleración de la respuesta espectral de diseño

parámetro en el rango de período corto como extraído de la Sección 11.4.4 o 11.4.7

se requieran para tener en cuenta la participación del diafragma en la

R = el factor de modificación de la respuesta en la tabla 12.2-1

estructura. respuesta dinámica.

yo e = el factor de importancia determinado de acuerdo con la Sección 11.5.1

El valor de C s calculado de acuerdo con Eq. EXCEPCIÓN: Análisis usando un 3-D no se requiere representación para estructuras con diafragmas flexibles que tienen irregularidades estructurales horizontales Tipo

12.8-2 no necesita exceder lo siguiente:

C s= S re 1

4. 12.7.4 Efectos de interacción

Marcos resistentes a momentos que están encerrados o unidos por elementos que son más rígidos y no

•R•

T

T

(12,8-3)

•• yo mi ••

S re 1TL

C s=

para T ≤ T L

2

para T> T L

(12,8-4)

•R• •• yomi••

89

CAPÍTULO 12 REQUISITOS DE DISEÑO SÍSMICO PARA ESTRUCTURAS DE CONSTRUCCIÓN

C s no será menor que

características de los elementos resistentes en un análisis debidamente

(12,8-5)

C s = 0.044 S DS yo mi ≥ 0,01

fundamentado. El período fundamental, T,

no excederá el producto del coeficiente para

Además, para estructuras ubicadas donde S 1 es igual o mayor

límite superior del período calculado ( C u) de la mesa

que 0,6 g, C s no será menor que

12.8-1 y el período fundamental aproximado, T una,

C s = 0,5 S 1 / ( RHODE ISLAND mi)

(12,8-6)

dónde yo mi y R son los definidos en la Sección 12.8.1.1 y S re 1 = la aceleración de la respuesta espectral de diseño parámetro en un período de 1.0 s, según se determina

de la Sección 11.4.4 o 11.4.7 T = el período fundamental de la (s) estructura (s) determinado en la Sección 12.8.2 T L = período (s) de transición de largo período determinado en

determinado de acuerdo con la Sección 12.8.2.1. Como un

alternativa a realizar un análisis para determinar el período fundamental, T, está permitido utilizar el período de construcción aproximado, T una, calculado de acuerdo con la Sección 12.8.2.1, directamente.

12.8.2.1 Período fundamental aproximado El período fundamental aproximado ( T un), en s, se determinará a partir de la siguiente ecuación:

Sección 11.4.5

T a = C t h norte

S 1 = el terremoto máximo considerado mapeado parámetro de aceleración de respuesta espectral

determinado de acuerdo con la Sección 11.4.1 o 11.4.7

X

(12,8-7)

dónde h norte es la altura estructural definida en la Sección

11.2 y los coeficientes C t y X se determinan a partir de la tabla 12.8-2.

Alternativamente, se permite determinar el 12.8.1.2 Reducción de la interacción suelo-estructura Se permite una reducción de la interacción de la estructura del suelo cuando se determina utilizando el Capítulo 19 u otros procedimientos generalmente aceptados aprobados por la autoridad competente.

12.8.1.3 Máximo S s Valor en la determinación de C s

período fundamental aproximado ( T un), en s, de la siguiente ecuación para estructuras que no excedan 12 pisos por encima de la base como se define en la Sección 11.2 donde el sistema de resistencia a la fuerza sísmica consiste

Tabla 12.8-1 Coeficiente para el límite superior en

Período calculado

Para estructuras regulares de cinco pisos o menos arriba

la base como se define en la Sección 11.2 y con un punto,

T, de 0,5 so menos, C s se permite calcular utilizando un valor de

Aceleración de respuesta espectral de diseño

1,5 para S S.

Coeficiente C tu

Parámetro en 1 s, S re 1

1.4

≥ 0.4

12.8.2 Determinación del período

El período fundamental de la estructura, T, en la dirección considerada se establecerá utilizando las propiedades estructurales y deformacionales.

0,3

1.4

0,2

1,5

0,15

1,6 1,7

≤ 0,1

Tabla 12.8-2 Valores de los parámetros de período aproximados C t y X

Tipo de estructura

Ct

X

Sistemas de marcos resistentes a momentos en los que los marcos resisten el 100% de la fuerza sísmica requerida y no están encerrados o unidos por componentes que son más rígidos y evitarán que los marcos se desvíen cuando estén sujetos a fuerzas sísmicas: Marcos de acero resistentes a momentos

0.028 (0.0724) una

0,8

Pórticos de hormigón resistentes a momentos

0,016 (0,0466) una

0,9

Marcos de acero con arriostramiento excéntrico de acuerdo con la Tabla 12.2-1 líneas B1 o D1 Marcos de acero con

0.03 (0.0731) una

0,75

arriostramiento restringido por pandeo

0.03 (0.0731) una

0,75

Todos los demás sistemas estructurales

0,02 (0,0488) una

0,75

una

Los equivalentes métricos se muestran entre paréntesis.

90

CARGAS MÍNIMAS DE DISEÑO

para estructuras que tienen un período entre 0,5 y

enteramente de marcos de hormigón o acero resistentes al momento y la altura

2,5 s, k será 2 o se determinará por

promedio del piso es de al menos 10 pies (3 m):

interpolación lineal entre 1 y 2

(12,8-8)

T a = 0,1 norte dónde N = número de pisos por encima de la base.

El período fundamental aproximado, T una, en s para mampostería o

12.8.4 Distribución horizontal de fuerzas La cizalladura de la historia del diseño sísmico en cualquier historia ( V X)

estructuras de muro de corte de hormigón está permitido

(kip o kN) se determinará a partir de lo siguiente

que se determinará a partir de la Ec. 12.8-9 como sigue:

ecuación:

T a = 0,0019

(12,8-9)

h norte

Cw

norte

V x = ∑ F yo

dónde C w se calcula a partir de la ecuación. 12.8-10 de la siguiente manera:

C w= 00

1

X

norte • UNA B i = 1 • h yo • •

dónde F yo = la porción de la cizalladura de la base sísmica ( V)

UNA yo

∑ • h • 2•

• 1+0,83 •

• h yo •

(12,8-13)

i=x

2

•

•• re yo •• •

(12,8-10)

(kip o kN) inducido en el nivel yo.

La cizalla de historia de diseño sísmico ( V X) ( kip o kN) se distribuirán entre los distintos elementos verticales de

•

el sistema de resistencia a la fuerza sísmica en el piso en

dónde

consideración basado en la rigidez lateral relativa de los elementos de resistencia vertical y el diafragma.

UNA B = área de la base de la estructura, pies 2 UNA yo = área web de la pared de corte yo en pies 2

12.8.4.1 Torsión inherente

re yo = longitud de la pared de corte yo en pies

Para diafragmas que no son flexibles, la distribución de fuerzas

h yo = altura de la pared de corte yo en pies

x = número de muros de corte en el edificio efectivo

laterales en cada nivel debe considerar la

en resistir fuerzas laterales en la dirección considerada

efecto del momento de torsión inherente, METRO t, resultante de la excentricidad entre las ubicaciones del centro

de masa y el centro de rigidez. Para diafragmas flexibles, la distribución de fuerzas a los elementos verticales debe tener en

12.8.3 Distribución vertical de fuerzas sísmicas La fuerza sísmica lateral ( F X) ( kip o kN) inducidos a cualquier nivel

cuenta la posición y distribución de las masas soportadas.

se determinarán a partir de los siguientes ecuaciones:

F x = C vx V

(12,8-11)

y

12.8.4.2 Torsión accidental Donde los diafragmas no son flexibles, el diseño deberá incluir el momento de torsión inherente ( METRO t)

C vx =

resultante de la ubicación de las masas de la estructura

w X h Xk

(12,8-12)

norte

∑wk

yo

h yo

yo = 1

más los momentos de torsión accidentales ( METRO ejército de reserva) causado por el supuesto desplazamiento del centro de masa en cada sentido

desde su ubicación real por una distancia igual al 5 por ciento de la dimensión de la estructura perpendicular a la dirección de las fuerzas

dónde

aplicadas.

C vx = factor de distribución vertical V = fuerza lateral de diseño total o cortante en el

base de la estructura (kip o kN)

w yo y w x = la porción de la sísmica efectiva total peso de la estructura W) ubicado o

Cuando las fuerzas sísmicas se aplican simultáneamente en dos direcciones ortogonales, no es necesario aplicar el 5 por ciento de desplazamiento requerido del centro de masa en ambas direcciones ortogonales al mismo tiempo, sino que se aplicará en la dirección que produzca el mayor efecto.

asignado al nivel yo o X

h yo y h x = la altura (pies o m) desde la base hasta Nivel yo o X

k = un exponente relacionado con el período de estructura

como sigue: para estructuras que tienen un período de 0,5 so menos, k = 1

12.8.4.3 Amplificación de un momento de torsión accidental Estructuras asignadas a la categoría de diseño sísmico

C, D, E o F, donde exista una irregularidad de torsión Tipo 1a o 1b como se define en la Tabla 12.3-1,

para estructuras que tienen un período de 2,5 so más, k = 2

efectos contabilizados multiplicando METRO ejército de reserva en cada nivel por un factor de amplificación torsional ( UNA X) como se ilustra en

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