Análisis, Diseño y Detallado de
Edificaciones Sismo Resistentes
utilizando CYPE
ING. JESÚS MENDOZA
Edificaciones Sismo Resistentes
Estrategia Sismo Resistente. Ductilidad
Ingeniería estructural en la actualidad maneja tres estrategias
◦ Disipar energía por degradación estructural
◦ Disipar energía mediante la colocación de elementos que la disipen
◦ Evitar que la energía incursione en la estructura mediante aisladores
La disipación de energía por degradación estructural es la más empleada hoy por hoy pero REQUIERE un profundo conocimiento de la DUCTILIDAD de los materiales, entendida como la CAPACIDAD de una estructura de INCURSIONAR de manera SEGURA y ESTABLE en el rango INELASTICO para de esta forma y gracias a la HISTERESIS, disipar esa energía.
Diseño por capacidad
“El diseño por capacidad es una metodología de diseño por flexión de los
elementos de concreto de una edificación, la cual se basa sobre un
comportamiento hipotético de la estructura en respuesta a las acciones
sísmicas. Este comportamiento hipotético se refiere a que las acciones sísmicas
ocurran de tal forma que la estructura alcance su estado cerca al colapso, y que
las rótulas plásticas se formen simultáneamente en localizaciones
predeterminadas para formar un mecanismo de colapso simulando un
comportamiento dúctil.”
Burgos Namuche, Maribel (2007). Estudio de la metodología “diseño por capacidad” en edificaciones aporticadas de concreto armado para ser incorporada a la norma peruana e-060 como alternativa de diseño (Tesis de maestría). Universidad Nacional de Ingeniería, Lima.
Estrategia Sismo Resistente. Ductilidad
¿Qué es lo que dicen las normas?. Dicen que, puesto que la estructura incursionará en su rango
inelástico de funcionamiento para reducir la energía del sismo por disipación (fundamentalmente en forma de calor y en menor medida ruido), la acción sísmica podrá ser REDUCIDA, utilizando un
NÚMERO MÁGICO (¿?)
Estrategia Sismo Resistente. Ductilidad
FACTOR DE REDUCCIÓN SÍSMICA.
El factor de reducción sísmica
está íntimamente ligado a la
ductilidad de desplazamiento
de la estructura, aunque o
haya una relación matemática
entre la ductilidad de
desplazamiento y la de
curvatura de los elementos
que componen una estructura,
es un hecho obvio que cuanto
mayor sean estás últimas
mayor será la primera y por
ende, la CAPACIDAD DE
DISIPAR ENERGÍA DE MANERA
ESTABLE
Diferencias en armados en distintas
filosofías de diseño
Ventajas de los software CYPE Ingenieros
Software en castellano.
Implementación de la normativa peruana e internacional. Biblioteca de materiales y secciones pre cargada.
Fiabilidad y sencillez en la modelación estructural.
Comprobaciones y verificaciones de acuerdo a la norma peruana e internacional. Trabajo con archivos DWG, DXF, IFC (BIM).
Salida de planos, detalles constructivos, memoria de cálculo de la obra y detallado de cada elemento estructural acorde con la normativa seleccionada. Detallado de uniones en perfiles metálicos.
Salida de metrados.
Diseño por capacidad en los softwares de
CYPE Ingenieros
CYPECAD fue uno de los primeros programas informáticos de estructuras con vocación no sólo de realizar el análisis estructural si no también de generar el DETALLADO completo, a través de unos editores de detallado programados para tal fin
Esto es IMPORTANTISIMO, ya que como hemos visto, para asegurar un comportamiento dúctil, en contraposición a uno frágil, se hace IMPRESCINDIBLE, dotar a las estructuras de una
resistencia al corte ,en las secciones críticas, que son función de las MAXIMAS CAPACIDADES PROBABLES A FLEXIÓN de esas mismas secciones.
Lo anteriormente mencionado hace que CYPECAD sea capaz de verificar todos los requisitos normativos encaminados a la DISIPACION de energía como estrategia SISMO RESISTENTE
Diseño por capacidad en los softwares de
CYPE Ingenieros
Como política de empresa, CYPE Ingenieros implementa las normativas de los países en los que comercializa sus soluciones de ingeniería.
En el caso de Perú, tiene implementadas las normativas E.020, E.030 y E.060.
En el caso de la norma E.060, en sus soluciones de cálculo de estructuras de edificación, tiene incluidos los criterios de ductilidad especificados. Por lo cual:
◦ Es necesario diseñar primero las vigas para poder diseñar las columnas
◦ Se tienen en consideración tanto las áreas de acero como la separación entre aceros.
◦ Se tienen en cuenta criterios geométricos de las secciones de vigas.
Diseño por capacidad en los softwares de
CYPE Ingenieros
Diseño por capacidad en los softwares de
CYPE Ingenieros
Diseño por capacidad en los softwares de
CYPE Ingenieros
Diseño por capacidad en los softwares de
CYPE Ingenieros
Ejemplo de diseño
Vivienda unifamiliar, sistema resistente a cargas laterales formado por pórticos de concreto
armado de 210 kg/cm2.
Cargas permanentes consideradas según la norma E.020, para una vivienda.
Cargas sísmicas consideradas según la norma E.030, para una vivienda, ubicada en la ciudad de Huancavelica (Zona 3), con un tipo de suelo S2. No se consideraron irregularidades
Diseño de vigas en CYPE
Según la norma E.060, se realiza el diseño de estados límites últimos y estados límites de servicio.
Respecto a los estados límites últimos, se realiza el diseño tanto por resistencia como por capacidad seccional.
A diferencia de otros programas, el editor de vigas de CYPE Ingenieros trabaja con una mayor discretización de los puntos de verificación de secciones, discretización que está en función de la continuidad de la viga, y que es directamente proporcional a la cercanía del apoyo.
En el editor de vigas de CYPE Ingenieros es posible la edición y verificación ene tiempo real del acero colocado en comparación con el acero requerido, además de los informes de diseño. Esto para el acero longitudinal como para el acero transversal.
Diseño de columnas en CYPE
Según la norma E.060, se realiza el diseño de estados límites últimos, tanto por resistencia como por capacidad seccional, motivo por el cual es necesario tener diseñadas las vigas antes de
proceder con las columnas.
A diferencia de otros programas, el editor de columnas de CYPE Ingenieros realiza verificaciones a lo largo de toda la altura del elemento estructural, y muestra en cada verificación la ubicación de la fuerza crítica para la misma, realizando combinaciones de carga automáticamente.
En el editor de columnas de CYPE Ingenieros es posible la edición y verificación en tiempo real del acero colocado en comparación con el acero requerido, además de los informes de diseño. Esto para el acero longitudinal como para el acero transversal.