Criterios de Estructuración de EdificiosIntroducción Etapa inicial del diseño estructural, mediante la cual se definen, con base en el proyecto arquitectónico, las dimensiones generales de una estructura, tanto en planta como en elevación (vanos, alturas de entrepiso, etc.), y los tipos de materiales y perfiles utilizados en vigas, columnas y muros para formar la estructura básica de la construcción. Resumen Establecer recomendaciones generales para lograr una estructuración eficiente en edificaciones, especialmente en zonas de alto riesgo sísmico. Una edificación debe cumplir exigencias de: 1. ESTABILIDAD 2. RESISTENCIA 3. RIGIDEZ 4. FUNCIONALIDAD 5. ECONOMÍA 6. CONSTRUCTIBILIDAD 7. FORMA 8. SIMBOLO 9. MEDIO SOCIAL-ORGANIZATIVO SELECCIÓN DEL MATERIAL DE ACUERDO CON LA ALTURA DE UNA EDIFICACIÓN BAJA MEDIA ALTA Acero Concreto reforzado Acero Concreto reforzado Acero Concreto de alta resistencia Concreto presforzado Concreto prefabricado Estructura mixta de acero y concreto Concreto prefabricado Concreto presforzado Concreto postensado Mampostería NOTAS: Altura baja: entre 1 y 5 niveles Altura media: entre 5 y 20 niveles Edificio alto: más de 20 niveles . El sistema estructural elegido debe ser congruente con el tipo de suelo y zona sísmica. La estructura debe ser económica. . confiable y responder a las condiciones que sirvieron de base para su análisis y diseño. La estructura debe ser capaz de adaptarse a cambios arquitectónicos o funcionales. . los que son inevitables durante el desarrollo del proyecto. Precauciones especiales: estructuras ubicadas en zonas de alta sismicidad suelos de baja capacidad de carga zonas de vientos fuertes (costas) zonas propensas a la corrosión sitios donde se tengan incertidumbres con relación a las acciones. . Millennium Bridge. Tacoma . Londres Tacoma Narrows Bridge. Tomar en cuenta consideraciones de resistencia y de deformación. esbeltas y con cambios bruscos en rigidez y/o resistencia. Los daños se concentran en estructuras irregulares. . Condiciones de regularidad Las condiciones de regularidad son requisitos geométricos y estructurales que deben cumplir las edificaciones. independientemente del material con que estén construidas. Evitar: Pisos débiles Cambios bruscos de rigidez Cambios bruscos de simetría en elementos rígidos tanto en planta y elevación Grandes entrantes y salientes .UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura Es deseable que la estructura cumpla los requisitos de regularidad estipulados en las normas antisísmicas Planta y elevaciones regulares. UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura Causas de problemas de comportamiento: Configuración en planta Asimetría en planta Configuración en altura Discontinuidad de elementos verticales Concentraciones de masa en pisos Interacción entre elementos estructurales y no estructurales Inadecuada distancia entre edificaciones adyacentes . Irregularidad en planta . Planta irregular . Asimetría. debido a disposición de elementos resistentes . los daños se presentan en los elementos de los extremos . Cuando existe excentricidad. Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la geometría . . Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la masa. Concentraciones de masa en altura aumentan la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos . . Irregularidad en altura: Cambio abrupto en la rigidez. Discontinuidad en elementos y flujo de fuerzas . Antes Después La discontinuidad de elementos verticales aumenta la vulnerabilidad de las estructuras frente a sismos . Piso débil . Piso débil producto de la discontinuidad de muros en el primer piso . siempre que sea posible. estructuras continuas en altura en dos direcciones ortogonales para otorgar continuidad y redundancia a la estructura. .Proyectar. puede causar daños de consideración .La interacción entre elementos estructurales y no estructurales. Daños producidos por la interacción de elementos estructurales y no estructurales . Interacción de muros de albañilería con marco de concreto generando fallas por columnas corta . Las columnas cortas pueden y deben ser evitadas. . Sistemas de muros . Sistema de núcleo . Sistema de marco mixto . Sistema de tubo . Recomendaciones Generales Poco peso. Plantas poco alargadas. simetría y regularidad en planta. Propiedades dinámicas de la estructura adecuadas al terreno. Hiperestaticidad y líneas escalonadas de defensa estructural. . Sencillez. Formación de articulaciones plásticas en miembros horizontales antes que en los verticales para sismos excepcionales. rigidez y ductilidad en elevación. Uniformidad en la distribución de resistencia. Recomendaciones especiales para elementos específicos Relación Altura / Luz en vigas Vigas de Hormigón L Rectangulares h 10 Viga T L L Vigas de Acero entre h h 18 24 . Esfuerzos Admisibles: kg kg Muros de H.5 2 2 cm cm Losas • Empotrar losas en muros solo si: e e 3( cm) muro losa • Espesor mínimo (losas en una dirección) Simplemen Con un Ambos L: Luz menor de la losa En te extremo extremos voladizo Apoyados continuo continuos Valores validos para acero A63-42H L/20 L/24 L/28 L/10 Para acero A44-28H multiplicar valores por 0.8 .A. ha 7 Albañilería alb 0. 80 4 0.60 0.80 0.4 1.78 0.53 0.2 1.80 0.56 0.93 0.74 0.88 0.88 5 0.60 0.80 0.60 0.91 0.75 0.UNIVERSIDAD DE TALCA Escuela de Arquitectura Espesor mínimo (losas en dos direcciones) k l e 1.60 0.76 Lx 7 0.66 0.84 0.55 0.58 0.95 3 0.58 0.72 0.66 0.00 1.59 Ly 9 0.5 Apoyo 1 1.00 Ly 2 0.80 0.59 0.72 0.75 8 0.0 1.60 0.00 1.61 0.00 1.80 0.66 0.00 1.1 1.3 1.60 6 0.59 0.56 0.70 0.57 0.5cm 35 Tabla con valores de k referidos a la longitud mas corta de la losa: ε 1.94 0.80 0.58 0.58 Lx .00 1.74 0.58 0.70 0.60 0.