Metodología Asce Para Evaluación Sísmica y Reforzamiento

METODOLOGÍA ASCE PARA EVALUACIÓN SÍSMICA Y REFORZAMIENTO DE EDIFICIOS

EXISTENTES

Ing. M.Sc. Luis Ceferino Rojas

ASCE 41: Descripción del Diseño por desempeño

• Concepto: “Es una implementación de la filosofía de la Ingeniería Sismorresistente basada en desempeño (Performance Based Earthquake Engineering - PBEE)”.

• Filosofía PBEE: “PBEE implica el diseño, la evaluación, la construcción, el monitoreo de las funciones y el mantenimiento de la infraestructura, de las cuales sus desempeños cuando son sometidas a cargas extremas corresponen a diversos objetivos de los propietarios, los usuarios y la sociedad” (Krawinkler & Miranda).

• Basado en el siguiente flujo de información:

Ubicación del Proyecto

Peligro SísmicoEstimación de

demandas en la estructura

Estimación de daños

estructurales y no estructurales

Estimación de variable de

decisión (pérdidas

económicas, de funcionalidad,

mortalidad, etc.).


Visualización de la metodología de la Ingeniería Sismorresistente por Desempeño (Holmes).


• La filosofía PBEE no es un concepto nuevo. Muchos códigos de ingeniería sismorresistente y otras industrias lo han adoptado parcialmente.

• SEAOC Blue Book

• ASCE 7

• Eurocode 8

• NTP E-030

ASCE 41: Selección Objetivos de Niveles de Desempeño enEdificaciones Existentes

• Los objetivos de desempeño establecen niveles de desempeño para diferentes intensidades de peligro sísmico.

• Los niveles de peligro sísmico son definidos en base de probabilidades de excedencia y periodos de retorno.

ASCE 41: Selección Objetivos de Niveles de Desempeño enEdificaciones para Edificaciones Existentes

ASCE 41: Selección Objetivos de Niveles de Desempeño enEdificaciones

• Se acepta más riesgo en edificaciones existentes que en edificaciones diseñadas de acuerdo a nuevos códigos por las siguientes razones:

• Si las normas sismorresistentes se vuelven más conservativas, entonces las edificaciones diseñadas previamente no son consideradas como deficientes inmediatamente.

• Si se planea conservar la vida útil del edificio, entonces la probabilidad de ocurrencia de un sismo en lo remanente de la vida útil del edificio es menor que la probabilidad de ocurrencia de un sismo en la totalidad de la vida útil de una edificación nueva.

• Típicamente, es más costoso alcanzar altos niveles de confianza en el buen desempeño de la estructura para edificaciones existentes que para edificaciones nuevas.


• El ASCE 41 está dividido en múltiples etapas de análisis.


• Relación de los objetivos de desempeño con niveles de daño.


• Relación de los objetivos de desempeño con niveles de daño estructural para pórticos de concreto armado.


• Relación de los objetivos de desempeño con niveles de daño no estructural.

ASCE 41: Procedimientos de Análisis

• Limitaciones del Tier 1 y Tier 2.


• Recolección de datos


• Combinación de cargas para Análisis Lineales


• Limitaciones del método lineal• Irregularidad en el plano de los sistemas laterales resistentes.


• Limitaciones del método lineal• Irregularidad fuera del plano de los sistemas laterales resistentes.


• Muchas de las limitaciones del método lineal están en función del DCR (relación entre la demanda y la capacidad).


• Limitaciones del método lineal• Irregularidad por piso blando.


• Limitaciones del método lineal• Irregularidad torsional.

ASCE 41: Procedimientos de Análisis: Análisis estático lineal

• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Determinación del periodo de la estructura: Analítico, empírico o aproximado.


• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Determinación de fuerza sísmica.












• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Distribución vertical de fuerza sísmica.



ASCE 41: Procedimientos de Análisis: Análisis estático no lineal









• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Fundamental Period


• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Fundamental Period


• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Desplazamiento objetivo


• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Factor de modificación relacionando SDOF con desplazamiento de techo.


• Análisis estático usando a fuerzas laterales.• Factor de modificación relacionando SDOF con desplazamiento de techo.

ASCE 41: Criterios de aceptabilidad: Análisis lineal

• Fuerzas y deformaciones: Elementos controlados por deformación


• Fuerzas y deformaciones: Elementos controlados por fuerza


• Fuerzas y deformaciones: Elementos controlados por fuerza


• Nivel de sismicidad


• Aceptabilidad


• Aceptabilidad

ASCE 41: Criterios de aceptabilidad: Análisis no lineal

• Aceptabilidad

ASCE 41: Peligro Sísmico

• La norma E-030 calcula el espectro elástico de pseudoaceleraciones. Esto es basado en el mapa de aceleraciones máximas del terreno con 10% de probabilidad de excedencia en 50 años.

Sa10% in 50 = (ZUCS)g

• En la norma precediente a el ASCE 41, ASCE

SaASCE 356 = 0.75xSa10% in 50

• En nuestro caso, tomemos:

Sa20% in 50 = 0.75xSa10% in 50

ASCE 41: Concreto Reforzardo

• Propiedades del Concreto Reforzado


• Propiedades del Concreto Reforzado


• Propiedades de los elementos del Concreto Reforzado


• Suposiciones generales en modelamiento y diseño


• Modelamiento: Rigidez


• Modelamiento: Rigidez en Procedimientos Lineales


• Diseño: Resistencia y Deformaciones


• Diseño: Acciones controladas por deformación


• Diseño: Acciones controladas por fuerza


• Pórticos de Concreto Armado



































Evaluación Sísmica: Ejemplo

• Edificación a evaluar

Sistema Estructural Pórticos de Concreto Armado

Número de Pisos 4

Área construida Aprox. 2000 m2

Ubicación Rímac

Evaluación Sísmica:

• Vista en planta de estructuras

Paños en eje X 5@8m

Paños en eje Y [email protected] + voladizo (2.6 m)

Tipo de Suelo S3 (Suelo flexible)

Ubicación Rímac


• Secciones típicas

Concreto: f’c 210 kg/cm2

Acero: fy 4200 kg/cm2

Evaluación Sísmica: Análisis Lineal

• Modelo Lineal

Evaluación Sísmica: Decisiones en Análisis no Lineal

• No Linealidad en material

• No Linealidad Geométrica

Evaluación Sísmica: Clases de modelos No Lineales

• Tipos de no Linealidad de Material


• Vista de losa aligerada











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