irregularidad de masa

FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERA CIVIL

ASIGNATURA:

INGENIERA ANTISSMICA

TEMA:

DISTRUBUCIN IRREGULAR DE MASAS

Huaraz, Junio 2015

PRESENTADO POR:

VALLADARES CONSUELO, Tony

RODRIGUEZ APOLINARIO, Gilber

DOCENTE:

Ing. ELENCIO MEJA ONCOY

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

Curso: Ingeniera Antissmica Tema: Irregularidad de masa

INTRODUCCIN

La IRREGULARIDAD significa un diseo mucho ms largo en tiempo y dedicacin y

por consecuencia ms costo. Las estructuras regulares no necesitan tanto trabajo como

las irregulares. La experiencia muestra que las edificaciones de configuracin irregular

rara vez muestran eficacia a comparacin con las regulares. La irregularidad tambin

pide conexiones especiales y otro tipo de miembros ms fuertes y caros.

Al margen de las debilidades de la estructura en el anlisis y diseo, la configuracin

estructural juega un rol vital en la dimensin de una catstrofe. La configuracin de la

edificacin puede ser descrita como regular o irregular en trminos del tamao y forma

de la misma, el arreglo de los elementos estructurales y de la masa.

Las irregularidades verticales (altura) indican cambios sbitos de resistencia,

rigideces, geometra y masa, y conducen a una distribucin irregular de fuerzas y

deformaciones a lo largo de la altura del edificio.

Las irregularidades horizontales (planta) se refieren a formas asimtricas en planta

(como H, L, T, U) o discontinuidades en elementos de resistencia horizontal (como

cortes, aberturas, esquinas entrantes, u otros cambios abruptos).

Los Alumnos.



1. IRREGULARIDADES ESTRUCTURALES EN ALTURA

Las irregularidades en altura y/o verticales indican cambios sbitos de resistencia,

rigideces, geometra y masa, y conducen a una distribucin irregular de fuerzas y

deformaciones a lo largo de la altura del edificio.

1.1.- Irregularidad de masa.

Se consideran irregularidades por masa cuando la masa efectiva (carga muerta

ms carga viva) de cualquier nivel es ms del 150% de la masa efectiva de un

piso adyacente.

Los excesos de masa pueden incrementar las fuerzas laterales de inercia,

incrementan la magnitud de las deformaciones entre pisos, evidencindose en

desfavorables efectos estructurales.

Se requiere de un anlisis dinmico para obtener una mejor distribucin de las

cargas de corte.

Segn la Norma E-030 Diseo Sismorresistente, en su numeral 3.6 hace referencia

sobre la Irregularidad de Masa o Peso, dice: Se tiene irregularidad de masa (o peso)

cuando el peso de un piso, es mayor que 1,5 veces el peso de un piso adyacente. Se

exceptan los techos cuyo peso sea inferior al del piso inmediato inferior.

Masa pesada

Figura 01: Irregularidad de masa



En el diseo de un edificio se debe evitar las grandes diferencias de masas entre pisos

1.2.- Cmo influye el centro de masa en el diseo de un edificio.

Si el centro de masa (CM) de un edificio no coincide con el centro de

Resistencia (CR), un movimiento torsional acta en el plano horizontal

Figura 02: Irregularidades de masa cuando. > 1.5

O cuando

> 1.5 +

Figura 03: Grandes diferencias en la masa de los pisos



causando que los diafragmas de los pisos se tuerzan en relacin al centro de

resistencia. La rotacin afecta las columnas ms alejadas del centro de

resistencia. Estos estn situados a largas deflexiones horizontales, a veces hasta

deformarlas tanto que lleguen al colapso.

Se puede mejorar esto:

1.- Minimizar la distancia en la planta entre el centro de masa y el centro de

resistencia.

2.- El espacio entre ellas debe ser largo para maximizar la resistencia y fuerza

en torsin latente. Los brazos largos entre pares de paredes proveen la

mejor resistencia ante la torsin.

3.- Suavizar los muros portantes ms muros de menor distancia.

En la figura 04, se muestra una estructura donde la asimetra de los planos

verticales resistentes hace que no coincida el centro de rigidez (o centro de

resistencia) con el centro de masa (en este caso coincidente con el centro de

gravedad de la planta, como suele ocurrir frecuentemente).

Esta no coincidencia entre centro de rigidez y centro de masas produce un

efecto de torsin que habr que tratar de minimizar cuando se trabaje en las

distintas etapas del diseo arquitectnico.

Es conveniente recomendar que en zonas ssmicas no se diseen

configuraciones en planta que presenten excentricidades muy superiores al

15% de la dimensin de la planta normal a la direccin examinada.



En la figura 05, se ilustra un ejemplo donde los planos verticales resistentes a

fuerzas laterales estn distribuidos simtricamente haciendo que la resultante

de las reacciones producidas por los muros coincida con el centro de masas de

la planta donde estara aplicada la accin.

Figura 04: Centro de masa y centro de Resistencia

Figura 05: Distribucin simtrica de muros



La figura 06 ilustra diversas situaciones referidas a la ubicacin en planta de

los planos resistentes verticales y las condiciones de estabilidad frente a la

accin de fuerzas laterales que producen traslacin o rotacin del sistema

estructural.

Figura 06: Diversas situaciones referidas a la ubicacin en planta de los planos

resistentes verticales



La posicin de los planos resistentes en la planta, y con relacin al centro de masas,

puede producir situaciones desfavorables desde el punto de vista del diseo, generando

torsiones iniciales importantes. En este caso se denominan torsiones de diseo. En la

figura 07 se ejemplifican algunas situaciones.

1.3.- Defina la simetra en planta.

Simetra en planta indica que el centro de masa y el centro de rigidez estn

localizados en el mismo punto y disminuye los efectos indeseados de la torsin.

Asimismo, la simetra no slo se refiere a la forma de conjunto del edificio sino

tambin a los detalles de su construccin.

Figura 07: Ubicacin de planos verticales resistentes.



Cul es el objetivo de lograr la simetra en planta?

El objetivo de lograr la simetra en planta es equilibrar la distribucin de la

resistencia de forma que disminuya la excentricidad en planta.

Por qu el menor peso posible es una recomendacin de carcter

sismorresistente?

Cuanto ms liviana sea la edificacin menor ser la fuerza que tendr que

soportar cuando ocurre un terremoto. Grandes masas o pesos se mueven con

mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y, por lo tanto, la exigencia de

la fuerza actuante ser mayor sobre los componentes de la edificacin. Cuando

la cubierta de una edificacin es muy pesada, por ejemplo, sta se mover como

un pndulo invertido causando esfuerzos tensiones muy severas en los

elementos sobre los cuales est soportada.

Cmo se deben distribuir los pesos en una edificacin, en planta y en

altura?

Se recomienda evitar las masas que sean innecesarias porque se traducen en

fuerzas innecesarias. Adems las masas ubicadas en las partes altas de un

edificio no son favorables porque la aceleracin crece con la altura, de manera

que es conveniente ubicar en los pisos bajos las reas donde se prevean

mayores concentraciones de pesos (tales como archivos y bvedas). Tambin

se debe impedir las fuertes diferencias de los pesos en pisos sucesivos y tratar

que el peso del edificio est distribuido simtricamente en la planta de cada

piso, una posicin asimtrica generar un mayor torsor.



1.4.- Evitar irregularidades de distribucin de masa en elevacin.

En qu consiste esta recomendacin?

Se debe evitar irregularidades de distribucin de masa en elevacin,

controlando que el peso de cada piso no exceda en 1.5 veces el del piso

adyacente.

Cuando la rigidez de un edificio se encuentra irregularmente distribuida a lo

largo de la altura, las mayores solicitaciones se pueden concentrar en los pisos

dbiles. Por esto es conveniente que no existan cambios bruscos en las

dimensiones, masas, rigideces y resistencias del edificio, para evitar grandes

concentraciones de esfuerzos en determinados pisos que son menos rgidos

o resistentes que los dems.

La forma ms comn de irregularidad vertical surge a causa de la disposicin

de los elementos no estructurales, como los muros de mampostera. El

problema se acenta en los sistemas estructurales aporticados, ya que el

componente no estructural puede constituir una porcin significativa de la

rigidez del piso.

Figura 08: Distribucin de masas y de rigideces.



En qu casos no se aplica esta recomendacin?

Esto no se aplica a las azoteas y stanos.

Qu condicin se debe cumplir para que no ocurra un cambio brusco en las

dimensiones?

Debe evitarse que un entrepiso tenga una resistencia y rigidez

significativamente menor que el resto de los pisos, por ms de que este cumpla

con los requerimientos mnimos para absorber las fuerzas de diseo. En un

sismo, el entrepiso de menor rigidez estar sujeto a una demanda de ductilidad

que probablemente no podr cumplir.

Este requerimiento es difcil de cumplir, ya que generalmente en la planta baja

se encuentran los estacionamientos o espacios amplios que sirvan como salones

de reuniones, que requieren el mayor espacio libre. La manera de solucionarlo

es ubicar elementos que den rigidez, como muros de mampostera, diagonales

o muros de concreto



CONCLUSIONES

La irregularidad en la configuracin es uno de los factores que se incluyen

actualmente en la mayora de las normas ssmicas para definir el procedimiento

de anlisis que se aplicar en el diseo sismorresistente de los edificios.

Estas irregularidades se deben generalmente a decisiones arquitectnicas

tomadas en el diseo original del edificio, o en remodelaciones posteriores.

La posicin de los planos resistentes en la planta, y con relacin al centro de

masas, puede producir situaciones desfavorables desde el punto de vista del

diseo, generando torsiones iniciales importantes.

Se consideran irregularidades por masa cuando la masa efectiva (carga muerta

ms carga viva) de cualquier nivel es ms del 150% de la masa efectiva de un

piso adyacente.

Los excesos de masa pueden incrementar las fuerzas laterales de inercia,

incrementan la magnitud de las deformaciones entre pisos, evidencindose en

desfavorables efectos estructurales.



BIBLIOGRAFIA CONSULTADA.

NORMA TECNICA E.030 DISEO SISMORRESISTENTE (proyecto de norma)

En discusin pblica desde el da 20 de enero de 2014, Publicado en El Peruano.

http://www.ingenieria.peru-v.com/documentos/

https://www.academia.edu/8205829/CURSO_Ingenier%C3%ADa_Sismo_Resiste

nte_I

irregularidad de masa

Documents