taller prÁctico sobre los cambios en las … · criterios de diseño 1999 capítulo 1: 2004 ......

TALLER PRÁCTICO SOBRE LOS CAMBIOS EN LAS NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS DEL

REGLAMENTO DEL DF

SISMO

Junio 2005

Capítulo 1: Criterios generales de diseño

Capítulo 1: 2004Criterios de Diseño 1999

Inciso 1. 1:

En la versión anterior del reglamento, la sección de Criterios Generales de Diseño formaba parte del cuerpo principal del Reglamento para las Construcciones del Distrito Federal (RCDF). La sección completa se ha pasado a estas Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo (NTCDS), con el fin de facilitar su actualización.

Artículo 202:

Las bases y requisitos de diseño quedan establecidos en el Capítulo VI (Diseño por Sismo) del Título Sexto (Seguridad Estructural de las Construcciones)


Inciso 1.1:

Destacan dos puntos: por una parte, se hace del conocimiento de los usuarios de las NTCDS que, si se siguen los criterios aquí expuestos, es de esperarse que no haya fallas estructurales mayores ni pérdidas de vidas, pero que es posible que se presenten algunos daños; en segundo lugar, se deja abierta la posibilidad de que el Director responsable de Obra, de acuerdo con el dueño, utilice requisitos más conservadores que los de las NTCDS.

Artículo 202:

"Se establecen las bases y requisitos generales mínimos de diseño para que las estructuras tengan seguridad adecuada ante los efectos de los sismos"


Inciso 1.2:

Es práctica común actualmente, modelar las estructuras como un sistema 3D, por lo que cada vez será menos importante sugerir análisis en dos direcciones ortogonales. Deberá solicitarse en su lugar, un análisis con variaciones en el ángulo de acción del espectro de diseño.

Artículo 203:

Se establece la obligatoriedad de analizar las estructuras considerando dos componentes horizontales ortogonales del movimiento del suelo, combinando de manera adecuada sus efectos con los de las cargas gravitacionales y los de otras acciones.

Artículo 203: (cont.)

Tipos de análisis dependiendo de las características de la estructura.

Inciso 1.2:

Tipos de análisis:

• Simplificado• Estático• Dinámico• Paso a Paso

Aplicación del ANA paraestructuras en Zonas II y III



Considerar la rigidez de todo elemento (estructural o no) que sea significativa.

Inciso 1.2:

Se llama la atención sobre la necesidad de tomar en cuenta la contribución de los elementos no estructurales que estén ligados a la estructura. De estos, los más significativos suelen ser los muros divisorios, las escaleras y las fachadas.



Factores de resistencia 20% menores para los elementos que contribuyan en más del 35% a la capacidad total en fuerza cortante, momento flexionante o momento de volteo.

Inciso 1.2:

Se establecen requisitos de diseño más conservadores para los elementos estructurales de particular importancia. El propósito de esta especificación es proteger más a las estructuras con menor redundancia, en las que solo uno o unos pocos elementos contribuyen a la resistencia, por lo que su falla reduciría tanto la capacidad del conjunto que llevaría al colapso.


Artículo 204:

• Muros que resistan fuerzas laterales se ligarán adecuadamente.

• Cuando los muros no contribuyan a resistir fuerzas laterales, no se restirngirá la deformación del muro en el plano.

Inciso 1.3:

Se resalta la importancia de considerar o no los muros divisorios para ser considerados o no como elementos estructurales.


Artículo 205 y 206:

Se establecen tres zonas sísmicas (I, II y III) y se indican los coeficientes sísmicos para cada una de ellas.

Para estructuras del Grupo A, se amplifican por 1.5.

Inciso 1.4:

Zonificación sísmica de la ciudad.

Tres zonas sísmicas en el DF:

Zona I (zona de lomas)Zona II (zona de transición)Zona III (zona de lago)


Artículo 205 y 206: (cont.) Inciso 1.4:

En términos generales, el peligro sísmico aumenta al pasar de la zona I a la II y a la III, y en consecuencia aumenta la severidad de los requisitos de diseño.



Estas eran las zonas que existían en el RCDF de 1987. Sin embargo, los avances recientes en el conocimiento sobre la respuesta dinámica de los suelos del DF han hecho ver la pertinencia de subdividir la zona III en cuatro subzonas, con el fin de tener espectros de diseño más realistas y, en especial, con mesetas más cortas que las que se tenían en las NTCDS de 1987.



A pesar de que en esta versión del cuerpo principal de las NTCDS la microzonificación es más detallada que en versiones anteriores, el conocimiento de la respuesta de los suelos del DF permite aun más refinamiento para la estipulación de espectros de diseño. Esto último se encuentra plasmado en el Apéndice A, que incluye criterios para la determinación de espectros de diseño de sitio.


Artículo 206: (cont.) Inciso 1.5:


T E X C O C O

" C A R A C O L "

A E R O P U E R T O

19.20

19.25

19.30

19.35

19.40

19.45

19.50

19.55

19.60

Latit

ud

-99.20 -99.15 -99.10 -99.05 -99.00 -98.95 -98.90

Longitud

Artículo 207:

Reducción de las fuerzas sísmicas mediante la aplicación del factor de comportamiento sísmico.

Los desplazamientos asícalculados, tendrán que amplificarse por el factor de comportamiento sísmico utilizado para reducir dichas fuerzas.

Inciso 1.6:

Reducción de fuerzas sísmicas

Se establece la posibilidad de usar, para los métodos estático y dinámico, valores de fuerzas sísmicas de diseño menores a los que señala la sección 1.5.

Se estipula también que, cuando se use el método simplificado, no es posible reducir las fuerzas de diseño que se señalan en la Tabla 7.1


Artículo 208: Inciso 1.7:

Combinación de acciones.

Debe verificarse la resistencia de la estructura y su cimentación cuando se somete a la acción combinada de sismo y otras acciones.



Desplazamientos laterales

Se mantienen los límites 0.006 y 0.012 pero se refieren nuevos límites para el caso que se use el ANA.

Se pueden descontar los desplazamientos debidos a flexión de conjunto de la estructura.



Esta prescripción es nueva en las NTCDS. Se refiere a que, en el cálculo de los desplazamientos, pueden incluirse solamente las porciones de éstos que producen fuerza cortante sobre los elementos estructurales, y no es necesario incluir los desplazamientos de cuerpo rígido o los debidos a la flexión de conjunto de la estructura.



En la práctica, esta recomendación es difícil de ejecutar, ya que, generalmente, conlleva la necesidad de hacer más de un análisis estructural. Sin embargo, para algunas estructuras los desplazamientos de cuerpo rígido o de flexión de conjunto podrían ser muy grandes, por lo que, dependiendo de la importancia de la obra, podría valer la pena refinar el análisis para descontar los desplazamientos a que se refiere este párrafo.



En edificios con losas planas y columnas 0.006

Esta disposición se deriva del pobre desempeño sísmico observado en edificios con losas planas y columnas, una de cuyas sus principales deficiencias es el exceso de flexibilidad. Este párrafo, en la práctica, implica que las estructuras de este tipo deberán, en lo sucesivo, hacerse más rígidas que en el pasado, aun en el casi inexistente caso de que los muros estén desligados mecánicamente de la estructura.



La capacidad de deformación de los muros de carga de mampostería depende de varios factores, en especial de la forma y cantidad de su refuerzo o confinamiento. Por ello, las NTCDS señalan que para este tipo de estructuras deberán satisfacerse los límites que se dan en las Normas Técnicas correspondientes.



Holguras en vidrios

Como en el caso de otros estados límite, si se han empleado reducciones a las fuerzas sísmicas usando el factor de comportamiento sísmico, Q, los desplaza-mientos a que se refiere esta sección son los que se obtienen de analizar la estructura ante las fuerzas reducidas multiplicados por Q.



Separación de edificios colindantes

En este caso deben incluirse los desplazamientos debidos a la flexión de conjunto de la estructura y al giro de su base, en caso de que sean significativos.


Toda edificación deberá separarse de sus linderos con los predios vecinos una distancia no menor de 50 mm, ni menor que el desplazamiento horizontal calculado para el nivel de que se trate, aumentado en 0.001, 0.003 ó0.006 veces la altura de dicho nivel sobre el terreno, en las zonas I, II ó III, respectivamente..


Separación de edificios colindantes

En este caso, la especificación se basa en una estimación gruesa del desplazamiento de la estructura. Nótese que los factores 0.007, 0.009 y 0.012 son considerablemente mayores que los que deben usarse cuando no se emplea el método simplificado de análisis (0.001, 0.003 y 0.006, respectivamente).


Si se emplea el método simplificado de análisis sísmico, la separación mencionada no será, en ningún nivel, menor de 50 mm, ni menor que la altura del nivel sobre el terreno multiplicada por 0.007, 0.009 ó 0.012, según que la edificación se halle en las zonas I, II ó III, respectivamente


Estructuras especiales

Se refiere al Capítulo 10 para tanques, péndulos invertidos, chimeneas y muros de contención.


No existe Inciso 1.12:

Sistemas no convencionales de resistencia sísmica

Con esta sección, nueva en las NTCDS, se abre la puerta para el diseño de estructuras con sistemas de resistencia no convencionales. Se estipula que, aunque los métodos de análisis y diseño usados en estos casos pueden ser diferentes a los que señalan las NTCDS, deben ser congruentes con su espíritu.


Capítulo 2: Elección del tipo de análisis

2.2.- Método simplificado:

Será admisible cierta excentricidad en los muros cuando exista en todos los pisos dos muros de carga perimetrales paralelos cada uno con longitud al menos igual a la mitad de la dimensión mayor en planta del edificio.

2.1.- Método simplificado:

Consideración de muros "sensiblemente simétrica"

La excentricidad torsional "es" no debe exceder 10% de la dimensión en planta

En el cálculo del area efectiva habrá que considerar el factor Fae

Capítulo 2: 2004Capítulo 2: 1999

2.2.- Método simplificado: (cont.) 2.1.- Método simplificado:

Fae= 1 si H/L ≤ 1.33

Fae= (1.33L/H)2 si H/L > 1.33


2.1.- Análisis estático y dinámico:

Método estático para estructuras que no pasen de 60 m de altura

Uso de Apéndice para zonas II y III

2.2.- Análisis estático y dinámico:

Método estático para estructuras regulares de menos de 30 m y estructuras irregulares de menos de 20 m de altura.

Para estructuas en Zona I los límites se pueden cambiar a 40 y 30 m

Uso de ANA para zonas II y III


2.1.- Análisis estático y dinámico: 2.2.- Análisis estático y dinámico:

La obligatoriedad de emplear análisis dinámico para el diseño sísmico de edificios de cierta altura proviene de que el método estático puede no dar suficiente importancia a la contribución de los modos superiores de vibración en la respuesta estructural, sobre todo cuando el periodo fundamental de vibración sobrepasa de Tb.


2.1.- Análisis estático y dinámico: 2.2.- Análisis estático y dinámico:

Puede observarse que las limitaciones de altura para el uso del método estático son más conservadoras que en las NTCDS de 1987. Esto se debe, principalmente, a que el avance en la tecnificación de los despachos de cálculo estructural hace viable que se analicen con métodos refinados estructuras cada vez de menor importancia.


Capítulo 3: Espectros de Diseño Sísmico

3.- Espectros: 3.- Espectros:


Los valores adoptados para los coeficientes sísmicos en la zona III, se basaron en las interpretaciones de las experiencias del grupo de especialistas integrantes del Subcomité de Normas y Procedimientos de Construcción. Este proceder, no obstante su subjetividad, constituye la forma más viable para definir el nivel de seguridad de las obras que han de diseñarse de acuerdo con un reglamento. Los valores mencionados implican una reducción al 45% de la ordenada máxima del espectro de aceleraciones para 5% de amortiguamiento, calculado a partir del registro más intenso que se obtuvo en 1985.


La Zona III se subdivide en Zonas IIIa, IIIb, IIIc y IIId.

Las modificaciones principales que tienen los espectros de la zona III con respecto a los de 1987 son:



• La Zona IIIb tiene ordenadas espectrales máximas mayores a las de 1987.

• Las mesetas espectrales en la Zona III son más angostas.

• El decaimiento del espectro a período largo (caracterizado por r) es más rápido.



Las fronteras entre las nuevas subzonas son curvas de igual periodo predominante del suelo, de manera que se agrupan sitios con periodos en los rangos que se indican a continuación:


Zona Inervalo Ts (seg)

I < 0.5II 0.5 – 1.0IIIa 1.0 – 1.5IIIb 1.5 – 2.5IIIc 2.5 – 3.5IIId > 3.5

3.- Espectros: 3.- Espectros:Zona I


0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Periodo (seg)

a /g

EspectroElástico

Espectro deDiseño

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

a /g

Periodo (seg)

EspectroElástico

Espectro deDiseño

Zona II

Zona I

Zona II

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Periodo (seg)

a /g

EspectroElástico

Espectro deDiseño

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Periodo (seg)

a /g

EspectroElástico

Espectro deDiseño

3.- Espectros: 3.- Espectros:Zona IIIa


Zona IIIb

Zona III

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Pe riodo (seg)

a /g

EspectroElástico

Espectro deDiseño

0.000.050.100.150.200.25

0.300.350.400.450.50

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Periodo (se g)

a /g

EspectroElástico

Espectro deDiseño

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5Periodo (seg)

a /g

5

EspectroElástico

Espectro deDiseño

3.- Espectros: 3.- Espectros:Zona IIIc


Zona IIId

Zona III

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Periodo (se g)

a /g

EspectroElástico

Espectro deDiseño

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5Periodo (se g)

a /g

EspectroElástico

Espectro deDiseño

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5Periodo (seg)

a /g

5

EspectroElástico

Espectro deDiseño

Capítulo 4: Reducción de fuerzas sísmicas

4.- Factores de reducción 4.- Factores de reducción

Sin cambio en las nuevas normas


Q’ = Q si se desconoce T o si T ≥ Ta

Q'= 1 + (Q-1)T/Ta si T < Ta

Capítulo 5: Factores de comportamiento sísmico

5.1.- Requisitos para Q=45.2.- Requisitos para Q=35.3.- Requisitos para Q=25.4.- Requisitos para Q=1.55.5.- Requisitos para Q=1

5.- Factores de reducción

Sin cambio en las nuevas normas


Capítulo 6: Condiciones de regularidad

Se establecen 11 puntos para considerar una estructura como regular.

6.1.- Estructura regular:

Los mismos 11 puntos que la versión 1999.

6.2.- Estructura irregular:

Toda estructura que no satisfaga uno o más de los requisitos de la sección 6.1 será considerada irregular.


6.3.- Estructura fuertemente irregular:

Si se cumple alguna de las dos condiciones siguientes:

1) La excentricidad torsionalestática, excede en algún entrepiso el 20% de la dimensión en planta de ese entrepiso.

2) La rigidez o la resistencia al corte de algún entrepiso exceden en más del 100% a la del piso inmediatamente inferior.


6.4.- Corrección por irregularidad:

El factor Q’ se multiplicará por:

0.9 si no se cumple uno de los 11 puntos

0.8 si no se cumple con dos o más de los 11 puntos

0.7 para estructuras fuertemente irregulares.


Capítulo 7: Método simplificado de análisis

Hacer caso omiso de desplazamientos horizontales, torsiones y momentos de voleto.

Usar los coeficientes de la Tabla 7.1

Sin modificación alguna


Capítulo 8: Análisis estático

8.2.- Reducción de las fuerzas cortantes.

8.2.-

Se especifica que, cuando T>Tb en vez de la variación lineal de la aceleración de diseño, en lo alto del edificio se adopte una variación cuadrática en función de la coordenada vertical. La variación da proporcionalmente mayores aceleraciones en las plantas altas, tanto mayores cuanto más grande sea el cociente T/Tb.


8.2.- Reducción de las fuerzas cortantes.

8.2.- (cont.)

En este caso, los coeficientes k1(ecuación 8.4) y k2 (ecuación 8.5) se tomaron de tal manera que la relación V0/W0 es igual a a/Q’cuando T=Tb, pero tiende a 1.25, 1.33 y 1.5 veces a/Q’ para las zonas I, II y III, respectivamente, cuando T tiende a infinito. Esta corrección se hace para dar mayor importancia a la contribución de los modos superiores de vibración, sobre todo cuando la estructura en cuestión tiene una altura considerable.



Se presentan algunas modificaciones en el orden de los incisos.

Capítulo 9: Análisis dinámico

Capítulo 10: Análisis y diseño de otras construcciones

Capítulo 11: Estructuras existentes

taller prÁctico sobre los cambios en las … · criterios de diseño 1999 capítulo 1: 2004 ......

Documents