CHAPTER 3: THE CTOMS FRAMEWORK/REQUIREMENTS AND DESIGN
3.5 Test Techniques Integration Methodology
análisis establecido apropiadamente. Este requerimiento puede ser satisfecho si se usa la siguiente fórmula:
T
i ig
i n i i i n=
∑
÷
∑
= =W
f
2
2 1 1π
δ
δ
(8.4)donde Wi es el peso de la masa del nivel i, los valores de fi, representan cualquier fuerza horizontal distribuida aproximadamente de acuerdo con los principios de las Fórmulas (8.6), (8.7) y (8.8) o cualquier otra distribución racional, δi es el correspondiente desplazamiento en la dirección de la fuerza, y g es la aceleración de la gravedad. El valor de T calculado con el Método B no será más del 35 por ciento mayor que el valor de T obtenido con el Método A.
Si T es mayor que Tb el cortante basal total de diseño en la dirección del análisis será determinado utilizando la siguiente fórmula:
Vo = ( Sa / Q ) Wo (8.5)
calculándose Sa como se especifica en la Sección 4.1. Además, Sa no se tomará menor de c/3. 8.4 Modificación por Irregularidad Estructural
8.4.1 Modificación por Irregularidad Estructural Vertical
En el diseño sísmico de las estructuras que contengan una o más de las irregularidades verticales indicadas en la Tabla 3.2, se multiplicará por 0.8 el valor de Q, excepto cuando existan también irregularidades horizontales en cuyo caso Q se multiplicará por un valor de 0.75.
En el diseño sísmico de las estructuras que contengan una o más de las irregularidades horizontales indicadas en la Tabla 3.3, se multiplicará por 0.8 el valor de Q, excepto cuando existan también irregularidades verticales en cuyo caso Q se multiplicará por un valor de 0.75.
8.5 Cálculo de Deformaciones
Las deformaciones se calcularán multiplicando por Q las causadas por las fuerzas sísmicas que se especifican en esta sección.
8.6 Distribución Vertical de las Fuerzas Sísmicas
La fuerza total será distribuida sobre la altura de la estructura conforme a las Fórmulas (8.6), (8.7) y (8.8) en la ausencia de un procedimiento más riguroso.
V
o t i i nF
F
=
+ ∑
=1 (8.6)Ft es la porción del cortante basal, Vo, que deberá considerarse concentrada en la parte superior de la estructura, en adición a la fuerza Fn que le corresponde a dicho nivel de acuerdo a la Fórmula (8.8), y será determinada con la siguiente fórmula:
Ft = 0.07 T Vo (8.7)
La fuerza Ft no necesita exceder de 0.25 Vo y puede considerarse cero cuando T es 0.7 segundos o menos, la porción restante del cortante basal será distribuida sobre la altura de la estructura, incluyendo el último nivel o nivel n, de acuerdo a la fórmula siguiente:
(
)
F
x oF
t x x i i i nV
W h
W h
=
−
∑
= 1 (8.8)En cada nivel designado como nivel x, la fuerza Fx será aplicada sobre el área del edificio de acuerdo con la distribución de masas en ese nivel. Los esfuerzos en cada elemento estructural serán calculados con los efectos que resulten de aplicar las fuerzas Fx y Ft en los niveles apropiados arriba de la base.
8.7 Péndulos Invertidos
En el análisis de péndulos invertidos (estructuras en que 50 por ciento o más de su masa se halle en el extremo superior y tengan un solo elemento resistente en la dirección de análisis o una sola hilera de columnas perpendicular a ésta), además de la fuerza lateral estipulada se tendrán en cuenta las aceleraciones verticales de la masa superior asociadas al giro de dicha masa con respecto a un eje horizontal normal a la dirección de análisis y que pase por el punto de unión entre la masa y el elemento resistente. El efecto de dichas aceleraciones se tomará equivalente a un par aplicado en el extremo superior del elemento resistente, cuyo valor es 1.5 Fi
r
o2 θ / δ siendo Fi la fuerza lateral actuante sobre la masa de acuerdo con la Sección 8.2, ro el radio de giro de dicha masa con respecto al eje horizontal en cuestión y θ y δ el giro y el desplazamiento lateral, respectivamente, del extremo superior del elemento resistente bajo la acción de la fuerza lateral Fi. Para este tipo de estructuras se usará un factor de comportamiento sísmico Q = 1.8.8 Apéndices
Para valuar las fuerzas sísmicas que Obran en tanques, equipos, elementos no estructurales, apéndices y demás elementos cuya estructuración difiera radicalmente de la del resto del edificio, se
supondrá actuando sobre el elemento en cuestión la distribución de aceleraciones que le correspondería si se apoyara directamente sobre el terreno, multiplicada por ( 1 + 4 c’/c ) donde c’ es el factor por el que se multiplican los pesos a la altura de desplante del elemento cuando se valúan las fuerzas laterales sobre la construcción. Se incluyen en este requisito los parapetos, pretiles, anuncios, ornamentos, ventanales, muros, revestimientos y otros apéndices. Se incluyen, asimismo, los elementos sujetos a esfuerzos que dependen principalmente de su propia aceleración (no de la fuerza cortante ni del momento de volteo), como las losas que transmiten fuerzas de inercia de las masas que soportan.
8.9 Distribución Horizontal del Cortante
El cortante de piso de diseño, Vx, en cualquier entrepiso es la suma de las fuerzas Ft y Fx arriba de ese entrepiso. Vx será distribuido entre todos los elementos del sistema vertical para resistir fuerzas laterales en proporción a sus rigideces, considerando la rigidez del diafragma.
8.9.1 Excentricidad accidental
Cuando los diafragmas no son flexibles, la masa en cada nivel se considerará que está desplazada del centro de masas calculado, para uno y otro lado, una distancia igual al 5 por ciento de la dimensión del edificio en ese nivel en la dirección perpendicular a la fuerza bajo consideración. El efecto de ese desplazamiento en la distribución del cortante de piso será considerado, utilizándose para cada elemento el caso más desfavorable.
8.9.2 Diafragma flexible
Los diafragmas serán considerados flexibles para propósitos de distribución del cortante de piso y el momento torsionante cuando la deformación lateral máxima del diafragma es más de dos veces la distorsión promedio del propio entrepiso. Esto puede ser determinado comparando la deflexión en su plano del diafragma bajo carga lateral calculada para su punto medio, con la distorsión de entrepiso de los elementos resistentes verticales adyacentes sujetos a una carga lateral tributaria equivalente. 8.10 Momentos Torsionantes Horizontales
Se considerará el incremento en cortantes que resulten de la torsión horizontal cuando los diafragmas no son flexibles. La combinación de cargas más severa para cada elemento será considerada para diseño.
El momento torsionante de diseño para un entrepiso dado será el momento resultante de las excentricidades entre las fuerzas laterales de diseño aplicadas en los niveles arriba de ese entrepiso y los elementos resistentes verticales en ese entrepiso más una torsión accidental.
El momento torsionante accidental será determinado asumiendo que la masa está desplazada como es requerido por la Sección 8.9.
Cuando existe irregularidad torsional, como está definida en la Tabla 3.3, sus efectos se tomarán en cuenta incrementando la torsión accidental en cada nivel por un factor de amplificación, Ax, determinado con la siguiente fórmula:
A
x prom=
δ
δ
max.
12
2 (8.9) dondeδprom = el promedio de los desplazamientos en los puntos extremos de la estructura en el Nivel x δmax = el desplazamiento máximo en el Nivel x
El valor de Ax no necesita exceder 3.0.
8.11 Momento de Volteo 8.11.1 General
Cada estructura será diseñada para resistir los efectos de volteo causados por las fuerzas especificadas en la Sección 8.6. En cualquier nivel, el momento de volteo que debe ser resistido será determinado usando aquellas fuerzas sísmicas (Ft y Fx) que actúan en los niveles arriba del nivel bajo consideración. En cualquier nivel los cambios increméntales del momento de volteo de diseño serán distribuidos entre todos los elementos resistentes en la manera prescrita en la Sección 8.9. Los efectos de volteo en cada elemento serán llevados hasta la cimentación.
8.11.2 Elementos Discontinuos
Cuando un elemento resistente a fuerzas laterales es discontinuo, como es el caso en la irregularidad vertical Tipo 4 en la Tabla 3.2 o la irregularidad horizontal Tipo 4 en la Tabla 3.3, las columnas que soportan este tipo de elementos discontinuos tendrán suficiente capacidad para resistir la fuerza axial resultante de las siguientes combinaciones de carga, además de todas las otras combinaciones de carga aplicables:
1.0 D + 0.8 L + Q E 0.85 D ± Q E
donde D es el efecto de la carga muerta, L es el efecto de la carga viva, Q es el factor de comportamiento sísmico y E es el efecto debido a las fuerzas sísmicas.
1. Las fuerzas axiales en este tipo de elementos no necesitan exceder la capacidad de los