uso del rnc-07 pps 1
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Uso del RNC‐07 / Nicaragua
Un vistazo a grandes rasgos
Pablo Cruz Uriarte C.Eng. Aff.M. ASCE, Aff.M. ACI.
Objetivos del Reglamento:
• Evitar pérdida de vidas y disminuir la posibilidad de daños físicos a las edificaciones.
• Disminuir las incertidumbres en el comportamiento de las edificaciones ante sismos y vientos.
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Capítulos fundamentales:
• Normas mínimas para determinar cargas debidas a sismo
• Consideraciones Generales de Diseño
• Normas mínimas para determinar cargas debidas a viento
• Normas mínimas de diseño generales para : mampostería, madera, estructuras de acero, concreto reforzado
Conceptos fundamentales
• Sistema estructural:
Toda edificación debe contar con un sistema estructural que permita el flujo adecuado de las fuerzas que generan las distintas acciones de diseño, para que dichas fuerzas puedan ser transmitidas de manera continua y eficiente hasta la cimentación. Debe contar además con una cimentación que garantice la correcta transmisión de dichas fuerzas al subsuelo.
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e) Estados límite:
• Un estado límite está definido por una combinación de fuerzas, desplazamiento o niveles de fatiga, que determinan el inicio de un comportamiento inaceptable de la estructura. Para efectos de diseño estructural, se deben considerar, como mínimo, dos estados límite: el estado límite de falla, y el estado límite de servicio.
• Se considera como estado límite de falla al agotamiento de la capacidad de carga de la estructura o cualquiera de sus componentes, o al hecho de que ocurran daños irreversibles que afecten significativamente la resistencia ante nuevas aplicaciones de carga. Esto se refiere, en general, a que se alcance, en las secciones críticas de los elementos estructurales, la capacidad ante carga axial, flexión, cortante, torsión, o combinaciones de estas fuerzas internas.
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Sistemas y Términos Estructurales
• Diafragma:– Flexible
– Rígido
• Muro de Carga
• Muro de Corte
• Muro Dúctil
• Marco rígido (pórtico no rígido)
• Marco dúctil
Cargas de Diseño
• Arto. 9. Cargas Muertas
• En la estimación de las cargas muertas para propósitos de diseño, se usarán como cargas mínimas los pesos de los materiales listados de la tabla 1A a la tabla 8A en los anexos de este reglamento estos pesos pueden ser mayores según lo especifique el fabricante.
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• Cargas Vivas
• Se considerarán cargas vivas las fuerzas que se producen por el uso y ocupación de las edificaciones y que no tienen carácter permanente. Deberán ser consideradas en el diseño las cargas vivas mas altas que probablemente ocurran, pero en ningún caso menores que las cargas vivas uniformemente distribuidas listadas en la Tabla 1.
Importante!• Para la aplicación de las cargas vivas unitarias se deberá tomar en
cuenta las siguientes disposiciones:• 1) La carga viva máxima CV se deberá emplear para diseño
estructural por fuerzas gravitacionales y para calcular asentamientos inmediatos en suelos, así como en el diseño estructural de las cimentaciones ante cargas gravitacionales.
• 2) La carga viva incidental o reducida CVR se deberá usar para los análisis por sismo y por viento.
• 3) Cuando el efecto de la carga viva sea favorable para la estabilidad de la estructura, como en los casos de flotación, de volteo y de succión por viento, su intensidad se considerará nula sobre toda el área.
• 5) Las cargas vivas uniformes de la Tabla 1 (Cargas Vivas Unitarias Mínimas) se considerarán distribuidas sobre el área tributaria de cada elemento, entendiéndose por área tributaria el área que incide con su carga unitaria sobre el elemento en referencia, de acuerdo al tipo de losa o cubierta de que se trate.
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Importante!• Para la aplicación de las cargas vivas unitarias se deberá tomar en
cuenta las siguientes disposiciones:• 1) La carga viva máxima CV se deberá emplear para diseño
estructural por fuerzas gravitacionales y para calcular asentamientos inmediatos en suelos, así como en el diseño estructural de las cimentaciones ante cargas gravitacionales.
• 2) La carga viva incidental o reducida CVR se deberá usar para los análisis por sismo y por viento.
• 3) Cuando el efecto de la carga viva sea favorable para la estabilidad de la estructura, como en los casos de flotación, de volteo y de succión por viento, su intensidad se considerará nula sobre toda el área.
• 5) Las cargas vivas uniformes de la Tabla 1 (Cargas Vivas Unitarias Mínimas) se considerarán distribuidas sobre el área tributaria de cada elemento, entendiéndose por área tributaria el área que incide con su carga unitaria sobre el elemento en referencia, de acuerdo al tipo de losa o cubierta de que se trate.
• Arto. 11. Carga viva en techos y pisos livianos• a) TECHOS LIVIANOS• Para el caso de techos livianos de cubiertas onduladas (incluyendo la teja de barro), los elementos estructurales resistentes (tales como cuartones de madera ó perlines metálicos), podrán ser diseñados para los efectos que resulten de la superposición de una carga concentrada de 100 Kg . Een la mitad del claro del miembro resistente, más una carga uniformemente distribuida de 10 Kg/ m².
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• Para el caso de elementos estructurales principales (tales como cerchas, marcos y vigas principales) que soportan techos livianos de cubiertas onduladas, se considerará una carga concentrada de 200 Kg. que se aplicará en la mitad del claro del elemento resistente, independientemente de la posición de la cumbrera cuando posee dos vertientes. Se adicionará una carga uniformemente distribuida de 10 Kg/m².
• Para efecto de sismo, la carga viva reducida a emplearse será de 10 Kg/m².
• Arto. 14. Cargas debidas a Ceniza volcánica.
• En León, Chinandega, Carazo ,Isla de Ometepe y Masaya es obligatorio el uso de la carga debida a ceniza y en cualquier otra zona del país que esté expuesta a recibir ceniza volcánica deberá tomarse en cuenta dicha sobrecarga para efectos de diseño, adicional a la carga viva y a cualquier otra carga presente. Se recomienda una sobrecarga debido a ceniza en estado húmedo de 20 Kg/m² en ausencia de documentación local.
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Métodos de Diseño Estructural
• Método elástico
• Método de resistencia última
Combinaciones de carga:
Métodos de Resistencia última
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Métodos Elásticos o de Esfuerzos Permisibles
Combinaciones de carga:
Determinación de cargas muertas y vivas
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Determinación de cargas muertas y vivas
• Ubicación: Managua
• Paredes de bloque de cemento de 15x20x40cm
• Techo de estructura metálica con pendiente del 15%. Se colocará una viga metálica en el eje C´.
• Columnas C‐1 : 15x15cm
• Ventanas de aluminio y vidrio de 5 mm
Determinación de cargas muertas y vivas
• Una sola caída de agua.
• Cubierta de zinc corrugado calibre 26 std.
• Cielo raso de Plycem liso con perfiles de aluminio 4mm
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Cargas muertas
• Perlines clavadores de 2”x4”x1/16”
• Cajas de perlines de 2”x4”x1/8”» Desarrollo : 4”+2*2”+2*1”‐2*n*t
» n: número de “golpes” o dobleces de la pieza
» t: espesor
» Área (sección): Desarrollo*t
» En este caso: Dess= 4+2*2+2*1‐2*4*1/16”=9.5pulg
» Área: 9.5pulg*1/16”=0.59375pulg2
» Para un metro lineal de perlin:0.59375pulg2*39.37=23.37pulg3
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• 1 m de perlin de 2x4x1/16” pesa: ?
Anchos tributarios
• Para la viga critica ubicada en el centro:
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Cargas muertas (solo perlines)
• Para la viga critica ubicada en el centro:
Cargas muertas (las otras)
• Cubierta de zinc/ Atrib=:3.15m
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Cargas muertas (las otras)• Cielo raso/ Atrib=:3.15m
• Accesorios eléctricos: 5 kg/m2 (si no hay datos)
Cargas Vivas (CV)• Atrib=:3.15m
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Preguntas elementales:
• Tipo de techo (zinc, plycem, shingle, losa de concreto…?)
• Los accesorios que lleva (cielos, aislante térmico?)
• Estructuración (Separación de elementos principales propuesto por el arquitecto o no?)
• Tipos de cargas (puntales, distribuidas, trapezoidales?)
Para el tijerón central
• Carga viva a considerar
• Carga viva en techos livianos
• Carga de ceniza?
• Cargas muertas
• Peso de la cubierta
• Peso de la estructura
• Peso de los aislantes
• Peso de los accesorios eléctricos
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Para las diagonales
• Carga viva a considerar• Carga viva en techos livianos
• Carga de ceniza?
• Cargas muertas• Peso de la cubierta
• Peso de la estructura
• Peso de los aislantes
• Peso de los accesorios eléctricos
• ¿Qué es lo que cambiará? ***** – Los anchos tributarios!
Determinación de Cargas debidas a Sismo
• Concepción Estructural:En el planeamiento de los edificios, a fin de mejorar el comportamiento sísmico de los mismos deberán tomarse las siguientes consideraciones:a) Simetría tanto en la distribución de masas como en las rigideces.b) Evitar cambios bruscos de estructuración.c) Menor peso en los pisos superiores.d) Evitar balcones, volados, etc.e) Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.f) Buena práctica constructiva e inspección rigurosa.g) Diseño con énfasis en la ductilidad para un mejor comportamiento de la estructura.
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Proceso (a grandes rasgos)1. Determinar el Grupo
(Depende del Destino o Uso del Edificio)
2. Determinar el valor de Q´o factor de reducción por ductilidad (Casi siempre es
igual a Q)
3. Determinar el valor de Q o factor de comportamiento
sísmico (Depende del sistema estructural)
4. Determinar el Factor de reducción por
sobrerresistencia (el más difícil Ja!, siempre Ω=2
5. Revisar las condiciones de Regularidad (determinar si el edificio es regular o
irregular)
6. Si el edificio es irregular, corregir el valor del factor de reducción por ductilidad
Q´
7. Determinar la zona sísmica de nuestro proyecto
empleando el mapa de zonificación
8. Determinar el factor de amplificación S, en función de las características del
terreno
9. Determinar el valor de la pseudo aceleración, o
aceleración espectral, a0
10. Calcular el valor del coeficiente sísmico, c, a partir de los parámetros calculados en los pasos
anteriores
11. Calcular las fuerzas sismicas y distribuirlas en cada nivel (usar metodosimplificado, estático
equivalente o dinámicos)
12.Aplicar las combinaciones de carga a las cargas calculadas para
hallar los esfuerzos actuantes en la estructura.
Art. 20
Art. 21
Art. 21
Art. 22 Art. 23
Art. 24
Art. 25 Anexo C
Art. 24
Art. 30
Art. 15
Proceso1. Determinar el Grupo (Depende del Destino o Uso
del Edificio)Art. 20
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Proceso
2. Determinar el valor de Q´ o factor de reducción por ductilidad
(Casi siempre es igual a Q)
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• Fórmulas aproximadas para calcular el período de vibración de una estructura
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• La forma “real” sería aplicando las ecuaciones de la dinámica estructural (II parte de la asignatura)
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3. Determinar el valor de Q o factor de comportamiento sísmico
(Depende del sistema estructural)
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4. Determinar el Factor de reducción por
sobrerresistencia
(el más difícil Ja!, siempre Ω=2
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5. Revisar las condiciones de Regularidad (determinar si el edificio es regular o irregular)
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6. Si el edificio es irregular, corregir el valor del factor de reducción por ductilidad
Q´
7. Determinar la zona sísmica de nuestro proyecto empleando el
mapa de zonificación
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8. Determinar el factor de amplificación S, en función de las
características del terreno
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• Vs se determina en los estudios de suelo.
• Sino existe se puede calcular aproximadamente empleando…
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Fuente: material Ing. Gilberto Lacayo
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9. Determinar el valor de la pseudo aceleración, o
aceleración espectral, a0
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10. Calcular el valor del coeficiente sísmico, c, a partir
de los parámetros calculados en los pasos anteriores
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11. Calcular las fuerzas sísmicas y distribuirlas en cada nivel (usar método simplificado, estático equivalente o
dinámicos)
12.Aplicar las combinaciones de carga a las cargas calculadas
para hallar los esfuerzos actuantes en la estructura
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Combinaciones de carga:
Métodos de Resistencia última
Métodos Elásticos o de Esfuerzos Permisibles
Combinaciones de carga:
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Tarea :
Determinación de cargas muertas, vivas y sismo.
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L1 L1 L2 L2 L1 L1
L1
L3
L3
L1
L1 L1 L2 L2 L1 L1
L1
L3
L3
L1
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Datos del ejercicio:• Uso: habitacional (residencia)• Ubicación: Lugar de nacimiento DEL INTEGRANTE ELEGIDO DEL GRUPO.• Paredes de 3 m de altura. Pendiente de techo 15%.• Todas las puertas de 0.90x2.10m, ventanas de aluminio y vidrio de 50x50cm. • DIMENSIONES EN PLANTA: • L1: Número de letras del primer apellido, máximo 8 (en metros) • L2: Número de letras del segundo apellido, máximo 8 (en metros) • L3: Número de letras del primer nombre, máximo 8 (en metros) • DIAFRAGMA HORIZONTAL: Estructura de perlines Cajas de 4x5x1/8” y perlines de
2x4x1/16 ubicados cada 1.20m • TIPO DE SUELO: SEGÚN EL APELLIDO • A – CH : USAR AFLORAMIENTO ROCOSO• D – G : SUELO FIRME • H – K : SUELO MODERADAMENTE BLANDO • L – N : AFLORAMIENTO ROCOSO • Ñ – Q : SUELO FIRME • R – U : SUELO MODERADAMENTE BLANDO • V – Z : AFLORAMIENTO ROCOSO
Datos del ejercicio:• Tipos de paredes, SEGUN EL 1ER APELLIDO ELEGIDO:• A – CH : USAR PAREDES DE BLOQUE DE 15X20X40• D – G : USAR PAREDES DE COVINTEC • H – K : USAR PAREDES DE PLANCHETAS PREFABRICADAS
• L – N : USAR PAREDES DE MAMPOSTERIA REFORZADA 20X20X40
• Ñ – Q : USAR PAREDES DE PIEDRA CANTERA• R – U : USAR PAREDES DE BLOQUE SOLIDO DE BARRO DE 5.6X20.3X10.5
• V – Z : USAR PAREDES DE ESTRUCTURA METALICA CON FORRO DE DUROCK EXTERIOR Y GYPSUM INTERIOR.
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Datos del ejercicio:• Materiales :
• Techo: Zinc Cal 26 Std.
• Cielo raso: plycem 6 mm con estructura de aluminio
• Aislante térmico tipo R‐19
• Peso por accesorios eléctricos 8 kg/m2
Entregar en grupos de 4 personas.
Lo que se pide:
• Calcular cargas muertas, vivas y de sismo para todos los elementos de techo y un marco crítico.
• Revisar todos los pasos para calcular el coeficiente sísmico (inclusive condiciones de regularidad)
• Entregar memoria de cálculo en digital y preparar diapositivas por grupo.
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Ejemplo: Cruz Uriarte, Pablo
• Uso: habitacional (residencia)• Ubicación: Lugar de nacimiento (MANAGUA)• DIMENSIONES EN PLANTA: • L1: Número de letras del primer apellido, máximo 8 (en metros) 4 m• L2: Número de letras del segundo apellido, máximo 8 (en metros) 7m• L3: Número de letras del primer nombre, máximo 8 (en metros) 5m• DIAFRAGMA HORIZONTAL: Estructura de perlines Cajas de 4x5x1/8” y perlines de
2x4x1/16 ubicados cada 1.20m • TIPO DE SUELO: SEGÚN EL APELLIDO • A – CH : USAR AFLORAMIENTO ROCOSO Usar este porque el apellido es CRUZ• D – G : SUELO FIRME • H – K : SUELO MODERADAMENTE BLANDO • L – N : AFLORAMIENTO ROCOSO • Ñ – Q : SUELO FIRME • R – U : SUELO MODERADAMENTE BLANDO • V – Z : AFLORAMIENTO ROCOSO
Datos del ejercicio:• Tipos de paredes, SEGUN EL 1ER APELLIDO ELEGIDO:• A – CH : USAR PAREDES DE BLOQUE DE 15X20X40 YA QUE EL PRIMER APELLIDO ES CRUZ
• D – G : USAR PAREDES DE COVINTEC • H – K : USAR PAREDES DE PLANCHETAS PREFABRICADAS
• L – N : USAR PAREDES DE MAMPOSTERIA REFORZADA 20X20X40
• Ñ – Q : USAR PAREDES DE PIEDRA CANTERA• R – U : USAR PAREDES DE BLOQUE SOLIDO DE BARRO DE 5.6X20.3X10.5
• V – Z : USAR PAREDES DE ESTRUCTURA METALICA CON FORRO DE DUROCK EXTERIOR Y GYPSUM INTERIOR.
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4 4 7 7 4 4
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