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Dr. Edgar Tapia Hernández
Marcos con contraventeo
excéntrico
A. Aspectos generales
B. Filosofía de diseño
C. Respuesta de la viga enlace
D. Procedimiento de diseño
E. Efectos del mecanismo
Dr. Edgar Tapia Hernández
Contraventeados excéntricos
Consideraciones para el diseño de marcos
con contraventeo excéntrico
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A. Aspectos generales
B. Filosofía de diseño
C. Respuesta de la viga enlace
D. Procedimiento de diseño
E. Efectos del mecanismo
Consideraciones para el diseño de marcos
con contraventeo excéntrico
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Contraventeados excéntricos
Una estructura estará sometida a lo largo de
su vida útil a la aplicación de cargas externas
Producirán fuerzas internas
Deformaciones en la edificación y
también en los elementos que la
conforman Anál
isis
est
ruct
ura
l
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Contraventeados excéntricos
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Comportamiento de los sistemas estructurales
clásicos sismo-resistentes:
• Marcos momento-resistentes
• Marcos rigidizados con contravientos
• Marcos rigidizados con muros
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Contraventeados excéntricos
NTCS-17
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Contraventeados excéntricos
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A. Aspectos generales
B. Filosofía de diseño
C. Respuesta de la viga enlace
D. Procedimiento de diseño
E. Efectos del mecanismo
Consideraciones para el diseño de marcos
con contraventeo excéntrico
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Contraventeados excéntricos
Propiedades estructurales relevantes
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Contraventeados excéntricos
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El diseño por capacidad pretende diseñar un sistema
estructural que sea capaz de resistir las demandas,
mediante un mecanismo plástico consistente y estable,
que sea capaz de absorber demandas inelásticas y
disipar una gran cantidad de energía.
Columna
CimentaciónContraviento
Conexión
Trabe
Losa
Eslabón
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Contraventeados excéntricos
A. Aspectos generales
B. Filosofía de diseño
C. Respuesta de la viga enlace
D. Procedimiento de diseño
E. Efectos del mecanismo
Consideraciones para el diseño de marcos
con contraventeo excéntrico
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Contraventeados excéntricos
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Diseño del contraviento
- Límite de relación de esbeltez
- Límite de ancho / grueso
- Resistencia a compresión
- Resistencia a tensión
Resistencia
máxima
esperada
Respuesta de marcos con contravientos concéntricos
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Contraventeados excéntricos
Respuesta del contraviento
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Respuesta de marcos con contravientos excéntricos
El daño se concentra en la viga enlace
Detallado de la viga enlaceDr. Edgar Tapia Hernández
Contraventeados excéntricos
Posiciones posibles para la viga enlace según NTCA-17p
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¿Cuál es el ángulo de rotación que se ha obtenido
de pruebas experimentales?
La capacidad de la
viga enlace se
estima mediante el
ángulo de rotación
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Contraventeados excéntricos
La rotación normativa es 0.08 rad
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Falla por flexión
Falla del eslabón
Falla por cortante
La respuesta depende de las características del eslabón
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Zona protegida
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Contraventeados excéntricos
Son las partes del sistema, que resiste las acciones
sísmicas y que se espera se comporten inelásticamente
durante eventos sísmicos.
Se prohíben conectores de cortante
para la losa en la viga enlace.
Axialización del eslabón
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A. Aspectos generales
B. Filosofía de diseño
C. Respuesta de la viga enlace
D. Procedimiento de diseño
E. Efectos del mecanismo
Consideraciones para el diseño de marcos
con contraventeo excéntrico
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Diseño de la viga enlace
- Límite de ancho / grueso
- Longitud del eslabón
- Ángulo de rotación
- Resistencia por cortante
Resistencia máxima esperada
Procedimiento de diseño
Diseño por capacidad
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Diseño de la viga enlace
- Identificación del tipo de sección
Compacta (dúctil). Requisito indispensable.
- Tipo de falla esperada
Falla por cortante / Falla por flexión
- Revisión del ángulo de rotación
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Diseño de la viga enlace
- Revisión del ángulo de rotación
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El diseño de los demás elementos estructurales se deben
realizar mediante un diseño por capacidad considerando la
resistencia esperada por la viga enlace (eslabón)
Columna
CimentaciónContraviento
Trabe
Losa
Conexión
La viga enlace con
falla por cortante es el
caso más común en
México
¿Cómo se calcula la resistencia
esperada en la viga enlace?
Eslabón
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Sobrerresistencia del material
Resistencia máxima esperada
Endurecimiento por deformación
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A. Aspectos generales
B. Filosofía de diseño
C. Respuesta de la viga enlace
D. Procedimiento de diseño
E. Efectos del mecanismo
Consideraciones para el diseño de marcos
con contraventeo excéntrico
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Efectos en la viga fuera del enlace
Determinación de los efectos de carga axial producidos
por el mecanismo
Cortante esperado
H
L/2
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Efectos del mecanismo
Determinación de los efectos por flexión provocados por el
cortante esperado en la viga enlace
e
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Diseño del contraviento
Cortante del mecanismo
Cortante del análisis
Factor de incremento
Alternativamente, las demandas sobre los elementos
fuera de la viga enlace, se pueden calcular como una
proporción:
Elementos mecánicos de diseño
relacionados con el mecanismo de
la viga enlace
Psismo, Vsismo, Msismo
se obtienen del análisis
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Diseño del contraviento
→0
Diseño por compresión
→0
→0
No importa
el método
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Diseño de la columna
Reconoce que no todas trabes fluirán al mismo tiempo
0.88 en AISC 341-10
0.90 en NTCA-17
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Diseño de la columna
𝑃𝑀𝑒𝑐 =𝑉𝑅 𝑉𝐸 = 0.901.25𝑅𝑦𝑉𝑛
𝑀𝑀𝑒𝑐 𝑉𝐹𝐸 = 𝑀𝑉𝐸
Τ𝐼𝑉𝐹𝐸 𝐿𝑉𝐹𝐸Τ𝐼𝑉𝐹𝐸 𝐿𝑉𝐹𝐸 + Τ𝐼𝐶𝑜𝑛𝑡 𝐿𝐶𝑜𝑛𝑡
Se diseña con:
Efectos del mecanismo + Efectos gravitacionales
¿Todo fluye al mismo tiempo?
Revisión por flexo-compresión y cortante
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B. Filosofía de diseño
C. Respuesta de la viga enlace
D. Procedimiento de diseño
E. Efectos del mecanismo
Consideraciones para el diseño de marcos
con contraventeo excéntrico
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Maestría en Ingeniería Estructural
Jesús Salvador García Carrera (2015)
Alejandro Del Rincón De la Macorra (2017)
Silvia G. Rincón Gómez (en proceso)
Licenciatura en Ingeniería Civil
César Escutia Corona (2016)
Flor Sánchez Márquez (2018)
Agradecimientos
Dr. Edgar Tapia Hernández
Contraventeados excéntricos
Gracias
Dr. Edgar Tapia Herná[email protected]
Edgar Tapia
