DISEO POR DESEMPEO

ING GUILLERMO BOTAS Y ESPINOSA

DISEO POR DESEMPEO.

1 .- INTRODUCCIN .

Al disear una estructura localizada en una zonassmica, el diseador se enfrenta a determinar elespectro de diseo ssmico para el sitio . Generalmentese apoya en los reglamentos de construccin para cadaciudad o en el manual de obras civiles de la CFE; sinembargo, los autores de estos reglamentos tienentambin la incertidumbre sobre el espectro de diseoaplicable ya que no existe a la fecha ningn anlisis quepermita predecir movimientos ssmicos ni su magnitudni su duracin ni su fecha del evento .

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2 . OBJETIVO .

El objetivo bsico de un diseo por desempeo es laseguridad del edificio cuando el suelo est vibrando por un sismo .

2.1Clasificacin del tipo de sismo en un diseo pordesempeo2.1.1 SISMO DE SERVICIO : Se analiza y disea la estructura con

50 % de probabilidad de ocurrencia en los prximos 50 aos . Elresultado de este anlisis no permite que se tenga dao algunoestructural .2.1.2 SISMO DE DISEO : Se analiza y disea la estructura paraun sismo con 67 % de probabilidad del sismo mximo esperado, Elresultado de este anlisis permite la deformacin estructuraldentro de los lmites aceptables sin causar riesgos, la vida estaprotegida ; sin embargo, algunos elementos no estructuralespueden sufrir daos tales como fisuras o grietas y la estructurapermanece de pie .2.1.3 SISMO MXIMO ESPERADO: Anlisis con el (SME) (2% deprobabilidad en 50 aos) La estructura va a responder con altogrado de confianza ante el sismo mximo esperado, mientras semantiene su estabilidad . No presentando colapso .

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Completamente Operacional

Operacional Seguro Cerca del colapso.

Comportamiento inaceptable

Objetivo Bsico

Objetivo Medio

Objetivo alt o

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3 .- EXPERIENCIAS DE APLICACIN DELDISEO POR DESEMPEO EN LA CIUDADDE MEXICO .

Los edificios ms altos en la Ciudad de Mxico comoson la Torre Mayor ubicada en Paseo de la Reforma ya enpleno funcionamiento y La torre Mtikah actualmente enconstruccin son dos ejemplos de estructuras diseadasutilizando un DISEO POR . Para eldesarrollo del presente trabajo, se ha tomado como ejemploel desarrollo del proyecto ejecutivo de la torre Mitikah queconsiste en una torre de usos mltiples : comercios, hotel yhabitacin en 60 pisos , esta torre est ubicada al sur de laCiudad de Mxico en un predio limitado por Real deMayorazgo y Av. Ro Churubusco .

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5 .- CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DEL SUBSUELO .

5 .1 .- Tomando en consideracin los sondeosefectuados en el estudio de mecnica de suelos del sitio, laestratigrafa est definida por una capa de materialescompactos consistentes en arenas y limos compactosafectados por secado que forma la capa superficial .

Subyaciendo este depsito se localiza una capa dearcillas y limos deformables con contenidos de aguavariables entre 50 y 200 %

Subyaciendo estos depsitos se localizan los depsitosprofundos, por lo que se comprueba que el subsuelo en elsitio pertenece a la zona II o zona de transicin, con lassiguientes caractersticas de acuerdo al RCDF.

Zona C Ao Ta Tb r

II 0.32 0.08 0.2 1.35 1.33

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6 .- DISEO SISMICO .

Dada la importancia urbana del conjunto de edificios que formaneste complejo urbano y sobresaliendo la torre Mitikah de 60 pisosde altura, se consider necesario llevar a cabo un estudio de larespuesta ssmica del sitio en funcin de las caractersticasdinmicas de los estratos que forman el subsuelo . Cabe hacermencin que el estudio fue elaborado por el Dr. Eduardo BoteroJaramillo, en este trabajo solo se resumen algunos conceptos queobtuvo el Dr Botero para proporcionar un marco que sirvi debase al diseo por desempeo, el estudio se inicia con :

Determinacin de las funciones de riesgo ssmico .Para esta determinacin se emple el mtodo probabilstico deocurrencia histrica En Mxico el catlogo histrico de sismoscomienza en 1475 e incluye aproximadamente 162 ,800 sismosocurridos entre 1900 y 1997 , a partir de esta informacin . Segeneran mapas de riesgo y se obtienen los espectros resultantes aperodos de retorno de 43 aos para el SISMO DE SERVICIO ., 125aos para el SISMO DE DISEO y 1911 aos para el SISMOMXIMO ESPERADO, los muestra el Dr. Botero en la siguientefigura .

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43

Diseo por desempeo

ara 125 aos

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ARA 1911 AOS.

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Espectro en campo libre para Tr 43 aos

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6 .2 ELECCION DEL SISMO APLICABLE .

Finalmente los espectros resultantes del anlisis depropagacin de onda presentado anteriormente, en lasuperficie del terreno para campo libre se obtienen lossiguientes valores para la ordenada mxima de laaceleracin espectral 0.175 g para Tr de 43 aos, 0.25 gpara Tr de 125 aos y 0.73 g para Tr de 1911 aos, en lostres casos el perodo donde se produce la mxima g es delorden de 0.75 seg .

Cada edificio puede ser diseado suponiendo un factor Qigual a 3, y un factor de irregularidad de 0.9. Sin embargo,como una medida conservadora los anlisis se han basadoen un Q = 2 y = 1.8.

El cortante basal se escala a un mnimo de 3% de la masadel edificio .

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7 .- CRITERIO DE DISEO BASADO EN ELCOMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL .

FILOSOFIA GENERAL .

Los sistemas de resistencia lateral de la torre consisten enmuros de cortante acoplados a marcos de concreto . Aunquelos marcos proveen redundancia en el anlisis, estos seconsideran como sistemas simples para propsito de diseossmico .

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