ec.cpe.5.1.c12.2001

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EDICT OF GOVERNMENT

Republic of Ecuador

CPE INEN 005-1 capitulo 12 (2001) (Spanish):Cdigo Ecuatoriano de la construccin.Requisitos generales de diseo: peligrossmico, espectros de diseo y requisitosmnimos de clculos para diseosismo-resistente

INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIN

Quito - Ecuador

CDIGO DE PRACTICA ECUATORIANO CPE INEN 5:2001 PARTE 1. CAPTULO 12 CDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIN. REQUISITOS GENERALES DE DISEO: PELIGRO SSMICO, ESPECTROS DE DISEO Y REQUISITOS MNIMOS DE CLCULOS PARA DISEO SSMO- RESISTENTE.

Primera Edicin ECUADOREAN BUILDING CODE. GENERAL DESIGN SPECIFICATION. SEISMIC RISK, SPECTRES OF DESIGN AND MINIMUN SPECIFICATIONS OF CALCULUS FOR EARTHQUAKE RESISTANT DESIGN. First Edition DESCRIPTORES: Materiales de construccin y edificacin, tecnologa de la construccin, cdigo ecuatoriano de la construccin, requisitos generales de diseo. CO 01.07-601.10 CDU: 624.012.45 CIIU: 000 ICS: 91.200

CDU:624.012.45 CIIU: 000 ICS: 91.200 CO 01.07-601.10

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Cdigo de Prctica

Ecuatoriano Obligatorio

CDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIN. REQUISITOS GENERALES DE DISEO: PELIGRO SSMICO,

ESPECTROS DE DISEO Y REQUISITOS MNIMOS DE CLCULO PARA DISEO SISMO-RESISTENTE.

CPE INEN 5:2001

Parte 1. Cap. 12 2001-08

0. INTRODUCCIN 0.1 Las especificaciones de este captulo deben ser consideradas como requisitos mnimos a aplicarse para el clculo y diseo de una estructura, con el fin de resistir eventos de origen ssmico. Dichos requisitos se basan principalmente en el comportamiento dinmico de estructuras de edificacin. Para el caso de estructuras distintas a las de edificacin, tales como reservorios, tanques, silos, puentes, torres de transmisin, muelles, estructuras hidrulicas, presas, tuberas, etc., cuyo comportamiento dinmico es distinto al de las estructuras de edificacin, se deben aplicar consideraciones adicionales especiales que complementen los requisitos mnimos que constan en el presente cdigo. 0.2 Es la intencin del presente cdigo que, al cumplir con los requisitos aqu detallados, se proporcione a la estructura de un adecuado diseo sismo-resistente que cumpla con la siguiente filosofa: Prevenir daos en elementos no estructurales y estructurales, ante terremotos pequeos y

frecuentes, que pueden ocurrir durante la vida til de la estructura. Prevenir daos estructurales graves y controlar daos no estructurales, ante terremotos

moderados y poco frecuentes, que pueden ocurrir durante la vida til de la estructura. Evitar el colapso ante terremotos severos que pueden ocurrir rara vez durante la vida til de la

estructura, procurando salvaguardar la vida de sus ocupantes. 0.3 Estos objetivos se consiguen diseando la estructura para que: Tenga la capacidad para resistir las fuerzas recomendadas por el cdigo. Presente las derivas de piso, ante dichas cargas, inferiores a las admisibles. Pueda disipar energa de deformacin inelstica, dado que el sismo de diseo produce fuerzas

mucho mayores que las equivalentes recomendadas por el cdigo. 0.4 La memoria de clculo incluir una descripcin del sistema estructural, los parmetros utilizados para definir las fuerzas ssmicas de diseo, el espectro de diseo o cualquier otro mtodo de definicin de la accin ssmica utilizada, as como tambin los desplazamientos y derivas mximas que presente la estructura, demostrando el cumplimiento de las especificaciones de este cdigo, debiendo incluir una descripcin de la revisin del comportamiento inelstico, acorde con la filosofa descrita.

1. OBJETO 1.1 El objeto de este cdigo es el de establecer un conjunto de especificaciones bsicas adecuadas para el diseo de estructuras que estn sujetas a los efectos de terremotos que podran presentarse en algn momento de su vida til.

2. ALCANCE 2.1 Este cdigo es de aplicacin nacional, por lo tanto, todos los profesionales e instituciones pblicas y privadas dedicados a tareas de diseo, construccin o fiscalizacin, tienen la obligacin de cumplir y hacer cumplir los requisitos mnimos aqu establecidos.

(Contina) DESCRIPTORES: Materiales de construccin y edificacin, tecnologa de la construccin, cdigo ecuatoriano de la construccin, requisitos generales de diseo.

CPE INEN 5 Pat.1 Cap. 12 2001-08

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3. DEFINICIONES 3.1 Para efectos de este cdigo se adoptan las siguientes definiciones: 3.1.1 Altura de piso: La distancia entre los diferentes niveles de piso de una estructura. 3.1.2 Base de la estructura: Nivel al cual se considera que la accin ssmica acta sobre la estructura. 3.1.3 Cortante basal de diseo: Fuerza total de diseo por cargas laterales, aplicada en la base de la estructura, resultado de la accin del sismo de diseo con o sin reduccin, de acuerdo con las especificaciones del presente cdigo. 3.1.4 Cortante de piso: Sumatoria de las fuerzas laterales de todos los pisos superiores al nivel considerado. 3.1.5 Deriva de piso: Desplazamiento lateral relativo de un piso con respecto al piso consecutivo, medido en dos puntos ubicados en la misma lnea vertical de la estructura. 3.1.6 Edificaciones esenciales: Aquellas estructuras que deben permanecer operativas luego de un terremoto para atender emergencias. 3.1.7 Efectos P-: Son los efectos secundarios que afectan a las fuerzas cortantes y axiales, y a los momentos flectores, cuando se aplican cargas verticales que actan en prticos deformados lateralmente. 3.1.8 Espectro de respuesta para diseo: Es un espectro de tipo elstico para una fraccin de amortiguamiento respecto al crtico del 5%, utilizado con fines de diseo para representar los efectos dinmicos del sismo de diseo. Este espectro de diseo puede representarse mediante un espectro de respuesta basado en las condiciones geolgicas, tectnicas, sismolgicas y del tipo de suelo asociadas con el sitio de emplazamiento de la estructura, o bien puede ser un espectro construido segn los requerimientos especificados en este cdigo. 3.1.9 Estructura: Conjunto de elementos ensamblados para resistir cargas verticales y ssmicas. Las estructuras pueden clasificarse en estructuras de edificacin y otras estructuras distintas a las de edificacin. 3.1.10 Fuerzas ssmicas de diseo: Fuerzas laterales que resultan de distribuir adecuadamente el cortante basal de diseo en toda la estructura, segn las especificaciones de este cdigo. 3.1.11 Muro de cortante (Diafragma): Pared diseada para resistir fuerzas ssmicas en su propio plano. 3.1.12 Muro estructural: Muro de cortante cuyo diseo proporcionar un comportamiento dctil ante cargas ssmicas. 3.1.13 Muro de mampostera confinada (reforzada o no reforzada): muro de cortante con o sin varillas de acero de refuerzo, confinado mediante elementos de borde construidos en hormign armado, fundidos posteriormente a la construccin del muro de mampostera. 3.1.14 Muro de mampostera reforzada: Muro de cortante de mampostera, reforzado con varillas de acero, y que no necesita de elementos de borde para su confinamiento. 3.1.15 Parmetros de respuesta elsticos: Fuerzas y deformaciones determinadas a partir de un anlisis elstico, utilizando la representacin del sismo de diseo sin reduccin, de acuerdo con las especificaciones del presente cdigo.

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3.1.16 Piso blando: Piso en el cual su rigidez lateral es menor que el 70% de la rigidez lateral del piso inmediato superior. 3.1.17 Piso dbil: Piso en el cual su resistencia lateral es menor que el 80% de la resistencia del piso inmediato superior. 3.1.18 Prtico espacial sismo-resistente: Estructura formada por columnas y vigas descolgadas que resiste cargas verticales y de origen ssmico, en la cual tanto el prtico como la conexin viga-columna son capaces de resistir tales fuerzas, y est especialmente diseado y detallado para presentar un comportamiento estructural dctil. 3.1.19 Prtico espacial sismo-resistente con diagonales rigidizadoras: Sistema resistente de una estructura compuesta tanto por prticos espaciales sismo-resistente como por diagonales estructurales adecuadamente dispuestas, diseados todos ellos para resistir fuerzas ssmicas. Se entiende como una adecuada disposicin el ubicar las diagonales lo ms simtricamente posible, hacia la periferia y en todo lo alto de la estructura. Para que la estructura se considere prtico con diagonales se requiere que el sistema de diagonales absorba al menos el 75% del cortante basal. 3.1.20 Prtico espacial sismo-resistente con muros estructurales (sistemas duales): Sistema resistente de una estructura compuesta tanto por prticos espaciales sismo-resistentes como por muros estructurales adecuadamente dispuestos, diseados todos ellos para resistir fuerzas ssmicas. Se entiende como una adecuada disposicin el ubicar los muros estructurales lo ms simtricamente posible hacia la periferia y que mantienen su longitud en planta en todo lo alto de la estructura. Para que la estructura se considere como un sistema dual se requiere que los muros absorban al menos el 75 % del corte basal. 3.1.21 Prtico espacial sismo-resistente con vigas banda: Estructura compuesta por columnas y losas con vigas banda (del mismo espesor de la losa) que resisten cargas verticales y de origen ssmico, en la cual tanto el prtico como la conexin losa-columna son capaces de resistir tales fuerzas y est especialmente diseada y detallada para presentar un comportamiento estructural dctil. 3.1.22 Rigidez lateral de piso: Sumatoria de las rigideces a corte de los elementos verticales estructurales del piso. 3.1.23 Resistencia lateral del piso: Sumatoria de la capacidad a corte de los elementos estructurales verticales del piso. 3.1.24 Sismo de diseo: Terremoto que tiene una probabilidad del 10% de ser excedido en 50 aos, determinado bien a partir de un anlisis de la peligrosidad ssmica del sitio de emplazamiento de la estructura, o a partir de un mapa de peligro ssmico, tal como el proporcionado por este cdigo. Para representar este terremoto, puede utilizarse un grupo de acelerogramas que presenten propiedades dinmicas representativas de las caractersticas tectnicas, geolgicas y geotcnicas del sitio. Los efectos dinmicos del sismo de diseo pueden representarse mediante un espectro de respuesta para diseo.

4. DISPOSICIONES GENERALES 4.1 Generalidades 4.1.1 Como premisa fundamental es necesario contar con un documento actualizado para el clculo sismo-resistente de estructuras, que refleje lo que se conoce actualmente de la realidad ssmica del Ecuador, y que permita, por un lado, poner al alcance de los calculistas y diseadores herramientas sencillas de clculo utilizando conceptos actuales de Ingeniera Ssmica, y por otro, permitiendo que el diseador conozca claramente las hiptesis de clculo y tome conciencia de la responsabilidad que implica tomar ciertas decisiones a la hora de aceptar tales hiptesis.

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4.1.2 Consecuentemente, se ha establecido claramente la filosofa de diseo sismorresistente que se persigue mediante el cumplimiento estricto de los requisitos mnimos de clculo y diseo especificados en este cdigo. Dichos requisitos se aplicarn con base en las hiptesis que el calculista haya decidido adoptar, las cuales deben estar claramente descritas en la memoria de clculo que debe acompaar a los planos estructurales de detalle. 4.1.3 Debido a que este documento se considera un punto de partida que debe ser modificado y actualizado, conforme los avances de la Ingeniera Ssmica y los nuevos requisitos y tendencias que existen hoy en da y los que vayan apareciendo, se ha considerado mantener la filosofa tradicional de diseo que data de hace ya algunas dcadas, que busca el evitar la prdida de vidas a travs de impedir el colapso de las estructuras. Sin embargo, las actuales tendencias en el mundo se dirigen no slo a la proteccin de la vida, sino tambin a la proteccin de la propiedad y a la bsqueda del cumplimiento de diversos niveles de desempeo de la estructura, lo que sin duda se reflejar en requisitos de diseo ms severos en el futuro, criterios que deben ser incorporados en las futuras versiones del cdigo.

4.2 Definiciones. Es de inters el disminuir incertidumbres en cuanto a la definicin de los trminos que se refieren a los elementos que forman parte de las estructuras, a los parmetros de respuesta ssmica de las mismas e incluso a los trminos de definicin de la accin ssmica de diseo. Las definiciones incluidas en este cdigo deben ser utilizadas literalmente durante todo el proceso de clculo y diseo sismo-resistente, incluyendo la etapa de elaboracin de la memoria de clculo y de los planos estructurales. Otras definiciones de elementos o de conceptos de clculo y diseo sismo-resistente que se utilicen y que no estn incluidas en este apartado, deben aplicar los trminos definidos en el presente cdigo. 4.3 Zonas ssmicas y factor de zona Z. El mapa de zonas ssmicas para propsitos de diseo incluido en el presente cdigo proviene de un estudio completo que considera fundamentalmente los resultados de los estudios de peligro ssmico del Ecuador, as como tambin ciertos criterios adicionales que tienen que ver principalmente con la uniformidad del peligro de ciertas zonas del pas, criterios de practicidad en el diseo, proteccin de ciudades importantes, irregularidad en curvas de definicin de zonas ssmicas, suavizado de zonas de lmites inter-zonas y compatibilidad con mapas de peligro de los pases vecinos. 4.3.1 El mapa reconoce el hecho de que la subduccin de la Placa de Nazca dentro de la Placa Sudamericana es la principal fuente de generacin de energa ssmica en el Ecuador. A este hecho se aade un complejo sistema de fallamiento local superficial que produce sismos importantes en gran parte del territorio ecuatoriano. 4.3.2 El estudio de peligro ssmico fue realizado de manera integral para todo el territorio nacional, de acuerdo con las metodologas actuales usadas a nivel mundial y a la disponibilidad de la informacin a nivel local, incluyendo: Un detenido estudio de las principales fuentes ssmicas conocidas en el pas y de sus

mecanismos focales, que junto con la sismicidad y neotectnica, permiti modelar la geometra de las fuentes sismogenticas (rumbo, buzamiento, profundidad media de actividad ssmica y magnitud mxima)

La evaluacin de los principales eventos histricos y un anlisis de la homogeneidad y

completitud de los catlogos ssmicos para el Ecuador. Se modelaron 22 000 sismos locales, de los cuales, puliendo las rplicas y los eventos premonitores, se obtuvieron los sismos independientes de magnitud mnima de homogeneidad 3,9 y mxima 8,6 utilizados en el anlisis.

La utilizacin de la base de datos microssmicos del Instituto Geofsico de la Escuela Politcnica

Nacional.

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La utilizacin de las curvas de atenuacin de la ley de Young para las fuentes de subduccin y la

de Katayama /74 para las fuentes de fallamiento continental, ambas con una desviacin estndar = 0,80, calibradas con los registros de aceleraciones de la red de acelergrafos del Instituto Geofsico de la Escuela Politcnica Nacional y de la Universidad Catlica de Santiago de Guayaquil.

La definicin de 53 fuentes sismogenticas contenidas en 10 provincias sismotectnicas,

determinndose sus parmetros sismolgicos (magnitud mnima de homogeneidad, la tasa media de actividad ssmica y magnitud mxima probable).

Un estudio sobre las incertidumbres en los distintos parmetros utilizados, particularmente las

leyes de atenuacin. La modelacin de la ocurrencia de los sismos como un proceso de Poisson, obtenindose mapas

de iso-aceleraciones para perodos de retorno de 475 aos, equivalentes a una probabilidad del 10% de excedencia en 50 aos, de acuerdo con la definicin de sismo de diseo.

4.3.3 Se reconoce que los resultados alcanzados hasta el momento en los estudios de peligro ssmico tienen un carcter dinmico, ya que reflejan el estado actual del conocimiento en la sismologa y neotectnica del Ecuador. A medida que se tenga mayor informacin proveniente de las redes de sismgrafos y acelergrafos que funcionan actualmente en el territorio nacional, del fallamiento activo y de mejores leyes de atenuacin, esta informacin ser incluida en estudios posteriores. Se decidi que para esta etapa de revisin del cdigo, no se presenten curvas de iso-aceleracin sino nicamente la divisin del pas por zonas. Sin embargo, para definir la propuesta de zonificacin, se trabaj sobre los mapas de iso-aceleracin obtenidos del estudio de peligro ssmico ajustndose los lmites y valores de iso-aceleraciones de acuerdo a los criterios expuestos en el inicio del presente numeral. 4.4 Geologa local y perfiles de suelo. Coeficiente S y Cm. El factor de suelo S ha sido definido de tal forma de simplificar, desde el punto de vista prctico, los distintos tipos de suelo existentes en el pas, reducindolos a slo 4 tipos, cada uno de los cuales se ha descrito de la forma ms concisa posible, a travs de diversas propiedades fsicas. La experiencia y los conocimientos sobre los tipos de suelo existentes en el Ecuador sirvieron como premisas de esta definicin. 4.5 Tipo de uso, destino e importancia de la estructura. Coeficiente y. La intencin del presente cdigo es el de disponer un mayor nivel de requisitos mnimos de clculo al diseo de estructuras, que por sus caractersticas de utilizacin o de importancia deben permanecer operativas o sufrir menores daos durante y despus de la ocurrencia de un sismo severo. 4.6 Seleccin del procedimiento de calculo de fuerzas laterales. Por ser el clculo esttico una simplificacin del clculo dinmico, el presente cdigo permite utilizarlo por s solo nicamente en los casos en que las estructuras presentan regularidad tanto en planta como en elevacin. En los casos restantes, la aplicacin del clculo dinmico permitir detectar problemas de concentraciones de esfuerzos debidos a la presencia de irregularidades, los cuales debe enfrentar el calculista. 4.6.1 El cdigo permite la utilizacin de otros procedimientos de clculo ssmico, tales como los anlisis no-lineales, estticos o dinmicos, que requieren de la aplicacin de principios avanzados de Dinmica de Estructuras y de Ingeniera Ssmica, que podrn ser aplicados por profesionales altamente calificados y con los suficientes conocimientos de estas disciplinas. 4.7 Bases del diseo, fuerzas laterales de diseo mnimas y efectos relacionados 4.7.1 Requisitos del modelo estructural a utilizarse. 4.7.1.1 El modelo matemtico de la estructura debe ser capaz de representar su comportamiento real y por tanto, debe tomar en cuenta la distribucin espacial de masas y rigideces de todos los elementos del sistema estructural.

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4.7.1.2 En el caso de estructuras de hormign armado, el modelo debe reconocer el hecho de que las secciones de los elementos se encuentran agrietadas desde el instante mismo de su construccin y, por tanto, el modelo matemtico debe reflejar este hecho aplicando los valores de inercias agrietadas. En el caso de las vigas, el valor de Ig debe considerar la contribucin de la losa de piso a la rigidez de la misma, siempre que la losa se encuentre monolticamente unida a la viga. En el caso de losas armadas unidireccionalmente , la participacin de la losa se debe considerar nicamente en la direccin de la armadura principal En el caso de los muros estructurales, los valores de inercia agrietada se aplican nicamente en los pisos en los cuales se esperara que se forme una rtula plstica por efectos de cargas ssmicas severas. 4.8 Procedimiento de calculo de fuerzas estticas.- 4.8.1 Cortante Basal de Diseo. 4.8.1.1 Los valores de Cm y de S establecidos en la tabla 3 provienen de los valores de aceleraciones espectrales mximas esperados para valores de Z y de tipo de suelo crticos. Adicionalmente, la interseccin entre el valor de C y de su lmite superior Cm, define la frecuencia de esquina o de corte que separa la zona de perodos con aceleracin constante con la zona de perodos de velocidad constante, dependiendo del tipo de suelo. 4.8.1.2 Si de estudios de microzonificacin ssmica realizados para una regin determinada del pas, se establecen valores de C, Cm y de S diferentes a los establecidos por este cdigo, se podrn utilizar los valores de los mencionados estudios, prevaleciendo los de este cdigo como requisito mnimo. 4.8.2 Coeficiente de configuracin estructural en planta P. 4.8.2.1 El cdigo incorpora factores penalizantes al diseo de estructuras irregulares, tanto en planta como en elevacin, debido a que la presencia de dichas irregularidades usualmente causan problemas en las estructuras ante la ocurrencia de un sismo. Este cdigo describe las tipologas de irregularidades que se pueden presentar con mayor frecuencia en las estructuras de edificacin, y junto a la descripcin se ha incluido una caracterizacin de la severidad (acumulativa o no) de tales irregularidades. Sin embargo, la descripcin de estas irregularidades no faculta al calculista o diseador a considerarlas como normales. La utilizacin de los factores penalizantes incrementa el valor del cortante de diseo, con la intencin de proveer de mayor resistencia a la estructura, pero no evita los problemas que pudieran presentarse en el comportamiento ssmico de la edificacin. Por tanto, es recomendable evitar al mximo la presencia de las irregularidades mencionadas. 4.8.3 Coeficiente de configuracin estructural en elevacin E . Los comentarios vertidos en el numeral 4.8.2 son tambin aplicables a este apartado. 4.8.4 Perodo de vibracin T. La expresin del mtodo 1 de clculo del perodo fundamental de vibracin proporciona un valor referencial simplificado, til para aplicar el mtodo de clculo ssmico esttico. El mtodo 2, en cambio, requiere de utilizar una distribucin aproximada de fuerzas laterales y el clculo de las deflexiones elsticas estticas resultantes de esa distribucin de fuerzas en la estructura (incluye por tanto el efecto de la distribuciones de las rigideces laterales de la estructura). Por lo tanto, los resultados del mtodo 2 constituyen una mejor estimacin. 4.8.5 Factor de reduccin de resistencia ssmica R. Para la definicin del factor de reduccin de resistencia R, se tomaron como criterios, tanto las recomendaciones de los cdigos UBC-94 y UBC-97, como otros propios, que incluyen aspectos de agrupamiento de estructuracin, diferencias entre realidades constructivas y de calidad entre los materiales y la construccin en los Estados Unidos y el Ecuador, as como penalizaciones dirigidas hacia cierto tipo de estructuras que no permiten disponer de ductilidad apropiada para soportar las deformaciones inelsticas requeridas por el sismo de diseo. Si bien se conoce claramente que los factores de reduccin de resistencia R dependen

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realmente de muchas variables, entre otras, del tipo de estructura, del tipo de suelo, del perodo de vibracin considerado y de los factores de ductilidad, sobre-resistencia, redundancia y amortiguamiento de una estructura en condiciones lmite, se ha simplificado a un parmetro constante dependiente nicamente de la tipologa estructural. Sin embargo, conceptualmente es importante su utilizacin, ya que reemplazando de alguna manera al factor K del CEC-77, permite observar claramente al diseador una hiptesis fundamental del clculo sismorresistente, cual es la de disminuir substancialmente la ordenada elstica espectral, exigiendo un diseo eficiente que permita disponer de un adecuado comportamiento inelstico durante el sismo de diseo, proveyendo as la adecuada ductilidad y disipacin de energa suficientes que impidan el colapso de la estructura ante eventos ssmicos severos. 4.9 Distribucin vertical de fuerzas laterales. Para la distribucin del cortante basal en altura, se ha utilizado una distribucin triangular asociada con el modo fundamental de vibracin, ms una fuerza en el tope que toma en cuenta la contribucin de modos superiores de vibracin.

4.10 Efectos p-. La consideracin de los efectos P- se ha establecido tomando algunos criterios del UBC y de la normativa colombiana, con simplificaciones en cuanto a las expresiones a utilizar. El coeficiente de inestabilidad incorporado es una substancial mejora para la normativa, a fin de tomar en cuenta este efecto poco considerado anteriormente en el pas. 4.11 Limites de la deriva de piso. Debido a que en ciertas ocasiones no son las fuerzas ssmicas, sino el control de deformaciones, el parmetro de diseo crtico a ser enfrentado durante la fase de diseo de una estructura, se enfatiza este requisito, estableciendo un cambio conceptual de aquel descrito en el CEC-77, a travs del clculo de las derivas inelsticas mximas de piso. Tales derivas son limitadas por valores que se han tomado utilizando criterios de todos los documentos de trabajo y de criterios propios. Este hecho reconoce y enfrenta los problemas que se han observado en sismos pasados, donde las deformaciones excesivas han ocasionado ingentes prdidas por daos a elementos estructurales y no estructurales. Con este cdigo, el diseador debe comprobar que su estructura presentar deformaciones inelsticas controlables, mejorando substancialmente el diseo conceptual. Los valores mximos se han establecido considerando que el calculista utilizar secciones agrietadas, de conformidad con el presente cdigo. 4.12 Separacin entre estructuras adyacentes 4.12.1 El establecimiento de separaciones mximas entre estructuras desea evitar el golpeteo entre estructuras adyacentes, o entre partes de la estructura intencionalmente separadas, debido a las deformaciones laterales. Este concepto est directamente relacionado con las derivas mximas inelsticas del numeral anterior. 4.12.2 Se considera el efecto desfavorable en que los sistemas de entrepiso de cada una de las partes intencionalmente separadas de las estructuras, o de estructuras adyacentes, no coincidan a la misma cota de altura. Para los casos de coincidencia o no coincidencia, se establece la cuantificacin de separacin mxima. Cabe mencionar que la exigencia impuesta est cerca al 50% del valor de separacin mxima que debera estrictamente cumplirse. Esta consideracin obedece a criterios de carcter econmico. 4.13 Componentes verticales del sismo de diseo. 4.13.1 El cdigo reconoce la necesidad de considerar los efectos de la componente vertical de los sismos, especialmente sobre elementos que exceden los lmites de las plantas de los pisos, como son los voladizos. La expresin toma en cuenta que, al menos en el campo no cercano, la accin mxima de la componente vertical se puede estimar como los dos tercios de la accin mxima horizontal, y que la rigidez de los voladizos horizontales requerira utilizar un espectro de diseo plano establecido por el valor Cm, que a su vez depende del tipo de suelo del emplazamiento.

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4.14 Procedimiento dinmico de calculo de fuerzas. 4.14.1 Definicin de la accin ssmica. 4.14.1.1 Un aporte muy importante, y que guarda mucha relacin con las recomendaciones del UBC-97, es la adopcin de varias definiciones de la accin ssmica, con fines de anlisis dinmico. Se establece la posibilidad de utilizacin de un espectro de diseo tipo cdigo, establecido por la misma normativa, la utilizacin de un espectro establecido para un caso especfico, o la utilizacin de una familia de acelerogramas reales o simulados artificialmente. Con ello se abre una puerta hacia el diseo de estructuras mediante la aplicacin de conceptos de Ingeniera Ssmica ms actuales. 4.14.1.2 A diferencia de la versin del CEC-77, en esta versin se especifica claramente la forma del espectro de diseo elstico, que se puede utilizar indistintamente para el clculo esttico como para el dinmico. Para el establecimiento del espectro mencionado y de sus lmites, se consideraron los siguientes criterios: a) Estudio de las formas espectrales elsticas de los sismos ecuatorianos registrados en la Red

Nacional de Acelergrafos: A travs de la recopilacin de los registros de aceleracin disponibles de sismos ecuatorianos, especialmente en roca y suelo firme, se estudiaron las formas espectrales de los mismos aplicando tcnicas de promediado espectral.

b) Simulacin estocstica de acelerogramas artificiales y estudio de formas espectrales: A partir de los registros de aceleracin reales disponibles, y de la informacin sismolgica del sismo real y del sismo mayor a simular (cada de esfuerzos, momento ssmico), se simularon registros artificiales mediante procesos estocsticos y funciones de Green. La simulacin de varias familias de registros permiti estudiar la forma espectral de sismos mayores.

c) Estudio de las formas espectrales elsticas de las normativas del UBC 94 y 97, de Colombia 1998 y del Per 1997: Se estudiaron las formas espectrales, las frecuencias de corte, la plataforma superior mxima, la ecuacin de la curva de cada y los valores mnimos de las ordenadas espectrales, segn el tipo de suelo. Se consideraron los nuevos criterios incorporados en la normativa del UBC-97, que establece la variabilidad de la plataforma mxima del espectro como dependiente, entre otros factores, del tipo de suelo y del valor de la aceleracin mxima, as como la tendencia de los cdigos a utilizar las curvas de cada del espectro con una relacin 1/T (T perodo de vibracin), en lugar del T del CEC-77.

d) Revisin de los estudios clsicos de Seed & Idris y de Seed, Ugas y Lysmer, que han servido para la definicin de buena parte de los espectros de los cdigos en el mundo, estudindose las frecuencias de corte del espectro y los valores mximos de la meseta dependiendo del tipo de suelo.

4.14.1.3 A partir de toda esta informacin, se estableci la forma espectral. El trmino SS, aunque no ha sido utilizado por cdigo alguno anteriormente sino nicamente por ste, se estableci a partir del ajuste matemtico a la envolvente de todos los criterios analizados en los literales anteriores. Tanto S como su exponente tienen el mismo valor. Por otro lado el valor de los lmites superior Cm e inferior se establecieron de similar manera, considerando los valores respectivos del UBC-97 para todos los tipos de suelo similares a los del presente cdigo, y para aceleraciones en roca o suelo firme de entre 0,3 g y 0,4 g. Igualmente, debido a la imposibilidad de utilizar la ductilidad para disminuir la ordenada espectral elstica para perodos cortos con fines de diseo, y por criterios de practicidad, se elimin el ramal izquierdo de ascenso de los espectros elsticos de respuesta tpicos y se estableci que la meseta mxima llegue hasta valores de periodos de vibracin cercanos a cero. 4.14.2 Descripcin de los Procedimientos de Anlisis. Puesto que existe la posibilidad de utilizar diferentes definiciones de la accin ssmica de diseo, desde espectros hasta registros de aceleracin reales o simulados artificialmente, se incrementan las posibilidades de mtodos de anlisis dinmico, sean estos espectrales o paso a paso en el tiempo, y dentro de los rangos elstico o inelstico. Para regular la utilizacin de estos mtodos, se ha adoptado las recomendaciones del UBC-97.

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4.15 Otras estructuras diferentes a las de edificacin 4.15.1 Es la intencin del presente cdigo proporcionar algunos requisitos mnimos que deben aplicarse para el clculo ssmico de estructuras diferentes a las de edificacin. A ms de estos requisitos mnimos, deben considerarse aquellos estipulados por cdigos y normativas especiales de reconocimiento internacional, aplicables al tipo de estructura en cuestin. 4.15.2 Perodo: Puesto que el comportamiento ssmico de estas estructuras puede ser diferente al de las estructuras de edificacin, se requiere utilizar mtodos apropiados de la dinmica de estructuras para la estimacin del perodo fundamental de vibracin. El mtodo 1 del numeral 6.2.4.1 no es aplicable, debido a que ha sido establecido nicamente para estructuras de edificacin. No as el mtodo 2 del numeral 6.2.4.2, el cual considera la distribucin de rigideces en la altura de la edificacin al ser necesario establecer las deformaciones laterales debidas a la aplicacin de las fuerzas laterales de diseo.

5. DISPOSICIONES ESPECIFICAS

5.1 Bases del diseo. Los procedimientos y requisitos descritos en este cdigo se determinarn considerando la zona ssmica del Ecuador donde se va a construir la estructura, las caractersticas del suelo del sitio de emplazamiento, el tipo de uso, destino e importancia de la estructura, y el tipo de sistema y configuracin estructural a utilizarse. Las estructuras deben disearse para una resistencia tal que puedan soportar los desplazamientos laterales inducidos por el sismo de diseo, considerando la respuesta inelstica, la redundancia y sobre-resistencia estructural inherente, y la ductilidad de la estructura. La resistencia mnima de diseo debe basarse en las fuerzas ssmicas de diseo establecidas en este cdigo. 5.2 Zonas ssmicas y factor de zona Z. El sitio donde se construir la estructura determinar una de las cuatro zonas ssmicas del Ecuador, de acuerdo con la definicin de zonas de la Figura 1. Una vez identificada la zona ssmica correspondiente, se adoptar el valor del factor de zona Z, segn la tabla 1. El valor de Z de cada zona representa la aceleracin mxima efectiva en roca esperada para el sismo de diseo, expresada como fraccin de la aceleracin de la gravedad. 5.2.1 Para mayor exactitud al escoger el valor de Z, se incluye en la tabla 2 un listado de algunas poblaciones con el valor correspondiente. Si se ha de disear una estructura en una zona que no consta en la lista, debe escogerse el valor de la poblacin ms cercana. 5.3 Geologa local y perfiles de suelo. Coeficiente S y Cm 5.3.1 Los requisitos establecidos en este cdigo que tienen como finalidad tomar en cuenta la geologa local para propsitos de diseo, son requisitos mnimos y no substituyen los estudios de geologa de detalle, los cuales son necesarios para el caso de proyuectos de infraestruruta y ptors proyectos distintos a los de edificacin. 5.3.1.1 Las condiciones geotcnicas de los sitios o perfiles de suelo se las clasifica de acuerdo con las propiedades mecnicas del sitio, los espesores de los estratos y la velocidad de propagacin de las ondas de corte. Este ltimo parmetro puede ser correlacionado con otros parmetros del suelo, como por ejemplo el nmero de golpes del SPT, para algunos tipos de suelo en sitios donde se disponga de las correlaciones correspondientes. 5.3.2 Los tipos de perfiles de suelo se clasifican de la siguiente manera: 5.3.2.1 perfil tipo S1: Roca o suelo firme. A este grupo corresponden las rocas y los suelos endurecidos con velocidades de ondas de corte similares a las de una roca (mayores a 750 m/s), con perodos fundamentales de vibracin menores a 0,20 s . Se incluyen los siguientes tipos de suelo:

(Contina)


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a) Roca sana o parcialmente alterada, con resistencia a la compresin no confinada mayor o igual a 500 kPa (5 kg/cm2). b) Gravas arenosas, limosas o arcillosas, densas y secas c) Suelos cohesivos duros, con resistencia al corte en condiciones no drenadas mayores a 100 kPa (1 kg/cm2), con espesores menores a 20 m y sobre yacentes a roca u otro material endurecido, con velocidad de onda de corte superior a 75 m/s. d) Arenas densas, con nmero de golpes del SPT: N > 50, con espesores menores a 20 m sobreyacentes a roca u otro material endurecido con velocidad de onda de corte superior a 750 m/s. e) Suelos y depsitos de origen volcnico firmemente cementados, tobas y conglomerados con nmero de golpes del SPT: N > 50. 5.3.2.2 Perfil tipo S2: Suelos intemedios. Suelos con caractersticas intermedias o que no se ajustan a los perfiles de suelos tipo S1 y S3. 5.3.3 Perfil tipo S3: Suelos blandos o estrotos profundos. En este grupo se incluyen los perfiles de suelos blandos o estratos de gran espesor, en los que los perodos fundamentales de vibracin son mayores a 0,6 s , incluyndose los siguientes casos: Suelos cohesivos Velocidad de ondas de

corte, Vs (m/s) Resistencia al corte No drenada, Su (kPa)

Espesor del estrato (m)

Blandos Semiblandos

Duros Muy duros

< 200 200 400 400 750

> 750

< 25 25 50 50 100 100 200

> 20 > 25 > 40 > 60

Suelos granulares Velocidad de ondas de corte,

Vs (m/s) Valores N del SPT Espesor del estrato

(m) Sueltos

Semidensos Densos

< 200 200-750 > 750

4-10 10-30 > 30

> 40 > 45 >100

FIGURA 1. Ecuador, zonas ssmicas para propsitos de diseo

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## #

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## # ##

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## ## # ####### #

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## #

# ####

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## ##

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#

#

#

#

#E S M E R AL D AS

#

P O R T O V IE J O

#G UAY AQ U IL

#BAB AHO Y O

# TUL CAN

# NU E V A LO J A

#T EN A

# P U YO

#

M ACAS#

AZ O Q UE S#CU E NC A

#

ZAM O R A#

LO J A

#M ACH ALA

#IBAR R A

#Q UITO

#L ATAC U N G A# AM BATO

#

RIO B AM B A

#G UAR AND A

#S A N LO R E N ZO

#A T A C A M E S

#P E D E R N A LE S

#B A H IA D E C A R A Q U E Z#

C H O N E

# JU N IN

#JIP IJA P A#P A JA N

#S A LIN A S

#

G E N E R A L V ILLA M IL

#H U A Q U ILL A S#

A R E N ILL A S

#C A T A C O C H A#

G O N Z A N A M A

# S A R A G U R O

#

N A R A N J A L

#

E L T R IU N F O

#

D A U LE

#

Q U E V E D O#B A LZA R

#

O TA V A LO

#E L A N G E L

# LA B O N ITA

#

C A Y A M B E#TA B A C U N D O

#S A N TO D O M IN G O D E LO S C O LO R A D O S

#

E L C A R M E N# B A E ZA

#

S A N G O L Q U I#

M A C H A C H I

# P IL LA R O

#

P A LO R A

#

M E R A

#

S U C U A

#

S IG S IG

#

P A LL A T A N G A

-8 2

-8 2

-8 1

-8 1

-8 0

-8 0

-7 9

-7 9

-7 8

-7 8

-7 7

-7 7

-7 6

-7 6

-7 5

-7 55 -5

4 -4

3 -3

2 -2

1 -1

0 0

1 1

N

EW

S

II II IIIV

-9 1

-9 1

-9 0

-9 0

-1 -1

0 0

TABLA 1. Valores del factor Z en funcin de la zona ssmica adoptada

Zona ssmica I II III IV Valor factor Z 0,15 0,25 0,30 0,40

(Contina)


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TABLA 2. Poblaciones ecuatorianas y valor del factor Z

CIUDAD PROVINCIA CANTN PARROQUIA ZONA

CHORDELEG AZUAY CHORDELEG CHORDELEG II CUENCA AZUAY CUENCA CUENCA II EL GIRON AZUAY GIRON GIRON II EL PAN AZUAY EL PAN EL PAN II GUACHAPALA AZUAY GUACHAPALA GUACHAPALA II GUALACEO AZUAY GUALACEO GUALACEO II NABON AZUAY NABON NABON II OA AZUAY OA OA II PAUTE AZUAY PAUTE PAUTE II PUCARA AZUAY PUCARA PUCARA II SAN FERNANDO AZUAY SAN FERNANDO SAN FERNANDO II SANTA ISABEL AZUAY SANTA ISABEL SANTA ISABEL

(CHAGUARURCO) II

SEVILLA DE ORO AZUAY SEVILLA DE ORO SEVILLA DE ORO II SIGSIG AZUAY SIGSIG SIGSIG II CALUMA BOLVAR CALUMA CALUMA III ECHANDIA BOLVAR ECHEANDIA ECHEANDIA III LAS NAVES BOLVAR LAS NAVES LAS NAVES III CHILLANES BOLVAR CHILLANES CHILLANES IV GUARANDA BOLVAR GUARANDA GUARANDA IV SAN JOS DE CHIMBO BOLVAR CHIMBO SAN JOS DE CHIMBO IV SAN MIGUEL BOLVAR SAN MIGUEL SAN MIGUEL IV AZOGUES CAAR AZOGUES AZOGUES II BIBLIAN CAAR BIBLIAN NAZON (PAMPA DE

DOMINGUEZ) II

DELEG CAAR DELEG DELEG II CAAR CAAR CAAR CAAR III EL TAMBO CAAR EL TAMBO EL TAMBO III LA TRONCAL CAAR LA TRONCAL LA TRONCAL III BOLVAR CARCHI IV EL NGEL CARCHI ESPEJO EL NGEL IV HUACA CARCHI SAN PEDRO DE HUACA HUACA IV MIRA CARCHI IV SAN GABRIEL CARCHI IV TULCAN CARCHI TULCAN TULCAN IV ALAUSI CHIMBORAZO ALAUSI ALAUSI III CHUNCHI CHIMBORAZO CHUNCHI CHUNCHI III CUMANDA CHIMBORAZO CUMANDA CUMANDA III CHAMBO CHIMBORAZO CHAMBO CHAMBO IV GUAMOTE CHIMBORAZO GUAMOTE GUAMOTE IV GUANO CHIMBORAZO GUANO GUANO IV LA UNIN CHIMBORAZO COLTA CAJABAMBA IV PALLATANGA CHIMBORAZO PALLATANGA PALLATANGA IV PENIPE CHIMBORAZO PENIPE PENIPE IV RIOBAMBA CHIMBORAZO RIOBAMBA RIOBAMBA IV EL CORAZON COTOPAXI PANGUA EL CORAZON III LA MANA COTOPAXI LA MANA LA_MANA III SIGCHOS COTOPAXI SIGCHOS SIGCHOS III LATACUNGA COTOPAXI LATACUNGA LATACUNGA IV PUJILI COTOPAXI PUJILI PUJILI IV SAN MIGUEL COTOPAXI SALCEDO SAN MIGUEL IV SAQUISILI COTOPAXI SAQUISILI SAQUISILI IV

(Contina)


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TABLA 2. Continuacin

CIUDAD PROVINCIA CANTN PARROQUIA ZONA CHILLA EL ORO CHILLA CHILLA II PACCHA EL ORO ATAHUALPA PACCHA II PIAS EL ORO PIAS PIAS II PORTOVELO EL ORO PORTOVELO PORTOVELO II ZARUMA EL ORO ZARUMA SALVIAS II ARENILLAS EL ORO ARENILLAS ARENILLAS III BALSAS EL ORO BALSAS BALSAS III EL GUABO EL ORO EL GUABO EL GUABO III LA VICTORIA EL ORO LAS LAJAS LA VICTORIA III MACHALA EL ORO MACHALA MACHALA III MARCABELI EL ORO MARCABELI MARCABELI III PASAJE EL ORO PASAJE PASAJE III SANTA ROSA EL ORO SANTA ROSA SANTA ROSA III HUAQUILLAS EL ORO HUAQUILLAS HUAQUILLAS IV LA UNIN ESMERALDAS QUININDE LA UNIN III ROSA ZARATE (QUININDE)

ESMERALDAS QUININDE ROSA ZARATE (QUININDE) III

SAN LORENZO ESMERALDAS SAN LORENZO SAN LORENZO III ATACAMES ESMERALDAS ATACAMES ATACAMES IV ESMERALDAS ESMERALDAS ESMERALDAS ESMERALDAS IV MUISNE ESMERALDAS MUISNE MUISNE IV VALDEZ (LIMONES) ESMERALDAS ELOY ALFARO VALDEZ (LIMONES) IV ALFREDO BAQUERIZO GUAYAS ALF. BAQUE. MORENO

(JUJAN) ALF. BAQUE. MORENO(JUJAN) III

BALAO GUAYAS BALAO BALAO III BALZAR GUAYAS BALZAR BALZAR III COLIMES GUAYAS COLIMES COLIMES III CRNL MARCELINO (NN) GUAYAS CRNL MARCELINO

MARIDUEA CRNL MARCELINO MARIDUEA

III

DAULE GUAYAS DAULE DAULE III EL SALITRE GUAYAS URBINA JADO EL SALITRE (LAS RAMAS) III EL TRIUNFO GUAYAS EL TRIUNFO EL TRIUNFO III ELOY ALFARO GUAYAS DURAN ELOY ALFARO(DURAN) III GRAL ANTONIO ELIZALDE

GUAYAS GENERAL ANTONIO ELIZALDE

GENERAL ANTONIO ELIZALDE III

GENERAL VILLAMIL GUAYAS PLAYAS GENERAL VILLAMIL (PLAYAS) III GUAYAQUIL GUAYAS GUAYAQUIL CHONGON III LOMAS DE SARGENTILLO GUAYAS LOMAS DE

SARGENTILLO LOMAS DE SARGENTILLO III

MILAGRO GUAYAS MILAGRO MILAGRO III NARANJAL GUAYAS NARANJAL NARANJAL III NARANJITO GUAYAS NARANJITO NARANJITO III NARCISA DE JESS (NOBOL)

GUAYAS NOBOL NARCISA DE JESS III

PALESTINA GUAYAS PALESTINA PALESTINA III PEDRO CARBO GUAYAS PEDRO CARBO SALINAS III SAN BORONDON GUAYAS SAMBORONDON SAMBORONDON III SANTA LUCIA GUAYAS SANTA LUCIA SANTA LUCIA III SIMON BOLVAR GUAYAS SIMON BOLVAR SIMON BOLVAR III VELASCO IBARRA GUAYAS EL EMPALME VELASCO IBARRA(EL

EMPALME) III

YAGUACHI NUEVO GUAYAS YAGUACHI YAGUACHI NUEVO III LA LIBERTAD GUAYAS LA LIBERTAD LA LIBERTAD IV SALINAS GUAYAS SALINAS SALINAS IV SANTA ELENA GUAYAS SANTA ELENA SANTA ELENA IV ATUNTAQUI IMBABURA ANTONIO ANTE ATUNTAQUI IV

(Contina)


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CIUDAD PROVINCIA CANTN PARROQUIA ZONA COTACACHI IMBABURA COTACACHI COTACACHI IV IBARRA IMBABURA IBARRA IBARRA IV OTAVALO IMBABURA OTAVALO OTAVALO IV PIMAMPIRO IMBABURA PIMAMPIRO PIMAMPIRO IV URCUQUI IMBABURA URCUQUI URCUQUI IV AMALUZA LOJA ESPINDOLA AMALUZA II CARIAMANGA LOJA CALVAS CARIAMANGA II CATACOCHA LOJA PALTAS CATACOCHA II CATAMAYO LOJA CATAMAYO CATAMAYO (LA TOMA) II GONZANAMA LOJA GONZANAMA GONZANAMA II GUAGUARPAMBA LOJA CHAGUARPAMBA CHAGUARPAMBA II LOJA LOJA LOJA LOJA II QUILANGA LOJA QUILANGA QUILANGA II SARAGURO LOJA SARAGURO SAN ANTONIO DE CUMBE II SOZORANGA LOJA SOZORANGA SOZORANGA II ALAMOR LOJA PUYANGO ALAMOR III CELICA LOJA CELICA CELICA III MACARA LOJA MACARA MACARA III PINDAL LOJA PINDAL PINDAL III ZAPOTILLO LOJA ZAPOTILLO ZAPOTILLO IV BABA LOS ROS BABA BABA III BABAHOYO LOS ROS BABAHOYO PIMOCHA III CATARAMA LOS ROS URDANETA CATARAMA III MONTALVO LOS ROS MONTALVO MONTALVO III PALENQUE LOS ROS PALENQUE PALENQUE III PUEBLO VIEJO LOS ROS PUEBLOVIEJO PUEBLOVIEJO III QUEVEDO LOS ROS QUEVEDO QUEVEDO III SAN JACINTO DE BUENA FE

LOS ROS BUENA FE SAN JACINTO DE BUENA FE III

VALENCIA LOS ROS VALENCIA VALENCIA III VENTANAS LOS ROS VENTANAS VENTANAS III VINCES LOS ROS VINCES VINCES III EL CARMEN MANABI EL CARMEN EL CARMEN III OLMEDO MANABI OLMEDO OLMEDO III PICHINCHA MANABI PICHINCHA PICHINCHA III BAHIA DE CARAQUEZ MANABI SUCRE BAHIA DE CARAQUEZ IV CALCETA MANABI BOLVAR CALCETA IV CHONE MANABI CHONE CHONE IV FLAVIO ALFARO MANABI FLAVIO ALFARO FLAVIO ALFARO IV JIPIJAPA MANABI JIPIJAPA JIPIJAPA IV JUNIN MANABI JUNIN JUNIN IV MANTA MANABI MANTA MANTA IV MONTECRISTI MANABI MONTECRISTI MONTECRISTI IV PAJAN MANABI PAJAN PAJAN IV PEDERNALES MANABI PEDERNALES PEDERNALES IV PORTOVIEJO MANABI PORTOVIEJO PORTOVIEJO IV PUERTO LPEZ MANABI PUERTO LPEZ PUERTO LPEZ IV ROCAFUERTE MANABI ROCAFUERTE ROCAFUERTE IV SANTA ANA MANABI SANTA ANA SANTA ANA IV SUCRE MANABI 24 DE MAYO SUCRE IV TOSAGUA MANABI TOSAGUA TOSAGUA IV GRAL LEONIDAS P. GUITIERREZ

MORONA SANTIAGO LIMN INDANZA GRAL LEONIDAS P. GUTIRREZ II

(Contina)


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CIUDAD PROVINCIA CANTN PARROQUIA ZONA GUALAQUIZA MORONA SANTIAGO GUALAQUIZA GUALAQUIZA II MACAS MORONA SANTIAGO MORONA GENERAL PROAO II PABLO SEXTO MORONA SANTIAGO HUAMBOYA HUAMBOYA II SAN JUAN BOSCO MORONA SANTIAGO SAN JUAN BOSCO SAN JUAN BOSCO II SANTIAGO DE MNDEZ MORONA SANTIAGO SANTIAGO SANTIAGO DE MNDEZ II SUCUA MORONA SANTIAGO SUCUA SANTA MARIANITA DE JESS II PALORA MORONA SANTIAGO PALORA PALORA (METZERA) III ARCHIDONA NAPO ARCHIDONA ARCHIDONA III NUEVO ROCAFUERTE NAPO AGUARICO NUEVO ROCAFUERTE III TENA NAPO TENA TENA III BAEZA NAPO QUIJOS BAEZA IV EL CHACO NAPO EL CHACO EL CHACO IV LA JOYA DE LOS SACHAS ORELLANA LA JOYA DE LOS

SACHAS LA JOYA DE LOS SACHAS II

LORETO ORELLANA LORETO AVILA (CAB. EN HUIRUNO) II FRANCISCO ORELLANA (COCA)

ORELLANA ORELLANA FRANCISCO DE ORELLANA (COCA)

II

MERA PASTAZA MERA MERA III PUYO PASTAZA PASTAZA VERACRUZ (INDILLAMA) III SANTA CLARA PASTAZA III PEDRO VICENTE MALDONADO

PICHINCHA PEDRO VICENTE MALDONADO

PEDRO VICENTE MALDONADO III

PUERTO QUITO PICHINCHA PUERTO QUITO PUERTO QUITO III SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

PICHINCHA SAN MIGUEL DE LOS BANCOS

SAN MIGUEL DE LOS BANCOS III

STO DOMINGO DE COLORADOS

PICHINCHA SANTO DOMINGO ZARACAY III

CAYAMBE PICHINCHA CAYAMBE CAYAMBE IV MACHACHI PICHINCHA MEJA MACHACHI IV QUITO PICHINCHA QUITO QUITO IV SANGOLQUI PICHINCHA RUMIAHUI RUMIPAMBA IV TABACUNDO PICHINCHA PEDRO MONCAYO TABACUNDO IV EL CARMEN DEL PUTUMAYO

SUCUMBIOS PUTUMAYO EL CARMEN DEL PUTUMAYO I

SHUSHUFINDI SUCUMBIOS SHUSHUFINDI SHUSHUFINDI I NUEVA LOJA SUCUMBIOS LAGO AGRIO NUEVA LOJA II EL DORADO DE CASCALES

SUCUMBIOS CASCALES EL DORADO DE CASCALES III

LUMBAQUI SUCUMBIOS PIZARRO LUMBAQUI III LA BONITA SUCUMBIOS SUCUMBIOS LA BONITA IV AMBATO TUNGURAHUA AMBATO AMBATO IV BAOS TUNGURAHUA BAOS BAOS IV CEVALLOS TUNGURAHUA CEVALLOS CEVALLOS IV MOCHA TUNGURAHUA MOCHA MOCHA IV PATATE TUNGURAHUA PATATE PATATE IV PELILEO TUNGURAHUA PELILEO PELILEO IV PILLARO TUNGURAHUA PILLARO PILLARO IV QUERO TUNGURAHUA QUERO QUERO IV TISALEO TUNGURAHUA TISALEO TISALEO IV 28 DE MAYO ZAMORA CHINCHIPE YACUAMBI 28 DE MAYO (SN JOS DE

YACUAM) II

EL PANGUI ZAMORA CHINCHIPE EL PANGUI EL PANGUI II GUAYZIMI ZAMORA CHINCHIPE NANGARITZA GUAYZIMI II YANTZAZA ZAMORA CHINCHIPE YANTZAZA YANTZAZA II ZAMORA ZAMORA CHINCHIPE ZAMORA ZAMORA II ZUMBA ZAMORA CHINCHIPE CHINCHIPE ZUMBA II

(Contina)


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CIUDAD PROVINCIA CANTN PARROQUIA ZONA ZUMBI ZAMORA CHINCHIPE CENTINELA DEL

CNDOR ZUMBI II

EL PIEDRERO Zona No Delimitada III LAS GOLONDRINAS Zona No Delimitada III MANGA DE CURA Zona No Delimitada III 5.3.3.1 Los valores de N, Vs y Su son valores promedio del sitio y sern determinados segn las siguientes expresiones: Vs = (hi )/ (hi/ Vsi) (1) N = (hi )/ (hi/ Ni) (2) Su = (hi )/ (hi/ Sui) (3) En donde: hi = Espesor del estrato i, Vsi = Velocidad de las ondas de corte en el estrato i, Sui = Resistencia al corte no drenada promedio del estrato i. 5.3.4 Perfil tipo S4: Condiciones especiales de evaluacin del suelo. En este grupo se incluyen los siguientes tipos: a) Suelos con alto potencial de licuefaccin, colapsibles y sensitivos. b) Turbas, lodos y suelos orgnicos. c) Rellenos colocados sin control ingenieril. d) Arcillas y limos de alta plasticidad (IP > 75). e) Arcillas suaves y medio duras con espesor mayor a 30 m. 5.3.4.1 Los perfiles de este grupo incluyen los suelos altamente compresibles y donde las condiciones geolgicas y/o topogrficas sean especialmente desfavorables, que requieran estudios geotcnicos no rutinarios para determinar sus caractersticas mecnicas. 5.3.4.2 El tipo de suelo existente en el sitio de construccin de la estructura, y por ende, el coeficiente de suelo S, se establecern de acuerdo con lo especificado en la tabla 3. El coeficiente S se establecer analizando el perfil que mejor se ajuste a las caractersticas locales. En los sitios donde las propiedades del suelo sean poco conocidas, se podrn utilizar los valores del perfil de suelo tipo S3. Adicionalmente se encuentra tabulado el coeficiente Cm, relacionado con la definicin del espectro del sismo de diseo establecido ms adelante en este cdigo, y que depende del perfil de suelo a utilizar.

TABLA 3. Coeficiente de suelo S y Coeficiente Cm

Perfil tipo Descripcin S Cm S1 Roca o suelo firme 1,0 2,5 S2 Suelos intermedios 1,2 3,0 S3 Suelos blandos y estrato profundo 1,5 2,8 S4 Condiciones especiales de suelo 2,0* 2,5

(*) = Este valor debe tomarse como mnimo, y no substituye los estudios de detalle necesarios para construir sobre este tipo de suelos.

(Contina)


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5.4 Tipo de uso, destino e importancia de la estructura. Coeficiente I. 5.4.1 La estructura a construirse se clasificar en una de las categoras que se establecen en la tabla 4, y se adoptar el correspondiente factor de importancia I.

TABLA 4. Tipo de uso, destino e importancia de la estructura

Categora Tipo de uso, destino e importancia Factor I Edificaciones esenciales y/o peligrosas

Hospitales, clnicas, Centros de salud o de emergencia sanitaria. Instalaciones militares, de polica, bomberos, defensa civil. Garajes o estacionamientos para vehculos y aviones que atienden emergencias. Torres de control areo. Estructuras de centros de telecomunicaciones u otros centros de atencin de emergencias. Estructuras que albergan equipos de generacin y distribucin elctrica. Tanques u otras estructuras utilizadas para depsito de agua u otras substancias anti-incendio . Estructuras que albergan depsitos txicos, explosivos, qumicos u otras substancias peligrosas.

1,5

Estructuras de ocupacin especial

Museos, iglesias, escuelas y centros de educacin o deportivos que albergan ms de trescientas personas. Todas las estructuras que albergan ms de cinco mil personas. Edificios pblicos que requieren operar continuamente

1,3

Otras estructuras

Todas las estructuras de edificacin y otras que no clasifican dentro de las categoras anteriores

1,0

5.5 Estructuras regulares e irregulares 5.5.1 Estructuras regulares en planta: Una estructura se considera como regular en planta, cuando no presenta ninguna de las condiciones de irregularidad en planta descritas en el numeral 6.2.2. 5.5.2 Estructuras regulares en elevacin: Una estructura se considera como regular en elevacin, cuando no presenta ninguna de las condiciones de irregularidad en elevacin descritas en el numeral 6.2.3. 5.6 Seleccin del procedimiento de clculo de fuerzas laterales 5.6.1 En general, una estructura puede ser calculada mediante procedimientos de clculo de fuerzas laterales estticos o dinmicos. El procedimiento escogido depender de la configuracin estructural, tanto en planta como en elevacin. 5.6.2 Para el clculo de estructuras regulares tanto en planta como en elevacin es suficiente la aplicacin de procedimientos estticos de determinacin de fuerzas laterales. Para el caso de estructuras irregulares se utilizar el procedimiento de clculo dinmico. Tambin pueden utilizarse procedimientos alternativos de clculo ssmico que tengan un adecuado fundamento basado en los principios establecidos por la dinmica de estructuras, llevados a cabo por un profesional especializado. Sin embargo para todas las estructuras la aplicacin del mtodo esttico, propuesto por ste cdigo, se considerar como requisito mnimo.

6. DETERMINACIN DE LAS FUERZAS LATERALES DE DISEO MNIMAS Y EFECTOS RELACIONADOS

6.1 Generalidades: Las estructuras deben disearse para resistir fuerzas ssmicas provenientes de cualquier direccin horizontal. Debe asumirse que las fuerzas ssmicas de diseo actan de manera no concurrente en la direccin de cada eje principal de la estructura.

(Contina)


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6.1.1 La carga ssmica reactiva W para fines de este cdigo, representa la carga reactiva por sismo, igual a la carga muerta total de la estructura. En el caso de estructuras de bodegas o de almacenaje, W se calcula como la carga muerta ms un 25% de la carga viva de piso. 6.1.2 El modelo matemtico de la estructura incluir todos los elementos que conforman el sistema estructural resistente, as como su distribucin espacial de masas y rigideces en la estructura. 6.1.2.1 Para el caso de estructuras de hormign armado, en el clculo de la rigidez se debern utilizar los valores de las inercias agrietadas Icr de los elementos estructurales, de la siguiente manera: 0,5 Ig para vigas (considerando la contribucin de las losas, cuando fuera aplicable) y 0,8 Ig para columnas, siendo Ig el valor de la inercia no agrietada de la seccin transversal del elemento considerado. Para el caso de muros estructurales, los valores de inercia agrietada tomarn el valor de 0,6 Ig y se aplicarn nicamente en los dos primeros pisos de la edificacin (para estructuras sin subsuelos) o en los dos primeros pisos y en el primer subsuelo (para estructuras con subsuelos). Para el resto de pisos la inercia agrietada del muro estructural puede considerarse igual a la inercia no agrietada. 6.1.2.2 Para el caso de estructuras de mampostera, el valor de la inercia agrietada a utilizar para los muros ser de 0,5 Ig. 6.2 Procedimiento de clculo de fuerzas estticas. 6.2.1 Cortante Basal de Diseo: El cortante basal total de diseo V, que ser aplicado a una estructura en una direccin dada, se determinar mediante las expresiones:

WRZICV

EP

= (4)

TSCs25,1

= (5)

En donde: C = No debe exceder del valor de Cm establecido en la tabla 3, no debe ser menor a 0,5 y puede utilizarse para cualquier estructura, S = Su valor y el de su exponente se obtienen de la tabla 3, R = Factor de reduccin de respuesta estructural, P , E = Factores de configuracin estructural en planta y en elevacin. 6.2.2 Coeficiente de configuracin estructural en planta P . 6.2.2.1 El coeficiente P se estimar a partir del anlisis de las caractersticas de regularidad e irregularidad de las plantas en la estructura, descritas en la tabla 5 y en la Figura 2. Se utilizar la expresin: P = PA X PB (6) En donde: PA = El mnimo valor Pi de cada piso i de la estructura, obtenido de la tabla 5, para cuando se encuentran presentes las irregularidades tipo 1, 2 y/o 3 (Pi en cada piso se calcula como el mnimo valor expresado por la tabla para las tres irregularidades), PB = Se establece de manera anloga, para cuando se encuentran presentes las irregularidades tipo 4 y/o 5 en la estructura. 6.2.2.2 Cuando una estructura no contempla ninguno de los tipos de irregularidades descritas en la tabla 5, en ninguno de sus pisos, P tomar el valor de 1.

(Contina)


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6.2.3 Coeficiente de configuracin estructural en elevacin E. 6.2.3.1 El coeficiente E se estimar a partir del anlisis de las caractersticas de regularidad e irregularidad en elevacin de la estructura, descritas en la tabla 6 y en la Figura 3. Se utilizar la expresin: E = EA EB EC (7) En donde: EA = El mnimo valor Ei de cada piso i de la estructura, obtenido de la tabla 6; para cuando se encuentran presentes las irregularidades tipo 1 y/o 5 (Ei en cada piso

se calcula como el mnimo valor expresado por la tabla para las dos irregularidades), EB = Se establece de manera anloga, para cuando se encuentran presentes las irregularidades tipo 2 y/o 3 en la estructura, EC = Se establece para cuando se encuentre presente la irregularidad tipo 4 en la estructura. 6.2.3.2 Cuando una estructura no contempla ninguno de los tipos de irregularidades descritos en la tabla 6, en ninguno de sus niveles, E tomar el valor de 1. 6.2.3.3 Adicionalmente, se debe tomar en cuenta que, cuando la deriva mxima de cualquier piso es menor de 1,3 veces la deriva del piso inmediato superior, puede considerarse que no existen irregularidades de los tipos 1, 2, 3. 6.2.4 Perodo de vibracin T: El valor de T ser determinado a partir de uno de los mtodos descritos a continuacin: 6.2.4.1 Mtodo 1: Para estructuras de edificacin, el valor de T puede determinarse de manera aproximada mediante la expresin: T = Ct (hn )3/4 (8) En donde: hn = Altura mxima de la edificacin de n pisos, medida desde la base de la estructura Ct = 0,09 para prticos de acero Ct = 0,08 para prticos espaciales de hormign armado Ct = 0,06 para prticos espaciales de hormign armado con muros estructurales o con diagonales y para otras estructuras 6.2.4.2 Mtodo 2: El perodo fundamental T puede ser calculado utilizando las propiedades estructurales y las caractersticas de deformacin de los elementos resistentes, en un anlisis apropiado y adecuadamente sustentado. Este requisito puede ser cumplido mediante la utilizacin de la siguiente expresin:

= =

=

n

1i

n

1i)iifg/()2iiw(2T (9)

En donde: fi = Representa cualquier distribucin aproximada de las fuerzas laterales, de acuerdo con los principios descritos ms adelante, o cualquiera otra distribucin racional. i = Deflexin elstica del piso i, calculada utilizando las fuerzas laterales fi. 6.2.4.3 El valor de T calculado segn el mtodo 2, no debe ser mayor en un 30% al valor de T calculado con el Mtodo 1.

(Contina)


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TABLA 5. Coeficientes de configuracin en planta.

Tipo Descripcin de las irregularidades en planta pi

1

Irregularidad torsional Existe irregularidad por torsin, cuando la mxima deriva de piso de un extremo de la estructura calculada incluyendo la torsin accidental y medida perpendicularmente a un eje determinado, es mayor que 1,2 veces la deriva promedio de los extremos de la estructura con respecto al mismo eje de referencia. La torsin accidental se define en el numeral 6.4.2 del presente cdigo.

0,9

2

Entrantes excesivos en las esquinas La configuracin de una estructura se considera irregular cuando presenta entrantes excesivos en sus esquinas. Un entrante en una esquina se considera excesivo cuando las proyecciones de la estructura, a ambos lados del entrante, son mayores que el 15% de la dimensin de la planta de la estructura en la direccin del entrante.

0,9

3

Discontinuidad en el sistema de piso La configuracin de la estructura se considera irregular cuando el sistema de piso tiene discontinuidades apreciables o variaciones significativas en su rigidez, incluyendo las causadas por aberturas, entrantes o huecos, con reas mayores al 50% del rea total del piso o con cambios en la rigidez en el plano del sistema de piso de ms del 50% entre niveles consecutivos.

0,9

4

Desplazamiento del plano de accin de elementos verticales Una estructura se considera irregular cuando existen discontinuidades en los ejes verticales, tales como desplazamientos del plano de accin de elementos verticales del sistema resistente.

0,8

5

Ejes estructurales no paralelos La estructura se considera irregular cuando los ejes estructurales no son paralelos o simtricos con respecto a los ejes ortogonales principales de la estructura.

0,9

6

Sistema de piso flexible Cuando la relacin de aspecto en planta de la edificacin es mayor que 4:1 o cuando el sistema de piso no sea rgido en su propio plano se debe revisar la condicin de piso flexible en el modelo estructural.

-

(Contina)


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TABLA 6. Coeficientes de configuracin en elevacin

Tipo Descripcin de las irregularidades en elevacin Prticos espaciales y prticos con vigas

banda Ei

Sistemas duales o

con diagonales

Ei

1

Piso blando (irregularidad en rigidez) La estructura se considera irregular cuando la rigidez lateral de un piso es menor que el 70% de la rigidez lateral del piso superior o menor que el 80 % del promedio de la rigidez lateral de los tres pisos superiores.

0,9

1,0

2

Irregularidad en la distribucin de las masas La estructura se considera irregular cuando la masa de cualquier piso es mayor que 1,5 veces la masa de uno de los pisos adyacentes, con excepcin del piso de cubierta que sea ms liviano que el piso inferior.

0,9

1,0

3

Irregularidad geomtrica La estructura se considera irregular cuando la dimensin en planta del sistema resistente en cualquier piso es mayor que 1,3 veces la misma dimensin en un piso adyacente, exceptuando el caso de los altillos de un solo piso.

0,9

1,0

4

Desalineamiento de ejes verticales La estructura se considera irregular cuando existen desplazamientos en el alineamiento de elementos verticales del sistema resistente, dentro del mismo plano en el que se encuentran, y estos desplazamientos son mayores que la dimensin horizontal del elemento. Se excepta la aplicabilidad de este requisito cuando los elementos desplazados solo sostienen la cubierta de la edificacin sin otras cargas adicionales de tanques o equipos.

0,8

0,9

5

Piso dbil-Discontinuidad en la resistencia La estructura se considera irregular cuando la resistencia del piso es menor que el 70% de la resistencia del piso inmediatamente superior, (entendindose por resistencia del piso la suma de las resistencias de todos los elementos que comparten el cortante del piso para la direccin considerada).

0,8

1,0

6

Columnas cortas Se debe evitar la presencia de columnas cortas, tanto en el diseo como en la construccin de las estructuras.

-

-

6.2.5 Factor de reduccin de resistencia ssmica R. 6.2.5.1 El factor R a utilizarse en el clculo del cortante basal aplicado a una estructura de edificacin, en cualquiera de las direcciones de clculo adoptadas, se escoger de la tabla 7, tomndose el menor de los valores para los casos en los cuales el sistema resistente estructural resulte en una combinacin de varios sistemas como los descritos en la tabla. Para otro tipo de estructuras diferentes a las de edificacin, se deber cumplir con los requisitos establecidos en la seccin 7 de este cdigo. El valor de R podr aplicarse en el clculo del cortante basal, siempre y cuando la estructura sea diseada cumpliendo con todos los requisitos de diseo sismo-resistente acordes con la filosofa de diseo del presente cdigo.

(Contina)


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TABLA 7. Coeficientes de reduccin de respuesta estructural R

Sistema estructural R Sistemas de prticos espaciales sismo-resistentes, de hormign armado con vigas descolgadas o de acero laminado en caliente, con muros estructurales de hormign armado(sistemas duales).

12

Sistemas de prticos espaciales sismo-resistentes, de hormign armado con vigas descolgadas o de acero laminado en caliente.

10

Sistemas de prticos espaciales sismo-resistentes, de hormign armado con vigas banda y muros estructurales de hormign armado (sistemas duales).

10

Sistemas de prticos espaciales sismo-resistentes, de hormign armado con vigas descolgadas y diagonales rigidizadoras.*

10

Sistemas de prticos espaciales sismo-resistentes de hormign armado con vigas banda y diagonales rigidizadoras. *

9

Sistemas de prticos espaciales sismo-resistentes de hormign armado con vigas banda.

8

Estructuras de acero con elementos armados de placas o con elementos de acero conformados en fro. Estructuras de aluminio.

7

Estructuras de madera 7 Estructura de mampostera reforzada o confinada 5 Estructuras con muros portantes de tierra reforzada o confinada 3 * Cuando se utilizan diagonales, se debe verificar que los elementos en tensin cedan antes que los elementos en compresin. 6.3 Distribucin vertical de fuerzas laterales. 6.3.1 En ausencia de un procedimiento ms riguroso, basado en los principios de la dinmica, las fuerzas laterales totales de clculo deben ser distribuidas en la altura de la estructura, utilizando las siguientes expresiones:

=

+=n

iit fFV

1 (10)

Ft = 0,07 TV (11) En donde: Ft = La fuerza concentrada que se aplicar en la parte ms alta de la estructura, constituyndose una fuerza adicional a la fuerza en el ltimo piso. n = Nmero de pisos de la estructura T = El perodo utilizado para el clculo del cortante basal total V. 6.3.1.1 Sin embargo, Ft no necesita exceder el valor de 0,25 V, y puede considerarse nulo cuando T es menor o igual a 0,7 s. La parte restante del cortante basal debe ser distribuido sobre la altura de la estructura, incluyendo el nivel n, de acuerdo con la expresin:

=

= n

iiii

xxtx

hwF

hWFVF

1

)( (12)

En donde: F x = La fuerza en el nivel x de la estructura que debe aplicarse sobre toda el rea del edificio en ese nivel, de acuerdo a su distribucin de masa en cada nivel. wi = Es el peso asignado a cada nivel de la estructura, siendo una fraccin de la carga reactiva W.

(Contina)


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6.3.1.2 Las acciones y deformaciones en cada elemento estructural deben calcularse como resultado del efecto de las fuerzas F x y Ft, aplicadas en los niveles apropiados de la estructura sobre su base. 6.4 Distribucin horizontal del cortante. 6.4.1 El cortante de piso Vx, en cualquier piso x, es la suma de las fuerzas Ft y Fx sobre ese piso. Vx debe distribuirse entre los diferentes elementos del sistema resistente a cargas laterales en proporcin a sus rigideces, considerando la rigidez del piso. 6.4.2 La masa de cada nivel debe considerarse como concentrada en el centro de masas del piso, pero desplazada una distancia igual al 5 por ciento de la mxima dimensin del edificio en ese piso, perpendicular a la direccin de aplicacin de las fuerzas laterales bajo consideracin, para tomar en cuenta los posibles efectos de torsin accidental. El efecto de este desplazamiento debe incluirse en la distribucin del cortante de piso y en los momentos torsionales. 6.4.3 En el caso de que la estructura presente un sistema de pisos flexibles, la distribucin del cortante de piso hacia los elementos del sistema resistente se realizar tomando en cuenta aquella condicin. 6.5 Momentos torsionales horizontales. 6.5.1 El momento torsional de diseo en un piso determinado debe calcularse como el momento resultante de las excentricidades entre las cargas laterales de diseo en los pisos superiores al piso considerado y los elementos resistentes a cargas laterales en el piso, ms la torsin accidental (asumiendo el centro de masas desplazado, como se describe en el numeral 6.4.2). 6.5.2 Cuando existe irregularidad torsional, como se defini en el numeral correspondiente a irregularidad en planta, los efectos deben ser considerados incrementando la torsin accidental en cada nivel mediante un factor de amplificacin Ax, calculado con la expresin:

2

prommax

x 2,1A

= (13)

En donde: prom = Promedio de los desplazamientos de los puntos extremos de la estructura en el nivel x. mx = Valor del desplazamiento mximo en el nivel x. 6.5.2.1 El valor de Ax no necesita ser mayor que 3,0. 6.6 Volcamiento 6.6.1 Toda estructura debe ser diseada para resistir los efectos de volcamiento causados por las fuerzas ssmicas especificadas en este cdigo. En cualquier nivel, los momentos de volcamiento a ser resistidos deben determinarse utilizando las fuerzas ssmicas (Ft y Fx), las cuales actan en los niveles sobre el piso considerado. En cualquier nivel, los cambios incrementales de los momentos de volcamiento de diseo deben ser distribuidos hacia los diferentes elementos resistentes. Los efectos de volcamiento en cada elemento deben trasmitirse hacia la cimentacin.

(Contina)


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6.7 Efectos P- 6.7.1 Corresponden a los efectos adicionales, en las dos direcciones principales de la estructura, causados por efectos de segundo orden que producen un incremento en las fuerzas internas, momentos y derivas de la estructura, y que deben considerarse en la evaluacin de la estabilidad estructural global. Los efectos P- no necesitan ser considerados cuando el ndice de estabilidad Qi, es menor a 0,10. 6.7.2 El ndice de estabilidad, para el piso i y en la direccin bajo estudio, puede calcularse por medio de la ecuacin:

iiii

i hVPQ = (14)

En donde: Qi = ndice de estabilidad del piso i, es la relacin entre el momento de segundo orden y el momento de primer orden. Pi = Es la suma de la carga vertical total sin mayorar, incluyendo el peso muerto y la sobrecarga por carga viva, del piso i y de todos los pisos localizados sobre el piso i i = Es la deriva del piso i calculada en el centro de masas del piso. Vi = El cortante ssmico del piso . hi = La altura del piso considerado. 6.7.3 El ndice de estabilidad de cualquier piso, Qi, no debe exceder el valor de 0,30. Cuando Qi es mayor que 0,30, la estructura es potencialmente inestable y debe rigidizarse, a menos que se demuestre, mediante procedimientos ms estrictos, que la estructura permanece estable y que cumple con todos los requisitos de diseo sismorresistente establecidos en las normativas de diseo en hormign armado, estructuras metlicas, madera o mampostera, acordes con la filosofa de diseo del presente cdigo. 6.7.4 Para considerar el efecto P- en la direccin bajo estudio, y cuando se cumple que 0,1 < Qi < 0,3, tanto las derivas de piso calculadas, Ei ,como las fuerzas internas y los momentos de la estructura que aparecen como producto de la aplicacin de las cargas laterales de diseo, se multiplicarn por un factor de mayoracin f P- determinado por:

=

iP Q1

1f (15)

6.8 Limites de la deriva de piso.- 6.8.1 Generalidades: Para la revisin de las derivas de piso se utilizar el valor de la respuesta mxima inelstica en desplazamientos M de la estructura, causada por el sismo de diseo. Las derivas obtenidas como consecuencia de la aplicacin de las fuerzas laterales de diseo estticas (E), para cada direccin de aplicacin de las fuerzas laterales, se calcularn, para cada piso, realizando un anlisis elstico esttico de la estructura. Pueden tambin calcularse mediante un anlisis dinmico, como se especifica en la seccin correspondiente de este cdigo. El clculo de las derivas de piso debe incluir las deflexiones debidas a efectos traslacionales y torsionales, y los efectos P-. Adicionalmente, en el caso de prticos con estructura metlica, debe considerarse la contribucin de las deformaciones de las zonas de conexiones a la deriva total de piso. 6.8.2 Lmites de la deriva. 6.8.2.1 El valor de M debe calcularse mediante: M = R E (16)

(Contina)


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6.8.2.2 M no puede superar los valores establecidos en la tabla 8.

TABLA 8. Valores de M mximos, expresados como fraccin de la altura de piso

Estructuras de M mxima Hormign armado, estructuras metlicas y de madera 0,020 De mampostera 0,010 6.8.3 Las fuerzas laterales utilizadas para el clculo de las derivas de piso deben obtenerse a partir del coeficiente C de la expresin del cortante basal, calculado sin tomar en cuenta el lmite inferior del valor de C, ni las limitantes del Mtodo 2 de determinacin del valor de T. 6.9 Separacin entre estructuras adyacentes. 6.9.1 Dentro de la misma estructura: Todos los elementos de la estructura deben disearse y construirse para que acten como un solo esquema estructural a efectos de resistir el sismo de diseo, a menos que intencionalmente se separen unos elementos de otros una distancia suficiente para evitar problemas de colisin entre ellos. Para determinar la distancia mnima de separacin entre los elementos estructurales, se debe verificar si los sistemas de entrepiso de cada una de las partes intencionalmente separadas coinciden a la misma cota en altura. De no coincidir, la distancia mnima de separacin ser el promedio de los valores absolutos de los desplazamientos mximos horizontales M, obtenidos segn lo especificado en este cdigo, para cada una de las partes de la estructura que se desee acten separadamente. Por el contrario, si las cotas de los entrepisos coinciden, la separacin mnima ser la mitad del valor absoluto del desplazamiento mximo horizontal M de una de las partes, el ms desfavorable. Dichos valores deben medirse en la direccin perpendicular a la junta que las separe, a menos que se tomen medidas para que no se produzcan daos a los elementos estructurales al utilizar una distancia menor. 6.9.2 Entre estructuras adyacentes. Una de las responsabilidades de la reglamentacin urbana de las ciudades ser la de fijar la separacin mnima que debe existir entre estructuras colindantes que no formen parte de la misma unidad estructural. En ausencia de una reglamentacin de este tipo, pueden utilizarse las siguientes recomendaciones: 6.9.2.1 Cuando ya exista una estructura vecina en la cual previamente se haya dejado una separacin con respecto al lindero del terreno, y cuyas cotas de los diferentes entrepisos coincidan con las cotas de los entrepisos de la estructura por disearse, la nueva estructura debe separarse de la existente una distancia igual a la cuarta parte del desplazamiento mximo horizontal M del ltimo piso, mas 0,005 veces la altura de la estructura vecina, menos la separacin previamente existente entre la estructura vecina y la nueva por disearse. Sin embargo, en el caso de que las cotas de los entrepisos de la estructura vecina no coincidan con las cotas de entrepisos de la estructura por disearse, la distancia mnima de separacin debe ser la mitad del desplazamiento mximo horizontal del ltimo piso, ms el uno por ciento de la altura de la estructura vecina, menos la separacin previamente existente entre ambas estructuras. 6.9.2.2 Cuando ya exista una estructura vecina en la cual no existe una separacin con respecto al lindero del terreno, y no se conozcan sus desplazamientos mximos, la nueva estructura debe separarse de la existente una distancia igual a la cuarta parte del desplazamiento mximo horizontal M del ltimo piso, ms una distancia igual a 0,005 veces la altura de la estructura vecina, para el caso en el que las cotas de los entrepisos de la estructura vecina coincidan con las cotas de la estructura por disearse. Si por el contrario, las cotas de los entrepisos de la estructura vecina no coinciden con las cotas de entrepisos de la estructura nueva, la distancia mnima de separacin requerida ser el doble del valor descrito en este numeral, para el caso de coincidencia de cotas de entrepisos.

(Contina)


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6.9.2.3 Cuando no se haya construido an en el terreno colindante, y la reglamentacin urbana permita construir estructuras adosadas, en aquellos pisos en los cuales no se requiere adosamiento, la estructura debe separarse del lindero del terreno una distancia igual a la mitad del desplazamiento mximo horizontal M del ltimo piso. 6.10 Componentes verticales del sismo de diseo 6.10.1 De existir voladizos horizontales en las estructuras, stos se disearn para una fuerza neta vertical reversible Fv expresada por

pmv WZIC32F = (17)

En donde: Wp = El peso que acta en el voladizo. 6.11 Procedimiento dinmico de calculo de fuerzas. 6.11.1 Generalidades: Cuando se utilicen procedimientos de clculo dinmico, stos deben cumplir con los criterios establecidos en este cdigo. La base del anlisis constituir una representacin apropiada de la accin ssmica, de conformidad con los principios de la dinmica estructural, tal como se describe en el presente cdigo. 6.11.2 La accin ssmica utilizada debe representar, como mnimo, a un sismo con una probabilidad de excedencia del 10% en 50 aos, sin la aplicacin del factor de reduccin de respuesta R, y puede ser una de las siguientes: 6.11.2.1 El espectro de respuesta elstico normalizado proporcionado en la Figura 4, consistente con el tipo de suelo del sitio de emplazamiento de la estructura y considerando los valores de la tabla 3. 6.11.2.2 Un espectro de respuesta elstico obtenido para un sitio especfico, basado en la geologa, tectnica, sismologa y caractersticas del suelo local. El espectro debe desarrollarse para una fraccin del amortiguamiento respecto al crtico de 0,05, a menos que la utilizacin de otros valores sea consistente con el comportamiento estructural previsto y con la intensidad del sismo establecida para el sitio. 6.11.2.3 Acelerogramas desarrollados para el sitio especfico que sean representativos de los terremotos reales esperados en la zona. Los espectros de respuesta de tales acelerogramas, tanto individualmente como su combinacin, deben aproximarse al espectro de respuesta descrito en el numeral 6.11.2.1. 6.11.2.4 Para estructuras localizadas en el perfil de suelo tipo S4, se debe tomar en cuenta la posible amplificacin de la respuesta de la estructura, debido a los efectos de interaccin suelo-estructura. 6.11.2.5 La componente vertical del sismo puede definirse mediante el escalamiento de la componente horizontal de la aceleracin por un factor de 2/3.

(Contina)


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FIGURA 4. Espectro ssmico elstico, que representa el sismo de diseo.

6.11.3 Modelo Matemtico: El modelo matemtico de la estructura incluir todos los elementos que conforman el sistema estructural resistente, as como tambin la distribucin espacial de las masas y rigideces en la estructura, con una aproximacin tal que sea capaz de capturar las caractersticas ms significativas del comportamiento dinmico. Para el anlisis dinmico de estructuras irregulares se utilizar un modelo tridimensional. Para el caso de estructuras de hormign armado y de mampostera, en el clculo de la rigidez se deben utilizar los valores de las inercias agrietadas Icr de los elementos estructurales, de similar forma a la descrita para el procedimiento de clculo esttico de fuerzas ssmicas. 6.11.4 Descripcin de los Procedimientos de Anlisis. 6.11.4.1 Anlisis dinmico espectral: Constituye un anlisis dinmico elstico de la estructura, que utiliza la mxima respuesta de todos los modos de vibracin que contribuyan significativamente a la respuesta total de la estructura. Las respuestas modales mximas son calculadas utilizando las ordenadas de un espectro de respuesta apropiado, que corresponden a los perodos de los modos de vibracin. Las contribuciones modales mximas son combinadas de una forma estadstica para obtener una aproximacin de la respuesta estructural total. 6.11.4.2 Anlisis paso a paso en el tiempo: Constituye un anlisis de la respuesta dinmica de la estructura en cada incremento de tiempo, cuando la base de la misma est sujeta a un acelerograma especfico. 6.11.5 Anlisis dinmico espectral. 6.11.5.1 Representacin del espectro de respuesta e interpretacin de resultados: Los parmetros de respuesta, incluyendo fuerzas, momentos y desplazamientos, obtenidos mediante la utilizacin de un espectro de respuesta elstico que cumple con los requisitos descritos en el numeral correspondiente a la definicin de la accin ssmica, se describirn como parmetros de respuesta elstica. Los parmetros de respuesta elstica pueden ser reducidos de acuerdo con 6.11.5.4. 6.11.5.2 Nmero de modos: El requerimiento de que se utilicen en el anlisis todos los modos de vibracin que contribuyan significativamente a la respuesta total de la estructura, puede satisfacerse al utilizar todos los modos que involucren la participacin de una masa modal acumulada de al menos el 90% de la masa total de la estructura, en cada una de las direcciones horizontales principales consideradas. 6.11.5.3 Combinacin de modos: Las fuerzas mximas en elementos, los desplazamientos, cortantes de piso, fuerzas cortantes y reacciones mximas para cada modo, se combinarn utilizando mtodos reconocidos por la dinmica estructural. Cuando se utilicen modelos tridimensionales, los efectos de interaccin modal deben ser considerados cuando se combinen los valores modales mximos.

(Contina)

C

0.5

Cm

1.25 SS

TC =


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6.11.5.4 Reduccin de los parmetros de respuesta elstica para diseo: Los parmetros de respuesta elstica pueden ser reducidos para propsitos de diseo, con el limitante de que en ningn caso podrn reducirse los parmetros de respuesta elstica a valores tales que el cortante basal de diseo correspondiente sea menor que el cortante basal de respuesta elstica dividido por R. El valor de R debe obtenerse de la tabla 7 y podr ser aplicado en el clculo del cortante basal, siempre y cuando la estructura sea diseada cumpliendo con todos los requisitos de diseo sismorresistente acordes con la filosofa de diseo del presente cdigo. 6.11.5.5 Efectos direccionales: Los efectos direccionales de las componentes horizontales de los sismos se deben tomar en cuenta de igual forma a la descrita para el mtodo esttico. Cuando existe la presencia de voladizos horizontales, los efectos de la componente vertical de los sismos deben considerarse de similar manera a la descrita en el mtodo esttico. Alternativamente, la respuesta dinmica vertical puede calcularse utilizando mtodos dinmicos; sin embargo, en ningn caso la respuesta utilizada para diseo ser menor que la obtenida aplicando el mtodo esttico. 6.11.5.6 Torsin: El anlisis debe considerar los efectos torsionales, incluyendo los efectos debidos a la torsin accidental especificados para el caso del anlisis esttico. Cuando se utilizan modelos tri-dimensionales en el anlisis, los efectos de la torsin accidental deben considerarse, mediante una apropiada re-localizacin de las masas, o mediante la aplicacin de los procedimientos estticos equivalentes descritos en la seccin correspondiente al anlisis esttico de este cdigo. 6.11.6 Anlisis paso a paso en el tiempo. 6.11.6.1 Registros de aceleracin: Los anlisis paso a paso en el tiempo deben realizarse utilizando las dos componentes horizontales de registros de acelerogramas apropiadamente seleccionados y escalados a partir de los registros de no menos de 3 eventos ssmicos. Estos acelerogramas deben poseer las caractersticas de magnitud, distancia a la falla, mecanismos de falla y efectos del suelo, consistentes con aquellos parmetros que controlen el sismo de diseo. Cuando no se disponga de al menos 3 eventos ssmicos, pueden utilizarse acelerogramas apropiadamente simulados para generar el nmero de registros y de componentes requeridos. Para cada par de componentes horizontales de los acelerogramas, debe construirse la raz cuadrada de la suma de los cuadrados de los espectros caractersticos del sitio, para una fraccin del amortiguamiento respecto al crtico de 0,05. Los acelerogramas deben ser escalados de tal forma que el valor promedio de los espectros provenientes de la raz cuadrada de la suma de los cuadrados de los espectros de los registros no se encuentre por debajo del espectro amortiguado al 5% del sismo de diseo para perodos entre 0,2 T y 1,5 T, siendo T el perodo fundamental de la estructura, medido en segundos. Ambas componentes de los acelerogramas deben aplicarse simultneamente al modelo, a fin de considerar efectos torsionales. Los parmetros de inters deben calcularse para cada paso de tiempo del registro dato. Si se realizan los anlisis para los 3 pares de registros, se tomarn para el diseo la respuesta mxima de los parmetros de inters. Si se realizan 7 o ms anlisis paso a paso en el tiempo, se utilizar para el diseo el valor promedio de los parmetros de respuesta de inters. 6.11.6.2 Anlisis elsticos paso a paso en el tiempo: Los anlisis elsticos paso a paso en el tiempo deben cumplir con los requisitos especificados en este cdigo para realizar anlisis dinmicos, construir modelos matemticos de las estructuras, definir la accin ssmica, el nmero de modos, la reduccin de los parmetros elsticos de respuesta a efectos de diseo, los efectos direccionales, de torsin y de registros de aceleracin. Los parmetros de respuesta obtenidos a partir de anlisis elsticos paso a paso se denominarn parmetros de respuesta elstica, y pueden reducirse de conformidad con lo dispuesto en este cdigo para el caso de anlisis dinmicos. 6.11.6.3 Anlisis no-lineales paso a paso en el tiempo: Los anlisis no-lineales paso a paso en el tiempo deben cumplir con los principios establecidos por la dinmica estructural, y los acelerogramas a utilizar debern cumplir con los mismos requisitos especificados en 6.11.6.1. Las capacidades y las caractersticas de los elementos estructurales no-lineales deben modelarse de manera consistente

(Contina)


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con datos experimentales o mediante anlisis adecuadamente sustentados. La respuesta mxima inelstica en desplazamientos no debe ser reducida y cumplir con los lmites establecidos anteriormente en este cdigo. 6.11.6.4 Revisin del diseo cuando se utilice anlisis no-lineal paso a paso en el tiempo: Si se realiza un anlisis no lineal paso a paso con el fin de justificar un diseo estructural, se deber efectuar una revisin del diseo de la estructura por parte de un equipo independiente de ingenieros que incluyan a personas ampliamente reconocidas y experimentadas en mtodos de anlisis ssmicos. La revisin del diseo de la estructura deber incluir, pero no limitarse a lo siguiente: Revisin de los criterios aplicados para la obtencin de un espectro para el sitio de

emplazamiento y /o para la generacin de acelerogram

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