Elaborado por.Ing. Eliud HernndezDealer CSI - VenezuelaVicepresidente INESA 58-412-2390553Caracas, Julio 2009Gua de AplicacinDiplomado en Ingeniera EstructuralMexico DF Agosto 2009Diseo Sismo-Resistente en Acero ANSI/AISC 360-05 Specification for Structural Steel BuildingsNormas y Cdigos de Diseo de Estructuras de Acero ANSI/AISC 341-05 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings ANSI/AISC 358-05 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic ApplicationsAISC LRFD-99 Load Resistance Factor DesignAISC ASD-01 Allowable Stress DesignAISC Steel Design Guide (Second Edition)Diseo Sismo-Resistente en AceroNormas y Cdigos de Diseo de Estructuras de Acero FEMA 350Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings FEMA 351Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria for Existing Welded Steel Moment-Frame Buildings FEMA 352Recommended Postearthquake Evaluation and Repair Criteria for Welded Steel Moment-Frame Buildings FEMA 353Recommended Specifications and Quality Assurance Guidelines for Steel Moment-Frame Construction for Seismic ApplicationsDiseo Sismo-Resistente en AceroFilosofia del Diseo Estructural Sismo-resistente Establecer un Diseo Por Capacidad: Limitar Mecanismos Frgiles yPropiciar Mecanismos Dctiles. Elegir y establecer el patron de falla adecuado de los elementosFusibles que entrarn en cedencia durante un evento ssmico. Los elementos Fusibles deben ser capaces de desarrollar incursionesinelsticas significativas y de disipar energa durante un evento ssmico. Disear el resto de los elementos del sistema resistente a sismo con lacondicin de que permanezcan en el rango elstico al presentarse lasfallas dctiles (Rtulas plsticas) esperadas en los Fusibles. Las Conexiones de los elementos Fusibles deben ser diseadas enfuncin a la capacidad inelstica esperada de los mismos. Las conexiones del resto de los elementos del sistema resistente a sismodeben ser diseadas para las fuerzas que se producen al presentarse lasfallas ductiles (Rtulas plsticas) esperadas en los FusiblesDiseo Sismo-Resistente en AceroCasos y Combinaciones de Carga(1) 1.4 CP(2) 1.2 CP + 1.6 CV + 0.5 CVt(3) 1.2 CP + 1.6 CVt + 0.5 CV (4) 1.2 CP + CV + 1.0 Eb(5) 0.9 CP + 1.0 Eb(6) 1.2 CP + CV + 1.0 Ea(7) 0.9 CP + 1.0 EaCP : Carga PermanenteCV: Carga VariableCVt: Carga Variable de Techo: Factor de Participacin.Eb: Accin ssmica BsicaEa: Accin Ssmica AmplificadaCombinaciones para el Diseo de los Elementos Fusibles.Combinaciones para el Diseo del Resto de los elementos que conforman el sistema resistente a sismoCasos de CargaDiseo Sismo-Resistente en AceroAccin SsmicaEb= QE 0.2 SDSCPQE=Carga Ssmica HorizontalSDS= Aceleracin del espectro de diseo para perodos cortosCP = Carga Permanente. = Factor que varia de 1.00 a 1.5 (Depende de la Redundaciaestructural Hiperestaticidad)o= Factor de Sobre-resistencia Ssmica (Depende del Sistema Estructural)Ea= o QE 0.2 SDSCPEfecto de Fuerzas HorizontalesEfecto de Fuerzas VerticalesEDiseo Sismo-Resistente en AceroAccin Ssmica en Combinaciones de CargaPara la Combinacin (4): 1.2 CP + CV + 1.0 EbSe tiene que: Eb= QE+ 0.2 SDSCPPara la Combinacin (5):0.9 CP + 1.0 EbSe tiene que: Eb= QE- 0.2 SDSCP(1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + 1.0 QE(0.9 - 0.2 SDS) CP + 1.0 QEDiseo Sismo-Resistente en AceroAccin Ssmica en Combinaciones de CargaPara la Combinacin (6): 1.2 CP + CV + 1.0 EaSe tiene que: Ea= oQE+ 0.2 SDSCPPara la Combinacin (7): 0.9 CP + 1.0 EaSe tiene que: Ea= oQE- 0.2 SDSCP(1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + 1.0 o QE(0.9 - 0.2 SDS) CP + 1.0 o QEDiseo Sismo-Resistente en AceroFactor de Amplificacin SsmicaTipos de SistemaoMoment Resistance Frames (SMF, IMF, OMF)Special Truss Moment Frames (STMF)Concentrically Braced Frames (SCBF, OCBF)Eccentrically Braced Frames (EBF)Special Plate Shear Walls (SPSW)Buckling Restrained Braced Frames (BRBF)Conexiones Viga-Columna resistentes a Momentos Conexiones Viga-Columna No resistentes a Momentos322222.52Diseo Sismo-Resistente en AceroCarga Ssmica AmplificadaDesplazamiento Lateral de la EstructuraQeo QeLa Carga Ssmica Amplificada, oQe, se utiliza para estimarlas fuerzas que ocurren en cada uno de los elementos queconforman el sistema resistente a sismo, para cuando losfusibles de la estructura incursionan en el rango inelsticoDiseo Sismo-Resistente en AceroHot-Rolled Shapes and Bars:ASTM A36 1.5 1.2ASTM A572 Gr 42 1.1 1.1ASTM A992; A572 Gr 50 or Gr 55;ASTM A913 Gr 50, 60 or 65; ASTM A588;A1011 HSLAS Gr 50 1.1 1.1ASTM A529 Gr 50 1.2 1.2ASTM A529 Gr 55 1.1 1.2Hollow Structural Sections (HSS):ASTM A500 Gr B or Gr C; ASTM A501 1.4 1.3Pipe:ASTM A53 1.6 1.2Plates:ASTM A36 1.3 1.2ASTM A572 Gr50; ASTM A588 1.1 1.2Acero EstructuralRyRtDiseo Sismo-Resistente en AceroFactores de Sobre-resistenciaRy: Factor Mnimo de Sobre-resistencia CedenteRt : Factor Mnimo de Sobre-resistencia UltimaEsfuerzos EsperadosEsfuerzo Cedente Esperado=RyFyEsfuerzo Ultimo Esperado =RtFuLos esfuerzos esperados (RtFu) y (RyFy) son utilizados paraestablecer las fuerzas de diseo de las conexiones del sistemaresistente a sismos.Diseo Sismo-Resistente en Acero Sistema de Vigas y Columnas con conexiones resistentes a momentos. Comportamiento a flexin y corte en Vigas y Columnas.1.1 Caracteristicas.1.- Porticos Resistentes a Momentos (MRF)Diseo Sismo-Resistente en Acero1.- Porticos Resistentes a Momentos (MRF)1.2 Respuesta Estructural ante Sismos.M VDiseo Sismo-Resistente en Acero Sistema capaces de desarrollar ductilidad, disipacin de Energa e incursiones inelsticas significativas. Sistemas con muy poca rigidez Los mecanismos que pueden presentarse son: Cedencia por Flexin en las Vigas.Cedencia por Corte en la Zona del panel.Cedencia por Flexin y Fuerza Axial en Columnas.1.3 Desempeo Estructural.Zona del Panel(Cedencia por Corte)Viga(Cedencia por Flexin)Columna(Cedencia por Flexion y Fuerza Axial)Posible Ubicacin de Rtulas Plasticas1.- Porticos Resistentes a Momentos (MRF)Diseo Sismo-Resistente en Acero Para lograr una buena ductilidad y disipacin de energa es necesario que se presente el mecanismo de rtulas plsticas por flexin en Vigas. De presentarse rtulas plsticas en columnas podria generarse un entrepiso dbil y con ello provocar el colapso de la estructura.huLRtulas Plsticas1.- Porticos Resistentes a Momentos (MRF)Diseo Sismo-Resistente en Acero1.4 Clasificacin segn su nivel de Desempeo sismorresistente. 1.4.1 Special Moment Frames (SMF). Prticos Especiales a Momento. 1.4.2 Intermediate Moment Frames (IMF). Prticos Intermedios a Momento. 1.4.3 Ordinary Moment Frames (OMF). Prticos Intermedios a Momento.1.- Porticos Resistentes a Momentos (MRF) Sistemas capaces de desarrollar incursiones inelsticas Significativas, de manera estable. Sistemas capaces de desarrollar incursiones inelsticas Moderadas, de manera estable. Sistemas con una capacidad inelstica muy Limitada. Su desempeo esta basado en el rango elstico. Diseo Sismo-Resistente en AceroPorticos Especiales de Momento (SMF)a) Limitaciones en Vigas. (9.4 AISC Seismic Provisions )ysffFEtb30 . 02sAlas de VigasAlma de VigasyswFE45 . 2thbftfhtwa.1) Relacin Ancho-Espesor(Perfiles Doble T): Las secciones deben ser Compactas Ssmicas (ps), a fin de limitar el pandeo local.a.2) Alas de Vigas (Perfiles Doble T): : No se permitealterar las alas de las vigas en la zona de rtulasplsticas, a menos que se demuestre a travs deensayos calificados que la misma puede lograr en dicharegin incursiones inelsticas estables.Diseo Sismo-Resistente en AcerobftfhtwysffFE30 . 0t 2b125 . 0PPyu (((

yuyswPP54 . 1 1FE14 . 3thysyuyswFE49 . 1PP33 . 2FE12 . 1th>(((

sAlas de Columnas125 . 0PPyu>Alma de Columnasb) Limitaciones en Columnas. (9.4 AISC Seismic Provisions )b.1) Relacin Ancho-Espesor (Perfiles Doble T):Las secciones deben ser Compactas Ssmicas (ps), a fin de limitar el pandeo local.Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroLb= Distancia entre arriostramientos lateralesry= Radio de Giro MenorArriostramientos LateralesLbLbc) Arriostramiento Lateral de Vigas (9.8 AISC Seismic Provisions )Las Alas de las Vigas del sistema resistente a sismos deben estar debidamente arriostradas lateralmente para controlar el pandeo lateral torsional de las mismas. rFE086 . 0 Lyyb||.|

\|sPandeo Lateral TorsionalPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroLbArriostramiento LateralAmbas Alas Soportadas LateralmenteViga del Sistema Resistente a Sismos (SMF)Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Acerod) Planchas de Continuidad (9.5 AISC Seismic Provisions )d.1) En las Uniones Viga-Columna deben incorporarse planchas decontinuidad de conformidad a las conexiones precalificadas utilizadas ysiguiendo los parmetros mnimos que se describen a continuacin:tcptbftcp 1/2 tbftcptbf-2tbf-1tcp Mayor Valor entre (tbf-1ytbf-2)Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Acerod) Planchas de Continuidad (9.5 AISC Seismic Provisions )d.2) Podrian Omitirse las Planchas de Continuidad si se presentan las siguientes condiciones:.- Si al Realizar el Anlisis y Diseo de la Conexin Precalificada, no sonrequeridas las planchas de continuidad para las fuerzas concentradas en laColumna debido a los Momentos Mximos probables provenientes de las vigas.yc ycyb ybbf bf cfF RF Rt b 8 . 1 4 . 0 t >.- Si se cumple que:6btbfcf>tcf= Espesor del Ala de la Columnabbf= Ancho del Ala de la Vigatbf= Espesor del Ala de la VigaRyb = Factor de sobre-resistencia en VigasRyc = Factor de sobre-resistencia en ColumnasPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroe) Relacin de Momentos Columna-Viga (9.6 AISC Seismic Provisions )e.1) Para establecer un Criterio Columna Fuerte Viga Dbil, debe cumplirse en cada junta la Relacin de Momentos presentada, salvo algunas excepciones.0 . 1MM*pb*pc>De no cumplirse la relacin de momentospresentada podria generarse un Mecanismo decolapso de piso al desarrollarse rtulas plsticasen columnas del mismo nivel.Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroe) Relacin de Momentos Columna-Viga (9.6 AISC Seismic Provisions )=*pcMSumatoria de las resistencias tericas a flexin plstica de lascolumnas incluyendo la reduccin de la carga axial mayorada,ubicadas en los extremos (superior e inferior) de las conexiones amomentos de las vigas, proyectadas sobre en el punto deinterseccindelos ejes baricntricos devigas y columnas queconcurren al nodo.=*pbMSumatoriadelasresistenciasesperadasaflexinubicadasenlasrtulas plsticas de las vigas, proyectadas sobre el punto deinterseccin de los ejes baricntricos de las vigas y las columnas queconcurren al nodo.e.2) Definicin de Momentos Mximos Probables en Vigas y Columnas.Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroCLC VigaLColumnaM*pc-SuperiorM*pc-InferiorM*pb-IzquierdaM*pb-DerechaM*pc= M*pc-Superior+ M*pc-InferiorM*pb= M*pb-Izquierda+ M*pb-Derechae.3) Momentos de Vigas y Columnas en el punto de Interseccin de sus ejes baricntricos.Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroMpr-Der.Mpr-Izq.Vuv (Der.)Vuv (Izq).Viga Izq.Viga Der.Rtula PlsticaRtula Plsticash+dcol/2M*pb-Izq.M*pb-der.sh+dcol/2M*pb= Mpr+ Vuv (sh+ dcol/2 )dcole.4) Clculo de M*pbshSh: Distancia donde ocurre la rtula plstica, medida desde la cara de la columna (Depende de la Conexin Utilizada)shMpr: Resistencia Esperada a Flexin actuando en la rtula plstica de la vigaVuv: Resistencia Esperada a Corte actuando en la rtula plstica de la vigaPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroe.5) Definicin de Mpry VuvLhQ = (1.2 CP + 0.5 CV )Vuv= (2 Mpr/ Lh )+ VgVuvVuvRtula PlsticaMpr= 1.1RyMp= 1.1RyZbFybVg = QLh / 2shshMprMprPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroColumna Superior.Mpc-Sup.M*pc= Mpc+Vuc ( dviga/2 )dvigae.6) Clculo de M*pcMpc: Resistencia Terica a Flexin de la Columna incluyendo la Carga Axial Mayorada.Vuc: Resistencia Esperada a Corte de la Columna actuando en la cara de la vigaColumna Inferior.M*pc-Sup.M*pc-Inf.Mpc-Inf.Vuc superiorVuc inferiorPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroe.7) Definicin de Mpcy VucMpc= Zc( Fyc- Puc/Ag ) Vuc= (2 Mpc/ Lv )Lv : Luz libre de la ColumnaMpcMpcVucVucPunto de Inflexin.PucLv : Luz libre de la ColumnaPuc: Carga Axial Mayorada actuando en la columna.Ag: Area gruesa de la columna.LvPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroPredimensionado de Columnas:M*pb= 1.1RyZbFyb+ 2(1.1RyZbFyb) + Vg(sh+ dcol/2 )LhPorticos Especiales de Momento (SMF)0 . 1**>pbpcMMM*pc= Zc(Fyc - Puc/ Ag) + 2 Zc(Fyc - Puc/ Ag)(dviga/2)LvEste trmino se desprecia de forma conservadora para estimar la Columna.M*pc= Zc(Fyc - Puc/ Ag)Diseo Sismo-Resistente en AceroPara Fines Prcticos, se tiene:M*pb= 1.1RyZbFyb+ 1.70 2(1.1RyZbFyb) (0.065 Lh)LhPorticos Especiales de Momento (SMF)M*pc= (1- |) ZcFycPuc/ Ag= | FycVg= 0.702(1.1RyZbFyb)LhSh= 0.035 Lhdcol= 0.060 LhM*pb= 1.1RyZbFyb ( 1 + 0.22)M*pb= 1.34 RyZbFybDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 1: Dos Vigas Conectadas en las Alas (Eje Mayor) de una Columna con Acero A-36Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.80 ZxcFyc)Suma M*pb= 2 (1.34 RyZxbFyb )Considerando:| =0.80 ; Ry= 1.5 ;Fyc = Fyb 0 . 1**>pbpcMM2 (0.80 ZxcFyc)2 (1.34 RyZxbFyb ) 10.40 ZxcZxb 1Zxc2.50 Zxbx xyyZxc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MayorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 2: Una Viga Conectada en el Ala (Eje Mayor) de una Columna con Acero A-36Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.80 ZxcFyc)Suma M*pb= 1.34 RyZxbFyb )0 . 1**>pbpcMM2 (0.80 ZxcFyc)(1.34 RyZxbFyb ) 10.80 ZxcZxb 1Zxc1.25 Zxbx xyyConsiderando:| =0.80 ; Ry= 1.5 ;Fyc = Fyb Zxc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MayorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 3: Dos Vigas Conectadas en las Alas (Eje Mayor) de una Columna con acero A-572 G50.Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.85 ZxcFyc)Suma M*pb= 2 (1.34 RyZxbFyb )0 . 1**>pbpcMM2 (0.85 ZxcFyc)2 (1.34 RyZxbFyb ) 10.576 ZxcZxb 1Zxc1.74 Zxbx xyyConsiderando:| =0.85 ; Ry= 1.1 ;Fyc = Fyb Zxc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MayorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 4: Una Viga Conectada en el Ala (Eje Mayor) de una Columna con acero A-572 G50.Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.85 ZxcFyc)Suma M*pb= (1.34 RyZxbFyb )0 . 1**>pbpcMM2 (0.85 ZxcFyc)(1.34 RyZxbFyb ) 11.152 ZxcZxb 1Zxc0.87 Zxbx xyyConsiderando:| =0.85 ; Ry= 1.1 ;Fyc = Fyb Zxc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MayorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 5: Dos Vigas Conectadas en el Alma (Eje Menor) de una Columna con Acero A-36Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.80 ZycFyc)Suma M*pb= 2 (1.34 RyZxbFyb )Considerando:| =0.80 ; Ry= 1.5 ;Fyc = Fyb 0 . 1**>pbpcMM2 (0.80 ZycFyc)2 (1.34 RyZxbFyb ) 10.40 ZycZxb 1Zyc2.50 Zxbx xyyZyc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MenorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 6: Una Viga Conectada en el Alma (Eje Menor) de una Columna con Acero A-36Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.80 ZycFyc)Suma M*pb= (1.34 RyZxbFyb )Considerando:| =0.80 ; Ry= 1.5 ;Fyc = Fyb 0 . 1**>pbpcMM2 (0.80 ZycFyc)(1.34 RyZxbFyb ) 10.80 ZycZxb 1Zyc1.25 Zxbx xyyZyc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MenorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 7: Dos Vigas Conectadas en el Alma (Eje Menor) de una Columna con Acero A-572 G50Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.85 ZycFyc)Suma M*pb= 2 (1.34 RyZxbFyb )Considerando:| =0.85 ; Ry= 1.1 ;Fyc = Fyb 0 . 1**>pbpcMM2 (0.85 ZycFyc)2 (1.34 RyZxbFyb ) 10.576 ZycZxb 1Zyc1.74 Zxbx xyyZyc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MenorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroCaso 8: Una Viga Conectada en el Alma (Eje Menor) de una Columna con Acero A-572 G50Porticos Especiales de Momento (SMF)Suma M*pc= 2 (0.85 ZycFyc)Suma M*pb= 1.34 RyZxbFybConsiderando:| =0.85 ; Ry= 1.1 ;Fyc = Fyb 0 . 1**>pbpcMM2 (0.85 ZycFyc)(1.34 RyZxbFyb ) 11.152 ZycZxb 1Zyc0.87 Zxbx xyyZyc : Mdulo Plstico de la Columna Respecto a su Eje MenorZxb : Mdulo Plstico de la Viga Respecto a su Eje MayorDiseo Sismo-Resistente en AceroResumen a Travs de Tablas.Porticos Especiales de Momento (SMF)0 . 1**>pbpcMMx xyyConexin con 2 VigasConexin con 1 VigaZxc /ZxbNumer o de Vi gas A36 A36 ( pl at es) A572 G42 A992 A572 G50 A588Dos 2,50 2,18 1,80 1,74 1,74 1,74Una 1,25 1,09 0,90 0,87 0,87 0,87Rel aci on Mi ni ma de Mdul os Pl st i cosbaj o l a condi ci on de Vi gas Conect adas en l as Al as ( Ej e Mayor )de l a Col umna con Per f i l es Dobl e TDiseo Sismo-Resistente en AceroResumen a Travs de Tablas.Porticos Especiales de Momento (SMF)0 . 1**>pbpcMMx xyyConexin con 2 VigasConexin con 1 VigaZyc /ZxbNumero de Vi gas A36 A36 ( pl at es) A572 G42 A992 A572 G50 A588Dos 2,50 2,18 1,80 1,74 1, 74 1,74Una 1,25 1,09 0,90 0,87 0, 87 0,87Rel aci on Mi ni ma de Mdul os Pl st i cosbaj o l a condi ci on de Vi gas Conect adas en elAl ma (Ej e Menor) de l a Col umna con Perf i l es Dobl e TDiseo Sismo-Resistente en Acerof) Conexiones Viga-Columna (9.2 AISC Seismic Provisions )f.1) Las Conexiones Viga-Columna del sistema resistente a sismo tipo SMF deben satisfacer los siguientes requisitos:.- Deben ser capaces de desarrollar una deriva de piso u (rotacin plstica) igual o mayor a 0.04 rad..- Deben ser diseadas de acuerdo a la Resistencia Esperada a Flexin de la Viga Conectada en la cara de la columna. Ademas, las conexiones deben desarrollar como mnimo un Momento Resistente igual a0.80Mpde la viga conectada, para una deriva de piso u (rotacin plstica) de 0.04 rad..- Deben ser diseadas a corte considerando el desarrollo de rtulas plsticas en los extremos de la viga conectada:Vuv= (2 Mpr/ Lh )+ VgDonde:Mpr =1.1 RyMp= 1.1 RyZbFyb(Momento mximo esperado en la Viga)Lh= Longitud entre rtulas plsticasVg= Corte proveniente de las cargas gravitacionales mayoradasPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Acero-40000-30000-20000-10000010000200003000040000-0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08Deriva de Piso u (rad)Momento de la Viga en la Cara de la Columna (in-kips) 0.8 Mp- 0.8 MpM0.04 >0.8 MpM0.04 >0.8 Mp.- Despues de completar al menos un ciclo de carga con 0.04 radianes, la resistencia a flexion medida en la cara de la columna, debe ser al menos 0.80 Mpde la viga conectada. A continuacin se presenta el Ciclo de Histresis Tpico Esperado.Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroHcolumnaDeriva de PisoHcolumna =Carga CclicaPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Acerof) Conexiones Viga-Columna (9.2 AISC Seismic Provisions )f.2) Deben Utilizarse Conexiones Precalificadas ANSI/AISC 358 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications" Viga de Seccin Reducida (RBS) Conexin con Plancha Extrema (End Plate)De 4 Pernos por Ala No rigidizada (4E) De 4 Pernos por Ala Rigidizada (4ES) De 8 Pernos por Ala Rigidizada (8ES)Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Acero Conexin con Plancha Extrema (End Plate). 6.2 AISC Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications"f) Conexiones (9.2 AISC Seismic Provisions )Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroEjemplos de Conexiones con Plancha ExtremaPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroEjemplos de Conexiones con Plancha ExtremaPorticos Especiales de Momento (SMF)Nota: El espesor de la Plancha Extremaes aproximadamente 2.5 veces el espesordel Ala de la Viga que conecta paraperfiles Doble T.Diseo Sismo-Resistente en Acero Conexin con Viga de Seccin Reducida (RBS). 6.2 AISC Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications"f) Conexiones (9.2 AISC Seismic Provisions )Seccin ReducidaPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroEjemplos de Conexiones con Viga de Seccin Reducida (BRS)Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Acerog) Conexiones Viga-Columna con Arriostramiento Lateral(9.7a AISC Seismic Provisions )g.1) En las conexiones Viga Columna del sistema resistente a sismo tipoSMF, las alas de la columna se podrn arriostrar lateralmente solo en elnivel de las alas superiores de las vigas, cuando se demuestre que fuera dela zona del panel, la columna permanece elstica. Se considera que lacolumna permanece elstica cuando la relacin de Momentos Columna/Vigaes mayor que 2.000 . 2MM*pb*pc>Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Acerog.2) Si la relacin de Momentos Columna/Viga es menor a 2.00, se aplicarn las siguientes disposiciones: Las alas de la columna estarn soportadas lateralmente al nivel de ambas alas de las vigas. El soporte lateral de cada ala de columna se disear para unasolicitacin mayorada igual al dos por ciento (2 %) de la resistenciaterica del ala de la viga (Fybbftf). Las alas de la columna se soportarn lateralmente, directa oindirectamente, por medio del alma de la columna o de las alas delas vigas perpendiculares.g) Conexiones Viga-Columna con Arriostramiento Lateral(9.7a AISC Seismic Provisions )Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroh.1) Las columnas con conexiones Viga-Columna sin soporte lateral en la direccintransversal al del prtico ssmico, se disearn utilizando la distancia entre lossoportes laterales adyacentes como la altura de la columna para efectos del pandeoen dicha direccin. El diseo se realizar de acuerdo con el Captulo (H) de la NormaANSI/AISC 360-05 Specification for Structural Steel Buildings, excepto que:h.1.1) La solicitacin mayorada sobre la columna se calcular para las combinaciones de cargas establecidas, siendo la accin ssmica S el menor valor entre:La fuerza ssmica amplificada o SH,donde SHrepresenta la componente horizontalde la fuerza ssmica.Ciento veinticinco por ciento (125 %) la resistencia minorada del prtico, calculadacomo la resistencia minorada a flexin de la viga o la resistencia minorada a corte dela zona del panel.h) Conexiones Viga-Columna sin Arriostramiento Lateral(9.7b AISC Seismic Provisions )Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroh.1.2) Para estas columnas, la relacin de esbeltez L/r no exceder de 60.h.1.3) En direccin transversal al prtico ssmico, el momento mayoradoen la columna deber incluir el momento generado por la fuerza en elala de la viga, como se especifica en la seccin 9.7a, ms el momentode segundo orden que resulta del desplazamiento del ala de lacolumna.h) Conexiones Viga-Columna sin Arriostramiento Lateral(9.7b AISC Seismic Provisions )Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroI) Zona del Panel (9.3 AISC Seismic Provisions )i.1) Distribucin de Fuerzas en la Zona del Panel (Junta Viga-Columna)Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en AceroMpr-Der.Mpr-Izq.Vuv (Der.)Vuv (Izq).Viga Izq.Viga Der.Rtula PlsticaRtula PlsticaMf1.Mf2Mf= Mpr+ Vuv x shdcoli.2) Clculo de MfshSh: Distancia donde ocurre la rtula plstica, medida desde la cara de la columna (Depende de la Conexin Utilizada)shMpr: Resistencia Esperada a Flexin actuando en la rtula plstica de la vigaVuv: Resistencia Esperada a Corte actuando en la rtula plstica de la vigaMf: Resistencia Esperada a Flexin actuando en la cara de la ColumnaPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroi.3) Definicin de Mpry VuvLhQ = (1.2 CP + 0.5 CV )Vuv= (2 Mpr/ Lh )+ VgVuvVuvRtula PlsticaMpr= 1.1RyMp= 1.1RyZbFybVg = QLh / 2shshMprMprPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroi.4) Definicin de Mpcy VucMpc= Zc( Fyc- Puc/Ag ) Vuc= (2 Mpc/ Lv )Lv : Luz libre de la ColumnaMpcMpcVucVucPunto de Inflexin.PucLv : Luz libre de la ColumnaPuc: Carga Axial Mayorada actuando en la columna.Ag: Area gruesa de la columna.LvPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroj) Zona del Panel (9.3 AISC Seismic Provisions )j.1) Diseo de la Zona del Panel (Junta Viga-Columna)( )ucf bfuVt dMR= Ru s vRvdonde v= 1.0Resistencia Requerida porCorteResistencia Nominal basada en elestado lmite de cedencia por CorteJ10.6 AISC Specification for StructuralSteel BuildingsPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroj) Zona del Panel (9.3 AISC Seismic Provisions )Cuando Pu s 0.75 Pyen la Columna:(((

+ =p c b2cf cfp c y vt d dt b 31 t d F 6 . 0 R(AISC Spec EQ J10-11)j.2) Definicin de Rv(Resistencia a Corte)(((

(((

+ =yup c b2cf cfp c y vPP 2 . 19 . 1t d dt b 31 t d F 6 . 0 RCuando Pu> 0.75 Pyen la Columna (No Recomendado):(AISC Spec EQ J10-12)Pu: Carga Axial Mayorada actuando en la zona del PanelPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroj) Zona del Panel (9.3 AISC Seismic Provisions )j.3) Parmetros de la Zona del Paneldc= Altura de la Columnadb= Altura de la Vigabcf= Ancho del Ala de la Columnatcf= Espesor del Ala de la ColumnaFy= Resistencia Cedente de la ColumnaAg= Area Gruesa de la Columnatp= Espesor Total del Alma de la Columna, incluyendo las planchas adosadas de refuerzoPy= Fy AgdbdctcfbcftpZona del PanelPorticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroj) Zona del Panel (9.3 AISC Seismic Provisions)j.4) Incorporacin de planchas de refuerzo en el alma de columnas en la zona del panel.Si Ru> v RvRequiere planchas de refuerzoplanchas de refuerzo adosadas al almaTipo 1Tipo 2Porticos Especiales de Momento (SMF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroj) Zona del Panel (9.3 AISC Seismic Provisions)Determinacion del Espesor Total de planchas de refuerzo en el alma de columnas en la zona del panel.Porticos Especiales de Momento (SMF)=z ypv v ud req dpW FR Rt60 . 0' =fc c zt d W 2zWPlancha biselada y unida a las alas de la columna consoldadura de filete.Plancha unida a las alas de la columna con soldadura de penetracin completa.Diseo Sismo-Resistente en Acero2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF) Sistema de vigas, columnas y arriostramientos concntricos. Sistemas con desarrollo dedeformaciones y fuerzas axialessignificativas.2.1 Caracteristicas.Diseo Sismo-Resistente en Acero2.2 Tipos de Sistemas Concntricos.V-InvertidaX (1 piso)VSimpleX (2 Pisos)2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.2 Tipos de Sistemas Concntricos.2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.3 Respuesta Estructural ante Sismos.TraccinCompresin2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero Sistemas capaces de desarrollar ductilidad, disipacin de Energa e incursiones inelsticas moderadas. Sistemas con una gran rigidez. Los mecanismos que pueden presentarse son: Cedencia en los arriostramientos en Traccin.Pandeo en los arriostramientos en Compresin.2.4 Desempeo Estructural.Traccin CompresinTraccin Compresin2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.PoTraccinCompresinAlargamiento AcortamientooPEsquema General2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.PoTraccinCompresinAlargamiento AcortamientoPPC11. Representa la capacidad a compresin definida por el pandeo del elemento.Primera Fase: Se carga axialmente el elemento a Compresin.2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.PoTraccinCompresinAlargamiento AcortamientoPC121. Representa la capacidad a compresin definida por el pandeo del elemento.2. Representa la resistencia remanente a compresin (Post-Pandeo). Se genera una rtula plstica en el centro del elementoPRtula PlsticaPrimera Fase: Se carga axialmente el elemento a Compresin.2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.PoTraccinCompresinAlargamiento AcortamientoPC123. Representa la deformacin (acortamiento)remanente del elemento generada al superar sucapacidad elstica a compresin.Segunda Fase: Se descarga axialmente el elemento (P = 0)32.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.PoTraccinCompresinAlargamiento AcortamientoPC124.Representa la capacidad cedente del elemento a traccin.Tercera Fase: Se carga axialmente el elemento a traccin.34PyP2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.PoTraccinCompresinAlargamiento AcortamientoPC125.Representa la deformacin (alargamiento) remanente en el elemento al superar la capacidad elstica.Cuarta Fase: Se descarga axialmente el elemento (P = 0)34Py52.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.PoTraccinCompresinAlargamientoAcortamientoPC126. Representa la capacidad a Compresin Reducida por el primer ciclo.7. Representa la capacidad a compresin paracuando se forma nuevamente la rtula plsticaen el medio del elemento.Quinta Fase: Se carga axialmente el elemento a compresin (Segundo Ciclo).34Py567PRtula Plstica2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.5 Diagrama de Histresis de un Arriostramiento Concntrico.2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero2.6 Clasificacin segn su nivel de Desempeo sismorresistente. 2.6.1 Special Concentrically Braced Frames (SCBF). Prticos Especiales de arriostramientos Concntricos. 2.6.2 Ordinary Concentrically Braced Frames (OCBF). Prticos Ordinarios de arriostramientos Concntricos.2.- Porticos con Arriostramientos Concntricos (CBF) Sistemas capaces de desarrollar incursiones inelsticas Moderadas, de manera estable. Sistemas con una capacidad inelstica muy Limitada. Su desempeo esta basado en el rango elstico. Diseo Sismo-Resistente en AceroPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)a) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )bftfhtwa.1) Relacin Ancho-Espesor en arriostramientos (13.2.d AISC S-P).Las secciones deben ser Compactas Ssmicas (ps), a fin de limitar el pandeo local.ysffFEtb30 . 0 2125 . 0PPyu (((

yuyswPP54 . 1 1FE14 . 3thysyuyswFE49 . 1PP33 . 2FE12 . 1th>(((

sAlas de Arriostramientos125 . 0PPyu>Alma de Arriostramientos a Flexo-CompresionAlma de Arriostramientos en Compresin PurayswFEth49 . 1 sNota: Las Vigas solo debenser Compactas.Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )a.2) Relacin Ancho-Espesor en Columnas (13.2.d AISC S-P).Las secciones deben ser Compactas Ssmicas (ps), a fin de limitar el pandeo local.tfhtwysffFE30 . 0t 2b125 . 0PPyu(((

yuyswPP54 . 1 1FE14 . 3thysyuyswFE49 . 1PP33 . 2FE12 . 1th>(((

sAlas de Columnas125 . 0PPyu>Alma de ColumnasbfPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Nota: Se exige que las vigas sean por lo menosCompactas en Alas y Almas (p).Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )a.3) Resistencia Esperada en Arriostramientos (13.2.b AISC S-P).PoPoPt= PyResistencia EsperadaPt= RyFyAga.3.1) Arriostramientos a TraccinPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )a.3) Resistencia Esperada en Arriostramientos (13.2.b AISC S-P).a.3.2) Arriostramientos a CompresinPoPcResistencia EsperadaPc= 1.1 RyPn( Pn= AgFcr)Take Presidual= 0.3 PnPPresidual ~ 0.3 PnPorticos Especiales de Arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )a.4) Esbeltez en Arriostramientos (13.2.a AISC S-P).Los arriostramientos deben tener una relacin de esbeltez muy controlada, a fin de limitar el pandeo local.200rKLFE4ys sRelacin de Esbeltez Mxima Aplicable si se cumple la Condicin A o la Condicin BrKLFE4ysRelacin de Esbeltez Mxima Aplicable slo si se cumple con la Condicin BPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )Condicin A:La resistencia disponible de lascolumnas debe ser igual omayor a la demanda impuestaen las mismas, considerando laAmplificacin de la fuerzassmica condicionada por elfactor o0QE- Pgrav 2TCTTCC0QE+ Pgrav 1Pgrav 1 : E [ (1.2 + 0.2SDS) CP + 0.5CV ]Pgrav 2: E (0.9 - 0.2SDS) CP0= 2QE: Accin SsmicaPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )Condicin B:La resistencia disponible de las columnas debeser igual o mayor a la demanda impuesta en lasmismas, considerando en el equilibrio del prtico,la resistencia esperada en cada uno de losarriostramientos condicionada por el factor Ry atraccin y el efecto de post-pandeo a compresin.RyFyAgRyFyAgRyFyAg0.3 Pn0.3 Pn0.3 Pn(Resistencia Axial a Compresin Requerida en Columnas)[ E (RyFyAg) cos u + E (0.3 Pn) cos u ] + PgravDonde: Pgrav : E [ (1.2 + 0.2SDS) CP + 0.5CV ]Porticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )Condicin B:La resistencia disponible de las columnas debeser igual o mayor a la demanda impuesta en lasmismas, considerando en el equilibrio delprtico, la resistencia esperada en cada uno delos arriostramientos condicionada por el factorRy a traccin y el efecto de post-pandeo acompresin.(Resistencia Axial a Traccin Requerida en Columnas)[ E (RyFyAg) cos u + E (0.3 Pn) cos u ] - PgravDonde: Pgrav : E (0.9 - 0.2SDS) CP RyFyAg0.3 PnRyFyAgRyFyAg0.3 Pn0.3 PnPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )a.5) Distribucin de Fuerzas Laterales (13.2.c AISC S-P).Los arriostramientos se dispondrn a lo largo de cualquier lnea resistenteen direcciones alternadas, en forma tal que para cualquier direccin de lafuerza, paralela al arriostramiento, por lo menos un treinta por ciento (30%),pero no ms del setenta por ciento (70 %), de la fuerza horizontal total, searesistida por los arriostramientos traccionados, a menos que la resistenciaterica Nt , de cada arriostramiento comprimido sea mayor que lasolicitacin mayorada que resulta al aplicar las combinaciones que incluyenla carga ssmica amplificada a travs del factor 0.La disposicin debe ser alternante a fin de obtener una respuesta estructuralestable y similar, en ambos sentidos de la accin ssmica.Se define como lnea de arriostramiento, una lnea nica o lneas paralelasque no se desven en planta ms de un diez por ciento (10 %) de ladimensin de la edificacin perpendicular a la lnea de arriostramiento.Porticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )a.5) Distribucin de Fuerzas Laterales (13.2.c AISC S-P).Disposicin Correcta de Arriostramientos debido a que hay una adecuada proporcionalidad de miembros a compresin ya traccin.Disposicin Incorrecta de Arriostramientos debido a que todos los miembros estan a compresin.( Arriostramientos Alternados )Linea ResistenteLinea Resistente(Arriostramientos orientados en una sola Direccin)Porticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroa) Limitaciones en Miembros. (13.2 AISC Seismic Provisions )a.5) Distribucin de Fuerzas Laterales (13.2.c AISC S-P).BySxLLos ejes 1 y 2 pertenecena una misma lnea de arriostramiento siempre y cuando la distancia L entre ellos sea menor o igual al 10% del ancho (By) de la planta. ArriostramientosPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Acerob) Resistencia Requerida en Conexiones de Arriostramientos. (13.3 AISC Seismic Provisions )b.1) Resistencia Requerida a Traccin (13.3.a AISC S-P).La solicitacin en las Conexiones de Arriostramientos, incluyendo las unionesViga-Columna que son parte del sistema de arriostramiento, deber ser el menorde los siguientes valores:b.1.1) La Resistencia Terica Esperada en el Arriostramiento.Pt= RyFyAgb.1.2) La fuerza mxima que el sistema puede transferir al arriostramiento obtenida del anlisis No LinealCaso RecomendadoPorticos Especiales de arriostramientos Concntricas (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Acerob) Resistencia Requerida en Conexiones de Arriostramientos. (13.3 AISC Seismic Provisions )b.1) Resistencia Requerida a Traccin (13.3.a AISC S-P).Pt= RyFyAgPorticos Especiales de arriostramientos Concntricas (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Acerob) Resistencia Requerida en Conexiones de Arriostramientos. (13.3 AISC Seismic Provisions )b.2) Resistencia Requerida a Flexin (13.3.b AISC S-P)..- Para arriostramientos Empotrados, las rtulas plsticas a flexin se forman en el centro y en los extremos del Miembro. Esto genera que los arriostramientos transmitan momentos a la conexin y a los miembros unidos a la misma. Rtulas PlsticasPM MM = 1.1 RyMp= 1.1 RyFyZArriostramiento (Respecto al eje de Pandeo)PPorticos Especiales de arriostramientos Concntricas (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Acerob) Resistencia Requerida en Conexiones de Arriostramientos. (13.3 AISC Seismic Provisions )Porticos Especiales de arriostramientos Concntricas (SCBF)1.1 RyMp-diagonalDiseo Sismo-Resistente en Acerob) Resistencia Requerida en Conexiones de Arriostramientos. (13.3 AISC Seismic Provisions )b.2) Resistencia Requerida a Flexin (13.3.b AISC S-P)..- Para arriostramientos Articulados, las rtulas plsticas a flexin se formanslo en el centro del Miembro. Esto genera que los arriostramientos Notransmitan momentos a la conexin y a los miembros unidos a la misma.PPRtula PlsticaPPPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Acerob) Resistencia Requerida en Conexiones de Arriostramientos. (13.3 AISC Seismic Provisions )b.3) Resistencia Requerida a Compresin (13.3.c AISC S-P)..- La resistencia requerida a compresin de la conexin deber ser igual o mayor a la resistencia mxima esperada a compresin del arriostramiento. Pc= 1.1 RyPnPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en AceroDisposicin General de una Conexin Articulada.Porticos Especiales de arriostramientos Concntricas (SCBF)2tPlancha Nodo Gusset Plate Diseo Sismo-Resistente en AceroEjemplo de Conexion Articulada.Porticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)> 2tPlancha Nodo Gusset Plate Diseo Sismo-Resistente en AceroConexiones con AngulosPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en AceroConexiones con AngulosPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroc) Requerimientos Especiales en Configuraciones de Arriostramientos. (13.4 AISC Seismic Provisions )c.1) Arriostramientos Tipo V y Tipo V Invertida (13.4.a AISC S-P).Tipo VTipo V-InvertidaPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroc) Requerimientos Especiales en Configuraciones de Arriostramientos. (13.4 AISC Seismic Provisions )c.1) Arriostramientos Tipo V y Tipo V Invertida (13.4.a AISC S-P).c.1.1) La resistencia requerida de las vigas intersectadas por los arriostramientos, susconexiones y miembros de soporte, deber ser determinada de acuerdo a lascombinaciones de carga aplicables para el diseo de edificaciones, considerandoque los arriostramientos no generan soporte a las vigas para las cargasgravitacionales (permanentes y variables). Para las combinaciones que incluyen lacarga Ssmica E amplificada, la misma se calcular considerando lo siguiente:Fuerza en Arriostramientos a TraccinRyFyAgFuerza en Arriostramientos a Compresin 0.3 PnPorticos Especiales de arriostramientos Concntricas (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroc) Requerimientos Especiales en Configuraciones de Arriostramientos. (13.4 AISC Seismic Provisions )c.1) Arriostramientos Tipo Vy Tipo V-Invertida (13.4.a AISC S-P).RyFyAg0.3 PnPgrav=( 1.2 + 0.2 SDS ) CP + 0.5 CV( RyFyAg - 0.3 Pn) sen u( RyFyAg + 0.3 Pn) cos uPgrav=( 1.2 + 0.2 SDS ) CP + 0.5 CVc.1.2)Distribucin de Fuerzas en el Sistema Viga-ArriostramientosPorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroc) Requerimientos Especiales en Configuraciones de Arriostramientos. (13.4 AISC Seismic Provisions )c.1) Arriostramientos Tipo V y Tipo V Invertida (13.4.a AISC S-P).c.1.4)Ambas alas de la viga deben estar soportadas lateralmente a una distancia menor que el lmite Lpd.yy 21pdrFEMM076 . 0 12 . 0 L||.|

\|(((

||.|

\|+ =c.1.5)Ambas alas de la viga deben estar soportadas lateralmente en el punto de interseccin de los arriostramientos concntricos.c.1.3)Las Vigas deben ser continuas entre las columnas.Porticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Aceroc) Requerimientos Especiales en Configuraciones de Arriostramientos. (13.4 AISC Seismic Provisions )c.2) Arriostramientos Tipo K (13.4.b AISC S-P).Estn prohibidos debido a que se genera un mecanismo por la falla en la Columna.Porticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Acerod) Empalmes de Columnas. (13.5 AISC Seismic Provisions )d.1) Los empalmes de columnas deben disearse como mnimo para desarrollar el 50% de la menor resistencia a flexin de los miembros conectados.Mpc-1Mpc-2M > 0.5 MpcMpc= Zc( Fyc- Puc/Ag )EmpalmePorticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en Acerod) Empalmes de Columnas. (13.5 AISC Seismic Provisions )d.2) La resistencia requerida por corte en los empalmes de columnas se establece considerando la resistencia esperada a flexin en los extremos de la columna.MpcVucVucLvMpcV = VucVuc= (2 Mpc/ Lv )Porticos Especiales de arriostramientos Concntricos (SCBF)Diseo Sismo-Resistente en AceroEjemplo de una Edificacin DualPorticos Especiales de Momento + Arriostramientos ConcntricosDiseo Sismo-Resistente en AceroEjemplo de una Edificacin DualPorticos Especiales de Momento + Arriostramientos ConcntricosDiseo Sismo-Resistente en Acero Sistema de Columnas, Vigas y Arriostramientos Excentricos Comportamiento a flexin y corte en Vigas-Eslabn. Desarrollo de deformaciones axiales en columnas y arriostramientos.3.1 Caracteristicas.3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)Diseo Sismo-Resistente en Acero3.2 Tipos de Sistemas Excntricos.3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)eee eeeDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)3.3 Ejemplos de Sistemas Excntricos.Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)3.4 Definicin de Elemento Eslabn LINK.LinkLinkDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)3.5 Respuesta Inelstica.Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)3.5 Respuesta Inelstica.Diseo Sismo-Resistente en AceroysffFE30 . 0t 2bsAlas de Viga-Eslabon Alma de Viga-EslabonyswFE45 . 2thbftfhtwa.1) Relacin Ancho-Espesor de Viga-eslabon (15.2a AISC S-P).Las secciones deben ser Compactas Ssmicas (ps), a fin de limitar elpandeo local.a) Limitaciones en Miembros. 3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)3.6 Requisitos Sismorresistentes (15.0 AISC Seismic Provisions )a.2) No se permite incorporar planchas adosadas ni soldaduras de penetracin en el alma de los elementos Eslabones. Diseo Sismo-Resistente en Acerobftfhtwa.2) Relacin Ancho-Espesor de Columnas (15.2a AISC S-P).Las secciones deben ser Compactas Ssmicas (ps), a fin de limitar elpandeo local.a) Limitaciones en Miembros. 3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)3.6 Requisitos Sismorresistentes (15.0 AISC Seismic Provisions )ysffFE30 . 0t 2b125 . 0PPyu(((

yuyswPP54 . 1 1FE14 . 3thysyuyswFE49 . 1PP33 . 2FE12 . 1th>(((

sAlas de Columnas125 . 0PPyu>Alma de ColumnasNota: Se exige que los Arriostramientos sean por lo menosCompactos en Alas y Almas (p).Diseo Sismo-Resistente en Acerob.1) Equilibrio de Fuerzas3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )eV VM MVMMEquilibrio de Fuerzas en el EslabnSe debe determinar si la resistencia plstica del Eslabn es controlada por Corte o por FlexinDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)eV VMMVMMCapacidad Plstica a Corte:Esfuerzo cedente a CorteArea del AlmaVp=Capacidad Plstica a Corte del Eslabn.V = Vp= 0.6 Fy (d - 2tf) twb.1) Equilibrio de Fuerzas.b) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)eV VMMVMMCapacidad Plstica a FlexinMdulo de Seccin PlsticoVp=Capacidad Plstica a Flexin del Eslabn.M = Mp= Z Fyb.1) Equilibrio de Fuerzas.b) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)eVpMpb.2) Equilibrio Plstico de Fuerzas para la Falla Simultnea de Corte y FlexionVpMpppVM 2e=El Corte y Momento plsticoocurren simultneamente cuando V=Vpand M=MpEquilibrio Plsticob) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)eVpVpMMV = VpLa cedencia por Corte ocurrecuando:M < Mpb.3) Cedencia por Corte del Eslabon.V = Vpy2MeVppM < Mpb) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)eVVMpMpV < VpLa cedencia por Flexin ocurre cuando:M = Mpb.4) Cedencia por Flexion del Eslabon.V < Vpy2MeVppM = Mpb) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.5) Resistencia por Corte (| Vn). (15.2b AISC S-P).Vn= Menor valor entreVp2Mp/ eControlado por:2MeVppControlado por:2MeVpp|v= 0.9Vu s |vVnVu: Corte ultimo proveniente del anlisis.b) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Si Pu s 0.15 PyDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.5) Resistencia por Corte (| Vn). (15.2b AISC S-P).Vn= Menor valor entreVpa 2Mpa/ e |v= 0.9Vu s |vVnb) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Si Pu> 0.15 Py21||.|

\| =yup paPPV V(((

=yup paPPM M 1 18 . 1Py= A FyPu: Carga Axial Ultima proveniente del AnlisisVu: Corte Ultimo proveniente del Anlisis.Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.5) Resistencia por Corte (| Vn). (15.2b AISC S-P).b) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Si Pu> 0.15 Pye sDonde:uuVP='( )w f wt t d A 2 =ppVM6 . 13 . 0 >||.|

\|'gwAAppgwVMAA6 . 1 5 . 0 15 . 1(((

||.|

\|' 3 . 0 >||.|

\|'gwAAAdicionalmente la Longitud e delEslabon No debe exceder de:Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)0501001502002500 36 72 108 144 180Link Length e (inches)Link Nominal Shear Strength (kips)0 1 2 3 4 5e / (Mp/Vp)Vn=VpVn=2Mp/eb) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.6) Rotacin Plstica del Eslabon (p). (15.2c AISC S-P).pb) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.6) Rotacin Plstica del Eslabon (p). (15.2c AISC S-P).eLppp peL =eLppp peL =ApH HApb) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )HDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.6) Rotacin Plstica del Eslabon (p). (15.2c AISC S-P).La Rotacin Mxima del Eslabon esta definida por las siguientes condiciones:0.08 radianes para: e s 1.6 Mp/ Vp0.02 radianes para: e > 2.6 Mp/ VpInterpolacin Lineal para valores de e entre :1.6 Mp/ Vp< e < 2.6 Mp/ Vpp maxb) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.6) Rotacin Plstica del Eslabon (p). (15.2c AISC S-P).b) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )00.020.040.060.080.10 1 2 3 4 51.6 2.6Cedencia por CorteCedencia por FlexionCorte + FlexionLongitud del Eslabn Link: e/(Mp /Vp)Rotacin Mxima del Eslabn Link p 0510150 0.2 0.4 0.6 0.8 1e/Lp / upDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)b.6) Rotacin Plstica del Eslabon (p). (15.2c AISC S-P).b) Comportamiento de Viga-Eslabon (15.2 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)c) Rigidizadores (15.3 AISC Seismic Provisions )Long. del EslaboneDeben colocarse rigidizadorescompletos a ambos lados del alma,al principio y al final del eslabn.Rigidizadores IntermediosEspesor MnimoDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)c) Rigidizadores (15.3 AISC Seismic Provisions )s s30 tw- d /5 para p= 0.08 radianes52 tw- d /5 para p= 0.02 radianesinterpolarpara 0.02 < p< 0.08 radianese s 1.6 Mp/ Vptw= Espesor del alma del Eslabond = Altura del EslabonDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)c) Rigidizadores (15.3 AISC Seismic Provisions )s s s s seDisposicin de Rigidizadores Intermedios.e s 1.6 Mp/ VpDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)c) Rigidizadores (15.3 AISC Seismic Provisions )2.6 Mp/ Vp< e < 5 Mp/ Vpe1.5 bf1.5 bfbf= Ancho del Ala del EslabonDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)c) Rigidizadores (15.3 AISC Seismic Provisions )1.6 Mp/ Vp< e < 2.6 Mp/ VpInterpolare > 5 Mp/ VpNo se RequierenEn general, el espesor Mnimo de los rigidizadores sera el mayor valor entre 0.75 two 10mmDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)c) Rigidizadores (15.3 AISC Seismic Provisions )Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)d) Arriostramiento Lateral del Eslabon (15.5 AISC Seismic Provisions )eSe requiere arriostramiento lateral en ambas alas del eslabn, en los extremos del mismoDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)d) Arriostramiento Lateral del Eslabon (15.5 AISC Seismic Provisions )Resistencia requerida del arriostramiento lateral, ubicado en cada extremo del Eslabon.| |oLink y ybhZ F R06 . 0 P=ho= Distancia entre los centroides de las alas del eslabon.Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions )Vigas Fuera del Eslabon ArriostramientosDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions )VMPMMPVMPMMPMMPMMPVMPVMPEquilibriode FuerzasDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions )15.6a: Para el Diseo del Arriostramiento.VMP =1.25 RyVn15.6b: Para el Diseo de la Viga. VMP=1.10 RyVnVn= Resistencia Nominal a Corte2V eMMPult=Para el Diseo de la Viga fuera del Eslabon y el Arriostramiento, se define un valor de Corte Mximo Probable en el Eslabon LinkLa Viga fuera del eslabn y el arriostramientodeben permanecer elsticos para cuandoocurren las Fuerzas Mximas Probables en elEslabn Link a fin de mantener la estabilidaddel sistema estructural durante un eventossmico.Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions )VMP=1.1RyVnMMP=e Vult /2 Para fines prcticos se determina un factor de Amplificacin ssmica atraves de la relacin entre el Corte Mximo Probable y el Corte por Sismo enel Eslabn Link.15.6.a Diseo de Viga Fuera del Eslabon:=1.1RyVnVsismo LinkO12Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions ) Luego, se aplican las combinaciones de carga incluyendo el Factor deAmplificacinO1para determinar las Cargas Ultimas de Corte, Axial yMomento, en la Viga fuera del Eslabn:15.6.a Diseo de Viga Fuera del Eslabon:(1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + 1 QE(0.9 - 0.2 SDS) CP + 1 QEDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions )VMP=1.25RyVnMMP=e VMP /2 Para fines prcticos se determina un factor de Amplificacion ssmica atraves de la relacin entre el Corte Mximo Probable y el Corte por Sismo enel Eslabn Link.15.6.b Diseo del Arriostramiento:=1.25RyVnVsismo LinkO22Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions ) Luego, se aplican las combinaciones de carga incluyendo el Factor deAmplificacinO2para determinar las Cargas Ultimas de Corte, Axial yMomento, en el Arriostramiento :15.6.b Diseo del Arriostramiento:(1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + 2 QE(0.9 - 0.2 SDS) CP + 2 QEDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)e) Arriostramiento y Viga Fuera de la Zona del Eslabon(15.6 AISC Seismic Provisions )15.6.c Conexin del Arriostramiento :La conexin del Arriostramiento en susextremos debe disearse para las fuerzasmaximas de Traccin y Compresin queocurre en el Mismo considerando lascombinaciones de carga con el sismoamplificado utilizando el factor O2=1.25RyVnVsismo LinkO22(1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + 2 QE(0.9 - 0.2 SDS) CP + 2 QEVMPMMPDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)f) Conexiones Viga - Columna(15.7 AISC Seismic Provisions )Estas conexiones deben disearse paralas Fuerzas mximas que ocurren en elextremo de la Viga considerando lascombinaciones de carga con el sismoamplificado utilizando el factor O1=1.25RyVnVsismo LinkO12(1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + 1 QE(0.9 - 0.2 SDS) CP + 1 QEVMPMMPLas conexiones Viga - Columna pueden ser dispuestas a Corte Simple o aMomento con los requerimientos de un sistema Ordinary Moment Frames.Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)g) Resistencia Requerida en Columnas (15.8 AISC Seismic Provisions )Si se cumple esta relacin se debenaplicar los siguientes aspectos:4 . 0 >nuPPPu: Carga Axial Ultimaproveniente del Anlisis sinconsiderar la carga sismicaamplificada.Pn: Resistencia Axial Nominalde la Columna.g.1) La Resistencia Axial Requerida de Traccin y Compresion sinconsiderar los momentos, debe determinarse utilizando las combinacionesde carga con la aplicacin del factor de Amplificacin Ssmica del sistema.Compresin: (1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + o QETraccin: (0.9 - 0.2 SDS) CP - o QEo = 2Diseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)g) Resistencia Requerida en Columnas (15.8 AISC Seismic Provisions )VMPMMPVMPMMPVMPMMPVMPMMPVMPMMPVMPMMPg.2) Las Columnas deben resistir aCompresion y Traccin, las fuerzasgeneradas por la sumatoria de los cortesmximos probables en los eslabones porencima de su nivel, mas la cargagravitacional mayorada.Para tal fin, la carga ssmica se define:Comp: (1.2 + 0.2 SDS) CP + CV + QETracc: (0.9 - 0.2 SDS) CP - QEQE=1.1RyVnLuego, se aplican las CombinacionesDiseo Sismo-Resistente en Acero3.- Porticos con Arriostramientos Excntricos (EBF)g) Zonas Protegidas (15.9 AISC Seismic Provisions )Zonas protegidas