Método sencillo para considerar la irregularidad de estructuras en el diseño sismorresistente. Aplicación en la determinación de aceleraciones de piso para el diseño sísmico de diafragmas, apéndices, y elementos no estructurales en edificios

• Restrepo, José I. ; Rodriguez, Mario E. ^[1] ; Núñez, Juan ; Reinoso, Eduardo
  1. [1] II UNAM
• Localización: Ingeniería sísmica, ISSN-e 2395-8251, Nº. 111, 2023, págs. 57-79
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A simple method to consider structural irregularities in earthquake-resistant design of structures. Application to computing floor accelerations for the seismic design of diaphragms and nonstructural components
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    Para fines de diseño, la NTC Sismo 2017 y la propuesta de la NTC Sismo 2023 tienen procedimientos para considerar las condiciones de regularidad tanto en planta, como en elevación, de las estructuras. Algunas de estos procedimientos intervienen para determinar las aceleraciones de piso, con soluciones que no son amigables. Para el diseño sísmico de diafragmas, apéndices y elementos no estructurales en edificios, es necesario conocer las aceleraciones de piso, con las cuales es posible definir las fuerzas sísmicas de diseño en estos elementos. Para estructuras que no son regulares, la NTCS 2017, especifican procedimientos de cómputo de aceleraciones de piso muy diferentes a los especificados para estructuras regulares, y diferentes también a los procedimientos de la ASCE 7-16 y 22. Edificios con distribuciones irregulares de rigidez o masa pueden tener demandas de aceleraciones de piso más grandes que las correspondientes a edificios regulares.

    Para los casos de edificios que no tienen configuraciones estructurales regulares, este trabajo propone un método sencillo de penalización de las aceleraciones de piso especificadas para estructuras regulares por la NTCS 2017. Este método se basa en resultados del estudio de propiedades dinámicas de 23 edificios de concreto reforzado, de marcos, o duales, con un número de niveles que varían de 4 a 30, con diferentes niveles de irregularidad. Estos edificios fueron diseñados por empresas consultoras de México, y las propiedades dinámicas fueron obtenidas del análisis de estos edificios, llevados a cabo por estas empresas. Se dan ejemplos sencillos de aplicación del empleo del método de penalización propuesto para casos de edificios que no son regulares. Los resultados de estos ejemplos sugieren la conveniencia del empleo del método, por su sencillez, por la congruencia de los resultados de su aplicación con la respuesta esperada de la estructura, y porque la relación de masas que emplea el método es una medida eficaz para identificar el nivel de irregularidad de una estructura.

  • English

    The 2017 Mexico City Seismic  Building Code  (MCBC. 2017) and the proposal for the 2023 Mexico City Seismic  Building Code (MCBC, 2023) have specific seismic design procedures for considering different structural vertical and horizontal irregularities. The specifications of these norms for defining horizontal seismic floor accelerations are excessively elaborated. The values of these accelerations are needed to determine the design seismic forces in diaphragms and nonstructural components. In the case of irregular structures, the MCBC 2017 specifies elaborated procedures for computing floor accelerations that are pretty different from those set for regular structures and also very different from those specified in the ASCE 7-16 (ASCE 7-16, 2017) and ASCE 7-22 (ASCE 7-22, 2022) for buildings with irregularities.

    For buildings with structural vertical and horizontal irregularities, this study proposes that the values of floor acceleration specified for regular structures are amplified depending on the assessment of the structural irregularities of buildings. This procedure was derived from studying the dynamic properties of 23 reinforced concrete buildings with earthquake-resisting systems based on frames or walls. These buildings were designed by Mexican consulting companies who obtained dynamic properties of these buildings. This paper offers simple examples using the proposed penalty factor for considering structural vertical and horizontal irregularities when computing floor accelerations. Results from these examples indicate several convenient features of the proposed design procedure, such as the consistency between the compute results and the expected seismic response of a structure, and because the ratio of seismic masses that uses the proposed procedure is a simple tool for identifying the importance of structural irregularity in a building.