Estructuras Metálicas Seguras: Habilidad de un Sistema a recuperar su estado original de funcionalidad en el tiempo mas corto posible y con un costo mínimo

1. Ing. Manuel Ant. Taveras Montero, Msc.
24 de Junio del 2023

3. 3
RESILIENCIA DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES:
Habilidad de un Sistema a recuperar su estado original de funcionalidad
en el tiempo mas corto posible y con un costo mínimo.

4. 4
Tres Palabras describen la resiliencia estructural: Robustez,
Recuperación y Redundancia.

5. 5
• La Robustez se define como la resistencia de los elementos,
sistemas y otros componentes para soportar un nivel dado de
demanda sin sufrir degradación o perdida de funcionalidad.
• Al diseñar una estructura, es necesario considera la preparación
para emergencias contra un peligro para mejorar y facilitar las
operaciones de evacuación, rescate y Recuperación.
• La Redundancia se refiere a aquellos elementos o sistemas que
pueden ser sustituibles, es decir, capaces de satisfacer los
requisitos funcionales en caso de interrupción, degradación o
Perdida de funcionalidad.

6. Fuente: COMITÉ VISION 2000 (SEAOC
1992)

8. Fuente: Paul Mann et al.

11. GRUPO I – EDIFICACIONES E
INSTALACIONES ESENCIALES
No deben sufrir danos estructurales o de otro tipo
que las hagan inoperante con la ocurrencia de un
sismo extremo.
GRUPO II – EDIFICACIONES E
INSTALACIONES RIESGOSA
No deben sufrir danos en elementos estructurales
y no estructurales durante la ocurrencia de un
sismo extremo.

12. GRUPO III – EDIFICACIONES DE
OCUPACION ESPECIAL
Construcción que se deben mantener en
operación inmediata después de la ocurrencia de
un sismo severo.
GRUPO IV – EDIFICACIONES DE
OCUPACION NORMAL
Pueden tolerar danos estructurales que las hagan
inoperables como consecuencia de un sismo
severo, sin llegar al colapso parcial o desplome.

13. Fuente: COMITÉ VISION 2000 (SEAOC
1992)
Estructuras Grupo I y II
Estructuras Grupo III
Estructuras Grupo VI
Sismo Extremo
Sismo
Ocasional
Sismo Severo
Sismo
Frecuente

19. Sismo Severo Sismo Extremo
Fuente: COMITÉ VISION 2000 (SEAOC
1992)

20. Fuente: COMITÉ VISION 2000 (SEAOC
1992)
Enfoque Actual
Control de daños

22. Fuente: FEMA P-58-7

23. 23
Fuente: Catedra Dr.Amador Teran
1. Forzar que el control (y en su caso, el
daño) se concentre en los dispositivos
de control.
2. Usar y diseñar dispositivos de control
estables y confiables para un intervalo de
deformación razonable.
3. Controlar la respuesta lateral del sistema
estructural de tal manera de dejar al
sistema gravitacional libre de daño, y
hacer posible una respuesta estable de
los dispositivos de control.
Subsistema Resistente
a carga gravitacional
Dispositivo de
Control
Subsistema de Control

24. TE
24
AISLADORES SISMICOS
TA

25. 25
AISLADORES SISMICOS
HOSPITAL SAN VICENTE DE
PAUL, SAN FCO

26. 26
AMORTIGUADORES VISCOSOS

27. 27
EDIFICIO NOVOCENTRO
AMORTIGUADORES VISCOSOS

29. Contraviento con
Pandeo Restringido
(BRB):
Núcleo de Acero
+
Encamisado
Encamisado
Núcleo de Acero
Fuente: Presentación AISC

30. A
A
Sección A-A
Núcleo de Acero
Material de
desadherencia
Encamisado
Camisa de Acero
Contraviento con
Pandeo Restringido
(BRB):
Núcleo de Acero
+
Encamisado
Mortero
Fuente: Presentación AISC

31. Contraviento a
Tensión: Fluencia
(ductile)
Contraviento a
compresión: Pandeo
(nonductile)
Columnas y vigas: permanecen en el rango
elástico
Fuente: Presentación AISC

32. Contraviento en Tensión:
Fluencia
Contraviento en Compresión:
Fluencia
Columnas y vigas: permanecen en el rango
elástico
Fuente: Presentación AISC

33. Contraviento en Compresión:
Fluencia
Contraviento en Tensión:
Fluencia
Columnas y vigas: permanecen en el rango
elástico Fuente: Presentación AISC

34. • Fluencia en tensión (dúctil)
• Fluencia en compresión
(dúctil)
• Resistencia similar en tensión
y compresión (ligeramente
mas fuerte en compresión)
P
Py
PCR
Py

P

Comportamiento del contraviento ante carga axial cíclica

35. • Pórtico de Acero con Arriostramiento Concéntrico.
• Vigas, Columnas y Contravientos ordenados para formar una
Armadura vertical. Resiste la carga lateral de Sismo por una
acción de armadura.
• Usa un tipo especial de Contraviento: Contravientos
Restringido al Pandeo (BRBs). Los BRBs fluyen tanto para
tension como para compresion - no hay pandeo!!
• Control de daños a través de control de desplazamientos.
• Se genera un Sistema Robusto, que se puede recuperar con
un nivel de Redundancia adecuado.

36. EDIFICIO SCOTIABANK JFK
CONTRAVIENTO RESTRINGIDO AL PANDEO

40. ¿Qué debemos hacer para tener una
sociedad más Resiliente?

41. • Caminar hacia el diseño estructural enfocado a la Resiliencia para todas
las Estructuras.
• Utilizar sistema de control como aisladores o amortiguadores para
estructuras del Grupo I y II.
• Reducir al mínimo la posibilidad de daños y perdidas e las estructuras del
Grupo III.
• Mayores exigencias en el desempeño de estructuras del Grupo IV (uso de
sistema de control accesible, p.e. BRB).
• Reducir la Vulnerabilidad en la construcción informal existente y futura.

42. ¡¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!