Seismic Configurations están actualmente disponibles para el diseño de acero utilizando las siguientes normas:
- AISC 360
- CSA S16
Estas configuraciones controlan los criterios según los cuales se realiza la verificación sísmica de un objeto. Aquí puede definir el tipo de sistema resistente a fuerzas sísmicas (SFRS) para el diseño sísmico según AISC 341 [1] o CSA S16 [2].
La configuración sísmica se puede activar en los Global Settings.
AISC 360
General
En esta categoría, defina el sistema resistente a fuerzas sísmicas y el tipo de miembro.
Seismic Force-Resisting System
En la lista hay disponibles cinco tipos de sistemas resistentes a fuerzas sísmicas (SFRS).
Member Type
Utilice la lista para definir el tipo de miembro sísmico. Las opciones dependen del SFRS seleccionado.
Se deben tener en cuenta diversos ajustes y entradas en función del tipo de SFRS y del tipo de miembro seleccionado para cada configuración. Estas opciones se resumen en la tabla siguiente. El tipo de miembro “Strut” está reservado para pórticos arriostrados multinivel (versión futura).
Include Overstrength Seismic Load
El factor de sobrerresistencia, Ωo, es un factor de amplificación que se aplica a las fuerzas en determinados elementos de la trayectoria de carga sísmica. Su finalidad es evitar que se produzca un eslabón débil antes de la disipación completa de energía y de alcanzar el potencial de ductilidad del SFRS primario. Por ejemplo, para que el arriostramiento diagonal en un pórtico arriostrado de acero fluya y disipe energía de forma controlada, todos los demás elementos de la trayectoria de carga (p. ej., uniones, pilares y colectores) deben ser más resistentes que la resistencia máxima prevista del arriostramiento. Por lo tanto, el diseño de esos elementos se basa en la carga amplificada mediante el factor de sobrerresistencia.
Cuando se selecciona la casilla “Include overstrength seismic load”, los factores de sobrerresistencia se tienen en cuenta en las combinaciones de carga. Como resultado, el miembro se diseña con las cargas amplificadas. Los pilares siempre deben diseñarse con las cargas amplificadas y, por lo tanto, no se muestra la opción para desactivarla. Lo mismo ocurre con las vigas en OCBF.
Column Strength: Neglect Moments for Overstrength Limit State
Todos los pilares en un sistema resistente a fuerzas sísmicas (SFRS) deben diseñarse con cargas de sobrerresistencia. En muchos casos, la fuerza axial amplificada no necesita combinarse con los momentos flectores concurrentes. La opción para despreciar todos los momentos flectores, el cortante y la torsión para el estado límite de sobrerresistencia de miembros tipo column está activada por defecto.
Para combinaciones de carga estándar sin sobrerresistencia del efecto sísmico, se comprueba la carga combinada según el Capítulo H de AISC. Para combinaciones de carga con sobrerresistencia, la comprobación del Capítulo H se ignora cuando se selecciona la opción "Neglect moments". Según AISC 341-16, deben comprobarse tanto las combinaciones de carga estándar como las de sobrerresistencia. Esto se muestra en el Ejemplo 4.3.2 del AISC Seismic Design Manual.
Beam / Column / Brace
Las opciones de la segunda categoría dependen del sistema resistente a fuerzas sísmicas y del tipo de miembro seleccionados anteriormente.
Distance from Face of Column to Plastic Hinge
La ubicación de la rótula plástica, Sh, y el canto del pilar, dc, se utilizan para determinar la resistencia a flexión y cortante requerida de la conexión viga-pilar.
Check Stability Bracing for V-Frames
El arriostramiento de estabilidad de las vigas es necesario para las vigas en IMF y SMF para restringir el pandeo lateral-torsional. En SCBF, este requisito se aplica a las vigas con pórticos en V o en V invertida.
Check Slenderness
AISC 341 exige una relación de esbeltez más robusta para columns en SMF, braces con configuración en V o en V invertida en OCBF, y todos los arriostramientos en SCBF. El usuario puede desactivar la opción para cumplir estos requisitos.
Design Situation Type & Limit State Type
Debe añadirse el Design Situation Type que incluye combinaciones de carga sísmica para considerar las cargas sísmicas. Debe prestarse especial atención al aplicar el tipo de estado límite.
El diseño sísmico según AISC 341 solo se realiza cuando se selecciona el Earthquake Limit State en la tabla Design Situations como tipo de estado límite. Solo los miembros con la Configuración Sísmica asignada se diseñan para los tres tipos de estado límite: Strength, Earthquake y Earthquake (overstrength). Todos los demás miembros que no forman parte del SFRS se diseñan para el Strength Limit State.
El estado límite de servicio se utiliza para comprobar el límite de flecha y puede ser desactivado por el usuario si no es necesario.
CSA S16
General
En esta categoría, defina el sistema y el tipo resistentes a fuerzas sísmicas, y el tipo de miembro sísmico según lo establecido en [2] Cláusula 27.
Seismic Force-Resisting System
Hay cuatro tipos de sistemas resistentes a fuerzas sísmicas (SFRS) disponibles en la lista.
Seismic Force-Resisting Type
Los tipos resistentes a fuerzas sísmicas que se muestran en la lista dependen del SFRS seleccionado.
Member Type
Utilice la lista para definir el tipo de miembro sísmico. Las opciones dependen del SFRS seleccionado.
Bracing System
Para pórticos arriostrados concéntricamente, seleccione también el sistema de arriostramiento:
- Tensión-compresión
- Chevron
- Solo tracción
Options
Se deben tener en cuenta diversas opciones e introducciones en función del tipo de SFRS y del tipo de miembro seleccionado para cada configuración. Estas opciones se describen a continuación.
Columns
La opción "The only expected inelastic behavior is at the column base" se aplica a todos los SFRS de tipos de miembro Column. Permite que Fy del pilar sea superior a 350 MPa, pero inferior o igual a 450 MPa, según la Cláusula 27.1.5.1 (como se muestra en la comprobación de diseño EQ1100).
Moment-Resisting Frames
En la mayoría de los casos, la formación de rótulas plásticas se diseña para que ocurra en las vigas basándose en la filosofía de Columna Fuerte-Viga Débil (SCWB). En los casos específicos en los que "The column is expected to develop plastic hinging", deben cumplirse requisitos adicionales según la Cláusula 27.2.3.1. En el complemento Steel Design se verifican los siguientes requisitos:
- a) Comprobación de diseño EQ2200/3200: El pilar está arriostrado lateralmente según la Cláusula 13.7(b) usando k = 0.
- b) Comprobación de diseño EQ 2300/3300: Carga axial factorizada ≤ 0.30AFy en SC4 para todos los CO sísmicos.
- d.1) Comprobación de diseño EQ1200: El pilar cumple el límite de Clase 1 de la Tabla 2.
- d.2) Comprobación de diseño EQ 2400/3400: Para "Fixed-base I-shaped column", h/w ≤ 700/√Fy a menos que la carga axial Pf ≤ 0.15AFy (cuando Pf ≤ 0.15AFy, la comprobación de diseño no se muestra).
Concentrically Braced Frames
Según la Cláusula 27.5.5.3 (b), los pilares en edificios de varias plantas deberán incluir un momento flector adicional = 0.2ZFy en la dirección del vano arriostrado, en combinación con los momentos flectores y las cargas axiales calculados, como se muestra en la comprobación de diseño SP6400.
Eccentrically Braced Frames
Según la Cláusula 27.7.13.2 (b), los pilares en edificios de varias plantas deberán incluir un momento flector adicional = 0.2ZFy en la dirección del vano arriostrado, en combinación con los momentos flectores y las cargas axiales calculados. En las dos plantas superiores, Madd = 0.4ZFy, como se muestra en la comprobación de diseño SP6400.
Options for link beams
Según la Cláusula 27.7.2.2, las vigas enlace deberán ser:
- a) un segmento de la viga (sección I o sección rectangular compuesta), o
- b) un enlace modular con:
- enlace conectado mediante placa de extremo (sección con forma de I) o
- enlace conectado mediante alma (dos secciones C compuestas).
La comprobación de diseño EQ7100 verifica que la forma de la sección del enlace cumpla los requisitos anteriores en función del tipo de enlace y del tipo de conexión seleccionados.
Option for beams
Según la Cláusula 27.7.9.3, la viga fuera del enlace deberá disponer de arriostramiento lateral tanto en el ala superior como en la inferior. Si "Yielding is anticipated at the link end of this outer beam segment", el arriostramiento también deberá cumplir la Cláusula 13.7(a), que limita la longitud lateral no arriostrada, Lcr, como se muestra en la comprobación de diseño EQ7600.
Buckling Restrained Braced Frames
Según la Cláusula 27.8.5.3 (b), los pilares en edificios de varias plantas deberán incluir un momento flector adicional = 0.2ZFy en la dirección del vano arriostrado, en combinación con los momentos flectores y las cargas axiales calculados, como se muestra en la comprobación de diseño SP6400.
Design Situation Type & Limit State Type
Debe añadirse el Design Situation Type que incluye combinaciones de carga sísmica para considerar las cargas sísmicas. Debe prestarse especial atención al aplicar el tipo de estado límite.
El diseño sísmico según la Cláusula 27 solo se realiza cuando se selecciona el Earthquake Limit State en la tabla Design Situations como tipo de estado límite. Solo los miembros con Configuración Sísmica asignada se diseñan para ambos tipos de estado límite: Ultimate y Earthquake. Todos los demás miembros que no forman parte del SFRS se diseñan para el Ultimate Limit State.
El estado límite de servicio se utiliza para comprobar el límite de flecha en función de las Serviceability Configurations.
