Asunto:
NBC 2020 Análisis del espectro de respuesta modal y consideraciones de cortante en la base en RFEM 6
Comentario:
El artículo 4.1.8.7 del Código Nacional de Construcción de Canadá (NBC) de 2020 proporciona un procedimiento claro para los métodos de análisis sísmico. El método más avanzado, el Procedimiento de análisis dinámico en el Artículo 4.1.8.12, se debe utilizar para todos los tipos de estructuras, excepto aquellas que cumplen los criterios establecidos en 4.1.8.7. El método más simplista, el Procedimiento de la fuerza estática equivalente (ESFP) en el artículo 4.1.8.11, se puede utilizar para todas las demás estructuras.
Descripción:
Para las estructuras que cumplen los requisitos para el Procedimiento de análisis dinámico, hay dos submétodos adicionales definidos en 4.1.8.12 [1], incluido un Análisis dinámico lineal, con un Método del espectro de respuesta modal o el Método de integración numérica lineal en el dominio del tiempo, o un Análisis no lineal Análisis dinámico. Este artículo se centrará en un método del espectro de respuesta modal (RSA) y los requisitos adicionales de cortante en la base definidos en NBC 2020.
'''Variaciones de cortante en la base NBC 2020'''
Suponiendo que se calcule un RSA según NBC 2020, que está más allá del alcance de este artículo, el esfuerzo cortante en la base se puede determinar en el piso inferior de la estructura en cada una de las direcciones ortogonales donde se aplica la carga sísmica lateral. En el Artículo 4.1.8.12 [1] hay una serie de pasos que definen las diversas variaciones del esfuerzo cortante en la base necesarias para escalar finalmente los esfuerzos cortantes del piso, sus esfuerzos, los esfuerzos en las barras y la deformación, si es necesario.
'''Paso 1:''' En la oración (5) [1], el esfuerzo cortante elástico en la base, Ve, se debe determinar a partir de un análisis dinámico lineal, que es el primer paso para comprender los requisitos de cortante en la base NBC. Ve no debería incluir ningún factor adicional o escala aplicada al espectro de respuesta.
'''Paso 2:''' Determine el esfuerzo cortante elástico en la base ajustado, V-ed, también conocido como "esfuerzo elástico lateral ajustado en la base de la estructura", según la frase (6) [1] utilizando Ve determinado de la oración (5) [1]. Para todas las estructuras ubicadas en sitios que no sean XF y que tengan un sistema resistente a la fuerza sísmica (SFRS) con un factor de modificación de la fuerza relacionada con la ductilidad, Rd, igual o mayor que 1.5, entonces Ve se debe multiplicar por el mayor de los dos siguientes factores para obtener V-ed:
| S(0.2) | Aceleración de respuesta espectral de cálculo para el período de tiempo T = 0,2 s |
| S(0.5) | Aceleración de respuesta espectral de cálculo para el período de tiempo T = 0,5 s |
| S(Ta) | Aceleración de respuesta espectral de cálculo para el período lateral fundamental de la estructura en la dirección considerada |
'''Paso 3:''' El V-ed determinado previamente se debe multiplicar por el factor de importancia, es decir, dado en el Artículo 4.1.8.5 [1] y dividirlo por el factor de modificación de la fuerza relacionado con la ductilidad multiplicado por el factor de modificación del esfuerzo relacionado con la reserva de resistencia factor de modificación de la fuerza, R-dR-o, que se encuentra en la Tabla 4.1.8.9 [1] para determinar la fuerza sísmica lateral especificada, Vd.
'''Paso 4:''' Determine la fuerza sísmica lateral especificada, V, dada en el Artículo 4.1.8.11 [1] según el ESFP simplificado.
'''Requisitos de escala de cortante base NBC 2020'''
Con la información anterior en colaboración con 4.1.8.12(8) [1], si Vd del paso 3 es menor que el 80 % de V del paso 4, entonces se debe tomar Vd como 0.8V para todas las estructuras regulares y estructuras irregulares permitidas para calcularse con el ESFP.
Para todas las estructuras irregulares que requieren un análisis dinámico especificado en 4.1.8.7 [1], así como estructuras de madera de más de 4 plantas que cumplen los criterios establecidos en 4.1.8.12(12) [1], entonces Vd se debe tomar como el mayor de Vd o el 100 % de V indicado en 4.1.8.12(9) [1].
Además de estos mínimos, el factor de escala Vd/Ve se debe aplicar a los cortantes elásticos de la planta, los esfuerzos de la planta, los esfuerzos en las barras y las flechas, incluyendo los efectos de la torsión accidental para determinar los valores de cálculo de 4.1.8.12(10) [1].
'''Aplicación de cortante en la base de NBC 2020 en RFEM 6'''
Con las variaciones múltiples para el cortante en la base discutidas en NBC 2020, puede ser difícil determinar qué variante del cortante en la base se proporciona cuando se ejecuta un análisis de espectros de respuesta según la norma en el programa de análisis estructural RFEM 6.
Al utilizar el complemento Análisis del espectro de respuesta, hay dos tipos de espectro disponibles en los detalles de definición del Espectro de respuesta, incluido el "Espectro elástico" y el "Espectro de cálculo".
El "Espectro elástico" proporcionará el cortante elástico en la base de la estructura, Ve, de 4.1.8.12(5) [1] o del paso 1 anterior. Este valor no incluye la consideración de Ie/R-dR-o o cualquier otro factor.
El "Espectro de cálculo" proporcionará el esfuerzo cortante de cálculo en la base de la estructura, Vd, desde 4.1.8.12(7) [1] o el paso 3 anterior. Sin embargo, se debe tener en cuenta que el factor adicional especificado en 4.1.8.12(6) o en el paso 2 anterior no se incluye en este cálculo. El cálculo incluye Ie/R-dR-o, ya que estas variables se enumeran directamente en las opciones del "Espectro de cálculo", mientras que no se enumeran para el "Espectro elástico".
Para cualquier tipo de espectro, el usuario tendrá la capacidad de escalar el espectro de respuesta directamente para tener en cuenta los requisitos del factor de escala. Por ejemplo, el "Espectro elástico", que es necesario para analizar las deformaciones de la estructura, ya que no lo hace en...