Artículo técnico

En la Sección 12.8.6 [1] se usa la siguiente ecuación para calcular el desplazamiento total de un piso:

$ {\ mathrm \ delta} _ \ mathrm x \; = \; \ frac {{\ mathrm C} _ \ mathrm d \; \ cdot \; {\ mathrm \ delta} _ \ mathrm {xe}} {{ mathrm I} _ \ mathrm e} $
con
δ x = desplazamiento total de un piso [en (mm)]
C d = factor de aumento de la deflexión según la tabla 12.2-1
δ xe = deflexión en la posición requerida, determinada por análisis elástico [en (mm)]
I e = coeficiente de significación, definido en la Sección 11.5.1

El desplazamiento de proyectil mutuo Δ es la diferencia del desplazamiento total en la parte superior y en la parte inferior del proyectil. Esto debe ser determinado en los respectivos centros de masa de gravedad. Sin embargo, si el edificio está asignado a la clase C o peor, o si hay irregularidades horizontales, se debe determinar la mayor diferencia de dos puntos alineados verticalmente en la parte superior e inferior del piso de visualización a lo largo de una esquina. A continuación se explica un ejemplo para determinar el desplazamiento del piso en RFEM.

Entrada del espectro de respuesta en RF-DYNAM Pro

Para explicar el tema, se utiliza el edificio de tres pisos con un diseño en forma de L que se muestra en la Figura 01. Se definen tres casos de carga: peso muerto, carga útil y cargas de nieve. La elevación del edificio es regular.

Figura 01 - Modelo de construcción en RFEM

Para la generación del espectro de respuesta, primero se debe realizar un análisis de vibración natural. Para este ejemplo, solo se consideran las masas en las dos direcciones horizontales. Las masas se combinan de acuerdo con ASCE 7-16 sección 12.7.2 [1] .

Es posible crear el espectro de respuesta de acuerdo con un estándar implementado o leer en un espectro de respuesta definido por el usuario. En este caso, para tener en cuenta todos los parámetros requeridos, se lee un espectro definido por el usuario con los parámetros que se muestran en la Fig. 02. A través de este espectro, los parámetros C d y I e ya están incluidos en el cálculo de las deformaciones.

Figura 02 - Parámetros del espectro de respuesta personalizado.

Para el cálculo, se elige el método con cargas equivalentes estáticas, que se basa en el método espectral de respuesta multimodal. Aquí es importante considerar al menos el 90% de la masa efectiva. En la pestaña "Casos dinámicos de carga: modos propios", se pueden excluir del cálculo los modos propios que no activan o solo activan ligeramente la masa. El espectro de respuesta generado con todos los modos propios se muestra en la Fig. 03. Después del cálculo, los casos de carga y las combinaciones de resultados resultantes se crean, se separan para cada dirección y se combinan con la regla del 100/30%.

Figura 03 - Espectro de respuesta personalizado en RF-DYNAM Pro y selección de modos propios

Determinación del cambio de piso en RFEM

Primero, es necesario formar la combinación necesaria para el diseño. Esto se hace de acuerdo con ASCE 7-16, sección 2.3.6 [1] , fórmula (6). A partir de esto, ahora se pueden determinar los desplazamientos del piso. Dado que RFEM no permite una definición de viñeta, se recomienda crear vistas que contengan todos los objetos de una viñeta. A través del menú contextual "Enfoque e información ..." es posible determinar el centro de gravedad y crear un nodo en este punto. La posición del centro de gravedad se muestra en la figura 04. Dado que el desplazamiento del piso siempre debe determinarse en la parte superior e inferior de un proyectil, el nodo del centro de gravedad debe moverse hacia el plano del techo. El procedimiento se explica a continuación utilizando el ejemplo del piso superior.

Figura 04 - Ubicación del centro de masa en [ft]

Después de determinar el centro de gravedad en los niveles del techo, la estructura debe recalcularse. Para la evaluación de los resultados, se deben considerar las deformaciones globales. Estos representan los desplazamientos totales de los proyectiles individuales. El desplazamiento del proyectil Δ resulta de las diferencias de los puntos superpuestos, que deben determinarse manualmente. Es mejor que solo se muestren los resultados de los vértices en las esquinas y en el centro de masa para encontrar la diferencia máxima del desplazamiento total (consulte la Figura 05). En cada caso se deben comparar los turnos máximos y mínimos.

Figura 05 - Desplazamientos del piso superior en las esquinas y centro de masa.

En este ejemplo, el desplazamiento máximo del piso se encuentra en el borde exterior del edificio, no en el centro de masa. Además, la diferencia de cambio máxima en este piso no es el cambio total máximo al mismo tiempo.

Δ máx = 7.652 in - 6.526 in = 1.126 in

Este procedimiento debe aplicarse para cada piso, determinando así el desplazamiento máximo de piso de todo el edificio.

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