Rótulas Plásticas (Mecanismos de Fractura)
Summary
TLDREl guion habla sobre las 'rótulas plásticas', mecanismos estructurales esenciales para la disipación de energía en edificios durante terremotos. Se describen métodos para determinar su longitud y cómo afectan su formación a la resistencia de vigas y columnas. Se enfatiza la importancia de su diseño para lograr una estructura dúctil y estable ante sísmicos, incluyendo detalles sobre refuerzos y ganchos sísmicos para mejorar la resistencia.
Takeaways
- 🔧 Las rótulas plásticas son mecanismos que permiten la disipación de energía en elementos estructurales al sobrepasar el momento plástico de la sección.
- 📏 El modelo de rótula plástica se basa en la aproximación momento-curvatura y se utiliza para estimar el desplazamiento en el desprendimiento.
- 🏗️ La formación de rótulas plásticas es crucial en la respuesta de estructuras ante eventos sísmicos.
- 📏 Las expresiones de Brista y Park, así como la base de datos de Berry, son métodos para determinar la longitud de las rótulas plásticas.
- 🛠️ El diseño de un pórtico a momento es esencial para que los elementos puedan deformarse en varios ciclos sin perder resistencia.
- ⚙️ Los efectos de cortante en las rótulas plásticas se consideran en vigas y columnas, asumiendo la formación en las caras de las juntas.
- 🏢 En estructuras de pórticos, la formación de rótulas plásticas varía según el número de niveles y el factor de reducción sísmica.
- 🔩 Es necesario que el refuerzo longitudinal de vigas y columnas sea continuo a través de las juntas para una respuesta dúctil a flexión.
- 🏗️ La resistencia al corte en la zona de confinamiento para rótulas plásticas es un factor clave en el diseño estructural.
- 📉 La sedencia indica la deformación permanente del material, y se asume que la resistencia del hormigón a corte es cero en la zona de rótula plástica.
- 🌐 Los mecanismos de colapso en pórtico sismorresistentes incluyen fallas por flexión, corte y compresión, pero no por pandeo o anclaje de armaduras.
Q & A
¿Qué son las rótulas plásticas en estructuras?
-Las rótulas plásticas son mecanismos localizados en zonas específicas de los elementos estructurales que permiten la disipación de energía cuando el momento aplicado excede el momento plástico de la sección.
¿En qué se basa el modelo de rótula plástica para estimar desplazamientos?
-El modelo de rótula plástica utiliza una aproximación de momento-curvatura para estimar el desplazamiento, considerando los efectos de flexión y deslizamiento en la zona de la rótula plástica.
¿Qué deformaciones se ignoran en el análisis de rótulas plásticas?
-Las deformaciones por cizallamiento se ignoran en el análisis de rótulas plásticas.
¿Cómo se determina la longitud de la rótula plástica según Brista y Park?
-Brista y Park determinan la longitud de la rótula plástica en función de la longitud de la columna, el diámetro de las varillas y la dimensión de la sección.
¿Por qué es importante que los elementos de un pórtico a momento puedan deformarse sin perder resistencia?
-Es esencial para garantizar que los elementos puedan resistir fuerzas verticales o laterales en varios ciclos sin perder resistencia, lo cual es fundamental para la estabilidad estructural en eventos sísmicos.
¿Dónde tienden a formarse las rótulas plásticas en estructuras sometidas a fuerzas sísmicas?
-Las rótulas plásticas tienden a formarse en las caras de las juntas de vigas y columnas, así como en las bases de los pilares.
¿Qué se recomienda para un diseño de vigas y columnas que responda de manera dúctil?
-Se recomienda que el refuerzo longitudinal de vigas y columnas sea continuo a través de las juntas, y que el refuerzo transversal confine el núcleo y restrinja el pandeo de las barras longitudinales.
¿Cuál es la importancia del diseño de 'columna fuerte, viga débil' en estructuras sismorresistentes?
-Este diseño permite liberar una mayor cantidad de energía introducida por el sismo en la estructura a través de la formación de rótulas plásticas en las vigas, lo que mejora la capacidad de disipación de energía.
¿Por qué se asume que la resistencia del hormigón a corte es cero en el diseño de rótulas plásticas?
-Se asume que la resistencia del hormigón a corte es cero debido al daño en el área de la rótula por las repetidas reversiones de carga, lo que disminuye la capacidad del hormigón para resistir esfuerzos cortantes.
¿Qué conclusiones se pueden extraer sobre las rótulas plásticas según el análisis del texto?
-Las rótulas plásticas son mecanismos clave para la disipación de energía en elementos estructurales, esenciales para la estabilidad y resistencia de las estructuras ante fuerzas sísmicas, por lo que deben ser detalladas y diseñadas adecuadamente.
Outlines
🏗️ Diseño de estructuras y formación de rótulas plásticas
El primer párrafo explica cómo las rótulas plásticas, que son mecanismos de disipación de energía en elementos estructurales, se forman cuando el momento sometido a una sección sobrepasa su momento plástico. Se describe el modelo de rótula plástica basado en la aproximación momento-curvatura y cómo se utiliza para estimar el desplazamiento en el desprendimiento. Se destacan las consideraciones de flexión y deslizamiento en la zona de rótula plástica, y se menciona la importancia de la longitud de la rótula en el diseño estructural. Se discute la influencia de diferentes métodos y factores en la formación de rótulas plásticas, como la longitud de la columna, el diámetro de las varillas y la dimensión de la sección. Además, se aborda la necesidad de que los elementos puedan deformarse en múltiples ciclos sin perder resistencia y cómo se deben diseñar los detalles y la colocación estratégica de rótulas para lograr esto. Se mencionan los efectos de cortante en las rótulas plásticas y cómo se forman en vigas y columnas. También se discute la importancia de la formación de rótulas plásticas en pilares y cómo esto se ve afectado por el factor de reducción sísmica. Se concluye con la importancia de diseñar rótulas plásticas para la estabilidad estructural ante fuerzas sísmicas, y se mencionan las consideraciones para el diseño a corte y la necesidad de ganchos sísmicos para soportar tensiones.
📊 Análisis y diseño sismorresistente de estructuras
El segundo párrafo se centra en el método de diseño sísmico basado en el rendimiento, conocido como análisis lineal doble, que permite a los diseñadores trabajar con una estructura elástica o dañada, considerando la formación intencionada de rótulas plásticas. Se describen los pasos generales del análisis, que incluyen la realización de análisis espectrales modales lineales en la estructura de referencia y en una estructura auxiliar con una configuración de rótula perfecta. Se explica cómo se diseña la estructura utilizando la superposición y combinación de fuerzas internas de ambas estructuras. Se discute el modelado de rótulas en elementos en dos dimensiones y cómo se extiende a elementos tridimensionales. Se concluye con la importancia de las rótulas plásticas para la estabilidad y resistencia de las estructuras ante fuerzas sísmicas, y la necesidad de diseñar adecuadamente estas rótulas en términos de resistencia al corte durante la flexión y evitar pandemias.
Mindmap
Keywords
💡Rótula plástica
💡Momento plástico
💡Desplazamiento en desprendimiento
💡Flexión y deslizamiento
💡Pórtico a momento
💡Resistencia al corte
💡Confinamiento
💡Ganchos sísmicos
💡Análisis lineal doble
💡Modelo de estructura auxiliar
💡Rendimiento
Highlights
Las rótulas plásticas son mecanismos de disipación de energía en elementos estructurales.
El modelo de rótula plástica utiliza una aproximación momento-curvatura.
Las rótulas plásticas consideran efectos de flexión y deslizamiento, pero ignoran deformaciones por cizallamiento.
La formación de rótula plástica es clave después de que la sección sobrepase el momento plástico.
Se utilizan expresiones de Brista y Park para determinar la longitud de la rótula plástica.
Berry considera una base de datos más amplia para determinar mecanismos de fractura de rótulas plásticas.
El diseño de un pórtico a momento es esencial para que los elementos puedan deformarse en varios ciclos sin perder resistencia.
Los efectos de cortante en las rótulas plásticas se producen por cortante en vigas.
La formación de rótulas plásticas en Pilares es un fenómeno observado en estructuras de varios niveles.
Un menor factor de reducción sísmica puede generar un mayor número de rótulas plásticas en las vigas.
La formación de rótulas plásticas en vigas es similar a pesar de diferentes valores del factor de reducción sísmica.
El refuerzo longitudinal debe ser continua a través de las juntas para una respuesta dúctil a flexión.
El refuerzo transversal debe confinar el núcleo y restringir el pandeo de las barras longitudinales.
Las rótulas plásticas son esenciales para la estabilidad de estructuras y pórticos ante fuerzas sísmicas.
La sedencia indica la deformación permanente del material para el diseño a corte en la zona de confinamiento.
Los ganchos sísmicos son necesarios para soportar las tensiones y evitar el pandeo.
El diseño de columnas fuertes y vigas débiles busca liberar mayor cantidad de energía a través de rótulas en vigas.
El análisis lineal doble permite trabajar con una estructura elástica completa o dañada.
El modelado de rótulas en elementos en dos dimensiones considera casos de un elemento Viga con dos rotulas nodales internas.
Las rótulas plásticas son importantes para la estabilidad y resistencia ante fuerzas sísmicas.
Transcripts
[Música]
las rótulas plásticas se pueden definir
como mecanismos localizados en zonas
específicas de los elementos
estructurales que permiten la disipación
de energía aparecen en el instante en
que el momento al que he sometido la
sección sobrepasa el momento plástico de
dicha sección el modelo de rótula
plástica utiliza una aproximacion
momento curvatura Este modelo se utiliza
para estimar el desplazamiento en el
desprendimiento toma en cuenta los
efectos de la flexión y el deslizamiento
en la zona de rótula plástica las
deformaciones por cizallamiento se
ignoran a continuación se presenta la
formación de rótula plástica en una
estructura luego de que la sección
sobrepasa el momento plástico ante
respuesta a un evento sísmico
para determinar la longitud de la rótula
plástica se utilizan las siguientes
expresiones
brista y Park está en función de la
longitud de la columna el diámetro de
las Varillas y la dimensión de la
sección h
mientras que Berry considera una base de
datos más amplia que incluía una mayor
variedad de variables para determinar
los mecanismos de fractura de rótulas
plásticas el diseño de un pórtico a
momento es esencial que los elementos
puedan deformarse en varios ciclos sin
perder resistencia ante las fuerzas
verticales o laterales para lograrlo se
estima la demanda de deformación y se
determinan los detalles necesarios
empleando una colocación estratégica de
rótulas los efectos de cortante en las
rótulas plásticas se producen por
cortante en vigas donde la ecuación
ASUME que las rótulas plásticas Se
forman en las caras de las juntas esto
implica que se considera la formación de
rótulas plásticas en la estructura
cortante en columnas donde la ecuación
supone que se forman rótulas plásticas
en las caras de las juntas y que la
carga W se debe únicamente a la gravedad
sin efectos de aceleración vertical
adicionales asociados con los terremotos
la formación de rótulas plásticas en
Pilares existe por ejemplo en pórticos
de cinco niveles
todos los modelos muestran la formación
de rótulas plásticas en al menos la base
de un Pilar a Pequeños desplazamientos
del último nivel en pórticos de 10
niveles un menor valor de factor de
reducción sísmica continúa generando un
mayor número de rótulas plásticas en las
vigas excepto cuando se aplica un perfil
de fuerzas horizontales de distribución
uniforme a las masas para un pórtico de
15 niveles Existe mayor similitud en la
formación del mecanismo de rótulas
plásticas en las vigas a pesar de tener
diferentes valores del factor de
reducción sísmica para los perfiles de
fuerzas horizontales del modo
fundamental y fuerzas dinámicas de piso
para un detallado acorde de vigas y
columnas para una respuesta dúctil a
flexión será necesario que el refuerzo
longitudinal de vigas y columnas debe
ser continua a través de las juntas sin
empalmes A menos que se demuestre que
dichos empalmes pueden soportar
múltiples ciclos de plastificación
El refuerzo transversal debe confinar el
núcleo y restringir el pandeo de las
barras longitudinales el diseño de
columna fuerte Viga débil según
normativa las rótulas plásticas son
esenciales para la estabilidad de
estructuras y pórticos ante fuerzas
sísmicas su presencia en los extremos de
las vigas y su capacidad de resistencia
al corte durante la flexión deben ser
detallados y diseñados adecuadamente la
sedencia indica la deformación
permanente del material para el diseño a
corte en la zona de confinamiento para
rótulas plásticas es necesario que como
un criterio conservador se ASUME que la
resistencia del hormigón a corte es cero
ya que el daño en el área rotulante
debido a las repetidas reversiones de
carga disminuye la capacidad de la
sección de hormigón a resistir corte los
ganchos sísmicos son necesarios para
soportar las tensiones de compresión y
tensión del acero longitudinal de una
viga y evitar el pandeo
los ganchos alternos siempre deben tener
dobleces a 90 grados y 135 grados
en el tercio medio de la viga la
separación entre estribos con ganchos
sísmicos no debe ser mayor a de sobre
dos para el diseño a flexión y su
refuerzo longitudinal es necesario que
el refuerzo longitudinal debe
dimensionarse de manera que esté
disponible un desarrollo adecuado dentro
de las uniones Viga columna H subse
sobre 20 en uniones interiores a 6318 a
19 utiliza la resistencia probable al
momento probable para este propósito que
es calculada a partir de la teoría
aflicción pero sin tener en cuenta el
factor de reducción de resistencia
asumiendo una sedencia del refuerzo
igual al menos a uno coma 25 y 1,25 es
una estimación baja del esfuerzo que se
desarrollara en el refuerzo longitudinal
de una articulación plástica de La viga
los mecanismos de colapso en pórtico
sismorresistentes producidos únicamente
por fallas a flexión son cuando uno no
se producen fallas de vigas por corte
puro ni tensión diagonal 2 no se produce
fallas de columnas por corte puro ni
corte por tensión diagonal 3 no se
produce fallas de columnas por
compresión
[Música]
4 no se produce fallas de columnas por
pandeo 5 no se producen fallas de
anclaje de armaduras de vigas en apoyos
en la filosofía de diseño se muestra el
siguiente esquema en donde para el
diseño de columnas fuertes vigas débiles
con formación de rótulas plásticas en
vigas se busca Un diseño que permita
liberar mayor cantidad de energía
introducida por el sismo en la
estructura a través de la mayor cantidad
de rótulas en vigas siendo recomendable
Un diseño muy dúctil
para la metodología de diseño de rótula
se puede aplicar el método de diseño
sísmico basado en el rendimiento
denominado análisis lineal doble donde
los diseñadores podrán decidir trabajar
con una estructura elástica completa o
con una estructura dañada considerando
una distribución intencionada de rótulas
plásticas donde el diseñador necesite
reducir las fuerzas internas
pasos generales del Análisis son
directos
primero se realiza un análisis de
formación de dos análisis espectrales
modales lineales en la estructura
elástica de referencia obteniendo su
respuesta elástica
según no se decide la estrategia de
ubicación de las rótulas plásticas en
función de la necesidad de reducción de
las fuerzas internas en función de la
reducción del cizallamiento de base o de
la evolución de los daños locales
propuestos en términos de rotación
plástica en las rótulas esto Define el
modelo de la estructura auxiliar después
se realiza un análisis de formación de
dos análisis espectrales modales
lineales en la estructura auxiliar con
una configuración de rótula perfecta Y
por último se diseña la estructura según
el esquema de superposición y
combinación de fuerzas internas de ambas
estructuras obteniéndose así el diseño
final o intermedio de la estructura
para el modelado de rótulas en elementos
en dos dimensiones se consideran los
casos de un elemento Viga con dos
rotulas nodales internas con grados de
libertad globales en cualquier rotula
interna el momento flectores cero y la
matriz ensamblada corresponde a todos
los grados de libertad nodales
una vez halladas las fuerzas internas y
la deformación en las rótulas internas
en el macroelemento la rotación plástica
puede hallarse como la diferencia de la
rotación en cambio en elementos en tres
dimensiones se realiza la ampliación a
vigas tridimensionales con una o dos
rótulas internas se puede notar con
propiedad los grados de libertad
aumentan por el nuevo plano de análisis
a partir de aquí se puede realizar el
mismo procedimiento para obtener la
matriz condensada para un elemento
condensar las fuerzas nodales y las
fuerzas internas equivalentes
conclusiones las rótulas plásticas son
mecanismos que permiten la disipación de
energía en elementos estructurales
cuando se excede el momento plástico de
la sección la presencia de rótulas
plásticas en las estructuras es
importante para la estabilidad y
resistencia ante fuerzas sísmicas las
rótulas plásticas pueden formarse en
vigas columnas y Pilares y su presencia
depende del nivel de carga y otros
factores es necesario detallar y diseñar
adecuadamente las rótulas plásticas en
términos de resistencia al corte durante
la flexión y evitar pandemias
[Música]
[Música]
تصفح المزيد من مقاطع الفيديو ذات الصلة
Buildings In Earthquakes—How it's constructed impacts what you feel (educational)
Diseño de Recipientes a Presión. Clase 6A. Cargas Sísmicas
CRITERIOS DE ESTRUCTURACIÓN PARA TU VIVIENDA
ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL Y NO LINEAL
Calculo y Diseño de Losas Macizas de Concreto (parte 2-2)
Uso clinico del Localizador AirPex.
5.0 / 5 (0 votes)