Vibraciones de piso

VIBRACIONES DE PISO–GUÍA DE DISEÑO 11 DEL AISC
Autor
Luis Horacio Restrepo Mejía
Medellín, Junio 26 de 2015
Vibraciones de piso durante la actividad humana
CONTENIDO
•
•
•
•
•
•
Criterios para oficinas y espacios residenciales
Formulación
Ejemplo para oficinas
Puentes peatonales
Ejemplo puente peatonal
Voladizos en losas
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
3
CRITERIOS (1/9)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo
puente
Voladizos
Los criterios de diseño tienen dos partes:
Predicción ≤ Tolerancia
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Predicción:
Tolerancia:
Respuesta esperada
del piso bajo una
excitación especifica
Escala ISO de
tolerancia para los
humanos
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
4
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
•
•
•
•
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Definiciones
•
•
•
•
CRITERIOS (2/9)
ao = Aceleración límite
ap = Aceleración pico
Po = Carga típica que excita el sistema
fn = Frecuencia fundamental de la vigueta, el panel viga-vigueta o el
sistema completo
ß= Amortiguamiento modal (0.025 a 0.05 o 2.5% a 5%)
W= peso efectivo soportado por la vigueta, el panel viga-vigueta o el
sistema completo
ao/g= Aceleración límite como un porcentaje de la gravedad
ap/g= Aceleración pico como un porcentaje de la gravedad
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
5
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
CRITERIOS (3/9)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Escala modificada de la ISO para tolerancia humana
Aceleración pico límite (%g)
Predicción
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑓𝑛 ℎ𝑎𝑠𝑡𝑎 3𝐻𝑧 𝑢𝑠𝑎𝑟 𝑙𝑎
𝑙í𝑛𝑒𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙
Frecuencia (Hz)
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
6
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Estimación del amortiguamiento modal, ß
•
•
•
•
•
Sistema estructural amortigua:
Cielos y ductos colgados de la losa amortigua:
Amoblamiento amortigua:
Oficinas electrónicas:
Oficinas con archivadores y papel en general:
Residencial
Iglesias, escuelas, centros comerciales, etc
Particiones livianas de piso a techo amortiguan:
Particiones a media altura amortiguan:
CRITERIOS (4/9)
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
1%
1%
0.5%
1%
0.5% a 1%
0%
5% a 10%
0.5% a 1%
NOTA= El amortiguamiento es acumulativo
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
7
CRITERIOS (5/9)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Oficina electrónica
Características
•
•
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
Equipos electrónicos
Ausencia
de
archivadores
de
papel y bibliotecas
8
CRITERIOS (6/10)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Oficina con archivos
Características
•
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
Presencia de muchos
archivadores
de
papel y bibliotecas
9
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
CRITERIOS (7/9)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Particiones livianas de piso a techo
Características
•
Sin importar el tipo de
material de las particiones
al vincularlas entre el piso y
el techo se genera una
cambio radical en el
amortiguamiento.
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
10
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Ejemplo
Formulación
CRITERIOS (8/9)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Particiones a media altura
Características
•
Las
particiones
nunca
vinculan dos pisos de la
estructura.
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
11
CRITERIOS (9/9)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Ejemplo
Formulación
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Carga de excitación del sistema, Po
Tabla 4.1 Valores recomendados para la carga de excitación, Po
Clase de uso
Po
(kN)
Amortiguamiento
Aceleración
límite
ao/g x 100%
Oficinas, residencias e Iglesias
0.29
0.02 a 0.05
0.5
Centros comerciales u similares
0.29
0.02
1.5
Puentes peatonales internos
0.41
0.01
1.5
Puentes peatonales externos
0.41
0.01
5
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
12
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Ejemplo
Formulación
Puentes
∆=
𝑔
5𝑤𝐿4
384𝐸𝑠 𝐼𝑡
𝑓𝑛 =
𝜋
2
𝑔𝐸𝑠 𝐼𝑡
𝑤𝐿4
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Frecuencia natural
𝑓𝑛 = 0.18
FORMULACIÓN (1/13)
∆
1
Definiciones
2
•
•
•
•
•
•
2
en 1
∆ = Deformación máxima
g= Aceleración de la gravedad
L= Longitud entre apoyos
w= Carga distribuida
Es= Módulo de elasticidad del acero
It = Inercia transformada
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
13
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Ejemplo
Formulación
Ejemplo
puente
Puentes
𝑔
∆𝑗
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Frecuencia natural combinada
𝑓𝑛 = 0.18
FORMULACIÓN (2/13)
𝑀𝑖𝑒𝑚𝑏𝑟𝑜
Definiciones
𝑓𝑛 = 0.18
𝑓𝑛 = 0.18
𝑔
𝐿𝑜𝑠𝑎
∆𝑏 + ∆𝑔
𝑔
∆𝑏 + ∆𝑔 + ∆𝑐
𝑆𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
•
•
•
∆𝑗 = Deformación vigueta
∆𝑔 = Deformación viga
∆𝑐 = Deformación columna
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
14
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Cargas para cálculo de deformaciones
5𝑤𝐿4
∆=
384𝐸𝑠 𝐼𝑡
FORMULACIÓN (3/13)
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
𝑤 =𝐷+𝐿
Definiciones
• D= Peso de la estructura
Cargas muertas sobreimpuestas (Cielo, pisos, particiones, ductos, etc)
Cielos + ductos = 0.2kN/m²
• 𝐿 = Deformación viga
0.50kN/m² para oficinas con archivos
0.35 a 0.40kN/m² para oficinas electrónicas
0.25kN/m² para residencias
0.0kN/m² Centros comerciales, iglesias, centros educativos, etc
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
15
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
FORMULACIÓN (4/13)
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Sección compuesta
• Inercia compuesta al 100%
• 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 0.4L
• 𝑛 = 𝐸𝑠 1.35𝐸𝑐
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
16
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
FORMULACIÓN (5/13)
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Sección compuesta
• Pregunta frecuente:
Porque se usa la inercia compuesta al 100% en los cálculos de la frecuencia,
aún en los casos con elementos en sección simple?
5𝑤𝐿4
∆=
384𝐸𝑠 𝐼𝑡
Inercia de la sección
compuesta
Respuesta:
•
Las vibraciones producen desplazamientos inferiores a un 1mm, luego
el cortante en el plano de la interface es despreciable y la sección se
comporta como si fuera compuesta al 100%
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
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Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
FORMULACIÓN (6/13)
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Resonancia
• Para evitar la resonancia con la primera armónica que produce la
excitación de una persona caminando la frecuencia natural de cada
elemento y los sistemas debe estar por encima de 3Hz
𝑓𝑛 ≥ 3 𝐻𝑧
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
18
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Puentes
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Área aferente para cálculo del peso, W
Ancho de piso
𝑊=
Longitud de piso
•
Ejemplo
Formulación
FORMULACIÓN (7/13)
∆𝑗
∆𝑔
𝑊𝑗 +
𝑊
∆𝑗 + ∆𝑔
∆𝑗 + ∆𝑔 𝑔
Definiciones
•
•
•
•
∆𝑗 = Deformación vigueta
∆𝑔 = Deformación viga
𝑊𝑗 = Peso efectivo panel de vigueta
𝑊𝑔 = Peso efectivo panel de viga
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
19
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Ejemplo
Formulación
FORMULACIÓN (8/13)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Peso efectivo del panel de la vigueta, Wj
Ancho de piso
S
Longitud de piso
𝑊𝑗 =
𝑤𝑗
𝑆 𝐵𝑗 𝐿𝑗
Definiciones
•
•
•
•
𝑤𝑗 = Carga x metro en la vigueta
𝑆 = Separación de vigueta
𝐵𝑗 = Ancho panel de vigueta
𝐿𝑗 = longitud de vigueta
𝐵𝑗 = Ancho panel viguetas
𝐵𝑗 ≤ 2 3Ancho de piso
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
20
FORMULACIÓN (9/13)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Ejemplo
Formulación
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Peso efectivo del panel de la vigueta, Wj
Ancho de piso
S
Longitud de piso
𝐵𝑗 = 𝐶𝑗
𝐷𝑠
1
𝐷𝑗
4
𝐿𝑗 ≤ 2
3
Ancho de piso
Definiciones
•
𝐵𝑗 = Ancho panel viguetas
𝐵𝑗 ≤ 2 3Ancho de piso
𝐶𝑗 = 2.0 para viguetas internas
= 1.0 para viguetas de borde
𝐼
4
• 𝐷𝑗 = 𝑗 𝑆 𝑚𝑚 𝑚𝑚
= Momento de inercia
transformado de la vigueta por
unidad de longitud
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
21
Vibraciones de piso durante la actividad humana FORMULACIÓN (10/13)
Criterios
•
Ejemplo
Formulación
Puentes
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Peso efectivo del panel de la vigueta, Wj
304.8𝑚𝑚
𝐵𝑗 = 𝐶𝑗
𝐷𝑠
1
𝐷𝑗
304.8
𝐷𝑠 =
𝐷𝑠 =
1
𝑛
4
𝑑𝑒 3
𝑛
𝑑𝑒
3
12
𝐸𝑐 = 0.043𝑤𝑐1.5 𝑓´𝑐
𝐸
𝑛 = 𝑠 1.35𝐸
𝑐
Definiciones
12
304.8
•
•
•
•
𝑑𝑒 = Altura efectiva de losa
𝑑𝑐 = Altura total de losa
𝑑𝑑𝑒𝑐𝑘 = Altura lámina colaborante
𝐷𝑠 = Momento de inercia transformado
de la losa por unidad de longitud
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
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Vibraciones de piso durante la actividad humana FORMULACIÓN (11/13)
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo
puente
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Peso efectivo del panel de la vigueta, Wj
Excepción:
•
Para viguetas laminadas o viguetas en celosía con la cuerda inferior
continua hasta la viga, se permite incrementar en un 50% el peso
aferente a la vigueta cuando la longitud de los paneles adyacentes es
superior a 0.7xLj, ósea el 70% de la longitud de las viguetas en estudio.
𝑊𝑗 = 1.5
𝑊𝑗 = 1.0
𝑤𝑗
𝑤𝑗
𝑆 𝐵𝑗 𝐿𝑗
𝑆 𝐵𝑗 𝐿𝑗
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
23
Vibraciones de piso durante la actividad humana FORMULACIÓN (12/13)
Criterios
Ejemplo
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Peso efectivo del panel de la viga, Wj
Ancho de piso
S
𝐵𝑔 = Ancho panel viga
𝐵𝑔 ≤ 2 3 Longitud de piso
𝑊𝑔 =
Longitud de piso
•
Formulación
𝑤𝑔
𝐿𝑗,𝑝𝑟𝑜𝑚 𝐵𝑔 𝐿𝑔
Definiciones
• 𝑤𝑔 = Carga x metro en la viga
• 𝐿𝑗, 𝑝𝑟𝑜𝑚 = longitud promedio de
viguetas
• 𝐵𝑔 = Ancho panel de viga
• 𝐿𝑔 = longitud de viga
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
24
Vibraciones de piso durante la actividad humana FORMULACIÓN (13/13)
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
Peso efectivo del panel de la vigueta, Wj
Ancho de piso
𝐵𝑔 = Ancho panel viga
𝐵𝑔 ≤ 2 3 Longitud de piso
Longitud de piso
S
𝐵𝑔 = 𝐶𝑔
𝐷𝑗
1
𝐷𝑔
4
𝐿𝑔 ≤ 2 3 Longitud de piso
Definiciones
•
•
𝐶𝑔 = 1.6 para viguetas apoyadas en la
aleta de la viga
= 1.8 para viguetas apoyadas en el
alma de la viga
𝐼
4
𝐷𝑔 = 𝑔 𝐿𝑗,𝑝𝑟𝑜𝑚 𝑚𝑚 𝑚𝑚
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
25
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
EJEMPLO (1/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Esquema de losa, cotas en mm
64008
5 @ 9144 = 45720
9144
2 @ 13716 = 27432
3 @ 9144 = 27432
4572
36576
4572
9144
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
26
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
Puentes
EJEMPLO (2/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Sector a diseñar, cotas en mm
𝑑𝑒 = 88.9 + 50.8 2 = 114.3𝑚𝑚
Lj = 13716
88.9
4 Esp @ 2286 = 9144 = Lg
50.8
• 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠𝑎 = 9144mm
• 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠𝑎 = 27432mm
• 𝑂𝑓𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑎𝑟𝑐ℎ𝑖𝑣𝑜𝑠
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
27
EJEMPLO (3/17)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo
puente
Voladizos
• Cargas de diseño y propiedades de la losa
Definiciones
• D
•
𝐿
= Peso de la losa + steeldeck
= Cielo raso y ductos
= oficinas con archivos
𝑓´𝑐 = 28𝑀𝑃𝑎 ;
𝑤𝑐 = 1760
𝑘𝑔
=
=
=
2.25kN/m²
0.20kN/m²
0.50kN/m²
𝑚3
𝐸𝑐 = 0.043𝑤𝑐1.5 𝑓´𝑐 = 0.043𝑥17201.5 28 = 16230𝑀𝑝𝑎
𝑑𝑐 = 88.9 + 50.8 = 139.7𝑚𝑚
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑢𝑒𝑡𝑎𝑠 = 2286𝑚𝑚 ≤ 0.4𝑥13176 = 5486𝑚𝑚
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
28
EJEMPLO (4/17)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Propiedades de las secciones de acero
Vigueta
•
•
•
•
•
Perfil =
Ag =
Iz
=
It
=
d
=
Viga
W18x35
6650mm²
212´000.000mm4
748´800.000mm4
450mm
•
•
•
•
•
Perfil =
Ag =
Iz
=
It
=
d
=
W24x55
10500mm²
560´300.000mm4
1846´402.600mm4
599mm
𝐸𝑠 = 204000𝑀𝑝𝑎
𝑑𝑠 = 50.8𝑚𝑚
Relación módulos de elasticidad:
𝑛 = 𝐸𝑠
1.35𝐸𝑐
= 204000
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
1.35𝑥16230
= 9.31
29
EJEMPLO (5/17)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Propiedades de la vigueta
𝑤𝑗 = 2.286𝑚𝑥(2.25 𝑘𝑁
𝑘𝑁
𝑚2 + 0.20
𝑘𝑁
𝑚2+0.50
𝑘𝑁
0.54
+
2
𝑚
𝑚
2.286𝑚)
= 7.284 𝑁
𝑚𝑚
5𝑤𝑗 𝐿𝑗 4
5𝑥7.284 𝑁 𝑚𝑚 𝑥 13176𝑚𝑚 4
∆𝑗 =
=
= 18.72𝑚𝑚
384𝐸𝑠 𝐼𝑡 384𝑥204000𝑀𝑝𝑎𝑥748´800.000𝑚𝑚4
𝑓𝑛𝑗 = 0.18
9807 𝑚𝑚
𝑆2
4
18.72𝑚𝑚 = 4.120𝐻𝑧
4
𝐷𝑗 = 748´800.000𝑚𝑚 2286𝑚𝑚 = 327560 𝑚𝑚 𝑚𝑚
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
30
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
EJEMPLO (6/17)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Propiedades de la vigueta
𝐷𝑠 =
1
𝑛
𝐷𝑠
𝑑𝑒 3
1
12
4
= 1 9.31
114.3𝑚𝑚
𝐵𝑗 = 𝐶𝑗
𝑥𝐿𝑗 = 2.0𝑥 13366 327560
𝐷𝑗
≤ 2 3 𝑥9144𝑚𝑚 = 6096𝑚𝑚
𝑊𝑗 =
𝑤𝑗
3
1
3
=
13366𝑚𝑚
12
4
𝑥13716𝑚𝑚 = 12329𝑚𝑚
7.284 𝑘𝑁 𝑚
𝑆 𝐵𝑗 𝐿𝑗 = 1.5
2.286𝑚 𝑥6.096𝑚𝑥13.176𝑚 = 383.9𝑘𝑁
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
31
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
EJEMPLO (7/17)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Propiedades de la viga
Ancho efectico de losa para la viga b = 𝑀𝐼𝑁(0.4𝐿𝑔 ; 𝐿𝑗_𝑝𝑟𝑜𝑚 )
= 𝑀𝐼𝑁(0.4𝑥9144; 13176) = 3658𝑚𝑚
3658𝑚𝑚
1846´402.600𝑚𝑚4
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
32
EJEMPLO (8/17)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Propiedades de la viga
𝑤𝑔 = 13.176𝑚𝑥(7.284 𝑘𝑁 𝑚)/2.286𝑚 + 0.84 𝑘𝑁 𝑚 = 42.284 𝑘𝑁 𝑚
5𝑤𝑔 𝐿𝑔 4
5𝑥42.284 𝑁 𝑚𝑚 𝑥 9144𝑚𝑚 4
∆𝑔 =
=
= 10.35𝑚𝑚
384𝐸𝑠 𝐼𝑡 384𝑥204000𝑀𝑝𝑎𝑥1846´402.600𝑚𝑚4
𝑓𝑛𝑔 = 0.18
9807 𝑚𝑚
𝑆2
10.35𝑚𝑚 = 5.541𝐻𝑧
4
4
𝐷𝑔 = 1846´402.600𝑚𝑚 13176𝑚𝑚 = 140134 𝑚𝑚 𝑚𝑚
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
33
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
EJEMPLO (9/17)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Propiedades de la viga
𝐶𝑔 = 1.8, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑢𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑎𝑝𝑜𝑦𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑚𝑎
𝐷𝑗
1
4
327560
𝐵𝑔 = 𝐶𝑔
𝑥𝐿
=
1.8𝑥
𝑔
𝐷𝑔
140134
≤ 2 3 𝑥27432𝑚𝑚 = 18288𝑚𝑚
𝑊𝑔 =
𝑤𝑔
𝐿𝑗,𝑝𝑟𝑜𝑚
𝐵𝑔 𝐿𝑔 =
42.824𝑘𝑁 𝑚
13.176𝑚
1
4
𝑥9144𝑚𝑚 = 20351𝑚𝑚
𝑥18.288𝑚𝑥9.144𝑚 = 543.5𝑘𝑁Z
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
34
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
EJEMPLO (10/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Propiedades del sistema combinado
𝑆𝑖
𝐵𝑗 > 𝐿𝑔 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑖𝑟 ∆𝑔 𝑝𝑜𝑟
𝐿𝑔
𝐵𝑗 ≥ 0.5 ; 𝑑𝑒 𝑙𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑛𝑜 𝑠𝑒 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒
𝑆𝑖 6096𝑚𝑚 > 9144𝑚𝑚 𝑛𝑜 𝑠𝑒 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑒
𝑓𝑛 = 0.18
𝑔
∆𝑏 + ∆𝑔
= 0.18
9807 𝑚𝑚
𝑆2
18.72𝑚𝑚 + 10.35𝑚𝑚 = 3.306𝐻𝑧 ≥ 3.0𝐻𝑧
∆𝑗
∆𝑔
18.72
10.35
𝑊=
𝑊 +
𝑊 =
383.9 +
543.6 = 440.8𝑘𝑁
∆𝑗 + ∆𝑔 𝑗 ∆𝑗 + ∆𝑔 𝑔 18.72 + 10.35
18.72 + 10.35
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
35
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
EJEMPLO (11/17)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Evaluación de la predicción de aceleración
𝐴𝑚𝑜𝑟𝑡𝑖𝑔𝑢𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑜𝑓𝑖𝑐𝑖𝑛𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑎𝑟𝑐ℎ𝑖𝑣𝑜𝑠 sin 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠
𝛽 = 0.03
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑐𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑃𝑜 = 0.29𝑘𝑁
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
0.29𝑘𝑁𝑒 −0.35𝑥3.306𝐻𝑧
=
=
𝑥100 = 0.69%
𝑔
𝛽𝑊
0.03𝑥440.8𝑘𝑁
𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑙í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑡𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑎𝑜
𝑔 = 0.50%,
𝑁𝑜 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
36
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Ejemplo
Formulación
Puentes
EJEMPLO (12/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
Aceleración pico límite (%g)
• Evaluación de la predicción de aceleración
𝐴𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑙í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑡𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑎𝑜
𝑔 = 0.50
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
= 0.69% >
= 0.5%
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
𝑁𝑜 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼
Frecuencia (Hz)
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
37
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
EJEMPLO (13/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Resumen de posibles soluciones:
Diseño original
• W18x35
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 4.12𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.54𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.307𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.69%
Aumentando el espesor de losa en 25mm
• W18x35
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 3.87𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.20𝐻𝑧
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
𝑓𝑛 = 3.105𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.65%
38
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
EJEMPLO (14/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Resumen de posibles soluciones:
Diseño original
• W18x35
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 4.12𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.54𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.307𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.69%
Cambiando la viga a W24x84
• W18x35
• W24x84
𝑓𝑛𝑗 = 4.12𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 7.17𝐻𝑧
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
𝑓𝑛 = 3.330𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.67%
39
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
EJEMPLO (15/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Resumen de posibles soluciones:
Diseño original
• W18x35
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 4.12𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.54𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.307𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.69%
Cambiando la vigueta a W21x50 y W24x55
• W21x50
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 4.84𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.29𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.57𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.58%
• W24x55
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 5.22𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.28𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.71𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.49%
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
40
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
EJEMPLO (15/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Resumen de posibles soluciones:
Diseño original
• W18x35
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 4.12𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.54𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.307𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.69%
Modificando el amortiguamiento a 5% y 4.55%
• W18x35
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 4.12𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.54𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.307𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.51%
• W18x35
• W24x55
𝑓𝑛𝑗 = 4.12𝐻𝑧
𝑓𝑛𝑔 = 5.54𝐻𝑧
𝑓𝑛 = 3.307𝐻𝑧
𝑎𝑝
𝑔 = 0.46%
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
41
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
EJEMPLO (16/17)
Ejemplo
puente
Voladizos
• Resumen de posibles soluciones:
Reglas generales:
• Incrementar siempre la rigidez del elemento con menor frecuencia
•
Si la frecuencia de la vigueta es menor que la frecuencia de la viga,
incrementar la frecuencia de la vigueta. Después increméntelas
simultáneamente hasta que se logre un diseño satisfactorio.
• Desde que sea posible incrementar la masa es una buena alternativa
para mejorar el comportamiento del sistema para vibraciones.
•
La mejor forma de controlar las vibraciones es aumentar el
amortiguamiento
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
42
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
EJEMPLO (17/17)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
• Cálculos de anchos aferentes para el mismo sistema de piso:
64008
9144
5 @ 9144 = 45720
9144
Ejemplos de anchos
Ancho
(mm)
Long.
(mm)
3 @ 9144 = 27432
A
27432
27432
B
45720
27432
C
45720
9144
Ó
13716
D
9144
27432
2 @ 13716 = 27432
4572
Zona
4572
36576
3 @ 9144 = 27432
Guía de diseño 11 del AISC – Vibraciones de piso
43
PUENTES (1/3)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo
puente
Voladizos
• Formulación
• Para evitar la resonancia con la primera armónica que produce la
excitación de una persona caminando la frecuencia natural vertical de
cada elemento y los sistemas debe estar por encima de 3Hz
𝑓𝑛 ≥ 3 𝐻𝑧
• Para evitar la resonancia con la primera armónica que produce la
excitación de la cargas laterales de viento la frecuencia natural lateral
de cada elemento y los sistemas debe estar por encima de 1.3Hz
𝑓𝑛 ≥ 1.3 𝐻𝑧
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
44
PUENTES (2/3)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo
puente
Voladizos
• Formulación
• Adicionalmente se debe satisfacer siempre la siguiente expresión para
las frecuencias verticales
820
𝑊
𝑓𝑛 ≥ 2.86𝑙𝑛
Ó
𝑊 ≥ 820𝑒 −0.35𝑓𝑛
•
Definiciones
• W = Peso total de la estructura incluyendo solo carga muerta. Se debe
usar en “kN”
• fn = Frecuencia natural vertical del puente
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
45
PUENTES (3/3)
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
Deducción de las formulas de la Guía 11 del AISC
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
𝑎𝑜
=
≤
𝑔
𝛽𝑊
𝑔
𝑃𝑜
𝑊≥ 𝑎
𝑒
𝑜
𝛽
𝑔
−0.35𝑓𝑛
Tabla 4.1 Valores recomendados para la carga de excitación, Po
Amortiguamiento
Aceleración
límite
ao/g x 100%
𝑃𝑜
𝑎𝑜
𝑔 𝛽
0.41
0.01
1.5
2730
0.41
0.01
5
820
Clase de uso
Po
(kN)
Puentes peatonales internos
Puentes peatonales externos
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
46
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (1/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 1
•
Calcular la frecuencia de piso mediante un análisis dinámico para cargas
verticales y laterales
Vista lateral del puente
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
47
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (2/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 1
• Calcular la frecuencia de piso mediante un análisis dinámico para cargas
verticales y laterales
Vista 3D
Detalle
apoyo
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
48
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (3/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 1 sin rigidizar apoyos
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
49
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (4/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 1 sin rigidizar apoyos
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
50
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Ejemplo puente (5/15)
Ejemplo
puente
Puentes
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 1 sin rigidizar apoyos
•
Frecuencia natural lateral para modo 1, fn= 1.125Hz < 1.3Hz No Cumple!!
• Frecuencia natural vertical para modo 12, fn= 3.71Hz ≥ 3.0Hz Cumple!!
• Masa participante para modo 12, W=4.05kN/m²x4.0mx20.08m=
325.3kN
𝑓𝑛 = 3.710𝐻𝑧 ≥ 2.86𝑙𝑛
820
325.3
= 2.630𝐻𝑧 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
51
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (6/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso1 con apoyos rigidizados
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
52
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (7/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia , caso1 con apoyos rigidizados
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
53
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (8/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia , caso1 con apoyos rigidizados
•
Frecuencia natural lateral para modo 1, fn= 2.382Hz ≥ 1.3Hz Cumple!!
• Frecuencia natural vertical para modo 13, fn= 5.706Hz ≥ 3.0Hz Cumple!!
• Masa participante para modo 13, W=4.05kN/m²x4.0mx20.08m=
325.3kN
𝑓𝑛 = 5.706𝐻𝑧 ≥ 2.86𝑙𝑛
820
325.3
= 2.630𝐻𝑧 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
54
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (9/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 2 en cercha vierendel
•
Calcular la frecuencia de piso mediante un análisis dinámico para cargas
verticales y laterales
Vista lateral del puente
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
Sección
55
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (10/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 2 en cercha vierendel
• Calcular la frecuencia de piso mediante un análisis dinámico para cargas
verticales y laterales
Vista 3D
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
56
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (11/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia , caso 2 con viga vierendel
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
57
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (12/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 2 con viga vierendel
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
58
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (13/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia , sin rigidizar apoyos
•
Frecuencia natural lateral para modo 1, fn= 4.49Hz ≥ 1.3Hz
Cumple!!
• Frecuencia natural vertical para modo 12, fn= 1.985Hz ≤ 3.0Hz No Cumple!!
• Masa participante para modo 12, W=4.05kN/m²x2.8mx36.0m= 408.24kN
𝑓𝑛 = 1.985𝐻𝑧 ≥ 2.86𝑙𝑛
•
820
408.24
= 1.98𝐻𝑧 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼
NOTA: El diseño esta gobernado por las vibraciones, ya que el puente que
cumple por cargas excede los límites de frecuencia permitidos.
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
59
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (14/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 2 en cercha Warren con diagonales en varilla
Vista lateral del puente
•
Frecuencia natural vertical para modo 12, fn= 3.34Hz ≥ 3.0Hz
𝑓𝑛 = 3.34𝐻𝑧 ≥ 2.86𝑙𝑛
•
Sección
816
408.24
Cumple!!
= 1.98𝐻𝑧 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼
NOTA: El diseño esta gobernado por las cargas mayóradas , ya que el
puente cumple los límites de frecuencia permitidos para estos
elementos.
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
60
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
Ejemplo puente (15/15)
Ejemplo
puente
Voladizos
Cálculo de frecuencia, caso 2 en cercha Warren con diagonales paso a paso
Especificaciones de diseño para puentes peatonales del AASHTO – Vibraciones de piso
61
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
VOLADIZOS (1/8)
Ejemplo
puente
Voladizos
Realizar modelos dinámicos aislados con las traslaciones en el plano
restringidas
Modelo aislado voladizo
Vista 3D
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
62
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
VOLADIZOS (2/8)
Ejemplo
puente
Voladizos
Realizar modelos dinámicos aislados con las traslaciones en el plano
restringidas
 Calcular las frecuencias y las masas para los modos de vibración
significativos en la dirección vertical .
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
63
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
VOLADIZOS (3/8)
Ejemplo
puente
Voladizos
Realizar modelos dinámicos aislados con las traslaciones en el plano
restringidas
 Calcular las frecuencias y las masas para los modos de vibración
significativos en la dirección vertical .
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
64
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
VOLADIZOS (4/8)
Ejemplo
puente
Voladizos
•
Calculo de predicción del porcentaje de aceleraciones
•
Modo 1 => 𝑓𝑛 = 2.342𝐻𝑧 ≤ 3.0 𝐻𝑧 𝑁𝑜 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼; 𝑊 = 111.74𝑘𝑁
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
0.29𝑘𝑁𝑥𝑒 −0.35𝑥2.342
𝑎𝑜
=
=
= 2.28% >
= 0.5%
𝑔
𝛽𝑊
0.05𝑥111.74𝑘𝑁
𝑔
•
Modo 7 => 𝑓𝑛 = 10.105𝐻𝑧 > 3.0 𝐻𝑧 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼; 𝑊 = 111.3𝑘𝑁
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
0.29𝑘𝑁𝑥𝑒 −0.35𝑥10.105
𝑎𝑜
=
=
= 0.15% ≤
= 0.5%
𝑔
𝛽𝑊
0.05𝑥111.3𝑘𝑁
𝑔
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
65
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
•
Se colocaron cuelgas entre
voladizos para vincular mayor
masa en el movimiento por
vibraciones verticales.
•
Las cuelgas no se llevaron hasta
el piso para no cambiar el
comportamiento de voladizo
inicialmente planteado
Puentes
VOLADIZOS (5/8)
Ejemplo
puente
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
Voladizos
66
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
VOLADIZOS (6/8)
Ejemplo
puente
Voladizos
Realizar modelos dinámicos aislados con las traslaciones en el plano
restringidas
 Calcular las frecuencias y las masas para los modos de vibración
significativos en la dirección vertical .
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
67
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
•
Formulación
Ejemplo
Puentes
VOLADIZOS (7/8)
Ejemplo
puente
Voladizos
Realizar modelos dinámicos aislados con las traslaciones en el plano
restringidas
 Calcular las frecuencias y las masas para los modos de vibración
significativos en la dirección vertical .
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
68
Vibraciones de piso durante la actividad humana
Criterios
Formulación
Ejemplo
Puentes
VOLADIZOS (8/8)
Ejemplo
puente
Voladizos
•
Calculo de predicción del porcentaje de aceleraciones
•
Modo 1 => 𝑓𝑛 = 2.745𝐻𝑧 ≤ 3.0 𝐻𝑧 𝑁𝑜 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼; 𝑊 = 557.82𝑘𝑁
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
0.29𝑘𝑁𝑥𝑒 −0.35𝑥2.745
𝑎𝑜
=
=
= 0.40% ≤
= 0.5%
𝑔
𝛽𝑊
0.05𝑥557.82𝑘𝑁
𝑔
•
Modo 2 => 𝑓𝑛 = 3.634𝐻𝑧 > 3.0 𝐻𝑧 𝐶𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒‼; 𝑊 = 482.33𝑘𝑁
𝑎𝑝 𝑃𝑜 𝑒 −0.35𝑓𝑛
0.29𝑘𝑁𝑥𝑒 −0.35𝑥3.634
𝑎𝑜
=
=
= 0.34% ≤
= 0.5%
𝑔
𝛽𝑊
0.05𝑥482.33𝑘𝑁
𝑔
Reflexiones estructurales Pabellón Verde - Palacio de exposiciones
69
Efecto de la masa
Sin sobrecarga
Con sobrecarga
GRACIAS
Vibraciones de piso
72