MX2007008487A

MX2007008487A - Estructura de absorcion de energia compuesta.

Info

Publication number: MX2007008487A
Application number: MX2007008487A
Authority: MX
Inventors: Atle Gjelsvik; Stanley Sternchos
Original assignee: Smi Patent Holdings Group Llc
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2009-01-07
Also published as: EP1882797A2; JP2008045393A; US20080022610A1; CA2592710A1

Abstract

Una estructura compuesta que incluye un panel de pared desviada que tiene cuando menos un miembro estructural horizontalmente dispuesto incrustado cuando menos parcialmente en una losa de piso de modo que las fuerzas horizontales ejercidas en la losa de piso se transfieran al panel de pared desviada a través del miembro estructural.

Description

ESTRUCTURA DE ABSORCIÓN DE ENERGÍA COMPUESTA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una estructura de absorción de energía que se construye para transferir fuerzas horizontales de losetas de piso a paneles de pared de desviación para permitir que edificios soportes terremotos y otras fuerzas ejercidas en las mismas. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los terremotos ejercen fuerzas laterales y verticales en un edificio, y fabricar una estructura que soporte estas fuerzas aleatorias, frecuentemente repentinas es una tarea compleja. Cuando diseñar un edificio resistente a terremotos, los ingenieros pueden seleccionar varios componentes estructurales, tales como paredes de desviación, bastidores apuntalados, bastidores resistentes a momento, diafragmas y fustes horizontales. Estos elementos de construcción imparten estructuras resistentes a terremotos son la capacidad de resistir y en ocasiones absorber y disipar un movimiento sísmicamente inducido a través de una combinación de medios, incluyendo medios amortiguadores que absorbe la energía y disminuye la amplitud de oscilaciones de una estructura vibratoria y medio de deformación inelástico que puede soportar deformación inelástica considerable. Los elementos estructurales se pueden usar solos o en combinación para lograr la resistencia necesaria y absorción de energía y disipación . Las paredes desviadas son un ejemplo de un elemento estructural usado en estructuras de resistencia a terremotos. Una pared desviada es un elemento vertical en un sistema de resistencia de carga lateral de construcción que transfiere fuerzas horizontales verticalmente hacia abajo desde un diafragma arriba a un diafragma o una base abajo. De esta manera, el viento horizontal o fuerzas sísmicas se recogen en el suelo o niveles de diafragma de techo y se transfieren a la base del edificio mediante la resistencia y rigidez de las paredes desviadas. En un sistema de resistencia de carga lateral, las losetas de piso de concreto frecuentemente actúan como diafragmas y, de esta manera la conexión entre las losetas de piso y los paneles de pared desviada es crítica para transferencia efectiva de fuerzas laterales. A este respecto, entre más fuerte es la conexión entre los paneles de pared desviada y las losetas de piso, más efectivo es el sistema de resistencia de carga lateral completo al transferir cargas laterales a la base. Consecuentemente, existe una necesidad de un medio para proporcionar una conexión fuerte entre las losetas de piso y los paneles de pared desviada en un sistema de resistencia de carga lateral de edificio para mejorar la efectividad del sistema al transferir las cargas laterales a la base del edificio. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presente invención, un panel de pared desviada parcialmente incrustado en una loseta de piso transfiere fuerzas horizontales de la loseta de piso a la pared desviada o desde una loseta de piso a una loseta de piso adyacente. Específicamente, una estructura de absorción de energía compuesta de conformidad con una modalidad de ejemplo de la presente invención incluye un panel de pared desviada que tiene cuando menos un miembro estructural horizontalmente dispuesto por lo menos parcialmente incrustado en una loseta de piso de modo que las fuerzas horizontales ejercidas en la loseta de piso se transfieran al panel de pared desviada a través del miembro estructural. En cuando menos una modalidad, el miembro estructural incluye dos o más barras, cada una teniendo una forma de ángulo en sección transversal y cada una teniendo una pata vertical y una pata horizontal. La invención también abarca un método para formar una estructura compuesta en un edificio, incluyendo formar un panel de pared desviada que tiene un miembro estructural, y cuando menos incrustando parcialmente el miembro estructural en una loseta de piso, de modo que las fuerzas horizontales ejercidas en la losa de piso se transfieran al panel de pared desviada a través del miembro estructural. Estas y otras particularidades de esta invención se describen en, o son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de varias modalidades de ejemplo de esta invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Diversas modalidades de ejemplo de esta invención se describirán con detalle, con referencia a las siguientes figuras, en donde: La Figura 1 ilustra una pared desviada de conformidad con una modalidad de ejemplo de la presente invención; La Figura 2 ilustra una pared desviada de conformidad con otra modalidad de ejemplo de la presente invención, La Figura 3 es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A mostrada en la Figura 1; y La Figura 4 es una vista en perspectiva que muestra la pared desviada de la figura 1, que incluye un miembro estructural incrustado en una losa de piso. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Las diversas modalidades de ejemplo de la presente invención están dirigidas a una pared desviada que imparte a edificios con la capacidad de soportar fuerzas ocasionadas, por ejemplo, por terremotos. La pared desviada incluye múltiples paneles de pared desviada, cada uno incluyendo, como un componente, un miembro estructural, que transfiere fuerzas horizontales ejercidas en losas de piso, en donde el miembro estructural está cuando menos parcialmente incrustado, al panel de pared desviada. Se debe apreciar que los diversos conceptos de la presente invención no están necesariamente limitados a estructuras resistentes a terremotos, pero también son aplicables a estructuras que están diseñadas para soportar fuerzas generadas por cualquier otro factor, tal como por ejemplo, explosiones o vientos elevados. También se debe apreciar que la presente invención no está limitada a las estructuras de pared desviada particulares expresamente ilustradas en la presente y que se pueden usar otras estructuras de pared desviada. La Figura 1 muestra un panel de pared desviada, generalmente designado por el número de referencia 10, de conformidad con una modalidad de ejemplo de la presente ß invención. El panel 10 de pared desviada puede ser uno de muchos de estos paneles que forman una pared desviada de un edificio. El panel 10 de pared desviada está compuesto de un bastidor de forma generalmente rectangular que incluye dos miembros 12 de bastidor verticalmente dispuestos y dos miembros 14 estructurales horizontalmente dispuestos. Una abertura 16 se define por los miembros 12 de bastidor y los miembros 14 estructurales dentro del panel 10 de pared desviada. Los miembros 12 de bastidor y los miembros 14 estructurales se pueden fijar entre si por cualquier medio apropiado, tal como por ejemplo, untas de pasador, soldadura, pernos o elementos 18 de conector. El panel de pared desviada también incluye un medio de transferencia de desviación que puede adoptar cualquier forma útil. La Figura 1 muestra el medio de transferencia de desviación como tirantes 20 diagonales. Otro tipo de medios de transferencia de desviación pueden incluir un panel de desviación o un absorbedor de energía apropiado tal como se muestra en la Figura 2 y se describe en la Solicitud de Patente de E.U.A. copendiente Serie No. 10/941,159, incorporada en la presente por referencia. Específicamente, haciendo referencia a la Figura 2, el absorbedor de energía, generalmente designado por el número de referencia 21, incluye un miembro 22 dúctil y cuatro tirantes 24, Los tirantes 24 soportan un miembro 22 dúctil substancialmente en el centro de la abertura 16. El miembro 22 dúctil se forma de un material dúctil, tal como por ejemplo, acero o aluminio. Uno de los extremos de los tirantes 24 están conectados al miembro 22 dúctil mediante cualesquiera elementos de sujeción apropiados, tales como por ejemplo, tuercas 26 ajustables. Los extremos opuestos de los tirantes 24 están fijados a esquinas respectivas de los elementos 18 de conector, por ejemplo, mediante juntas de pasador, soldadura o pernos. El número de tirantes 24 no se limita a cuatro y cualquier número de tirantes 24 se puede usar en las diversas modalidades de ejemplo de la invención. En la presente modalidad de la invención, los tirantes 24 son varillas de tensión, pero también pueden ser cualesquiera otros soportes estructurales apropiadamente rígidos para el elemento 22 dúctil. Además, el miembro 22 dúctil no necesita ser en forma de anillo, como se muestra en la Figura 2, pero podría tener otras formas como se entenderá por trabajadores expertos en el ramo. Los miembros 14 estructurales pueden adoptar cualquier forma útil, por ejemplo ángulos o vigas I. Como se ve mejor en la Figura 3, que es una vista en sección transversal a lo largo de la línea A-A en la Figura 1, los miembros 14 estructurales pueden cada uno incluir dos barras de metal, generalmente designadas por los números de referencia 26, 28. Estos miembros estructurales se describen en la Patente de EUA No. 4,592,184, incorporada en la presente por referencia. Cada una de las barras 26, 28 tienen una forma de ángulo e incluyen una pata 30 vertical y una pata 32 horizontal. La pata 32 horizontal de la barra 26 se extiende en la dirección opuesta a aquella en la que la pata 32 horizontal de la barra 28 se extiende. La altura de las patas 30 verticales de las barras 26, 28 son de preferencia las mismas, aún cuando en otras modalidades las alturas puede ser diferentes. Las patas 30 verticales de las dos barras 26, 28 están separadas por la anchura de los elementos 18 conectores. Los medios 34 de acoplamiento de concreto, tales como por ejemplo, protuberancias o ranuras se forman de preferencia a intervalos espaciados a lo largo de la longitud de las patas 30 verticales. Se debe apreciar que las barras 26, 28 pueden tener cualquier otra forma apropiada. Como se muestra mejor en la figura 4, un panel 10 de pared desviada se incorpora hacia una estructura de construcción formando la losa 36 de piso de concreto en contacto íntimo con el panel 10 de pared desviada. A este respecto, el concreto se puede verter de modo que el miembro 14 estructural sea cuando menos parcialmente, pero de preferencia completamente incrustada en la losa 36 de piso. La losa 36 de piso puede formar un componente de un sistema de piso, tal como el sistema de piso descrito en la Patente de EUA No. 4,592,184. El panel 10 de pared desviada también se puede extender hacia arriba hacia un piso superior, de modo que el miembro 14 estructural superior también se pueda incrustar en una losa 36 de piso de un sistema de piso superior. Muchos de estos paneles de pared desviada se incrustan en las losas de piso de un edificio para formar la estructura de edificio completa. Colocando las losas 36 de piso en contacto intimo con los miembros 14 estructurales, cualesquiera fuerzas horizontales ejercidas en las losas 36 de piso se transferirán a la pared 10 desviada a través de los miembros 14 estructurales y/o desde una losa de piso a una losa de piso vecina. Los miembros 14 estructurales deformados permiten que las losas 36 de piso actúen más efectivamente como diafragmas al transferir energía a la pared 10 desviada o a una losa 36 de piso vecina. Mientras que esta invención se ha descrito en conjunción con las modalidades de ejemplo arriba delineadas, es evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones serán evidentes a aquellos expertos en el ramo. Consecuentemente, las modalidades de ejemplo de la invención, como se exponen arriba, se pretenden para ser ilustrativas, no limitativas. Se pueden hacer varios cambios sin abandonar el espíritu y alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. - Una estructura de absorción de energía compuesta que comprende: un panel de pared desviada que tiene cuando menos un miembro estructural horizontalmente dispuesto parcialmente incrustados en una losa de piso de modo que las fuerzas horizontales ejercidas sobre la losa de piso se transfieran al panel de pared desviado a través del miembro estructural.
2. - La estructura de absorción de energía compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde el miembro estructural comprende dos o más barras, cada una teniendo una forma de ángulo en sección transversal y cada una teniendo una pata vertical y una pata horizontal.
3. - La estructura de absorción de energía compuesta de conformidad con la reivindicación 2, en donde el miembro estructural incluye un elemento de acoplamiento de concreto formado en el miembro estructural para mejorar la conexión entre la losa de piso y el panel de pared desviada.
4. - La estructura de absorción de energía compuesta de conformidad con la reivindicación 2, en donde las dos o más barras están hechas de metal .
5. - La estructura de absorción de energía compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la pared desviada comprende además: un bastidor que tiene una abertura; y un absorbedor de energia dispuesto en la abertura.
6. - La estructura de absorción de energia compuesta de conformidad con la reivindicación 5, en donde el absorbedor de energia comprende: uno o más miembros dúctiles; y dos o más miembros de tirante que soportan el uno o más miembros dúctiles dentro de la abertura, en donde, cuando se aplica una fuerza al absorbedor de energia, el uno o más miembros dúctiles se deforman para absorber energia.
7. - La estructura de absorción de energia compuesta de conformidad con la reivindicación 5, en donde el bastidor comprende además: cuando menos un miembro de bastidor verticalmente dispuesto; y elementos conectores que conectan el cuando menos un miembro de bastidor y el cuando menos un miembro estructural .
8. - Un método para formar una estructura compuesta en un edificio que incluye una o más losas de piso, que comprende . formar un panel de pared desviada que tiene un miembro estructural; y cuando menos incrustar parcialmente el miembro estructural en una losa de piso, de modo que las fuerzas horizontales ejercidas en la losa de piso se transfieran al panel de pared desviada a través del miembro estructural.
9. - El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde el panel de pared desviada tiene cuando menos dos miembros estructurales, y el método incluye además el paso de incrustar cada uno de los miembros estructurales en una losa de piso.
10. - El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde el paso de formar un panel de pared desviada comprende. conectar un miembro de bastidor dispuesto verticalmente al miembro estructural para formar un bastidor que tiene una abertura, y disponer un absorbedor de energía en la abertura.
11. - El método de conformidad con la reivindicación 10, en don de el paso de disponer un absorbedor de energía en la abertura comprende: conectar los primeros extremos respectivos de dos o más miembros de tirante a un miembro dúctil; disponer el miembro dúctil dentro de la abertura; y conectar los segundos extremos respectivos de dos o más miembros de tirante al bastidor.