¿Se permite un modo torsional como segundo modo de vibración para un edificio de pisos G + 18?

El modo torsional se encuentra comúnmente como el tercer modo de vibración (después de los modos traslacionales en X e Y). No he encontrado ningún código que diga que tales modos están “no permitidos”, pero sé que el método equivalente de grado único de libertad no puede usarse para tales estructuras.

Si está utilizando los procedimientos codal para determinar cosas como cizallas de base / cizallas de pisos, entonces es un gran no-no porque los códigos requieren que las estructuras sean regulares (preferiblemente simétricas) en planta y elevación y para tales estructuras, el modo torsional no puede ser el primero o 2do modo.

Es muy interesante que un edificio de un piso G + 18 tenga un modo torsional como el segundo modo porque 19 pisos tienen la longitud suficiente para hacer que el edificio sea delgado, por lo que debería ser fácil balancearse en direcciones de traslación X e Y.

Claramente, el edificio en consideración no es regular en el plan. Ya sea

  1. Tiene una relación de aspecto muy muy sesgada (la relación longitud / amplitud es enorme)
  2. Tiene esquinas reentrantes (esquinas de 270 grados desde el interior del edificio)
  3. El centro de masa y la rigidez están muy separados (un lado del edificio es mucho más rígido que el otro, o algo similar)

Para tales edificios, estoy seguro de que los códigos recomiendan realizar análisis y diseños sísmicos (utilizando modelos 3D completos) a partir de los primeros principios, donde el efecto de la torsión se tiene en cuenta inherentemente.

También sería útil conocer la participación masiva en este modo torsional. No es raro que los softwares escupan modos que tienen una participación masiva insignificante entre los primeros 10 modos. Mi instinto dice que, por lo general, los segundos modos tienen una participación masiva de al menos el 10%. Si este modo tiene algo parecido a eso, es correcto. Si la participación masiva es como 0.5%, creo que uno puede descuidar ese modo si el edificio cumple con los requisitos sísmicos codal (regularidad en el plano / elevación).

Espero que tenga sentido.

La vibración torsional en una estructura (aquí; edificios) ocurre debido a un desacuerdo entre los puntos de centro de gravedad (CG) y el centro de rigidez (CR). Los edificios con planos asimétricos, elevaciones y distribución irregular de rigidez o masa refuerzan dicha discordia entre los puntos de CG y CR. La vibración torsional tiende a dominar las características de vibración de la estructura cuando la rigidez torsional es menor que su rigidez lateral.

Sin embargo, un modo torsional puede ocurrir como cualquier modo de vibración que depende de la configuración de masa y rigidez de la estructura. Si un modo de torsión es significativo, ya que el segundo modo de vibración depende sustancialmente de su contribución a la respuesta total de la estructura. Modos con alta masa efectiva se excitan fácilmente que los modos con baja masa efectiva. Por lo tanto, se debe considerar un número suficiente de modos que contribuyan con una masa estructural efectiva total significativa (Factor de participación de masa modal efectiva (EMPF)) a la respuesta dinámica de la estructura. En general, el número de modos considerados en el análisis debe representar al menos un EMPF del 90%; que en la mayoría de los casos es contribuido por los primeros tres modos de vibración del sistema.

Preguntar si se permite un modo torsional como el segundo modo de vibración para un edificio de pisos G + 18 no es concluyente a menos que extraiga y estudie sus características de vibración.

No está de más decir que la vibración torsional induce características de respuesta complicadas a la estructura y, por lo tanto, se evita asegurando la rigidez adecuada y las configuraciones de distribución de masa.

Sí, los dos primeros modos del edificio serán traslacionales y no torsionales, esto se establece en la tabla 5 de IS-1893: 2016.

Muchas estructuras actuales en ciudades donde la forma de la parcela disponible es irregular, en cuyo caso nuestra estructura también es irregular en el plan. También en algunos casos debido a la intención arquitectónica, la forma de la estructura es irregular. En tales casos, existe una alta posibilidad de que el modo torsional sea el primer o segundo modo del edificio.

Podemos superar esto equilibrando la rigidez de los elementos resistentes a la carga lateral del edificio, como los muros de corte.

¡Bien! No debería estar ahí. Idealmente, debería ser el tercer modo después de dos modos de traducción.

Aunque depende del plan de su edificio, ya sea simétrico o asimétrico. Un plan asimétrico o incluso alguna excentricidad en la disposición de las habitaciones / escaleras conducirá a un modo torsional temprano.

Si el segundo modo es torsional, sugiere que el edificio es altamente vulnerable a la excitación sísmica y del viento, ya que la mayoría de los edificios no están diseñados para la torsión a nivel mundial.

Es algo que cualquier ingeniero estructural o de terremotos trataría de evitar … Para que un edificio de 19 pisos muestre que el Modo Torsional es el segundo modo de falla, es un problema grave … para un diseño resistente a los terremotos, las disposiciones de diseño enfatizan que la estructura sea regular para evitar la torsión … también debes hacer lo mismo.

Es mejor que rediseñe la estructura y ponga énfasis en hacerla más estable …

O bien, puede buscar las Técnicas de aislamiento de base si su cliente es inflexible con el mismo diseño …

Teóricamente sí. Nada prohíbe que el segundo modo sea un modo torsional. Pero en la mayoría de las configuraciones de construcción, el modo torsional no es uno de los modos dominantes.

No tendrá la misma respuesta para cada construcción de historia G + 18. No podemos decidirlo sin mirar el plan.

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