CAPÍTULO 6 CLASIFICACIÓN DE EDIFICACIONES SEGÚN EL USO, NIVEL DE DISEÑO, TIPO Y REGULARIDAD ESTRUCTURAL #

Para los efectos de la aplicación de esta Norma, las edificaciones quedarán clasificadas según su uso, nivel de diseño, tipo y regularidad estructural.

6.1 CLASIFICACIÓN SEGÚN EL USO #

6.1.1 GRUPOS #

La edificación deberá quedar clasificada en uno de los siguientes Grupos:

GRUPO A

Edificaciones que albergan instalaciones esenciales, de funcionamiento vital en condiciones de emergencia o cuya falla pueda dar lugar a cuantiosas pérdidas humanas o económicas, tales como, aunque no limitadas a:

• Hospitales: Tipo IV, Tipo III y Tipo II, definidos en la tabla C- 6.1
• Edificios gubernamentales o municipales de importancia, monumentos y templos de valor excepcional.
• Edificios que contienen objetos de valor excepcional, como ciertos museos y bibliotecas.
• Estaciones de bomberos, de policía o cuarteles.
• Centrales eléctricas, subestaciones de alto voltaje y de telecomunicaciones. Plantas de bombeo.
• Depósitos de materias tóxicas o explosivas y centros que utilicen materiales radioactivos.
• Torres de control; hangares; centros de tráfico aéreo.
• Edificaciones educacionales.
• Edificaciones que puedan poner en peligro alguna de las de este Grupo.

GRUPO B1

Edificaciones de uso público o privado, densamente ocupadas, permanente o temporalmente, tales como:

• Edificios con capacidad de ocupación de más de 3 000 personas o área techada de más de 20 000 m².
• Centros de salud no incluidos en el Grupo A.
• Edificaciones clasificadas en los Grupos B2 o C que puedan poner en peligro las de este Grupo.

GRUPO B2

Edificaciones de uso público o privado, de baja ocupación, que no excedan los límites indicados en el Grupo B1, tales como:

• Viviendas.
• Edificios de apartamentos, de oficinas u hoteles.
• Bancos, restaurantes, cines y teatros.
• Almacenes y depósitos.
• Toda edificación clasificada en el Grupo C, cuyo derrumbe pueda poner en peligro las de este Grupo.

GRUPO C

Construcciones no clasificables en los grupos anteriores, ni destinadas a la habitación o al uso público y cuyo derrumbe no pueda causar daños a edificaciones de los tres primeros Grupos.

En las edificaciones del Grupo C, se podrá obviar la aplicación de esta Norma siempre y cuando se adopten disposiciones constructivas que aseguren su estabilidad ante las acciones sísmicas previstas en el Capítulo 4

6.1.2 USOS MIXTOS #

Las edificaciones que contengan áreas que pertenezcan a más de un Grupo, serán clasificadas en el Grupo más exigente.

6.1.3 FACTOR DE IMPORTANCIA #

De acuerdo con la anterior clasificación se establece un factor de importancia $\alpha$ conforme a la Tabla 6.1.

TABLA 6.1 — FACTOR DE IMPORTANCIA

6.2 CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NIVEL DE DISEÑO #

A los fines de la aplicación de esta Norma, se distinguen los tres niveles de diseño que se especifican en la Sección 6.2.1.

6.2.1 NIVELES DE DISEÑO #

NIVEL DE DISEÑO 1

El diseño en zonas sísmicas no requiere la aplicación de requisitos adicionales a los establecidos para acciones gravitacionales.

NIVEL DE DISEÑO 2

Requiere la aplicación de los requisitos adicionales para este Nivel de Diseño, establecidos en las Normas COVENIN-MINDUR.

NIVEL DE DISEÑO 3

Requiere la aplicación de todos los requisitos adicionales para el diseño en zonas sísmicas establecidos en las Normas COVENIN-MINDUR.

6.2.2 NIVELES DE DISEÑO REQUERIDOS #

Se usará uno de los Niveles de Diseño ND indicados en la Tabla 6.2. En el detallado de elementos que formen parte de estructuras irregulares, independientemente de la zona sísmica, se aplicará el ND3 en los siguientes casos: (i) donde excepcionalmente se presenten las irregularidades anotadas en la Tabla 6.3 y (ii) en los sistemas Tipo I de redundancia limitada, tales como: edificios con menos de tres líneas resistentes en una de sus direcciones y edificios con columnas discontinuas.

TABLA 6.2 — NIVELES DE DISEÑO ND

(*) Válido para edificaciones de hasta de 10 pisos ó 30 m de altura.

(**) Válido para edificaciones de hasta de 2 pisos u 8 m de altura.

TABLA 6.3 — AREAS Y/O COMPONENTES EN LOS CUALES DEBE EXTENDERSE EL CUMPLIMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS DE DISEÑO ND3

6.3 CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE ESTRUCTURA #

A los fines de esta Norma, se establecen los tipos de sistemas estructurales en función de los componentes del sistema resistente a sismos, descritos en la Sección 6.3.1. Una estructura puede clasificar en tipos diferentes, en sus dos direcciones ortogonales de análisis.

Todos los tipos de estructuras, con excepción del Tipo IV, deberán poseer diafragmas con la rigidez y resistencias necesarias para distribuir eficazmente las acciones sísmicas entre los diferentes miembros del sistema resistente a sismos. En las Zonas Sísmicas de la 3 a la 7, ambas incluidas, no se permiten los sistemas de pisos sin vigas, ni pisos donde todas las vigas sean planas del mismo espesor de las losas.

6.3.1 TIPOS DE SISTEMAS ESTRUCTURALES RESISTENTES A SISMOS #

TIPO I: Estructuras capaces de resistir la totalidad de las acciones sísmicas mediante sus vigas y columnas, tales como los sistemas estructurales constituidos por pórticos. Los ejes de columnas deben mantenerse continuos hasta su fundación.

TIPO II: Estructuras constituidas por combinaciones de los Tipos I y III, teniendo ambos el mismo Nivel de Diseño. Su acción conjunta deber ser capaz de resistir la totalidad de las fuerzas sísmicas. Los pórticos por sí solos deberán estar en capacidad de resistir por lo menos el veinticinco por ciento (25%) de esas fuerzas.

TIPO III: Estructuras capaces de resistir la totalidad de las acciones sísmicas mediante pórticos diagonalizados o muros estructurales de concreto armado o de sección mixta acero-concreto, que soportan la totalidad de las cargas permanentes y variables. Los últimos son los sistemas comúnmente llamados de muros. Se considerarán igualmente dentro de este Grupo las combinaciones de los Tipos I y III, cuyos pórticos no sean capaces de resistir por sí solos por lo menos el veinticinco por ciento (25%) de las fuerzas sísmicas totales, respetando en su diseño, el Nivel de Diseño adoptado para toda la estructura. Se distinguen como Tipo IIIa los sistemas conformados por muros de concreto armado acoplados con dinteles o vigas dúctiles, así como los pórticos de acero con diagonales excéntricas acopladas con eslabones dúctiles.

TIPO IV: Estructuras que no posean diafragmas con la rigidez y resistencia necesarias para distribuir eficazmente las fuerzas sísmicas entre los diversos miembros verticales. Estructuras sustentadas por una sola columna. Edificaciones con losas sin vigas.

6.3.2 COMBINACIÓN DE SISTEMAS ESTRUCTURALES #

En el caso de que en alguna dirección de análisis se utilice más de un sistema estructural, en esa dirección se empleará el menor valor R de los correspondientes valores dados en la Tabla 6.4. Cuando en la combinación vertical de dos sistemas, uno de los componentes soporte un peso igual o menor que el diez por ciento (10%) del peso total de la edificación, no es necesario satisfacer este requisito.

6.4 FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESPUESTA #

Los máximos valores del factor de reducción R, para los distintos tipos de estructuras y Niveles de Diseño, están dados en la Tabla 6.4, la cual debe ser aplicada en concordancia con la Sección 6.2.2.

6.4.1 CASO DE ESTRUCTURAS IRREGULARES #

Para las irregularidades tipificadas como a.4, b.1 y b.2 en la Sección 6.5.2, así como en los sistemas estructurales Tipo I con columnas articuladas en su base, los valores de R serán minorados multiplicando los valores de la Tabla 6.4 por 0.75, sin que sean menores que 1.0. En el caso de las irregularidades a.1, a.2, a.7, a.8 y a.9 las solicitaciones obtenidas del análisis serán multiplicadas por 1.3 en todos los elementos del entrepiso donde se localice la irregularidad, y los de los entrepisos inferiores.

6.5 CLASIFICACIÓN SEGÚN LA REGULARIDAD DE LA ESTRUCTURA #

Toda edificación será clasificada como regular o irregular de acuerdo a las definiciones siguientes:

6.5.1 EDIFICACIÓN DE ESTRUCTURA REGULAR #

Se considerará regular la edificación que no esté incluida en ninguno de los apartados de la Sección 6.5.2.

TABLA 6.4 — FACTORES DE REDUCCIÓN R

(1) Para sistemas con columnas articuladas en su base el valor de R será multiplicado por 0.75

(2) En pórticos con vigas de celosía se usará 5.0 limitado a edificios de no más de 30 metros de altura

(3) En aquellos casos donde la conexión viga colectora-columna sea del Tipo PR, según la Norma COVENIN 1618-98, úsese 5.0.

(1) Para muros estructurales reforzados con planchas de acero y miembros de borde de sección mixta acero-concreto, úsese 5.0

6.5.2 EDIFICACIÓN DE ESTRUCTURA IRREGULAR #

Se considera irregular la edificación que en alguna de sus direcciones principales presente alguna de las características siguientes:

a) Irregularidades Verticales

a.1.) Entrepiso blando

La rigidez lateral de algún entrepiso, es menor que 0.70 veces la del entrepiso superior, o 0.80 veces el promedio de las rigideces de los tres entrepisos superiores. En el cálculo de las rigideces se incluirá la contribución de la tabiquería; en el caso de que su contribución sea mayor para el piso inferior que para los superiores, esta se podrá omitir.

a.2) Entrepiso débil

La resistencia lateral de algún entrepiso, es menor que 0.70 veces la correspondiente resistencia del entrepiso superior, o 0.80 veces el promedio de las resistencias de los tres entrepisos superiores. En la evaluación de la resistencia de los entrepisos se incluirá la contribución de la tabiquería; en el caso de que su contribución sea mayor para el piso inferior que para los superiores, esta se podrá omitir.

a.3) Distribución irregular de masas de uno de los pisos contiguos

Cuando la masa de algún piso exceda 1.3 veces la masa de uno de los pisos contíguos. Se exceptúa la comparación con el último nivel de techo de la edificación. Para esta verificación la masa de los apéndices se añadirán al peso del nivel que los soporte.

a.4) Aumento de las masas con la elevación

La distribución de masas de la edificación crece sistemáticamente con la altura. Para esta verificación la masa de los apéndices se añadirán al peso del nivel que los soporte.

a.5) Variaciones en la geometría del sistema estructural

La dimensión horizontal del sistema estructural en algún piso excede 1.30 la del piso adyacente. Se excluye el caso del último nivel.

a.6) Esbeltez excesiva

El cociente entre la altura de la edificación y la menor dimensión en planta de la estructura a nivel de base exceda a 4. Igualmente cuando esta situación se presente en alguna porción significativa de la estructura.

a.7) Discontinuidad en el plano del sistema resistente a cargas laterales

De acuerdo con alguno de los siguientes casos:

i) Columnas o muros que no continúan al llegar a un nivel inferior distinto al nivel de base.

ii) El ancho de la columna o muro en un entrepiso presenta una reducción que excede el veinte por ciento (20%) del ancho de la columna o muro en el entrepiso inmediatamente superior en la misma dirección horizontal.

iii) El desalineamiento horizontal del eje de un miembro vertical, muro o columna, entre dos pisos consecutivos, supera 1/3 de la dimensión horizontal del miembro inferior en la dirección del desalineamiento.

a.8) Falta de conexión entre miembros verticales

Alguno de los miembros verticales, columnas o muros, no esta conectado al diafragma de algún nivel.

a.9) Efecto de columna corta

Marcada reducción en la longitud libre de columnas, por efecto de restricciones laterales tales como paredes, u otros elementos no estructurales.

b) Irregularidades en Planta

b.1) Gran excentricidad

En algún nivel la excentricidad entre la línea de acción del cortante en alguna dirección, y el centro de rigidez supera el veinte por ciento (20%) del radio de giro inercial de la planta.

b.2) Riesgo torsional elevado

Si en algún un piso se presenta cualquiera de las siguientes situaciones:

i) El radio de giro torsional $r_t$ en alguna dirección es inferior al cincuenta por ciento (50%) del radio de giro inercial $r$.

ii) La excentricidad entre la línea de acción del cortante y el centro de rigidez de la planta supera el treinta por ciento (30%) del valor del radio de giro torsional $r_t$ en alguna dirección.

b.3) Sistema no ortogonal

Cuando una porción importante de los planos del sistema sismorresistente no sean paralelos a los ejes principales de dicho sistema.

b.4) Diafragma flexible

i) Cuando la rigidez en su plano sea menor a la de una losa equivalente de concreto armado de 4 cm de espesor y la relación largo/ancho no sea mayor que 4.5.

ii) Cuando un número significativo de plantas tenga entrantes cuya menor longitud exceda el cuarenta por ciento (40%) de la dimensión del menor rectángulo que inscribe a la planta, medida paralelamente a la dirección del entrante; o cuando el área de dichos entrantes supere el treinta por ciento (30%) del área del citado rectángulo circunscrito.

iii) Cuando las plantas presenten un área total de aberturas internas que rebasen el veinte por ciento (20%) del área bruta de las plantas.

iv) Cuando existan aberturas prominentes adyacentes a planos sismorresistentes importantes o, en general, cuando se carezca de conexiones adecuadas con ellos.

v) Cuando en alguna planta el cociente largo/ancho del menor rectángulo que inscriba a dicha planta sea mayor que 5.