Sección A403 — ANÁLISIS Y DISEÑO

[BS] A403.1 General. Las modificaciones requeridas por las disposiciones de este capítulo deberán diseñarse de acuerdo con las disposiciones del California Building Code para construcción nueva, excepto cuando se modifiquen por este capítulo.

Excepción: Edificios para los cuales se apliquen y utilicen las medidas prescriptivas proporcionadas en la Sección A404.

La alteración del sistema existente de resistencia a fuerzas laterales o del sistema portante de cargas verticales no deberá reducir la resistencia ni la rigidez de la estructura existente, a menos que la estructura alterada permanezca conforme al código de construcción y a este capítulo.

[BS] A403.2 Alcance del análisis. Este capítulo requiere que la alteración, reparación, reemplazo o adición de elementos estructurales y sus conexiones cumplan con los requisitos de resistencia y rigidez aquí establecidos. El análisis de la trayectoria de carga lateral deberá incluir los elementos resistentes y conexiones desde el diafragma de madera inmediatamente encima de cualquier línea de muro blando, débil o con frente abierto hasta la interfaz con el suelo de cimentación o hasta el último nivel superior de una estructura tipo podio compuesta por sistemas estructurales de acero, mampostería o concreto que soporte la estructura superior de madera. Los niveles superiores al último nivel con línea de muro blando, débil o con frente abierto deberán considerarse en el análisis, pero no es necesario modificarlos. El análisis de la trayectoria de carga lateral para elementos estructurales añadidos deberá incluir la evaluación de la capacidad admisible de carga y presiones laterales del suelo conforme al código de construcción. Cuando cualquier parte de un edificio dentro del alcance de este capítulo esté construida sobre o en una pendiente más inclinada que una unidad vertical por tres unidades horizontales (pendiente del 33%), el sistema de resistencia a fuerzas laterales en y debajo del diafragma de nivel base deberá analizarse para los efectos de fuerzas laterales concentradas en la base causadas por esta condición de ladera.

[BS] A403.3 Corte basal de diseño y parámetros de diseño. Se permitirá que el corte basal de diseño en una dirección dada sea el 75 por ciento del valor requerido para construcción nueva similar conforme al código de construcción. El valor de R utilizado en el diseño del reforzamiento de cualquier nivel no deberá exceder el valor más bajo de R usado en la misma dirección en cualquier nivel superior. El factor de sobre-resistencia del sistema, Ω 0, y el factor de amplificación de deflexión, C d, no deberán ser menores que el mayor valor respectivo correspondiente al factor R utilizado en la dirección considerada.

Excepciones:

1. Para estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico B, se permitirá que los valores de R, Ω 0 y C d se basen en el sistema de resistencia a fuerzas sísmicas utilizado para lograr el reforzamiento requerido.

2. Para estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico C o D, se permitirá que los valores de R, Ω 0 y C d se basen en el sistema de resistencia a fuerzas sísmicas utilizado para lograr el reforzamiento requerido, siempre que al completarse el reforzamiento, la estructura reforzada no presente una irregularidad extrema de nivel débil definida como Tipo 5b en ASCE 7, Tabla 12.3-2.

3. Para estructuras asignadas a la Categoría de Diseño Sísmico E, se permitirá que los valores de R, Ω 0 y C d se basen en el sistema de resistencia a fuerzas sísmicas utilizado para lograr el reforzamiento requerido, siempre que al completarse el reforzamiento, la estructura reforzada no presente un nivel extremadamente blando, un nivel débil, o una irregularidad extrema de nivel débil definidas, respectivamente, como Tipos 1b, 5a y 5b en ASCE 7, Tabla 12.3-2.

4. Para sistemas de reforzamiento que involucren diferentes sistemas de resistencia a fuerzas sísmicas en la misma dirección dentro del mismo nivel, se permitirá diseñar los elementos resistentes usando el valor menor de R para los diferentes sistemas estructurales encontrados en cada línea independiente de resistencia si se cumplen todas las siguientes condiciones: 4.1. El edificio está asignado a la Categoría de Riesgo I o II. 4.2. La altura del edificio no supera los cuatro niveles sobre el plano de nivelación. 4.3. Los sistemas de resistencia a fuerzas sísmicas del edificio reforzado comprenden únicamente muros de corte de paneles estructurales de madera, marcos resistentes a momento de acero, columnas voladizas de acero y marcos arriostrados de acero. Los valores para C y Ω 0 deberán ser consistentes con el valor de R utilizado.

5. Con referencia a ASCE 7, Tabla 12.2-1, se permitirá el uso sin limitación de sistemas ordinarios, intermedios y especiales de acero, y todos los sistemas de entramado ligero cuando dichos sistemas se usen únicamente para el reforzamiento conforme a los requisitos de este capítulo.

[BS] A403.3.1 Resistencia esperada del nivel. A pesar de cualquier otro requisito de las Secciones A403.3 o A403.4, la resistencia total esperada de los elementos de reforzamiento añadidos a cualquier nivel no deberá exceder 1.7 veces la resistencia esperada del nivel inmediatamente superior en un edificio de dos niveles, o 1.3 veces la resistencia esperada del nivel inmediatamente superior en un edificio de tres niveles o más, siempre que los elementos de reforzamiento estén ubicados simétricamente respecto al centro de masa del nivel superior, o de forma que se minimice la torsión en el nivel reforzado. El cálculo de la resistencia esperada del nivel y la identificación de irregularidades en la Sección A403.3 deberán basarse en la resistencia esperada de todas las líneas de muro, incluso si están revestidas con materiales no conformes. Se permitirá reducir la resistencia de una línea de muro sobre el nivel reforzado para considerar la falta de trayectoria de carga adecuada o resistencia al vuelco.

[BS] A403.3.2 Parámetros de sismicidad, clase del sitio y peligros geológicos. Para cualquier sitio designado como Clase de Sitio E, el valor de F se tomará como 1.2. No se requieren procedimientos específicos del sitio para el cumplimiento de este capítulo. No se requiere la mitigación de peligros geológicos existentes en el sitio, tales como suelos susceptibles a licuefacción, ruptura de falla o deslizamientos, para cumplir con este capítulo.

[BS] A403.4 Limitaciones de desplazamiento lateral del nivel. El desplazamiento lateral calculado para cada nivel reforzado no deberá exceder la deformación admisible compatible con todos los elementos resistentes a cargas verticales y 0.025 veces la altura del nivel. El desplazamiento lateral calculado no deberá reducirse por los efectos de la rigidez horizontal del diafragma, pero deberá aumentarse cuando estos efectos produzcan rotación. Los cálculos de desplazamiento deberán realizarse conforme al código de construcción.

[BS] A403.4.1 Estructuras tipo poste. Los efectos de rotación y rigidez del suelo deberán incluirse en el desplazamiento lateral calculado cuando las cargas laterales sean resistidas por elementos verticales cuya profundidad requerida de empotramiento se determine mediante fórmulas para postes. El coeficiente de reacción del subsuelo utilizado en los cálculos de deflexión deberá basarse en una investigación geotécnica realizada conforme al código de construcción.

[BS] A403.5 Compatibilidad de deformaciones y efectos P Δ. Se aplicarán los requisitos del código de construcción, excepto cuando se modifiquen aquí. Los elementos estructurales y sus conexiones que no sean requeridos por diseño para formar parte del sistema de resistencia a fuerzas laterales deberán diseñarse y detallarse para ser adecuados para mantener el soporte de las cargas gravitacionales esperadas cuando se sometan a las deformaciones esperadas causadas por fuerzas sísmicas. Se deberá considerar la demanda incrementada causada por efectos P Δ y la estabilidad al desplazamiento lateral del nivel en niveles reforzados que dependan de la resistencia y rigidez de columnas voladizas para la resistencia lateral.

[BS] A403.6 Ataduras y continuidad. Todas las partes de la estructura incluidas en el alcance de la Sección A403.2 deberán estar interconectadas según lo requerido por el código de construcción.

[BS] A403.7 Elementos colectores. Se deberán proporcionar elementos colectores para transferir las fuerzas sísmicas entre los elementos dentro del alcance de la Sección A403.2.

[BS] A403.8 Diafragmas de piso. Los diafragmas de piso dentro del alcance de la Sección A403.2 deberán demostrar tener resistencia adecuada en las siguientes ubicaciones:

1. Para diafragmas revestidos con madera aserrada sin piso integral de madera dura en todo el diafragma: el funcionario del código está autorizado a eximir el requisito cuando se demuestre que la condición ocurre en áreas lo suficientemente pequeñas como para no afectar el desempeño general del edificio.
2. Para todos los demás diafragmas se deberá demostrar que se proporciona resistencia adecuada en los lugares donde se transfieren fuerzas entre el diafragma y cada elemento vertical nuevo o reforzado del sistema de resistencia a fuerzas sísmicas. Se deberán proporcionar elementos colectores donde sea necesario para distribuir la fuerza transferida sobre una mayor longitud del diafragma.

Excepción: Cuando se demuestre que los elementos verticales existentes del sistema de resistencia a fuerzas sísmicas cumplen con este capítulo, no será necesario evaluar los diafragmas.

[BS] A403.9 Muros de corte con estructura de madera. Los muros de corte con estructura de madera deberán tener resistencia y rigidez suficientes para resistir las cargas sísmicas y deberán cumplir con los requisitos de esta sección. Cuando se aplique nuevo revestimiento a montantes existentes para crear nuevos muros de corte con estructura de madera, los nuevos elementos del muro se considerarán sistemas de muros portantes para efectos de determinar los parámetros de diseño sísmico.

[BS] A403.9.1 Productos de yeso o estuco de cemento. No se deberán usar productos de yeso o estuco de cemento para proporcionar la resistencia requerida por la Sección A403.3 ni la rigidez requerida por la Sección A403.4.

[BS] A403.9.2 Paneles estructurales de madera.

[BS] A403.9.2.1 Límite de desplazamiento lateral. Los muros de corte de paneles estructurales de madera deberán cumplir con la limitación de desplazamiento lateral del nivel establecida en la Sección A403.4. La conformidad con la limitación de desplazamiento lateral deberá determinarse mediante pruebas aprobadas o cálculo. Se permitirá que paneles individuales de corte excedan la relación máxima de aspecto, siempre que no se excedan el desplazamiento lateral admisible y las capacidades de corte admisibles.

[BS] A403.9.2.2 Aberturas. Se permitirá diseñar muros de corte para continuidad alrededor de aberturas conforme al código de construcción. Se deberá proporcionar bloqueos y cintas de acero en las esquinas de las aberturas para transferir fuerzas de los elementos de borde discontinuos a los elementos de panel adyacentes. Alternativamente, se permitirá usar las disposiciones para muros de corte perforados del código de construcción.

[BS] A403.9.3 Conectores de anclaje.

[BS] A403.9.3.1 Anclajes de expansión en tensión. No se deberán usar anclajes de expansión que proporcionen resistencia a tensión por fricción para conectar dispositivos de anclaje a elementos existentes de concreto o mampostería.

[BS] A403.9.3.2 Profundidad requerida de empotramiento. La profundidad requerida de empotramiento o distancia al borde para el anclaje usado en el conector de anclaje deberá proporcionarse en el concreto o mampostería debajo de cualquier losa de concreto simple, a menos que se presente evidencia satisfactoria al funcionario del código que demuestre que la losa de concreto y las zapatas son de construcción monolítica.

A403.10.1 Marcos de momento especiales. Los marcos de momento especiales de acero deberán cumplir con todas las disposiciones aplicables de AISC 341, excepto que la Sección E3.4a que aborda columnas fuertes/vigas débiles de AISC 341, no es requerida para columnas que no soporten carga gravitacional.

A403.10.2 Sistemas de marcos de momento invertidos. Se permitirá que los sistemas de columnas en voladizo sean diseñados como marcos de momento especiales, intermedios u ordinarios invertidos, con los coeficientes sísmicos correspondientes para el diseño de marcos de momento, cuando el sistema cumpla con las siguientes condiciones:

1. Las columnas no soportan carga gravitacional.

2. Las columnas están configuradas en pares o grupos mayores conectados por una cimentación continua de concreto reforzado o viga de cimentación.

3. La cimentación o viga de cimentación deberá ser diseñada para resistir el momento plástico esperado en la base de cada columna, calculado como R y F y Z de acuerdo con AISC 341.

4. La flexibilidad de la cimentación o viga de cimentación, considerando las propiedades de la sección fisurada del concreto reforzado, deberá incluirse en el cálculo de la deformación del sistema de marco de acero.

5. La altura de la columna se tomará como el doble de la altura real al verificar el pandeo lateral por torsión.