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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

Curso: INGENIERIA SISMORRESISTENTE

Profesor: OMART DEMETRIO, TELLO MALPARTIDA Tema: “Análisis Estático de edificio de 7 pisos” Alumno: NEIL NICANOR, SOSA ESPINOZA Ciclo: 8 FEBRERO - 2015

1. DEFINICION DEL SISTEMA ESTRUCTURAL Los sistemas estructurales se clasificaran según los materiales usados y el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada dirección tal como se indica en la Tabla N°6.

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Según la clasificación que se haga de una edificación se usará un coeficiente de reducción de fuerza sísmica (R). Para el diseño por resistencia última las fuerzas sísmicas internas deben combinarse con factores de carga unitarios. En caso contrario podrá usarse como (R) los valores establecidos en Tabla N°6 previa multiplicación por el factor de carga de sismo correspondiente.

1. Por lo menos el 80% del cortante en la base actúa sobre las columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la NTE E.060 Concreto Armado. En caso se tengan muros estructurales, estos deberán diseñarse para resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con su rigidez. 2. Las acciones sísmicas son resistidas por una combinación de pórticos y muros estructurales. Los pórticos deberán ser diseñados para tomar por lo menos 25% del cortante en la base. Los muros estructurales serán diseñados para las fuerzas obtenidas del análisis segúnArtículo 16 (16.2) 3. Sistema en el que la resistencia sísmica está dada predominantemente por muros estructurales sobre los que actúa por lo menos el 80% del cortante en la base. 4. Edificación de baja altura con alta densidad de muros de ductilidad limitada. 5. Para diseño por esfuerzos admisibles el valor de R será 6. (*) Estos coeficientes se aplicarán únicamente a estructuras en las que los elementos verticales y horizontales permitan la disipación de la energía manteniendo la estabilidad de la estructura. No se aplican a estructuras tipo péndulo invertido. (**) Para estructuras irregulares, los valores de R deben ser tomados como % de los anotados en la Tabla. Para construcciones de tierra referirse a la NTE E.080 Adobe. Este tipo de construcciones no se recomienda en suelos S3, ni se permite ensuelos S4. Son las que no tienen discontinuidades significativas horizontales o verticales en su configuración resistente a cargas laterales. 2

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2. CALCULO DE LA FUERZA CORTANTE Z=0.3 (Ubicación del edificio es en la ciudad de Puno, departamento de Puno) U=1.50 (Es una edificación educativa, y de gran altura) S=1.00 (Tipo de Suelo es Roca) R=7(Para el cálculo inicial se considera que es dual)

Asumiendo que la estructura es de un sistema estructural dual, tomamos como coefiente de reduccion R=7, y lo multiplicaremos por 0.75, porque la estructura presenta mas de una irregularidad en su configuracion estructural. Se obtiene como un valor de fuerza cortante de V=698.6 Ton, con ello evaluaremos la rigidez de los elementos que tomaran la fuerza cortante. Calculando el modulo de elasticidad del concreto: Ec=15000 √ f ' c Calculando la rigidez de las columnas: 12. Ec . I Kc= L2 Calculando la rigidez de las placas: Ec . t

Kc= 4.

h 3 h +3 l l

(( ) )

h : Altura del muro estructural

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l: Longitud delmuro estructural t : Espesor del muro estructural

Ec : Modulo de eslasticidad del concreto Se calculan las rigideces de los elementos estructurales, el porcentaje de fuerza cortante que toman; con la finalidad de determinar que sistema estructural es el correspondiente al edificio.

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De los cuadros anteriormente mostrados, se determina que el sistema estructural en el sentido X-X y Y-Y es de muros estructurales, por lo que toman un cortante de mas del 80% del total, por lo tanto el coeficiente de reduccion deberia ser:

Se procede al recalculo de la fuerza cortante:

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3. AREA DE COLUMNAS NECESARIO Se calcula el área de columnas requeridas en ambos sentidos. Además debido a que el sistema estructural es de muros estructurales en ambos sentidos, la fuerza cortante será la misma:

También se sabe que el área total de las columnas y placas es de 14.46m2, es decir que es suficiente para la soportar la fuerza cortante (V). 4. DISTRIBUCIÓN DE LA FUERZA SÍSMICA EN ALTURA Si el período fundamental (T=1.4s), es mayor que 0,7 s, una parte de la fuerza cortante V, denominada Fa, deberá aplicarse como fuerza concentrada en la parte superior de la estructura. Esta fuerza Fa se determinará mediante la expresión:

Fa=0.07 . T . V ≤ 0.15 . V

Fa=79.87 Ton ≤ 122.25Ton

Y de acuerdo a la formula de distribucion de fuerzas en distintos niveles:

Se obtiene el siguiente Cuadro: CUADRO DE DISTRIBUCION DE FUERZA CORTANTE

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5. DESPLAZAMIENTOS LATERALES Desplazamientos Laterales Permisibles El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según el Artículo 16 (16.4), no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso que se indica en la Tabla N° 8.

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS EN Y-Y

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REGISTRO DE DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS EN X-X

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6. Conclusiones El edificio de 15 pisos está conformado por un sistema estructural de muros estructurales, tanto en el sentido del eje X-X, como en el sentido Y-Y, además que su coeficiente de reducción R=6, y considerando que es irregular, R=4.5. Para resistir el esfuerzo cortante, el requerido por el edificio es de 10.81m2 de sección de concreto, y con lo que se cuenta es de 14.40m2 de sección de concreto, es decir soportará el esfuerzo cortante. La fuerza cortante total, según los parámetros sísmicos correspondientes al edificio, es V=815.03 Ton. Debido a que el periodo fundamental es de 1.4s, se debe realizar el cálculo de Fa (Fa=79.87 Ton), y el resto de la fuerza cortante se debe distribuir en el resto de pisos. Los desplazamientos en el último nivel, son superiores a los indicados por la norma. Se deberá mejorar la rigidez de la edificación.

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ANEXOS:

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Figura 1. Diagrama de momentos flectores.

Figura 2. Diagrama de momentos flectores en primera planta.

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Figura 3. Modelado de edificio de 15, para laboratorios de computo.

Figura 4. Desplazamientos del edificio de 15vo piso.

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