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TEMA:

MODELAMIENTO, ANALISIS LINEAL ELASTICO Y DISEÑO SISMICO ESTÁTICO DE ESTRUCTURAS APORTICADAS

ALUMNO: FLORES FLORES EBER ROLY

CURSO : ANALISIS ESTRUCTURAL II ING. RONALD SANTANA TAPIA

DATOS, ESPECICACIONES Y SUPOSICIONES ,

USO : VIVIENDA UBICACION: PROVINCIA DE HUANCAYO TIPO DE SUELO : Suelo Intermedio 

Concreto: - f´c = 210 Kg/cm² - E = 15000√ f´c = 2.1737*105 Kg/cm² = 2.1737*106 Tn/m² - Peso Específico: 2.4 Tn/m3



Albañilería: - f´m = 25 Kg/cm² - E = 500√ f´m = 2.5*103 Kg/cm² = 2.1737*104 Tn/m² - Peso Específico: 1.9 Tn/m3



Acero: Fy = 4200 Kg/cm²

(E060-2010)

,

PLANTA TIPICA

ELEVACION EJE 3

PREDIMENSIONAMIENTO: LOSA ALIGERADA : h aligerado = Ln/25

Ln = 5 m

Calculando : h = 5/25 h = 0.20 m ADOPTAMOS: h = 20 cm

Donde :

Ln : Luz Libre entre viiguetas H : Espesor de la Losa Maciza

PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGAS Y COLUMNAS VIGAS: h = 0.5 m = 50 cm b= 0.25 m = 25cm

I v = 25 x 50^3 /12 I v =260416.67 cm4 Donde :

Según La Norma E 020 b min = 25 cm

h : Peralte de la viga b: Base de la viga I v: Momento de Inercia de la viga

COLUMNAS: Ø = 0.25 m = 25 cm I c = 25 x 50^3 /12 I c =260416.67 cm4 COMPARAMOS: I c = >I v =260416.67 cm4

Ic ≥ Iv NO EXISTEN ROTULAS PLASTICAS

PREDIMENSIONAMIENTO DE ZAPATAS

CARGAS PARA ANALISIS SISMICO: MODELO APORTICADO: SISTEMA APORTICADO: COLUMNAS

S E G U N D O

COL. A-1 COL. B-1 COL. C-1 COL. A-2 COL. B-2 COL. C-2 COL. A-3 COL. B-3 COL. C-3

UNIDAD LONGITUD 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24

VIGAS EJE . A EJE . B EJE . C EJE . 1 EJE . 2 EJE . 3

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55

UNIDAD LONGITUD 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

N LOSA ALIGERADA I 300.00 ACABADOS V 100.00 E L CARGA VIVA 100.00

P(kg)

P. TOTAL (kg)

COLUMNAS

6574

COL. A-1 COL. B-1 COL. C-1 COL. A-2 COL. B-2 COL. C-2 COL. A-3 COL. B-3 COL. C-3

730 730 730 730 730 730 730 730 730

P

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

8.00 8.50 9.00 8.00 8.00 8.06

2400 2550 2700 2400 2400 2418

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

59.99

17997.84

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

PESO TOTAL CARGA MUERTA=

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

PESO TOTAL 1 PESO TOTAL DE LA ESTRUCTURA =

124.732 ton

14868

17998 7220

46.66 7.22 53.879

P R I M E R

UNIDAD LONGITUD 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24

VIGAS EJE . A EJE . B EJE . C EJE . 1 EJE . 2 EJE . 3

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

UNIDAD LONGITUD 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

N I LOSA ALIGERADA V ACABADOS 300.00 100.00 E L CARGA VIVA 200.00

P(kg)

P. TOTAL (kg)

1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814

16328

P

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

8.00 8.50 9.00 8.00 8.00 8.06

2400 2550 2700 2400 2400 2418

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

59.99

17997.84

UNIDAD

AREA

P

72.20

7219.55

Kg/m2

PESO TOTAL CARGA MUERTA=

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

14439.10

PESO TOTAL2

14868

17998 7220

56.41 14.44 70.853

MODELO APORTICADO - PLACAS: COLUMNAS

S E G U N D O

COL. A-1 COL. B-1 COL. C-1 COL. A-2 COL. B-2 COL. C-2 COL. A-3 COL. B-3 COL. C-3

UNIDAD LONGITUD 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24

VIGAS EJE . A EJE . B EJE . C EJE . 1 EJE . 2 EJE . 3

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55

UNIDAD LONGITUD 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

N LOSA ALIGERADA 300.00 I ACABADOS 100.00 V PLACAS 744.00 E EJE . 3 L CARGA VIVA 100.00

P(kg) 730 730 730 730 730 730 730 730 730

8.00 8.50 9.00 8.00 8.00 8.06

2400 2550 2700 2400 2400 2418

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

59.99

17997.84

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

Kg/m

8.06

6574

COL. A-1 COL. B-1 COL. C-1 COL. A-2 COL. B-2 COL. C-2 COL. A-3 COL. B-3 COL. C-3

14868

17998 7220

P 5997

PESO TOTAL CARGA MUERTA=

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

PESO TOTAL 1 PESO TOTAL DE LA ESTRUCTURA =

COLUMNAS

P

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

UNIDAD LONGITUD

P. TOTAL (kg)

145.623

5997

52.66

P R I M E R

471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24

VIGAS EJE . A EJE . B EJE . C EJE . 1 EJE . 2 EJE . 3

300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

N LOSA ALIGERADA I 300.00 V ACABADOS 100.00 E PLACAS EJE . 3 1848.00 L CARGA VIVA

7.22 59.875

200.00

UNIDAD

LONGITUD

P(kg)

P. TOTAL (kg)

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814

16328

UNIDAD

LONGITUD

P

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

8.00 8.50 9.00 8.00 8.00 8.06

2400 2550 2700 2400 2400 2418

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

59.99

17997.84

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

UNIDAD

LONGITUD

P

8.06

14895

Kg/m

PESO TOTAL CARGA MUERTA=

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

14439.10

PESO TOTAL 2

14868

17998 7220 14895

71.31 14.44 85.748

MODELO APORTICADO - MURO:

COLUMNAS COL. A-1 COL. B-1 COL. C-1 COL. A-2 COL. B-2 COL. C-2 COL. A-3 COL. B-3 COL. C-3

471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24

S E G VIGAS .A 300.00 U EJE EJE . B 300.00 EJE . C 300.00 N EJE . 1 300.00 300.00 D EJE . 2 EJE . 3 300.00 O LOSA ALIGERADA ACABADOS

EJE . 3

ALTURA

P(kg)

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65

1249 1249 1249 1249 1249 1249 1249 1249 1249

UNIDAD LONGITUD

300.00

N I M. TABIQUERIA EJE . A V EJE . C EJE . 1 E EJE . 3 L MUROS

UNIDAD

100.00 313.50

8.00 8.50 9.00 8.00 8.00 8.06

2400 2550 2700 2400 2400 2418

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

59.99

17997.84

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

Kg/m

313.50 313.50 313.50

8.00

1007.00

2822 2508

Kg/m

8.06

2527

8.06

100.00

8116

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

PESO TOTAL 1

17998 7220

10364

P R I M E R

471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24 471.24

VIGAS EJE . A EJE . B EJE . C EJE . 1 EJE . 2 EJE . 3

300.00 300.00 300.00 300.00 300.00 300.00

N LOSA ALIGERADA I 300.00 ACABADOS V 100.00 E MUROS EJE . 3 1463.00 L CARGA VIVA 200.00

UNIDAD

ALTURA

P(kg)

P. TOTAL (kg)

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85

1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814 1814

16328

UNIDAD

LONGITUD

P

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

8.00 8.50 9.00 8.00 8.00 8.06

2400 2550 2700 2400 2400 2418

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

59.99

17997.84

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

7219.55

UNIDAD

LONGITUD

P

8.06

11792

Kg/m

14868

17998 7220 11792

68.21

PESO TOTAL CARGA MUERTA=

UNIDAD

AREA

P

Kg/m2

72.20

14439.10

14.44 82.645

PESO TOTAL 1

P

PESO TOTAL CARGA MUERTA=

CARGA VIVA

14868

2508

9.00 8.00

Kg/m

11239

COL. A-1 COL. B-1 COL. C-1 COL. A-2 COL. B-2 COL. C-2 COL. A-3 COL. B-3 COL. C-3

P

Kg/m Kg/m

UNIDAD LONGITUD

COLUMNAS

P

Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m Kg/m

UNIDAD LONGITUD

P. TOTAL (kg)

8116

69.81 7.22 77.025

PESO TOTAL DE LA ESTRUCTURA =

159.669

Ton

METRADO DE CARGAS POR NIVEL:

EJE "X" EJE2

5

50

5-6

25

50

4.50

306797

260417

666.950

578.704

306797

-----------

666.950

-----------

CENTRO DE MASA (CM) Y CENTRO DE RIGIDEZ: EJE 3

6

50

------

7

50

7-8

25

8

50

8-9

25

50

4.00

306797

260417

666.950

651.042

50

5.00

306797

260417

666.950

520.833

15.420

4.25

4 3.977

15.174

4.5

8

SISTEMA APORTICADO - S. APORT. + MURO 9

------

50

306797

-----------

666.950

-----------

PRIMER SPISO: SEGUNDO SPISO:

Altura de portico = de 4.60 m Altura portico = 3.10 m f'c = 210 kg/cm2 f'c = 210 kg/cm2 E = 217.37 Tn/cm2 E = 217.37 Tn/cm2 COLUMNA P ORTICO

EJE A

EJE "Y" EJE B

VIGA # COLUMNA Ic (cm4) b(cm) h(cm) L(m) VIGA Iv (cm4) Ic/h (cm3) Iv/L (cm3) KL (Ton/cm) XRi YRi C. de Rigidez PORTICO N° ø (cm) # L (m) b (cm) h (cm) Ic (cm4) Iv (cm4) Ic/h (cm3) Iv/L (cm3) KL (Ton/cm) XRi YRi 1 50 1-4 25 50 4.00 306797 260417 666.950 651.042 1 50 1-4 25 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 0 4 4 50 4-7 25 50 4.00 306797 260417 666.950 651.042 15.710 EJE A 4 50 4-7 25 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 54.487 0 4 7 50 -----306797 ----------- 666.950 ---------------7 50 306797 ----------- 989.667 ----------2 50 2-5 25 50 4.00 306797 260417 666.950 651.042 2 50 2-5 25 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 5EJE "Y" 50 EJE5-8 25 50 4.00 306797 260417 666.950 651.042 4 15.710 B 5 50 5-8 25 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 4 54.487 4 4

N°

ø (cm)

XR

8

P1= P2= P3= P4= P5= P6= P7= P8= P9= SUMA =

C. de Rigidez

XR

SISTEMA APORTICADO + PLACA

50 ------

------

306797

-----------

989.667

-----------

8 50 306797 ----------- 666.950 ----------4.205 AREA=(Pi) COORD. X COORD. Y Pi.COORD-X Pi.COORD-Y PRIMER SPISO: 3 50 3-6 25 50 4.03 306797 260417 989.667 646.195 3 50 3-6 25 50 4.03 306797 260417 666.950 646.195 4.516 0.00 0.00 0.000 0.000 Altura de portico K'y = 15.697 C =6 254.60 50 m 25 306797 50 4.03 306797 260417 989.667 646.195 8.5 EJE C 6 8.554.376 4 50 EJE6-9 50 6-9 4.03 260417 666.950 646.195 15.672 f'c = 210 kg/cm2 K'x = 15.434 8.500 0.00 4.00 0.000 34.000 -----9 50 306797 ----------989.667 ----------PORTICOS -----9 50 306797 ----------- 666.950 ----------E = 217.37 Tn/cm2 X = 4.205 25 306797 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 4.516 0.00 8.00 0.000 36.128 1 50 1-2 1 25 50 50 1-2 4.00 260417 666.950 651.042 Y = 3.977 1 2 25 50 50 2-3 4.00 25 306797 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 4 54.487 4 260417 666.950 651.042 8.637 4.00 0.00 34.547 0.000 EJE 1 2 50 EJE2-3 0 15.710 PLACAS: -----3 50 306797 ----------989.667 ---------------3 50 306797 ----------666.950 ----------17.000 4.00 4.00 68.000 68.000 KLy (Ton/cm) XRi # b(cm) h(cm) L(m) Ix (cm4) Iy (cm4) Icx/h (cm3) Icy/h (cm3) KLx (Ton/cm) 25 306797 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 4 50 4-5 4 25 50 50 4-5 4.00 260417 666.950 651.042 9.426 4.00 8.00 37.703 75.406 1-2 20 460 353 105000000 190372 228261 414 8.25 25 306797 50 4.50 306797 260417 989.667 578.7044.25 4.25 EJE "X" EJE2 5EJE "X" 50 EJE2 5-6 5 25 50 50 5-6 4.50 260417 666.950 578.704 4 53.636 ##### 1.69 15.420 2-3 20 460 353 105000000 190372 228261 414 8.75 4.630 8.00 0.00 37.039 0.000 6 50 -----306797 ----------666.950 ----------6 50 -----306797 ----------989.667 ----------3.977 9.504 8.50 4.00 80.783 38.016 7 50 7-8 7 25 50 50 7-8 4.00 260417 666.950 651.042 25 306797 50 4.00 306797 260417 989.667 651.042 4.623 XR = 260417 666.950 520.833 8 15.174 3 8 25 50 50 8-9 5.00 25 306797 50 5.00 306797 260417 989.667 520.8334.552.915 4.5 5.468 9.00 8.00 49.212 43.744 EJE 3 8 50 EJE8-9 -----9 50 306797 ----------666.950 ----------4.000 YR = -----9 50 306797 ----------989.667 ----------72.196 307.284 295.293

YR

4.205 4

0 YRi 2.00

4

6.00

YR XR 8.50

3.981 8

SISTEMA APORTICADO + PLACA SEGUNDO SPISO: SEGUNDO SPISO:

ENTONCES TENEMOS EL CENTRO DE MASA :

Xo = Yo =

Altura de portico = de 3.10 m = 3.10 m Altura portico Altura de portico = f'c = 210 kg/cm2 f'c 4.60 = m 210 kg/cm2 f'c = 210 kg/cm2 E = 217.37 Tn/cm2 E = 217.37 Tn/cm2 E = 217.37 Tn/cm2

4.2563 4.0902

COLUMNA PLACAS: #

PORTICO N° ø L(cm) (m) b(cm) h(cm) # 1-2 2-3

20

460 1

EJE20A 460 4

EJE "Y" EJE B

PRIMER SPISO:

PORTICOS

K'y = 15.697 K'x = PORTICOS 15.434 X = 4.205 Y = 3.977

K'y = 54.450 K'x = 53.679 X = 4.205 Y = 3.981

VIGA PLACAS:

#

(Ton/cm) KLx (Ton/cm) K(cm3) Ly (Ton/cm) bh(cm) Ic (cm4) Iv (cm4) Ic/h (cm3) Iv/LXRi (cm3) KLLxYRi XRi YRiYRC.XRi de RigidezYRi Ix (cm4) (cm4)L(m) Icx/h Icy/h Iy (cm3) L(m) (Ton/cm) KXR Ly (Ton/cm) b(cm) (cm) hIy(cm) Ix(cm3) (cm4) (cm4) Icx/h Icy/h (cm3)

353 105000000 228261306797414 50 50353 4.00 260417 338710 1-2 1-4 20 25 310 190372 105000000 190372 #####989.667 1.69 353 105000000 190372 228261 50 4-7 25 50 4.00 306797414 260417 338710 989.667 2-3 20 310 353 105000000 190372

------

7

50

2

50

2-5

25

50

4.00

5

50

5-8

25

50

4.00

8

50

------

306797

-----------

989.667

8.25 651.042 614 8.75 651.042 614

2.00

##### 2.51 6.00 0 54.487

651.042 XR =

4.395

651.042 YR =

3.999 54.487

306797

-----------

-----------

989.667

4.00 8.25

4

-----------

XR260417 = 4.623989.667 4.000989.667 YR = 306797 260417 306797

8.50

4

4

XR

8.75

2.00 6.00

XR 8.50

EXCENTRICIDADES:

DISEÑO SISMORRESISTENTE – ANALISIS ESTATICO PERIODO FUNDAMENTAL (T) Donde :

T = (Hn / Ct)

Calculando : T = (7.70/ 35) T = 0.22 segundos < 0.7 seg

Factor de Amplificación Sísmica (C ) Tp = 0.6 (Suelo Intermedio)

C = 2.5 (Tp / T) ≤ 2.5 Calculando: C = 2.5 (0.6 / 0.22) C = 6.82 ≥ 2.5 ( se usa 2.5 )

Hn : Altura de edificio Ct : Sistema Aporticado (35 )

:

FUERZA CORTANTE DE LA BASE (V)

V=(ZxUxCxSxP)/R

Donde :

Z : Factor de zona – zona 2 U : Uso de vivienda C :Factor de ampliacion sismica S : Factor de suelo Intermedio P :Peso sismico R : Coeficiente de reduccion

:

FUERZA CORTANTE DE LA BASE (V)

V=(ZxUxCxSxP)/R

DIRECCION "X" MODELO Aporticado Dual(Aport.+Placa) Aporticado+Muros

Z 0.25 0.25 0.25

U 1 1 1

C 2.5 2.5 2.5

S 1.2 1.2 1.2

R 8 8 8

P 108.49 129.38 143.43

Cort. Basal (V) Ton 10.171 12.129 13.446

DIRECCION "Y" MODELO Aporticado Dual(Aport.+Placa) Aporticado+Muros

Z 0.25 0.25 0.25

COMPROBAMOS:

U 1 1 1

C 2.5 2.5 2.5

S 1.2 1.2 1.2

R 8 7 8

P 108.49 129.38 143.43

Cort. Basal (V) Ton 10.171 13.862 13.446

.125

.125

………………….. OK!

DISTRIBUCION DE FUERZA SISMICA ( F)

EN DIRECCION “X”:

DISTRIBUCION DE FUERZA SISMICA ( F)

EN DIRECCION “Y”:

FUERZAS SISMICAS Y MOMENTOS TORSORES PARA EL ANALISIS EN SAP2000 SX1 APORTICADO Fx(ton) 5.846 4.325

Fy(ton) 5.846 4.325

ex 0.5022 0.5014

ey 0.6447 0.6393

TorsionXX 3.769 2.765

TorsionYY 2.936 2.168

APORTICADO+ PLACAS Fx(ton) PISO 2 6.658 PISO 1 5.471

Fy(ton) 7.609 6.253

ex 0.0578 0.2867

ey 0.6108 0.6113

TorsionXX 4.067 3.345

TorsionYY 0.440 1.793

Fy(ton) 8.408 5.038

ex 0.5022 0.5014

ey 0.6447 0.6393

TorsionXX 5.421 3.221

TorsionYY 4.223 2.526

PISO 2 PISO 1

APORTICADO+MUROS PISO 2 PISO 1

Fx(ton) 8.408 5.038

SX2 APORTICADO Fx(ton) 5.846 4.325

Fy(ton) 5.846 4.325

ex -0.3735 -0.3741

ey -0.3619 -0.3654

TorsionXX -2.115 -1.581

TorsionYY -2.184 -1.618

APORTICADO+ PLACAS Fx(ton) PISO 2 6.658 PISO 1 5.471

Fy(ton) 7.609 6.253

ex -0.9758 -0.6325

ey -0.3845 -0.3841

TorsionXX -2.560 -2.102

TorsionYY -7.425 -3.955

Fy(ton) 8.408 5.038

ex -0.3735 -0.3741

ey -0.3619 -0.3654

TorsionXX -3.043 -1.841

TorsionYY -3.141 -1.885

PISO 2 PISO 1

APORTICADO+MUROS PISO 2 PISO 1

Fx(ton) 8.408 5.038

MODELADO EN SAP2000

RESULTADOS Y DESPLAZAMINETOS:

CONTROL DE DERIVAS:

CONCLUSIONES  El edificio cumplió con el control de desplazamientos el modelo APORT. + PLACA, pero para los demás NO por lo que sera necesario aplicar innovaciones.  La implementación de arriostres también. Esta innovación es mucho más económica, por lo que seria más recomendable.  Incremento de peraltes en la columnas. Incrementar la resistencia del concreto no resultó del todo satisfactoria. Se puede incrementar aún más, pero no es económico.  Para las distintas opciones a Emplear como solución se tendrá que realizar todo el análisis previamente descrito en este informe y poder CONTROLAR LAS DERIVAS HASTA QUE MUESTRE RESULATADOS SATISFACTORIOS.