• Author / Uploaded
• Victor Rene H. R.

Citation preview

ANALISIS SISMICO ESTATICO DE EDIFICIO APORTICADO ALUMNA: CHIPANA CRUZADO ANDREA PROFESOR: DR. GENNER VILLARREAL CASTRO

INTRODUCCION 





El presente trabajo trata de la modelación sísmica de una estructura aporticada, en la cual realizamos un análisis estático y lo comparamos con respecto a una modelación con Balasto. También se presentarán soluciones para los desplazamientos que no cumplen con la Norma E-030 La modelación de la estructura se llevó a cabo mediante el software SAP 2000 el cual fue de gran ayuda para calcular los desplazamientos, asentamientos y esfuerzos.

DATOS DE LA ESTRUCTURA         

L1= Chipana = 7 m L2= Cruzado = 7m L3= Andrea = 6m USO: Vivienda, Planta “A” TIPO DE SUELO: Suelo rígido UBICACION: Liima f’c = 210 Kg/cm2 fy = 4200 Kg/cm2 DIAFRAGMA HORIZONTAL: Losa aligerada

PREDIMENSIONAMIENTO

LOSA ALIGERADA

H= L/25 L= Luz Libre de Viguetas

7.00m

H=

0.28m Tomaremos

Ancho de Vigueta:

0.10m

Entre Ejes de Viguetas:

0.40m

0.30m

COLUMNAS Área Tributaria Para Columna C-1 =

49.00

m2

Área Tributaria Para Columna C-2 = Área Tributaria Para Columna C-3 = Área Tributaria Para Columna C-4 =

24.50 24.50 12.25

m2 m2 m2

PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS CON LOS DATOS ENCONTRADOS GENERALIDADES Tipos de Columnas: C1 = Columna central C2 = Columna extrema de un pórtico interior principal C3 = Columna extrema de un pórtico interior secundario C4 = Columna de esquina Formula Para el Dimensionamiento de Columnas:

bD

=

P n*f'c

Donde:

D b

: Dimensión de la sección en la dirección del análisis sísmico de la columna La otra dimensión de la sección de la : columna

P

: Carga Total que soporta la columna (Acorde a la Tabla Nº 01)

f'c

: Resistencia del Concreto a la compresión simple

n

: Coeficiente sismico, que depende del tipo de columna (ver tabla Nº 01)

ENCONTRANDO EL WT (CARGA ÚLTIMA), DEL 4º PISO Encontrando el WD: Peso Propio del Techo Aligerado

:

420.00 Kg/m2

Peso de Vigas

:

140.00 Kg/m2

Peso de Columnas

:

70.00 Kg/m2

Peso de la Tabiqueria

:

150.00 Kg/m2

Peso de los Acabados

:

100.00 Kg/m2

WD

880.00 Kg/m2

Norma

3.30 3.30 3.30

Encontrando el WL: Sobrecarga SEGÚN RNE (NORMA E-020) WT =

:

100.00 Kg/m2

WL

100.00 Kg/m2

4.30

WD + WL

WT =

880.00

Kg/m2 +

WT =

980.00

Kg/m2

100.00

Kg/m2

ENCONTRANDO EL WT (CARGA ÚLTIMA), DEL 1º AL 3º PISO Encontrando el WD: Peso Propio del Techo Aligerado

:

420.00 Kg/m2

Peso de Vigas

:

140.00 Kg/m2

Peso de Columnas

:

70.00 Kg/m2

Peso de la Tabiquería

:

330.00 Kg/m2

Peso de los Acabados

:

100.00 Kg/m2

WD

1060.00 Kg/m2

3.30

3.30

3.30

Encontrando el WL: Sobrecarga SEGÚN RNE (NORMA E-020) WT = WT =

WD + WL 1060.00

WT =

1,260.00

Kg/m2 + Kg/m2

200.00 Kg/m2

:

200.00 Kg/m2

WL

200.00 Kg/m2

4.30

COLUMNA C-1

COLUMNA C-2 y C-3

Nº de PG = WT*At N = pisos PG = AT x WT' x N + AT x WT''

Pisos Inferiores

Pisos Inferiores PG = PG =

49.00 233,240.00

x 1,260.00 Kg

Azotea x

P

=

1.10 PG.

DE LA TABLA Nº 01

P P

= =

1.10 x 256,564.00

233,240.00 Kg

bD =

256,564.00 0.45 x 210

PG = PG =

3.00

+

49.00

x 980.00 x

1.00

P

=

P P

= =

Azotea

24.50 x 1,260.00 x 116,620.00 Kg 1.25 PG. 1.25 x 145,775.00

3.00

+ 24.50 x 980.00 x

1.00

DE LA TABLA Nº 01 116,620.00 kg Kg

bD =

145,775.00 Kg 0.35 x 210 Kg/cm2 bD = 1,983.33 cm2 b Asumiremos Columnas de 0.50 x 0.50 mts

kg

Kg Kg/cm2

= D = 44.53 m

COLUMNA C-4 bD =

2,714.96

cm2

b

= D

=

52.11 m

Asumiremos Columnas de 0.60 x 0.60 mts

PG = PG = P

=

P P

= =

Pisos Inferiores 12.25 x 1,260.00 x 58,310.00 Kg 1.50 PG. 1.50 x 87,465.00

bD = 0.35 x bD =

3.00

Azotea + 12.25 x 980.00 x

DE LA TABLA Nº 01 58,310.00 kg Kg

87,465.00 Kg 210 Kg/cm2 1,190.00 cm2

Asumiremos Columnas de 0.50 x 0.50 mts

b

= D =

34.5 m

1.00

VIGAS Reemplazando : Wu h

Ln

=

b

=

Ln  4    =  w  u  

=

0.1038

Kg/c m²

Ln 12.415

Longitud Libre h 2 Redondeo

h

=

6.40

= 0.52

m

0.60

m

0.60 = 0.30

m

0.30

m

12.42 b

=

Reemplazando:

Ln

=

b

=

h

=

2

h

Ln  4 =    w  u  

Por inercia :

Ln

Ic

18.856 Wu

Longitud Libre h 2 peralte de viga

=

0.0450

Kg/c m²

=

6.40 18.86

= 0.34 m 0.40

Iv = =

0.005208 0.010004

Entonces e procede a aumentar las dimensiones de las columnas

Redondeo h

Ic2,3,4 Iv

>

m

Asumiremos columnas de 0.60 x 0.60 mts b

=

0.40 2

= 0.20 m 0.25

m

como lo mínimo debe ser de 0.25

METRADO DE CARGAS

ANALISIS ESTATICO Piso

Peso de Tabiqueria Columnas Aligerado (Tn)Acabados (Tn) (Tn) (Tn)

Peso de Vigas (Tn)

Placas (Tn)

1 2 3 4

34.54 34.54 34.54 20.96

59.44 45.62 45.62 45.62

186.88 186.88 186.88 186.88

44.50 44.50 44.50 44.50

44.50 44.50 44.50 44.50

-

Peso

124.58

196.30

747.53

177.98

177.98

-

Total de Total de Porcentaje de Peso Total Carga Carga Viva Carga Viva a CM+CV (Tn) Muerta (Tn) (Tn) Considerar (Tn) 25% 369.86 88.99 22.25 392.11 356.04 88.99 22.25 378.28 356.04 88.99 22.25 378.28 342.45 44.50 11.12 353.58 1,424.38

311.47

CALCULO DEL CORTANTE BASAL V = ( Z.U.C.S / R ) . P

T = hn / Ct C/R > 0.125 C = 2.5 ( Tp / T )

Parametros

Valores

Z U S Rx Ry Tp hn Ct T C calculado P ( Tn ) V y( Tn ) V x( Tn )

0.40 1.00 1.00 6.00 8.00 0.40 14.20 35.00 0.41 2.46 1,502.25 185.14 246.85

C < = 2.5

Descripcion Zona 3 (Lima) Edificacion para vivienda Suelo Rígido (S1) Estructura aporticada irregular Estructura Conformada Por Porticos Factor que depende de "S" Altura total de la edificacion (mts) Coeficiente para estimar el periodo fundamental Periodo fundamental de la estructura Coeficiente de amplificacion sismica Peso total de la edificacion Fuerza cortante en la base de la estructura Fuerza cortante en la base de la estructura

77.87

1,502.25

DISTRIBUCION DE LA FUERZA CORTANTE EN ALTURA PISO 1 2 3 4

Pi 392.11 378.28 378.28 353.58 1,502.25

hi

Pi x hi 4.30 7.60 10.90 14.20

1,686.06 2,874.95 4,123.29 5,020.77 13,705.07

Pi x hi / ∑ (Pi x hi) 0.123 0.210 0.301 0.366

Fiy

Fix 22.77 38.88 55.73 67.76

30.36 51.84 74.30 90.35

185.14

246.85

CALCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD

CALCULO DE LAS EXCENTRICIDADES ACCIDENTALES. Ex =

0.05 X 21.60 =

1.08 mts

Ey =

0.05 X 20.60 =

1.03 mts

MODELAMIENTO EN SAP2000

MODELAMIENTO EN 3D

PERSPECTIVA FRONTAL

Como vemos en el cuadro de derivas los desplazamientos no cumplen con la norma así que se tendrá que proceder a rediseñar los elementos estructurales o colocar placas

FUERZAS INTERNAS NORMAL MAXIMA SISMO X

CORTANTE MAXIMA SISMO X

MOMENTO MAXIMO SISMO X

INCORPORACION DE ZAPATAS CALCULO DE CORTANTE BASAL:

MODELAMIENTO CON BALASTO

MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBSISMOX)

MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBSISMOY)

COMUN

BALASTO

DESPLAZ.

"X"

"Y"

"X"

"Y"

4to NIVEL

0.09957

0.21556

0.11676

0.23394

3er NIVEL

0.08493

0.17233

0.09721

0.18514

2do NIVEL

0.06317

0.11795

0.07059

0.12538

1er NIVEL

0.03499

0.05598

0.03782

0.0587

DERIVAS (COMUN)

DERIVAS (BALASTO)

DESPLAZ.

"X"

"Y"

"X"

"Y"

4to NIVEL

0.0044

0.0131

0.0059

0.0148

3er NIVEL

0.0066

0.0165

0.0081

0.0181

2do NIVEL

0.0085

0.0188

0.0099

0.0202

1er NIVEL

0.0081

0.0130

0.0088

0.0137

COMUN

COMUN

BALASTO

BALASTO

( Sismo X+)

(Sismo Y+)

( Sismo X+)

(Sismo Y+)

X max (edificio)

99.57

-

116.76

-

Y max (edificio)

-

215.56

-

233.94

Z max (edificio)

-

-

17.84

16.3

N max

26.46

21.92

23.6

19.32

V max

20.95

13.86

21.46

13.71

M, max

49.38

43.8

51.25

45.56

CONCLUSIONES La modelación del edificio aporticado de concreto armado de 4 pisos, no cumple con la norma E030 de diseño antisísmico y nos da a entender que el predimensionamiento inicial no fue el indicado por lo consiguiente se recomienda reforzar la estructura. Este refuerzo puede ser con muros de corte en ambas direcciones. También su puede mejorara ensanchando las columnas

La modelación permitió ver los desplazamientos y poder hallar las derivas entre pisos que no cumplía con la Norma E.030. En este trabajo también se utilizo una modelación con Balasto con una zapata de 2.15x2.15 m, para evaluar los resultados, aunque estos muestran una tendencia a incrementar las fuerzas internas y desplazamientos.

GRACIAS

Correo: [email protected]