Analisis Estrcutural i Unp Chimu

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTADADE INGENIERÍA CIVIL Análisis Estructural I : “EFECTOS DE LA DEFORMACIÓN POR CORTE EN BARRAS PRISMÁTICAS» Mgº Ingº CARMEN CHILÓN MUÑOZ PIURA-PERÚ

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ing. civil

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAFACULTADADE INGENIERA CIVIL

    Anlisis Estructural I :

    EFECTOS DE LA DEFORMACIN POR CORTE EN BARRAS PRISMTICAS

    Mg Ing CARMEN CHILN MUOZ

    PIURA-PER

  • EFECTOS DE LA DEFORMACIN POR CORTE EN BARRAS PRISMTICAS

    Contemplando el efecto de la deformacin por flexin y por fuerza cortante en una barra prismtica, cualquier desplazamiento () o rotacin () puede obtenerse por el mtodo de la carga unitaria, utilizando la expresin:

    M, V = Momento flector y fuerza cortante producuidos por eo sistema de cargas.m, v = Momento flector y fuerza cortante, producidos por la carga unitaria aplicada en el punto donde se desea calcular: ,

  • G = Mdulo de corte G = E / ( 2 (1 + v)) E = Mdulo elasticidad v = Mdulo de Poisson: Concreto Armado v = 0.15 - E/ G = 2.3 Acero v = 0.30 - El G = 2.6 Albailera v = 0.25 - E/ G = 2.5 f = factor de forma de la seccin transversal f = Area axial / Area de corte

  • rea de corte: Ac = A/fDonde : A = rea de la seccin transversal f = Factor de formaSeccin rectangular : f = 1.2 Ac = 5/6 (bh)Seccin circular slida: f = 10/9 Ac= 0.9 R^2Seccin circular hueca: f = 2.0 Ac= R tSeccin Doble T de espesor delgado, cortante paralelo al alma

    FACTORES DE FORMAS DE SECCIONES COMUNES

    f = Area Total Ac = tw. h Area Alma

  • Seccin doble T de espesor delgado, cortante paralelo al alma

    Seccin Cajn de espesor delgado

  • INFLUENCIA DEL ESFUERZO CORTANTE EN UNA VIGA SIMPLEMENTE APOYADAEn primer lugar, se calcular las rotaciones i, j correspondientes a los extremos de una viga simplemente apoyada sujeta a momentos flectores Mij, Mji, para despus, imponiendo condiciones de borde, calcular la rigidez al giro Kij y el factor de transporte fij

    Clculo de i: Sistema real:M(x) = Mij(1-x/L)-Mjix/LV(x) = - (Mij + Mji) / L

  • Luego, integrando y ordenando los trminos, se tiene:

  • En forma similar, pero aplicando un momento unitario en "j", se determina:

    Modificacin de Kij, fij Y uija.- Modificacin del Factor de Transporte (fij)Imponiendo condiciones de borde a laviga simplemente apoyada, analizada enel acpite 5.3.1, se tiene en la ecuacin 2

  • De la cual se obtiene:

    Definiendo a la siguiente variable adimensional: y sabiendo que por simetra fij := fji;

    Se concluye que:

  • 1.- El factor "g" contempla la deformacin por corte, ya que si : g = o, entonces : fij = 1/2En los programas de cmputo, a veces se requiere anular la deformacin por corte de una barra, lo que se consigue dndole un factor de forma f = O (lo que implica: g = O). Por ejemplo, si se reemplaza una conexin elstica helicoidal (Fig. 5.14) por una barra equivalente de la misma rigidez (K), que se deforme slo por flexin, se tendra que proporcionar f = O en esa barra

  • 3.- Para el caso particular de una seccin rectangular de concreto armado (base = b, peralte = d) se tiene: I = b d3 /12 A = bd f = 1.2 E/G=2.3 g = 6 E I f / (G A L 2) = 1.38 ( d / L )2

    Es decir, fsicamente "g" representa la inversa de la esbeltez que tiene la barra2.- Mientras ms alto sea el valor de "g", el factor de transporte fij decrece, pudiendo incluso cambiar de signo (en el lmite, cuando g --+ ex ~ fij = - 1). Ver la Fig- 5.15

  • Por otro lado, las vigas de un prtico de concreto armado son barras esbeltas, ya queusualmente su relacin d / L es del orden de 1 / 10; por lo que en estas barras se tendra g = 1.38(1/10)2 = 0.0138, La que proporcionara : fij = (1-0.0138)/(2 + 0.0138)= 1/2,por consiguiente, en las barras esbeltas, los efectos de la deformacin por corte se pueden despreciar

  • El Reglamento Nacional de Edificaciones, se tiene:1.- En toda viga simplemente apoyada donde : d / L > 4 / 5, o 2.- En toda viga continua donde : d /L > 2/5 (Fig. 5.16) ,

    la hiptesis de Navier no se cumple y ellas tienen que ser tratadas como una "Viga Pared", para lo cual puede recurrirse al libro de Kalmanok, o sino, debe emplearse el mtodo de Elementos Finitos para su solucin. Un ejemplo de viga pared se ilustra en la Fig. 5.1 7, correspondiente a la caseta de mquinas de un ascensor

  • B.- MODIFICACIN DE LA RIGIDEZ AL GIRO (KIJ)

    Imponiendo condiciones de borde a laviga simplemente apoyada, analizadaen el acpite 5.3.1, se tiene en la ecua ..cin 1:

    Recordando que: f / ( G A L l = L g l ( 6 El). fij = ( 1 - g ) / ( 2 + g ) , y sabiendo que porsimetra en forma Kij = Kji, entonces podr obtenerse Kij como:

  • Donde puede notarse que cuando: a.- g = 0, entonces : Kij = 4 E I / L; es decir, nuevamente se aprecia que el factor "g" contempla los efectos de la deformacin por corte.

    Asimismo, en el lmite, cuando b.- g , entonces: Kij = E I / L.

    En la Fig. 5.18 puede apreciarse el decremento de Kij conforme crecen los efectos de la deformacin por corte..

  • c.- Modificacin de los Momentos de Empotramiento (uij)Los momentos de fijacin (uij) tambin se ven afectados por la deformacin por fuerzacortante, excepto en aquellas barras que presentan un diagrama de fuerza cortante (V)antisimtrico (Fig. 5.19), ya que este efecto se cancela al realizarse el proceso de integracin cuando se aplica el mtodo de la carga unidad.Fig. 5. 18. Influencia de la Deformacin por Corte Sobrela RigIdez al Giro (Kij).

  • Fig. 5. 19. Barras con Diagrama de Fuerza Cortante (DFC) AntisimtricoA continuacin se presentan los momentos de fijacin para otros casos:

    Ntese que cuando : a = b = L/ 2, entonces uij = - uji = - P L /8

  • uijE y ujiE se calculan en la barra biempotrada

    Finalmente, conociendolos tres parmetros: Kij, fij y uij,podr resolverse cualquierviga relativamente peraltada, Tal como la mostrada enla Fig. 5.20.

  • CUNDO REPARAR?

    Cuando los daos NO son de ndole netamente estructural Daos menores en elementos estructurales:FISURASDaos en elementos NO estructurales

  • Cundo Reforzar?

    Cuando los daos son de ndole estructural.Los daos en el concreto y en cimentaciones, han comprometido elementos estructuralesCorrosin severa en el acero de refuerzo

  • 2.1.- Qu es el DISEO ESTRUCTURAL?

    Es el Arte de utilizar materiales que tiene propiedades que slo pueden ser estimadas, para construir estructuras reales que slo pueden ser analizadas aproximadamente y que soportan fuerzas que no son conocidas con precisin.2.2 CAPACIDAD DE CARGA

    Los estados lmites, son aquellos en los cuales en conexin con el colapso u otras formas de falla de una estructura, pueden poner en peligro la vida de las personas.

    2.3 SERVICIABILIDAD

    Los estados lmites de serviciabilidad cuando son excedidos, sobrepasan las condiciones de servicio

    a.- Deformacin.Esto incluye:b.- FisurasCAPITULO II.- PROPIEDADES DE LA ESTRUCTURA QUE PUEDEN SER MODIFICADAS CUANDO SON REFORZADAS

  • 2.4.. RIGIDEZ.- ES IMPORTANTE PROPORCIONAR ELEMENTOS QUE RESISTAN FUERZAS HORIZONTALES SIN DEFORMACIONES IMPORTANTE

    BANCO DE CREDITO - PIURA-PIURACentro Educativo con Muros de Corte -Placas- Ica 2009 URA

  • MUROS ESTRUCTURALES EN UN EDIFICIO EXTERIORES INTERIORES

  • CAPITULO II.- PROPIEDADES DE LA ESTRUCTURA QUE PUEDEN SER MODIFICADAS CUANDO SON REFORZADAS

    2.5.- DUCTILIDADDUCTILIDAD DE UNA ESTRUCTURA ES SINNIMO DE SEGURIDAD.2.6.- DISIPACIN DE ENERGAEs la capacidad de un material a absorber energa , transformarla en calor y disiparla al medio ambiente.2.7.- AMORTIGUAMIENTOFig. 2.7 DISIPADOR VISCOELSTICO

  • DISPOSITIVO DE ENERGIA VISCO- ELSTICO

  • CAPTULO III.- MTODOS DE REFORZAMIENTOS

    3. CIMENTACIONES

    3.1 ENSANCHAMIENTO DE CIMENTACINFigura 3.1: Colocacin de conectores en la cimentacin

    Para reforzar una cimentacin de concreto armado, se tiene que prever:

    Primero.- Asegurar la estabilidad de la estructura.

    Segundo.- La cimentacin debe ser reforzada para poder distribuir uniformemente la carga de la estructura adecuadamente.

  • 3.2.- COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO3.2.1.- REFORZAMIENTO CON ENCAMISETADO DE CONCRETO Figura 3.2.1: Ubicacin de anclajes en columnasEl dao a las columnas debe evitarse en el acto, porque puede causar que pisos o incluso estructuras completas, puedan colapsar.

    Las columnas pueden ser reforzadas utilizando el concreto encofrado o con concreto proyectado y refuerzo adicional.

    3.2.1.2.- El reforzamiento con concreto proyectado3.2.1.3.- El reforzamiento con refuerzo adicional

  • Figura 3.2.2: Detalle de colocacin de armadura nueva y placa debida vaciada con concreto

  • 3.4.- REFORZAMIENTO DE COLUMNAS CON PLANCHAS DE ACERO UNIDASFigura 3.4.1 : Vista de las planchas de acero colocadasFigura 3.4.2: Armazn metlico perimetral, listo para recibir el concreto y reforzar la zona

  • 3.5.- REFORZAMIENTO DE VIGAS CON PLANCHAS DE ACERO

  • 3.6.- REFORZAMIENTO DE VIGAS CON BANDAS DE ACEROFigura 10: Colocacin de bandas de acero en vigas

  • 3.7. MUROS DE CONCRETO ARMADO

    3.7.1 AUMENTO DE SECCINFigura 3.7.1: Ubicacin de los anclajes en los muros

  • 3.8.- VIGAS DE CONCRETO ARMADO3.8.1 Reforzamiento con concreto armadoFigura 3.8.1: Vista en corte de la ubicacin del acero de refuerzo

  • Figura 3.8.2: Vista real de la ubicacin del acero de refuerzo de una viga peraltada

  • Cuando las vigas de concreto armado son reforzadas con concreto rociado, el refuerzo adicional tambin es necesario. Este refuerzo adicional debe ser anclado en el elemento estructural existente. Para luego colocar el nuevo acero longitudinal distanciado del existente con separadores.

    Figura 3.8.3: Viga principal reforzada con acero adicionalFigura 3.8.4: Ubicacin del acero de refuerzo longitudinal.

  • 3.9.- REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE CENTROS EDUCATIVOS

    3.9.1.- Anlisis Estructural Simplificado de una Escuela Tpica

  • 3.9.1.-Fallas por COLUMNA CORTA

  • Centro Educativo Superior, sur de Lima 1974Columna corta central Columna Corta extrema

  • Falla de un prtico ocasionada por una columna corta Falla de cortante en columna exterior del C.E Angela Barrios, Moquegua

  • 3.9.2.-Primera Alternativa:

    Enfundar columnas y conformar placas de aproximadamente de 1.50 m de longitud

  • COLOCACIN DE PLACAS ENVOLVENTES A LAS COLUMNAS EXISTENTES CON DAOS IMPORTANTES de aprox. 1.50m de longitudPlanta de Columna Reforzada

  • 3.9.3- Segunda Alternativa:

    Aislar el alfizar de la estructura principal Edificio de un piso antes de la intervencin Sistema de reforzamiento para edificio de un piso

  • 3.9.4-TERCERA ALTERNATIVA

    Cerrar dos paos en cada eje longitudinal con ladrillo o con concreto

  • 3.10.- REFORZAMIENTO CON PRETENSADO EXTERNO El pretensado longitudinal es usualmente utilizado en los elementos de la parte exterior de la estructura.

    El tensionado transversal de vigas de concreto armado conlleva a una granCantidad de perforaciones debido al gran nmero de estribos a ser tensionados.Figura 3.10: Ilustracin de la colocacin del pretensado externo en vigas

  • 3.11. LOSAS DE CONCRETO ARMADO

    3.11.1 REFORZAMIENTO CON CONCRETO ARMADOFigura 3.11: Concreto proyectado en losas

  • 3.11.2 REFORZAMIENTO CON REFUERZO ADHERIDOFigura 3.11: Ubicacin del refuerzo adherido en losas El reforzamiento y reparacin de elementos estructurales de concreto armado con refuerzo externo adherido es un mtodo para incrementar la capacidad de carga de una estructura existente.

    La adhesin es posible debido al desarrollo de un alto esfuerzo de adhesin basado en una resina epxica.

  • 3.12.-TRABAJOS DE REFORZAMIENTO ESTRUCTURALES EJECUTADOS EN EL PERU

    3.12.1.- REFORZANDO EDIFICACIONES CON FIBRAS DE CARBONO

    1.- QUE ES LA FIBRA DE CARBONO?

    Es un polmero, que se obtiene de calentar sucesivamente a altas temperaturas (hasta 1500 C) obtenindose otro polmero llamado poliacrilonitrilo

    La fibra de carbono, es un polmero 10 veces ms resistente a la traccin que el acero (35,500 kg/cm2 vs. 4,200 kg/cm2) y mucho ms liviano.

    2.- COMO FUNCIONA EL SISTEMA FRP

    Cuando se asegura una adecuada adherencia a la cara de concreto.

    3.- LAS LMINAS DE FIBRA DE CARBONO

    Vienen alineadas en una sola direccin, direccin en la que se provee la resistencia adicional.

  • FOTO 02: Reforzamiento por corte y flexin deviga estructural en Edificio Chocavento San Isidro

    5.- APLICACIONES EN VIGAS4.- APLICACIONES DE LOS SISTEMAS FRP

  • 3.13.- APLICACIONES EN MUROS DE CONCRETO O A LBAILERIAGrfico 03: Posibilidades de reforzamiento en un muro

  • 3.13.1- APLICACIONES EN COLUMNASUna de sus aplicaciones ms usuales consiste en incrementar la resistencia a la flexin y dotar de mayor confinamiento a las columnasFoto 03: Preciso instante de colocacin de la fibra sobre el saturante, en una columna. Local de Plaza Vea Higuereta Surco

  • 3.13.2- REFORZAMIENTO CON ENCAMISETADO DE FIBRAS DE CARBNFigura 3.13.2: Columna encamisetada con fibras de carbn

  • 3.14- APLICACIONES EN LOSAS ALIGERADAS O MACIZASFOTO 3.14.1: Preparacin previa de la superficie en una losa aligerada. Reforzamiento de losa de stano en Local de Telefnica del Per en Surquillo.FOTO 3.14.2.- Colocacin de la segunda mano de saturante sobre la fibra de carbono.

  • 3.14- APLICACIONES EN LOSAS ALIGERADAS O MACIZAS

  • 3.14- APLICACIONES EN LOSAS ALIGERADAS O MACIZAS

  • 5.2. Puesta en obra del refuerzo con fibra de carbonoImprimacin con MBrace Resin 50 (MBrace IMPRIMACIN

  • 5.2. Puesta en obra del refuerzo con fibra de carbonoEjemplos de las zonas donde se han realizado reparaciones Aplicacin del adhesivo con MBrace Resine 220 (Mbrace Adhesivo)

  • Ejemplos de refuerzo estructural, tanto a momentos positivoscomo negativos, mediante MBrace LAMINADO

  • 3.15.-COMPORTAMIENTO SSMICO DE TABIQUES REFORZADOS CON VARILLAS DE FIBRA DE VIDRIO3.15.1. INTRODUCCINInvestigaciones previas han demostrado que la resistencia al corte de los muros se incrementa significativamente con el uso de las lminas y varillas de fibra de vidrio; sin embargo, para el caso de los tabiques, la interaccin con el prtico de concreto armado no fue considerada.

    En este artculo se presentan los resultados de los ensayos de tres tabiques bordeados por prticos de concreto armado y de un prtico sin tabique. Dos de los tabiques fueron reforzados con varillas de fibra de vidrio colocadas en las juntas horizontales de mortero.

    El programa experimental, cuyo objetivo fue evaluar el comportamiento ssmico de los tabiques reforzados con varillas de fibra de vidrio y proponer recomendaciones para el reforzamiento con estas varillas, const de tres partes:

  • Parte I, ensayo de carga lateral cclica coplanar al tabique. Esta parte fue completada cuando los especmenes alcanzaron una distorsin de 0.7%, correspondiente al mximo valor especificado por la Norma Sismorresistente E-030.

    Parte II, ensayo de simulacin ssmica en mesa vibradora, con acciones perpendiculares al plano del tabique previamente daados en el ensayo anterior.

    Parte III, reensayo con carga lateral monotnica coplanar. En esta etapa los especmenes fueron llevados hasta el colapso.

  • 3.15.2.- MaterialesLos ensayos realizados sobre pilas de albailera proporcionaron una resistencia a compresin axial de 6.4 MPa. Las varillas de acero de 19 mm y 9.5 mm de dimetro, empleadas como refuerzo del prtico, tuvieron una resistencia a la fluencia de 429 MPa. Los ensayos realizados sobre probetas estndar de concreto, proporcionaron una resistencia a compresin de 24.8 MPa.Las varillas de fibra de vidrio usadas en esta investigacin fueron de (dimetro de 6.25 mm), con una resistencia a traccin de 827 MPa y un mdulo de elasticidad de 40.7 MPa.

    Estas varillas fueron embebidas en las juntas horizontales empleando una pasta de epxico que tuvo una resistencia a compresin de 86.1 MPa, a traccin de 27.5 MPa, y un mdulo de elasticidad de 3.1 GPa.

  • 3.15.3. REFORZAMIENTO

    El dimetro de las varillas es limitado por el espesor de las juntas, las cuales son usualmente de 10 mm.

    Las varillas son instaladas como sigue:

    1) Usando una amoladora se hace una ranura en el mortero, 2) Luego se aplica una capa de epxico,3) Se embute la varilla en la junta y 4) Se enrasa el epxico.

  • 3.15.4.- CONCLUSIONES(a) Aplicacin de la pasta de epxico (b) Instalacin de las varillas de fibra de vidrioFig 3.15-1. Proceso de reforzamiento (especmenes IM2 e IM3)

  • (a) Vista general del ensayoFig. 3.15.2 Ensayo de Carga Lateral Cclica Coplanar Parte I y Parte III

  • a) Fisuras en columnas - Espcimen RC-F (b) Fisuracin en tabiques Espcimen IM2Fig.3.15.3. Patrn de Fisuracin

  • 3.16.- REPARACIN DE ALIGERADOS DAADOS POR CORROSIN DEL ACERO DE REFUERZO3.16.1. INTRODUCCIN

    (Casa 1) present daos localizados en dos ambientes, mientras que en la segunda vivienda (Casa 2) el dao fue generalizado. En la Casa 2, los muros Longitudinales del permetro eran medianeros y servan de soporte a los terceros pisos de las viviendas vecinas (Fig.1), por lo que el aligerado en cuestin no poda demolerse.

    Fig.1 Tercer piso de vivienda vecina y azotea de la Casa 2.

  • 3.16.2. CAUSA DE LA CORROSINRefuerzo principal, no trabaja estando el techo aligerado en peligro de colapsar

  • 3.16.2. CAUSA DE LA CORROSINFig.3.16.1. Casa 1.Corrosin y corrimientos de fisuras hacia los muros de albailera

  • 3.16.2. CAUSA DE LA CORROSINFig.3.16.2: Casa 2.Aligerado del segundo nivel. Ntese el escaso recubrimiento del refuerzo positivo.

  • Fig.3.16.3.-. Casa 2. Indicios de corrosin en el techo de la Sala del primer piso.

  • 3.16.3. TCNICA DE REPARACIN PROPUESTA Y REFORZAMIENTO3.16.3.1. Pasos de la TcnicaFig.5. Tcnica de reparacin y reforzamiento. Dimensiones en centmetros.Para una luz libre L comprendida entre 4 y 5 metros usar As = 1varilla de 5/8, para luces menores de 4m usar As = 1 varilla de .

  • 3.17.-REPARACIN DE FISURAS EN MUROS DE CONCRETO ARMADO Y MAMPOSTERA

    3.17.1.- Qu es una fisura?

    Se denomina fisura la separacin incompleta entre dos o ms partes con o sin espacio entre ellas.

    Los rangos de los anchos de acuerdo con el ACI son los siguientes:

    Tipo MedidaFinaMenos de 1 mmMediaEntre 1 y 2 mmAnchaMs de 2 mm

  • Pero cules son las principales causas que dan origen a las fisuras en una edificacin?

  • 3.17.2.- Ejemplos de Fisuras en Edificios de Concreto Armado Fig: 3.17.FISURA LONGITUDINAL EN TECHODE EDIFICIO DUCTILIDAD LIMITADAFig: 3.18 FISURAS MLTIPLES EN AZOTEA(EDIFICIO SUNAT GUINEO AYABACA)

  • 3.17.2.- Ejemplos de Fisuras en Edificios de Concreto ArmadoFig: 3.19 FISURA DIAGONAL EN MURO DE ALBAILERIA-Edificio GUINEO-AYABACA Fig: 3.20 FISURA HORIZONTAL EN LOSA ALIGERADA (EDIFICIO EX GUARDERIA MERCADO CENTRAL PIURA)

  • 3.18.-REFORZAMIENTO SSMICO DE CENTRO EDUCATIVOS DE CONCRETO ARMADO UTILIZANDO DISIPADORES DE ENERGA

    3.18.1.- INTRODUCCINLos disipadores de energa pueden eliminar o reducir la deformacin plstica de los miembros, y disminuir la incertidumbre del comportamiento no-lineal de la estructura.3.18.2.- DESCRIPCIN DE LA ESTRUCTURA Figura 2.1 ESTRUCTURA ANALIZADA

  • 3.18.3.- CRITERIO DE REFORZAMIENTO SSMICO3.18.4.- PELIGRO SSMICOFigura 3.18.4.1 REGISTRO DE ACELERACIONES OCT-1966 COMP N08E

  • 3.18.5.- ESPECTRO DE LA NORMA PERUANA NTE E-030 1997

    CONFIGURACIN ESTRUCTURAL: RegularEdificacin de 3 niveles

    SISTEMA ESTRUCTURAL:Direccin X-X : R = 6Direccin Y-Y : R = 10ANLISIS DINMICO:Factor de zona: Z = 0.4 (Zona 3)Categora de la edificacin: U = 1.5 (Edificacin Esencial)Factor de amplificacin suelo: S = 1.0 (Suelos Rgidos)Perodo predominante de la plataforma: Tp = 0.4 sFactor de amplificacin ssmica: C = 2.5 Figura 5.1 ESPECTRO DE RESPUESTA ELSTICO NTE E-030-97

  • 3.18.6.- CARGAS PARA EL ANLISIS DINMICO Se realiz el metrado de cargas correspondiente para cada nivel de la estructura, considerando la carga muerta y carga viva de la Norma E-020. Tabla 6.1 CARGAS DINMICAS DE LA ESTRUCTURA

    NivelesPeso (kg)Masa (kgs2/m)MR3 (kgs2m)1er Nivel294 954.930 097.431 595 447.982do Nivel282 517.328 828.291 528 171.453er Nivel148 712.1515 159.24803 582.65

  • 3.18.7.-COMPORTAMIENTO ESPERADO DE LA ESTRUCTURA

    Se realiz anlisis tridimensional espectral de la estructura obtenindose los siguientes perodos, los cuales son mostrados en la tabla 3.18.7.1.

    Tabla 3.18.7.1 MODOS Y PERODOS DE LA ESTRUCTURA

    Modos deVibracinEspectro NormaE 030-1997Registro 1966Comp. N08EO1er Modo0.56900.56902do Modo0.17900.17903er Modo0.13320.13324to Modo0.11260.11265to Modo0.10370.10376to Modo0.04580.04587mo modo0.03860.03868vo Modo0.02930.02939no Modo0.02480.024

  • Figura 3.18.7.1 MODOS Y PERODOS DE LA ESTRUCTURA

  • Tabla 3.18.7.2 DESPLAZAMIENTOS Y DISTORSIONES NTE E-030-97Tabla 3.18.7.3 DESPLAZAMIENTOS Y DISTORSIONES OCT-1966 COMP N08E

    NivelesAltura (m)Despl. XTotal (m)Despl XRel (m)Despl Y Total(m)Despl Y Rel (m)Dist XDist YPiso 33.200.00880.00200.10330.02160.00060.0067Piso 23.200.00680.00320.08170.04000.00100.0125Piso 13.600.00360.00360.04160.04160.00100.0116

    NivelesAltura (m)Despl XTotal (m)Despl XRel (m)Despl YTotal (m)Despl YRel (m)Dist XDist YPiso 33.200.00930.000210.08850.01900.00070.0059Piso 23.200.00720.00340.06950.03570.00110.0111Piso 13.600.00380.00380.03380.03380.00100.0094

  • Figura 3.18.7.4 DISTORSIONES DIRECCIN Y (E030-97 VS OCT-1966)

  • 3.18.8.- ESQUEMA DEL REFORZAMIENTO SSMICO

    Se adopt reforzar con disipadores de energa debido que se desea:

    - Mantener la apariencia de la estructura.- Maximizar el rea utilizable.- Procedimiento constructivo ms limpio y adecuado.Los disipadores de energa sern colocados de la siguiente maneraFigura 8.1 UBICACIN DE LOS DISIPADORES EN LA ESTRUCTURAFigura 8.2 DETALLE DE LA INSTALACIN DEL DISIPADOR

  • 3.18.9.- DESCRIPCIN DE LOS DISIPADORES DE FLUIDO VISCOSO (DVs)Figura 3.18.9.1 CORTE DE UN DISIPADOR VISCOSO

  • Figura 3.18.9.2. VISTA EN PLANTA DE UN DISIPADOR VISCOSO53.18.9.- DESCRIPCIN DE LOS DISIPADORES DE FLUIDO VISCOSO (DVs)

  • 3.18.10.- PROCEDIMIENTO ANALTICOFigura 10.2 VISTA DEL COMPORTAMIENTO DE LOS DISIPADORES

  • EL INCREMENTO DEL AMORTIGUAMIENTO GENERA UNA REDUCCIN DEL ESPECTRO DE PSEUDOACELERACIONES, Y POR TANTO UNA DISMINUCIN DE RESISTENCIA DE DEMANDA.

  • 3.18.11.- CRITERIO DE DISEOEl criterio de diseo de los disipadores fueron los siguientes:

    1. Mantener un dao limitado.2. Las distorsiones de entrepiso fue limitado a 0.007 (eje Y) dado por la NTE E-030-97.3. Disminuir la fuerza cortante actuante, de tal manera de garantizar un comportamiento lineal de la estructura.4. Se trata de mantener una rotacin controlada de los nudos.3.18.12.- DISEO DE LOS DAMPERSFigura 12.1 MODELO DEL DISIPADOR UTILIZADO POR EL SAP 2000

  • Tabla 12.1 DATOS REQUERIDOS PARA EL ANLISIS CON DISIPADORES

    NivelesAcel (m/s2)Masa (Kg-s2/m)Desp 1966 (m)B (%)Reduccin el espectroseudoacel Vel (m/s)Stiffnees (K/ in)RigidezDampingK-sec/in)Piso 318,240015159.20.08850.501.2220211,905712,4304Piso 214,050028798.90.06950.500.8981260,907221,8720Piso 17,302030066.80.03380.500.4726340,742224,3912

  • 3.18.13.- COMPORTAMIENTO ESPERADO DE LA ESTRUCTURA REFORZADA

    7.3.13.1 Distorsiones

    Direccin Longitudinal Direccin Y: Tabla 13.2 DESPLAZAMIENTO Y DISTORSIONES CON DISIPADORES (REG OCT 1966)

    NivelesAltura (m)Despl XTotal (m)Despl XRel (m)Despl YTotal (m)Despl YRel (m)Dist XDist YPiso 33.200.00930.00210.05450.01040.00070.0033Piso 23.200.00720.00340.04410.02100.00110.0066Piso 13.600.00370.00370.02310.02310.00100.0064

  • 3.18.13.2- PerodosLos disipadores de energa no aportan rigidez al sistema estructural, su funcin es absorber la energa y transformarla en calor y disiparla en el medio ambiente.Tabla 13.3 MODOS Y PERODOS DE LAS ESTRUCTURAS

    MODOS DE VIBRACIONESPECTRO NORMAE-030 -97REGISTRO 1966Comp. N08EODisipadores1966 N08EO1er Modo0.56900.56900.56882do Modo0.17900.17900.17333er Modo0.13320.13320.13324to Modo0.11260.11260.10245to Modo0.10370.10370.04516to Modo0.04580.04580.03987mo Modo0.03860.03860.01748vo Modo0.02930.02930.01249no Modo0.02480.02480.0000

  • 3.18.13.3 Fuerza del DisipadorFigura 13.3 GRFICO FUERZA-DESPLAZAMIENTO DEL DISIPADOR DEL PRIMER NIVELFigura 13.4 GRFICO FUERZA-DESPLAZAMIENTO DEL DISIPADOR DEL SEGUNDO NIVELFigura 13.5 GRFICO FUERZA-DESPLAZAMIENTO DEL DISIPADOR DEL TERCER NIVEL.

  • 3.18.13.4 Desplazamiento Velocidad y AceleracinTabla 13.4 DESPLAZAMIENTOS, VELOCIDADES Y ACELERACIONES C/DVs S/DVsFigura 13.5 GRFICO DE ACELERACIONES SIN DISIPADORES DEL 1ER, 2DO Y 3ER NIVEL

    SIN DISIPADORESCON DISIPADORESNivelesAltura(m)Despl Y(m)Velocidad(m/s)Aceleracin (m/s2)Despl Y(m)Velocidad(m/s)Aceleracin (m/s2)Piso 33.200.08851.222018.24000.05570.758412,5000Piso 23.200.06950.898114.05000.04530.555013,6100Piso 13.600.03380.47267.30200.02310.27528,4790

  • 3.18.13.4 Desplazamiento Velocidad y AceleracinFIGURA 13.6 GRFICO DE ACELERACIONES CON DISIPADORES DEL 1ER, 2DO Y 3ER NIVEL

  • 3.18.13.5 Momentos en VigasSe consideraron las siguientes combinaciones de diseo: Comb 1: 1.5 D + 1.8 L, Comb 2: 1.25 (D + L +/- E) y por ltimo la Comb 3: 0.9 D +/- 1.25 E. El rea de acero en las vigas es el siguiente: As= 3.96 cm, As=3.96 cm, As min=2.26 cm y My = 5.70 Ton-mTabla 13.5 MOMENTOS ELSTICOS EN VIGAS DEL EJE Y SIN DISIPADORES

    TRAMO 1TRAMO 2TRAMO 3NivelesMextMc1MextrMextMclMextMextMclMextPiso 3-2.550.47-2.13-2.020.29-2.35-2.050.27-2.25Piso 2-5.270.99-5.17-4.870.83-5.40-5.040.83-5.01Piso 1-6.821.23-6.73-5.950.90-6.78-6.210.89-6.38

    TRAMO 4TRAMO 5TRAMO 6MextMc1MextrMextMclMextMextMclMext-2.040.26-2.36-2.240.29-2.02-2.080.44-2.66-4.880.87-5.40-5.030.80-5.00-5.020.97-5.66-6.820.88-6.81-6.160.90-6.32-6.321.20-7.49

  • Tabla 13.6 MOMENTOS ELSTICOS EN VIGAS DEL EJE Y CON DISIPADORES

    TRAMO 1TRAMO 2TRAMO 3NivelesMextMc1MextrMextMclMextMextMclMextPiso 3-1.410.35-1.32-1.240.25-1.59-1.280.25-1.28Piso 2-3.210.91-3.52-3.160.77-3.73-3.070.78-3.32Piso 1-4.451.08-4.79-3.980.83-4.82-4.050.88-4.43

    TRAMO 4TRAMO 5TRAMO 6MextMc1MextrMextMclMextMextMclMext-1.300.25-1.64-1.240.25-1.24-2.120.33-2.66-3.240.77-3.81-3.130.77-3.40-3.270.90-3.82-4.080.85-4.90-4.100.86-4.50-4.211.02-5,21

  • DIAGRAMA DE MOMENTOS ELASTICOS DE VIGASFigura 13.7 GRFICO DE MOMENTOS ELSTICOS EN VIGAS DEL EJE Y SIN DISIPADORES

  • Figura 13.8 GRFICO DE MOMENTOS ELSTICOS EN VIGAS DEL EJE Y CON DISIPADORES

  • Figura 13.9 GRFICO DE MOMENTOS ELSTICOS E INELSTICOS EN VIGAS DEL EJE Y

  • 3.18.14.-CONCLUSIONES

    Se acomoda la apariencia de la estructura y sus requerimientos de utilizacin.

    Usando disipadores viscosos de energa se provee un amortiguamiento suplementario el cual es un mtodo efectivo de reforzamiento ssmico de edificios.

    Se controla adecuadamente los desplazamientos y las distorsiones del sistema, reduciendo los daos a los elementos no estructurales.

    Se limita la deformacin plstica del material estructural y se reduce la incertidumbre del comportamiento no lineal del sistema en caso de un evento ssmico severo.

    Es necesario completar el estudio con ms registros ssmicos, as como realizar ms anlisis no lineales, para mejorar los resultados.

    Se debe brindar una mayor importancia del diseo de elementos no portantes, debido a que pueden estar sometidos a mayores esfuerzos que los supuestos.

    Los disipadores sern una de las soluciones importantes para proteger a las estructuras de las destructivas fuerzas ssmicas en el presente siglo.

  • 3.18.5.- Se ahorra econmicamente, si se trabaja con disipadores viscosos?De la experiencia peruana en diseo con disipadores viscosos, se ha determinado que la inversin en disipadores viscosos estn entre el 0.5 % y el 2 % del valor del proyecto, sin tomar en cuenta la disminucin de los volmenes de concreto y acero. Adems al no requerir mantenimiento ni reemplazo luego de un terremoto severo y sus rplicas, no hay gastos adicionales por mecanismos de abrasin, desgastes, rozamientos ni destruccin por fluencia. Tambin se eliminan o disminuyen notablemente los costos de reconstruccin los cuales pueden estar entre un 25 % y 30 % de la inversin inicial, sin considerar las prdidas de vidas humanas.

  • CAPTULO IV.- CONCLUSIONES

  • CAPITULO V.- RECOMENDACIONES

    1.- Un adecuado reforzamiento de la estructura no slo depende del diseo, tambin es muy importante el proceso constructivo y la supervisin adecuada por un especialista.

    2.- La reparacin tiene que ser una accin de fondo para corregir las causas del defecto y tiene que ser dirigida por un ingeniero competente. Por esto se debe desterrar la idea de dejar al maestro de obra a tomar decisiones, debido a que no siempre da buenos resultados.

    3.- Los procedimientos adoptados o los materiales para la reparacin y reconstruccin no siempre confieren a la estructura las caractersticas de durabilidad compatibles con la importancia de la obra y con los elevados costos de reparacin y reconstruccin de estructuras.

    4.- No se debe prescindir del diagnstico adecuado del problema patolgico del especialista para lograr un adecuado reforzamiento.

  • CAPITULO V.- RECOMENDACIONES

    5.- Los mtodos de reparacin utilizadas deben de tener en cuenta varios factores tales como la seguridad, costos, condiciones de obra, plazos, medio ambiente, personal tcnico, etc.

    6.- Las estructuras antiguas de concreto armado deben ser reforzadas al nivel de las normas recientes, utilizando diversos mtodos que existen para tal fin, debido a que los daos y prdidas pueden ser mayores en futuros sismos debido a reparaciones inadecuadas.

    7.- Los mtodos de reforzamiento presentados son una gua, debido a la aparicin de nuevos materiales. Quedando en responsabilidad del especialista la toma de decisiones al respecto.

    8.- La mejor manera de lograr una buena reparacin, es la bsqueda del conocimiento y permanente actualizacin tcnica

  • GRACIAS

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