Análisis sísmico estático de edificio aporticado

ANÁLISIS SÍSMICO

ESTÁTICO DE EDIFICIO

APORTICADO

Alumno: Alvarado Salazar Alan

Profesor: Dr. Genner Villarreal Castro

UBICACIO

N

DATOS DE LA

VIVIENDAL1(Alvarado) : 8m

L2 (Salazar) : 7m

L3 (Alan) : 4m

USO : Vivienda tipo A

TIPO DE SUELO : Suelo flexible

UBICACIÓN : Lima

f’c : 210 Kg/cm2

fy : 4200 Kg/cm2

DIAFRAGMA HORIZONTAL : Losa aligerada

PLANOS Y

VISTAS

PREDIMENSIONAMIEN

TO

LOSA ALIGERADA:

VIGAS:

Para los pisos 1º,2º,3º :

Para vigas transversales: h=0.70m , b=0.60mPara vigas longitudinales h=0.70m , b=0.50m

Para los pisos 4º

Para vigas transversales: h=0.60m , b=0.60mPara vigas longitudinales h=0.60m , b=0.50m

COLUMNAS:

Para este diseño se usara 50 cm X 60 cm

METRADO DE CARGAS DE LA VIVIENDA

ANALISIS ESTATICO

Deacuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones – Norma E030

Periodo Fundamental:

Factor de Zona:

Zona 3: Z=04

Categoria:Edificaciones comunes U=01

Factor de Amplificación Sísmica:

Parámetros de Suelo:

SUELO TIPO S3: Suelos flexibles S = 1.4

Sistema Estructural:

PORTICOS: Simétrico sentido X R = ¾ (8)=6

PORTICOS: Asimétrico sentido Y R = 8FACTOR DE REDUCCION SISMICA: 0.75R Fr = 6

“Deacuerdo al reglamento Nacional de Edificaciones (norma E030 / tabla Nº6)”

Ecuación de la Fuerza Cortante en la Base:

Distribucion de la Fuerza Sismica por la Altura

Si:

Pi= Peso de cada pisohi= Altura hasta el nivel 0.0

Distribución de la Fuerza Sísmica por la Altura:

Los resultados son diferentes para los dos sentidos porque es asimétrico en el sentido del “eje y” y simétrico en el sentido del “eje x”.

Calculo de Dimensiones de Zapatas:

Excentricidad:

e X = 0.05Lx Lx = 21.6 m.

e Y = 0.05Ly Ly = 20.5 m.

Las medidas de la zapata son:B = 3 m

L = 3 mH = 0.6m

Centro de gravedad de la planta típica A: (Xcg , Ycg) = (10.5 ;11)

Las medidas consideradas por lo tanto van a cumplir con la resistencia del suelo por que están en el rango de la capacidad portante.

MODELACION DE LA ESTRUCTURA EN SAP 2000

Fig.Vista de la Modelación de la Vivienda

CONTROL DE DERIVAS DE ENTREPISOS:

Fig- Modelación de “sismo en el eje x” y “sismo en el eje y”

DEZPLAZAMIENTOS:

MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN X:

DEZPLAZAMIENTOS:

MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN Y:

Para concreto armado debe ser:

Se puede apreciar que el Edificio para uso de vivienda es flexible por loque no cumple en los 3 primeros pisos tanto para el sismo en “x” y sismoen “y”, debido a esta razón tenemos que reforzar en “x” y en “y” para quecumpla en un 100%.

FUERZAS INTERNAS:

Para un pórtico o elemento estructural la cortante absorbe mas del 30%, entonces dichaestructura será diseñado con 25% adicional.

FUERZAS AXIALES SISMO X:

FUERZAS INTERNAS:

CORTANTE MAXIMA SISMO X:

Observacion:"Ningún elemento pasa el 30% por lo tanto no necesitara el diseño del 125% para dicha fuerza.

FUERZAS INTERNAS:

MOMENTO MAXIMO SISMO X:

FUERZAS INTERNAS:

FUERZAS AXIALES SISMO Y:

FUERZAS INTERNAS:

CORTANTE MAXIMA SISMO Y:

Observacion:"Ningún elemento pasa el 30% por lo tanto no necesitara el diseño del 125% para dicha fuerza.

FUERZAS INTERNAS:

MOMENTO MAXIMO SISMO Y:

Resumen de resultados máximos:

INCORPORACION DE LA CIMENTACION Y SUELO

COEFICIENTE DE BALASTO:

Para el coeficiente de balasto se considera el tipo de suelo que es flexible, para este tipo de suelo el Cz debe ser menor a 3 Kg/cm3.

MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN X


Para el coeficiente de balasto se considera el tipo de suelo que es flexible, para este tipo de suelo el Cz debe ser menor a 3 Kg/cm3.

MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN Y

MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOX)

MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOY)

DEZPLAZAMIENTOS:

RESUMEN DE RESULTADOS:Tengo que rediseñar

el edificio!!!

PRIMER REDISEÑO EN LA ESTRUCTURA

CAMBIOS EN EL DISEÑO INICIAL:

•Se aumento la resistencia de concreto f’c : 280 Kg/cm2

•Cambiamos las zapatas por una platea de cimentación.

ECUACION DE LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE:

DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA POR LA ALTURA

CALCULO DE DIMENSIONES DE LA PLATEA DE CIMENTACIÓN


MODELACION DE LA ESTRUCTURA REDISEÑADA

Fig. Modelación en 3D


El Edificio mejoro en los 2 primeros pisos reduciendo considerablemente losdesplazamientos pero en los dos siguientes tanto para el sismo en “x” y sismo en “y”,no cumplen por lo que todavía se tiene que reajustar el diseño para llegar a un 100%.

No cumple tengo que rediseñar

el edificio!!!

RESUMEN DE RESULTADOS:

REDISEÑO EN LA ESTRUCTURA

CAMBIOS DE SECCIONES EN LOS ELEMENTOS:

En la estructura anterior se vio una mejora en los desplazamientos pero no lo suficiente porlo que asumimos añadir muros para que mejore aun más los desplazamientos y absorba losesfuerzos laterales.

• Añadimos muros tanto en el eje x, como en el eje y.

METRADO DE CARGAS

SISTEMA ESTRUCTURAL:

PORTICOS: Simétrico sentido X R = 7PORTICOS: Asimétrico sentido Y R = ¾ (7)=5.25FACTOR DE REDUCCION SISMICA X: 0.75R FrX = 5.25FACTOR DE REDUCCION SISMICA Y: 0.75R FrX = 3.94

ECUACION DE LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE:

DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA POR LA ALTURA

MODELACION DE LA ESTRUCTURA REDISEÑADA

Fig. Modelación en 3D


MAXIMO DESPLAZAMIENTO SISMO X


MAXIMO DESPLAZAMIENTO SISMO Y


MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOX)


MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOY)

Con los placas incorporadas se logró cumplir con el 100% de los requerimientos de laestructura sismoresistente por lo que todos los pisos cumplen con los desplazamientosmínimos.

Resultados:

COMPARACIÓN DE RESULTADOS

RESULTADOS DE LOS TRES DISEÑOS:

CONCLUSIONES

• La modelación de la vivienda tipo A de concreto armado de 4 pisos, nos da de entender que el predimensionamiento inicial no garantizo el funcionamiento antisísmico de la estructura.

• La última modelación incorporando los muros nos generó un resultado óptimo que nos garantiza el 100% de los requerimientos de la estructura sismoresistente por lo que todos los pisos cumplen con los desplazamientos mínimos y los asentamientos.

• Para este tipo de estructura se debe reforzar con muros de corte en las dos direcciones, de esta forma podemos disminuir los desplazamientos de entre pisos y así poder cumplir con el control de derivas.

• Otra manera más económica de disminuir los desplazamientos es usando columnas tipo “T en el perímetro de la edificación y columnas tipo “L” en las esquinas de la edificación

GRACIAS

Elaborado por: Alvarado Salazar, AlanCorreo electrónico: [email protected]

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