memoria_de_analisis_sismico trabajo.doc

ANALISIS SISMICO DE AULAS, BIBLIOTECA MULTIFUNCIONAL DE TRES NIVELES DE LA INSTITUION EDUCATIVA ELEAZAR GUZMAN BARRON DE ANRA

MEMORIA DE CLCULO: ANALISIS SISMICO PROYECTO VIVIENDA MULTIFAMILIAR

DESARROLLADO POR:

TACNAABRIL 2015ANALISIS SISMICO: PROYECTO VIVIENDA MULTIFAMILIAR1. Descripcin

La estructura propuesta, es una edificacin conformada por 04 pisos. La configuracin estructural es irregular en planta y est destinado al uso de vivienda multifamiliar. Est constituido por un sistema de prticos de concreto armado en el eje X-X y de muros de albailera en el eje Y-Y.La dimensin de las vigas, muros de albailera, placas y columnas se pueden observar en los planos adjuntos al presente proyecto.

La edificacin est ubicada en la Calle Av. La cultura nro. 865, distrito y provincia de Tacna. Segn el estudio de suelos, la zona donde se proyectar la construccin posee un suelo intermedio.2. Programas de Computo

Los esfuerzos generados por los movimientos ssmicos y las cargas verticales se estiman asumiendo un sistema de cargas aplicado a la estructura. Estas fuerzas deben ser definidas de modo que representan lo ms cercano al fenmeno real. Existen diversos mtodos para su determinacin, desde los ms sencillos hasta los ms complejos que slo pueden ser desarrollados con la ayuda de un software.

Para el anlisis del edificio se emple el programa ETABS2013 (Extended 3D Analysis of Building Systems), nonlinear versin 13.1.1. Este es un programa para anlisis estructural y diseo de estructuras que incluye las mejores tcnicas actualmente disponibles.

3. Propiedades mecnicas de los materiales

Para el anlisis y diseo del edificio se han tomado los siguientes datos:

ALBAILERIA CONFINADA.

Clase de Unidad : Ladrillo Tipo III Resistencia caracterstica a compresin axial de la albailera (fm) = 80 Kg/cm2

Mdulo de elasticidad = Em = 500 fm = 40000 kg/cm2CONCRETO.

Resistencia nominal a compresin = f'c = 210 kg/cm2

Mdulo de elasticidad = Ec = 217,000 kg/cm2

Mdulo de Ruptura = fr = 28 Kg/cm2

Curva de comportamiento. Se asumir el modelo esfuerzo deformacin de Whitney.

Deformacin Unitaria Mxima c = 0.003

Figura 1.1 Modelo de comportamiento esfuerzo deformacin del concreto no confinado, Whitney.

ACERO DE REFUERZO. Corrugado, grado 60, esfuerzo de fluencia ( fy )= 4200 kg/cm2 = 4.2 ton/cm2

Mdulo de elasticidad = Es = 2000,000 kg/cm2 Deformacin al inicio de la fluencia =0.0021 Curva de comportamiento: Se simplificara idealizndola como dos lneas rectas (Park, Pauley1) ignorando la resistencia superior de cedencia y el aumento en el esfuerzo debido al endurecimiento por deformacin.

Figura 1.2 Modelo de comportamiento esfuerzo deformacin del acero

4. Normatividad:Se utilizarn las normas comprendidas en el Reglamento Nacional de Edificaciones (R.N.E.): Metrado de cargas

Norma E-020 Diseo sismorresistente

Norma E-030 Albailera Estructural

Norma E-070 Concreto Armado

Norma E-050 Suelos y cimentaciones

Norma E-0505. Anlisis ssmicoEl anlisis se realiz segn la norma vigente NTE E-030 del Reglamento Nacional de Edificaciones. Considerando las condiciones de suelo, las caractersticas de la estructura y las condiciones de uso, se utilizaron los siguientes parmetros ssmicos:

Factor de Zona:

Z = 0.4 (Zona 3)

Factor de Uso:

U = 1.0 (Edificacin Comn)

Factor de suelo:

S = 1.2 (Suelo intermedio)

Periodo de la plataformaTp = 0.6 Coeficiente de reduccin direccin horizontal Rx =8*3/4 (Porticos, estructura irregular)

Coeficiente de reduccin direccin verticalRy =3*3/4 (Muros de albailera, estructura irregular)

A partir de estos valores se determino el espectro de pseudo aceleraciones, como se ve en la figura 1 y 2. (MODIFICAR DEL CUADRO DEL EXCEL)

Fig. 01Espectro de pseudo aceleracin direccin X-X.

Fig. 02

Espectro de pseudo aceleracin direccin Y-Y.Para efectos del anlisis, las masas de los elementos modelados como columnas, muros, y vigas fueron estimados por el programa ETABS 2000, mientras que las masas de los dems elementos se estimaron a partir de los siguientes pesos:

CARGAS MUERTAS:

Peso de los acabados:

100 Kg/m2

Peso de tabiquera:

50 Kg/m2 Peso de losa aligerada h=0.20m:300Kg/m2

Peso de losa maciza h=0.20m:480Kg/m2

CARGAS VIVAS:

Vivienda:

200 Kg/m2

Techo:

100 Kg/m2Cabe mencionar que para el anlisis ssmico, las cargas vivas han sido reducidas al 25% en concordancia con la NTE E-030.

6. Resultados

6.1 Periodos y Modos de Vibracin

Con estas cargas y con las propiedades de las secciones transversales, se puede determinar los periodos de vibrar. Se determin 12 periodos de vibracin. En la tabla 1 se observan los resultados para el bloque analizado. El periodo fundamental es de 0.106seg y se presenta en la direccin X-X.Tabla 01

Periodos y modos de vibracin CaseModePeriodUXUYSum UXSum UYRZSum RZ

sec

Modal10.1060.59960.02270.59960.02270.14440.1444

Modal20.0943.47E-060.7250.59960.74770.14110.2855

Modal30.0770.17330.09070.77290.83840.55550.841

Modal40.0310.0040.07530.77690.91370.02810.8692

Modal50.0290.09920.02630.87610.940.02310.8922

Modal60.0240.0470.01630.9230.95630.05740.9496

Modal70.0180.00060.01690.92360.97330.00480.9544

Modal80.0140.00760.01630.93120.98950.03050.9849

Modal90.0130.04630.00050.97750.99010.00210.987

Modal100.0120.00380.00270.98130.99270.00040.9873

Modal110.0090.00050.00670.98190.99940.01070.9981

Modal120.0080.01810.0006110.00191

Figura nro. 03Modo 1 eje X-X T=0.106seg.

Figura nro. 04Modo 2 eje Y-Y T=0.094seg.

Figura nro. 05

Modo 3 eje Z-Z T=0.077seg.6.2 Desplazamientos y distorsiones de entrepiso

Segn la norma vigente para cada direccin de anlisis, las distorsiones calculadas por el programa deben ser multiplicados por 0.75R.

En las figuras 06 y 07 se muestran las estructuras deformadas por el sismo en la direccin X e Y, calculados por el programa ETABS 2013. Y en la Tabla 02 y 03 se muestran las distorsiones calculadas en concordancia con la NTE E-030.

Fig. 06Vista del desplazamiento en el eje X-X

Tabla 02Distorsiones de entre piso en el eje X-X

Tabla N02 Distorsiones maximas Eje X-X

StoryLoad Case/ComboLabelItemDriftD*0.75*R

PISO4sismo x Max47Max Drift X7.80E-050.0003510




Fig. 07Vista del desplazamiento en el eje Y-Y

Tabla 03Distorsiones de entre piso en el eje Y-YTabla N03 Distorsiones Maximas Eje Y-Y

StoryLoad Case/ComboLabelItemDriftD*0.75*R

PISO4sismo y Max69Max Drift Y0.0001140.00019238




Como se observa en el cuadro 2 y 3, la distorsin de la estructura en estudio es menor a lo mximo permitido por la NTE E-030 en el eje X-X e Y-Y, por lo que se concluye que la estructura tiene suficiente rigidez para resistir las cargas ssmicas.

6.3 Fuerza de corte en la BaseSegn la NTE E-030, para cada una de las direcciones consideradas en el anlisis, la fuerza cortante dinmica (Vd) en la base del edificio no podr ser menor que el 90% para estructuras irregulares del valor calculado con la siguiente expresin:

Ve = Z*S*U*C*P

R

El peso de la estructura puede ser estimado a partir de las masas calculadas por el programa Etabs.Tabla 04Masa

StoryDiaphragmMass XMass Y

kgf-s/mkgf-s/m

PISO1LOSA120597.0120597.01

PISO2LOSA220733.9220733.92

PISO3LOSA320733.9220733.92

PISO4LOSA416676.6816676.68

78741.53

Calculando los cortantes por cada piso se tiene:Vex= 0.4*1.2*1.0*2.5*78741.53*9.81/6=154490.88Kg

Vey=0.4*1.2*1.0*2.5*78741.53*9.81/2.25=411975.68KgEn la tabla 05 se hace una comparacin del cortante esttico y dinmico obtenido para esta edificacin.TABLA 05: FUERZA DE CORTE EN LA BASE

DIRECCIONVe en Kg.90 % VeVd

X-X154490.88139041.79100960.65

Y-Y411975.68370778.11315338.71

Como se observa en la tabla 05, en la direccin X-X no se cumple con lo mnimo indicado por la NTE E-030 (Vd>90% Ve), en este caso es necesario amplificar la fuerza por corte hasta 1.38, lo mismo sucede con el eje Y-Y, en donde es necesario amplificar por 1.18.12

_1489331772.xlsGrfico1

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.51.962

2.30769230771.8110769231

2.14285714291.6817142857

21.5696

1.8751.4715

1.76470588241.3849411765

1.66666666671.308

1.57894736841.2391578947

1.51.1772

1.42857142861.1211428571

1.36363636361.0701818182

1.30434782611.0236521739

1.250.981

1.20.94176

1.15384615380.9055384615

1.11111111110.872

1.07142857140.8408571429

1.03448275860.811862069

10.7848

0.96774193550.759483871

0.93750.73575

0.90909090910.7134545455

0.88235294120.6924705882

0.85714285710.6726857143

0.83333333330.654

0.81081081080.6363243243

C

As

T

Sa

ESPECTRO E-030

ESPECTRO E030 XX

ESPECTRO DE DISEO SISMICO (NUEVA NORMA E-030)

DIRECCION XX

CALCULO DE LA ACELERACION ESPECTRALDATOS

Z= FACTOR DE USO DE LA ZONAZ=0.4

U = FACTOR DE USO DE IMPORTANCIAU=1

S = FACTOR DEL SUELOS=1.2

C= COEFICIENTE SISMICOR=6

Rd = FACTOR DE DUCTILIDADTp=0.6

T= PERIODOD DE VIBRACION FUNDAMENTAL DE LA ESTRUCTURA

ANALISIS DINAMICO

TCAsC=220

GALS

0.102.5001.9622.200

0.152.5001.9622.200

0.202.5001.9622.200

0.252.5001.9622.200

0.302.5001.9622.200

0.352.5001.9622.200

0.402.5001.9622.200

0.452.5001.9622.200

0.502.5001.9622.200

0.552.5001.9622.200

0.602.5001.9622.200Ag=Z*U*C*S*g/Rd

0.652.3081.8112.031

0.702.1431.6821.886

0.752.0001.5701.760C = 2.5 * (Ts/T)

0.801.8751.4721.650

0.851.7651.3851.553

0.901.6671.3081.467T = Hn /Ct

0.951.5791.2391.389

1.001.5001.1771.320Ct = 35PORTICOS

1.051.4291.1211.257Ct = 45PORTICOS Y CAJAS

1.101.3641.0701.200Ct = 60PORTICOS CON PLACAS

1.151.3041.0241.148Y MANPOSTERIA

1.201.2500.9811.100

1.251.2000.9421.056Hn =ALTURA DE LA

1.301.1540.9061.015EDIFICACION

1.351.1110.8720.978

1.401.0710.8410.943DATOS

1.451.0340.8120.910

1.501.0000.7850.880Hn=7.5

1.550.9680.7590.852Ct=60

1.600.9380.7360.825

1.650.9090.7130.800ANALISIS ESTATICO

1.700.8820.6920.776T=0.125

1.750.8570.6730.754C=2.500

1.800.8330.6540.733Ag=1.962

1.850.8110.6360.714

&A

Pgina &P

ESPECTRO E030 XX

&A

Pgina &P

C

As

T

Sa

ESPECTRO E-030

ESPECTRO E030 YY


DIRECCION YY





C= COEFICIENTE SISMICOR=2.25



ANALISIS DINAMICO

TCAsC=220

GALS

0.102.5005.2322.200

0.152.5005.2322.200

0.202.5005.2322.200

0.252.5005.2322.200

0.302.5005.2322.200

0.352.5005.2322.200

0.402.5005.2322.200

0.452.5005.2322.200

0.502.5005.2322.200

0.552.5005.2322.200

0.602.5005.2322.200Ag=Z*U*C*S*g/Rd

0.652.3084.8302.031

0.702.1434.4851.886

0.752.0004.1861.760C = 2.5 * (Ts/T)

0.801.8753.9241.650

0.851.7653.6931.553

0.901.6673.4881.467T = Hn /Ct

0.951.5793.3041.389

1.001.5003.1391.320Ct = 35PORTICOS



1.151.3042.7301.148Y MANPOSTERIA

1.201.2502.6161.100

1.251.2002.5111.056Hn =ALTURA DE LA

1.301.1542.4151.015EDIFICACION

1.351.1112.3250.978

1.401.0712.2420.943DATOS

1.451.0342.1650.910

1.501.0002.0930.880Hn=7.5

1.550.9682.0250.852Ct=60

1.600.9381.9620.825


1.700.8821.8470.776T=0.125

1.750.8571.7940.754C=2.500

1.800.8331.7440.733Ag=5.232

1.850.8111.6970.714

&A

Pgina &P

ESPECTRO E030 YY

&A

Pgina &P

C

As

T

Ag

ESPECTRO E-030

_1489331818.xlsGrfico1

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.55.232

2.30769230774.8295384615

2.14285714294.4845714286

24.1856

1.8753.924

1.76470588243.6931764706

1.66666666673.488

1.57894736843.3044210526

1.53.1392

1.42857142862.9897142857

1.36363636362.8538181818

1.30434782612.7297391304

1.252.616

1.22.51136

1.15384615382.4147692308

1.11111111112.3253333333

1.07142857142.2422857143

1.03448275862.1649655172

12.0928

0.96774193552.0252903226

0.93751.962

0.90909090911.9025454545

0.88235294121.8465882353

0.85714285711.7938285714

0.83333333331.744

0.81081081081.6968648649

C

As

T

Sa

ESPECTRO E-030

ESPECTRO E030 XX


DIRECCION XX





C= COEFICIENTE SISMICOR=6



ANALISIS DINAMICO

TCAsC=220

GALS

0.102.5001.9622.200

0.152.5001.9622.200

0.202.5001.9622.200

0.252.5001.9622.200

0.302.5001.9622.200

0.352.5001.9622.200

0.402.5001.9622.200

0.452.5001.9622.200

0.502.5001.9622.200

0.552.5001.9622.200

0.602.5001.9622.200Ag=Z*U*C*S*g/Rd

0.652.3081.8112.031

0.702.1431.6821.886

0.752.0001.5701.760C = 2.5 * (Ts/T)

0.801.8751.4721.650

0.851.7651.3851.553

0.901.6671.3081.467T = Hn /Ct

0.951.5791.2391.389

1.001.5001.1771.320Ct = 35PORTICOS



1.151.3041.0241.148Y MANPOSTERIA

1.201.2500.9811.100

1.251.2000.9421.056Hn =ALTURA DE LA

1.301.1540.9061.015EDIFICACION

1.351.1110.8720.978

1.401.0710.8410.943DATOS

1.451.0340.8120.910

1.501.0000.7850.880Hn=7.5

1.550.9680.7590.852Ct=60

1.600.9380.7360.825


1.700.8820.6920.776T=0.125

1.750.8570.6730.754C=2.500

1.800.8330.6540.733Ag=1.962

1.850.8110.6360.714

&A

Pgina &P

ESPECTRO E030 XX

&A

Pgina &P

C

As

T

Sa

ESPECTRO E-030

ESPECTRO E030 YY


DIRECCION YY





C= COEFICIENTE SISMICOR=2.25



ANALISIS DINAMICO

TCAsC=220

GALS

0.102.5005.2322.200

0.152.5005.2322.200

0.202.5005.2322.200

0.252.5005.2322.200

0.302.5005.2322.200

0.352.5005.2322.200

0.402.5005.2322.200

0.452.5005.2322.200

0.502.5005.2322.200

0.552.5005.2322.200

0.602.5005.2322.200Ag=Z*U*C*S*g/Rd

0.652.3084.8302.031

0.702.1434.4851.886

0.752.0004.1861.760C = 2.5 * (Ts/T)

0.801.8753.9241.650

0.851.7653.6931.553

0.901.6673.4881.467T = Hn /Ct

0.951.5793.3041.389

1.001.5003.1391.320Ct = 35PORTICOS



1.151.3042.7301.148Y MANPOSTERIA

1.201.2502.6161.100

1.251.2002.5111.056Hn =ALTURA DE LA

1.301.1542.4151.015EDIFICACION

1.351.1112.3250.978

1.401.0712.2420.943DATOS

1.451.0342.1650.910

1.501.0002.0930.880Hn=7.5

1.550.9682.0250.852Ct=60

1.600.9381.9620.825


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ESPECTRO E030 YY

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ESPECTRO E-030

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