60 INGENIERÍA ANTISÍSMICA ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS 1 UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ANALISIS SISMICO ESTATICO Y DINAMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS NOMBRE : JOSE LUIS REQUE QUESQUÉN DOCENTE : ING. RAMOS CHIMPEN CARLOS CURSO : INGENIERÍA ANTISÍSMICA CODIGO : 065602-F CICLO : 2010 – II INGENIERÍA ANTISÍSMICA | JOSE LUIS REQUE QUESQUÉN
134
Embed
Analisis Sismico Estatico y Dinamico de Un Edificio de 6 Pisos
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
1
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO
RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y
ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
ANALISIS SISMICO ESTATICO Y DINAMICO DE
UN EDIFICIO DE 6 PISOS
NOMBRE : JOSE LUIS REQUE QUESQUÉN
DOCENTE : ING. RAMOS CHIMPEN CARLOS
CURSO : INGENIERÍA ANTISÍSMICA
CODIGO : 065602-F
CICLO : 2010 – II
LAMBAYEQUE, 14 DE MAYO DEL 2011
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
2
P R E S E N T A C I O N
l presente trabajo ha sido diseñado, para estudiar el comportamiento de las estructuras, en
efecto, es necesaria la aplicación de metodologías modernas de la ingeniería estructural
como los poderosos métodos matriciales, los que son capaces de resolver cualquier tipo
de estructura. Este método se define como método de concepción y de cálculo y determina
esfuerzos y deformaciones de cada elemento estructural de tal manera que el profesional en
formación logre conocimientos fundamentales para iniciar el diseño con criterios de economía y de
máxima seguridad estructural; por lo tanto, es necesario que los estudiantes de Ingeniería
Antisísmica, adquieran habilidades y destrezas en la aplicación de metodologías simples, versátiles
y modernas del análisis estructural que les permita entender la filosofía del comportamiento de las
estructuras sujetas a cargas de diferente naturaleza y pueda realizar las verificaciones que exige la
normatividad vigente. Finalmente, el estudiante no debe perder de vista que la finalidad del
análisis estructural es el diseño confiable de cualquier estructura.
E
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
3
I N T R O D U C C I Ó N
l Método Matricial o Método de Elementos Finitos permite obtener una solución
numérica aproximada sobre un cuerpo, estructura o dominio (medio continuo)
dividiéndolo en un número elevado de subdominios no-intersectantes entre sí
denominados «elementos finitos». El conjunto de elementos finitos forma una partición del dominio
también denominada discretización. Dentro de cada elemento se distinguen una serie de puntos
representativos llamados «nodos». Dos nodos son adyacentes si pertenecen al mismo elemento
finito; además, un nodo sobre la frontera de un elemento finito puede pertenecer a varios elementos.
El conjunto de nodos considerando sus relaciones de adyacencia se llama «malla».
E
Los cálculos se realizan sobre una malla de puntos (llamados nodos), que sirven a su vez de base
para discretización del dominio en elementos finitos. La generación de la malla se realiza
usualmente con programas especiales llamados generadores de mallas, en una etapa previa a los
cálculos que se denomina pre-proceso. De acuerdo con estas relaciones de adyacencia o
conectividad se relaciona el valor de un conjunto de variables incógnitas definidas en cada nodo y
denominadas grados de libertad. El conjunto de relaciones entre el valor de una determinada
variable entre los nodos se puede escribir en forma de sistema de ecuaciones lineales (o
linealizadas). La matriz de dicho sistema de ecuaciones se llama matriz de rigidez del sistema. El
número de ecuaciones de dicho sistema es proporcional al número de nodos.
Típicamente el método de los elementos finitos se programa computacionalmente para calcular el
campo de desplazamientos y, posteriormente, a través de relaciones cinemáticas y constitutivas las
deformaciones y tensiones respectivamente, cuando se trata de un problema de mecánica de sólidos
deformables o más generalmente un problema de mecánica de medios continuos. El método de los
elementos finitos es muy usado debido a su generalidad y a la facilidad de introducir dominios de
cálculo complejos (en dos o tres dimensiones).
Una importante propiedad del método es la convergencia; si se consideran particiones de elementos
finitos sucesivamente más finas, la solución numérica calculada converge rápidamente hacia la
solución exacta del sistema de ecuaciones.
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
4
INDICE
I. INTRODUCCIÓN
1. ENTORNO URBANO
2. ARQUITECTURA
3. CONSIDERACIONES GENERALES DEL DISEÑO
II. ESTRUCTURACIÓN Y PREDIMENSIONAMIENTO
1. ESTRUCTURACIÓN
2. PREDIMENSIONAMIENTO
2.1. LOSAS MACIZA
2.2. VIGAS
2.2.1. VIGAS PRINCIPALES
2.2.2. VIGAS SECUNDARIAS
2.3. COLUMNAS
III. ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO
1. PARAMETROS SISMORESISTENTES DEL EDIFICIO
2. CALCULO DE LA FUERZA SISMICA Y SU DISTRIBUCION EN ALTURA
3. DETERMINACION DE LA RIGIDEZ LATERAL: FORMULA DE WILBUR
IV. ANÁLISIS SÍSMICO DINÁMICO
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
5
ANALISIS SISMICO ESTATICO Y DINAMICO DE UN
EDIFICIO DE 6 PISOS
I. INTRODUCCION
1.1. ENTORNO URBANO
El edificio se ubicara en la Urb. PRO LIMA. Mz. “H” LOTE 22. Av. Alfredo Mendiola.
Distrito Los Olivos.
1.2. ARQUITECTURA:
El edificio de 6 niveles está destinado para un HOSTAL con un departamento por nivel, tiene
azotea con parapetos en todo el perímetro.
1.3. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO
A. DATOS GEOMETRICOS:
B. CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES:
Fig. Nº01: Área tributaria – Columna Eje 5 - A Fig. Nº02: Peso de vigas Sobre Columna Eje 5 - A
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
10
TABIQUERÍA EQUIVALENTE:
La tabiquería Equivalente se calculó para cada piso debido a que la distribución de la
tabiquería en cada piso no son iguales; A continuación se muestra la forma en que se
determinó.
|
Fig. Nº04: Longitudes de Tabiqueria Equivalente
Fig. Nº05: Area Libre
Fig. Nº03: Detalle del peso muerto– Columna Eje 5 - A
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
11
TabiqueriaEquivalente=∑ Lm . em. hm.Pem
Area Libre
Lm: Longitud de Muros = Tabla Inferior
em : Espesor de Muros = 0.15 m
hm : Altura de Muros = 2.60 m
Pem : Peso Especifico de muro de albañilería = 1800 Kg/m³
|
TAB. EQUIV. 3º, 4º Y 5º PISO
Longitudes Areas2.52 m 5.60 m 2.75 m 26.26 m²6.00 m 0.94 m 24.99 m²2.40 m 1.10 m 26.28 m²7.60 m 6.94 m 12.08 m²5.76 m 9.75 m 26.21 m²2.52 m 12.42 m 12.09 m²10.16 m 0.65 m 12.35 m²
77.11 m 30.98 m²328 m² 171.23 m²
TAB. EQUIV. 2º PISO
Longitudes Areas2.52 m 5.86 m 6.08 m 26.26 m²6.00 m 5.60 m 4.25 m 24.99 m²7.60 m 2.04 m 5.80 m 26.28 m²1.26 m 6.94 m 12.08 m²2.40 m 2.40 m 26.21 m²5.76 m 11.15 m 12.09 m²4.30 m 0.85 m 12.35 m²
80.81 m 30.98 m²344 m² 171.23 m²
TAB. EQUIV. 6º PISOLongitudes Areas
4.10 m 6.65 m 3.12 m 26.26 m²1.50 m 16.32 m 4.85 m 24.99 m²1.90 m 2.70 m 2.30 m 26.28 m²7.50 m 4.08 m 0.56 m 12.08 m²
0.69 m 12.09 m²2.40 m 17.66 m²2.34 m 12.35 m²
46.01 m 25.65+5.33288 m² 131.70 m²
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
12
PESO MUERTO
o Peso de Aligerado (0.10 m) : 3.5407 m2 x 360 Kg/m2 x 3 = 1274.652 Kg.
o Peso de Vigas (Fig. Nº02): V. P. : 0.25 x 0.50 x 1.30 x 2400 x 6 = 2340.00 Kg.
V. S. : 0.25 x 0.40 x 2.72 x 2400 x 6 = 3916.80 Kg.
= 5790.00 Kg
o Peso de Muerto (0.075 m, Fig. 02) : 0.075 x 3.5407 x 2000 x 6 = 3186.63 Kg.
o Peso Muro = 1758.00 Kg.
o Peso Tabiquería Equivalente: 2º piso : 344Kg/m2 x 3.541 m2 = 1218.10 Kg.
3º,4º y 5º piso : 328Kg/m2 x 3.541 m2 = 1161.45 Kg.
6 piso : 388Kg/m2 x 3.541 m2 = 1373.91 Kg.
= 3405.43 Kg
o Peso Columna (Asumir: 0.25 x 0.25): 0.25 x 0.25 x 2.70 x 2400 x 6 = 2430.00 Kg.
PESO MUERTO = 33670.00 Kg.
PESO VIVO
o Sobrecarga (Uso Vivienda) : (200 x 5 + 100) x 3.5407 = 3894.77 Kg.
PESO VIVO = 3894.77 Kg.
PESO ÚLTIMO
Pu=1 .4 (Pm )+1.7(Pv )
Pu=1.4 (33670.00Kg )+1.7 (3894.77kg)
Pu=53750 .00 Kg .
Remplazando en la fórmula de cálculo de Área mínima:
AC=C . Pu
∅ .(0.85 . f 'c+ρ . f y )
AC=1.5 (53750.00 Kg )
0.70 .¿¿
AC=522.379cm2
Considerando una columna cuadrada D x b, donde D = b
AC=D2=522.379cm2
D=√522.379cm2
D=22.86cm
Entonces dimensiones de la columna de Eje 3 – A: D = b = 30 cm.
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
13
El cuadro que se presenta en la página siguiente resume las dimensiones para todas las
columnas del primer piso, que serán las mismas para el resto de pisos (Uniformizando).
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
14
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
15
PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNAS DEL PRIMER PISO – EDIFICIO DE 6 NIVELES
EJES AREA TRIBUTARIA
P. ALIGERADO
P. VIGAS
P. MUERTO P. MURO P.
TABIQUERIAP.
COLUMNA CM CV PU AREA MIN. SECC. CUADRADA USAMOS
2 - A 3.088 m² 1.11 Tn 5.88 Tn 2.78 Tn 17.85 Tn 2.97 Tn 2.43 Tn 33.01 Tn 3.40 Tn 51.98 Tn 673.594 cm² 25.95 cm 0.30 m
2 - B 10.463 m² 3.77 Tn 9.78 Tn 9.42 Tn 29.70 Tn 10.05 Tn 2.43 Tn 65.14 Tn 11.51 Tn 110.77 Tn 1076.468 cm² 32.81 cm 0.40 m
2 - C 9.899 m² 3.56 Tn 9.29 Tn 8.91 Tn 28.21 Tn 9.51 Tn 2.43 Tn 61.91 Tn 10.89 Tn 105.19 Tn 1022.278 cm² 31.97 cm 0.40 m
2 - D 2.655 m² 0.96 Tn 5.39 Tn 2.39 Tn 16.36 Tn 2.55 Tn 2.43 Tn 30.07 Tn 2.92 Tn 47.06 Tn 609.799 cm² 24.69 cm 0.30 m
3 - A 3.088 m² 1.11 Tn 5.88 Tn 2.78 Tn 17.85 Tn 2.97 Tn 2.43 Tn 33.01 Tn 3.40 Tn 51.98 Tn 505.196 cm² 22.48 cm 0.30 m
3 - B 14.522 m² 5.23 Tn 11.35 Tn 13.07 Tn 34.47 Tn 13.95 Tn 2.43 Tn 80.49 Tn 15.97 Tn 139.85 Tn 1177.859 cm² 34.32 cm 0.40 m
3 - C 10.484 m² 3.77 Tn 11.92 Tn 9.44 Tn 36.22 Tn 10.07 Tn 2.43 Tn 73.85 Tn 11.53 Tn 123.00 Tn 1035.963 cm² 32.19 cm 0.40 m
3 - D 0.000 m² 0.00 Tn 6.19 Tn 0.00 Tn 18.81 Tn 0.00 Tn 2.43 Tn 27.43 Tn 0.00 Tn 38.40 Tn 373.200 cm² 19.32 cm 0.30 m
4 - A 1.511 m² 0.54 Tn 3.97 Tn 1.36 Tn 12.07 Tn 1.45 Tn 2.43 Tn 21.83 Tn 1.66 Tn 33.39 Tn 324.507 cm² 18.01 cm 0.30 m
4 - B 9.180 m² 3.30 Tn 9.60 Tn 8.26 Tn 29.17 Tn 8.82 Tn 2.43 Tn 61.60 Tn 10.10 Tn 103.40 Tn 870.891 cm² 29.51 cm 0.30 m
4 - C 9.173 m² 3.30 Tn 9.59 Tn 8.26 Tn 29.13 Tn 8.81 Tn 2.43 Tn 61.52 Tn 10.09 Tn 103.29 Tn 869.929 cm² 29.49 cm 0.30 m
4 - D 1.505 m² 0.54 Tn 4.10 Tn 1.35 Tn 12.47 Tn 1.45 Tn 2.43 Tn 22.34 Tn 1.66 Tn 34.09 Tn 331.312 cm² 18.20 cm 0.30 m
5 - A 3.541 m² 1.27 Tn 5.79 Tn 3.19 Tn 17.58 Tn 3.40 Tn 2.43 Tn 33.67 Tn 3.89 Tn 53.75 Tn 522.379 cm² 22.86 cm 0.30 m
5 - B 11.999 m² 4.32 Tn 9.68 Tn 10.80 Tn 29.39 Tn 11.53 Tn 2.43 Tn 68.15 Tn 13.20 Tn 117.85 Tn 992.554 cm² 31.50 cm 0.40 m
5 - C 11.984 m² 4.31 Tn 9.68 Tn 10.79 Tn 29.39 Tn 11.51 Tn 2.43 Tn 68.11 Tn 13.18 Tn 117.77 Tn 991.913 cm² 31.49 cm 0.40 m
5 - D 3.525 m² 1.27 Tn 5.79 Tn 3.17 Tn 17.58 Tn 3.39 Tn 2.43 Tn 33.63 Tn 3.88 Tn 53.68 Tn 521.639 cm² 22.84 cm 0.30 m
6 - A 1.510 m² 0.54 Tn 4.12 Tn 1.36 Tn 12.51 Tn 1.45 Tn 2.43 Tn 22.41 Tn 1.66 Tn 34.20 Tn 332.335 cm² 18.23 cm 0.30 m
6 - B 9.174 m² 3.30 Tn 9.59 Tn 8.26 Tn 29.13 Tn 8.81 Tn 2.43 Tn 61.52 Tn 10.09 Tn 103.29 Tn 869.954 cm² 29.49 cm 0.30 m
6 - C 9.168 m² 3.30 Tn 9.59 Tn 8.25 Tn 29.13 Tn 8.81 Tn 2.43 Tn 61.51 Tn 10.08 Tn 103.26 Tn 869.682 cm² 29.49 cm 0.30 m
6 - D 1.503 m² 0.54 Tn 3.96 Tn 1.35 Tn 12.03 Tn 1.44 Tn 2.43 Tn 21.76 Tn 1.65 Tn 33.27 Tn 323.319 cm² 17.98 cm 0.30 m
7 - A 3.283 m² 1.18 Tn 5.95 Tn 2.95 Tn 18.06 Tn 3.15 Tn 2.43 Tn 33.73 Tn 3.61 Tn 53.36 Tn 518.587 cm² 22.77 cm 0.30 m
7 - B 11.183 m² 4.03 Tn 11.58 Tn 10.06 Tn 35.17 Tn 10.74 Tn 2.43 Tn 74.01 Tn 12.30 Tn 124.52 Tn 1048.794 cm² 32.39 cm 0.40 m
7 - C 15.168 m² 5.46 Tn 11.58 Tn 13.65 Tn 35.17 Tn 14.57 Tn 2.43 Tn 82.86 Tn 16.69 Tn 144.37 Tn 1215.943 cm² 34.87 cm 0.40 m
7 - D 3.268 m² 1.18 Tn 6.08 Tn 2.94 Tn 18.46 Tn 3.14 Tn 2.43 Tn 34.22 Tn 3.60 Tn 54.02 Tn 525.019 cm² 22.91 cm 0.30 m
8 - A 3.283 m² 1.18 Tn 6.09 Tn 2.95 Tn 18.50 Tn 3.15 Tn 2.43 Tn 34.31 Tn 3.61 Tn 54.18 Tn 701.996 cm² 26.50 cm 0.30 m
8 - B 11.124 m² 4.00 Tn 9.99 Tn 10.01 Tn 30.36 Tn 10.69 Tn 2.43 Tn 67.48 Tn 12.24 Tn 115.28 Tn 1120.308 cm² 33.47 cm 0.40 m
8 - C 11.110 m² 4.00 Tn 9.99 Tn 10.00 Tn 30.36 Tn 10.67 Tn 2.43 Tn 67.45 Tn 12.22 Tn 115.21 Tn 1119.621 cm² 33.46 cm 0.40 m
8 - D 3.268 m² 1.18 Tn 6.09 Tn 2.94 Tn 18.50 Tn 3.14 Tn 2.43 Tn 34.28 Tn 3.60 Tn 54.11 Tn 701.080 cm² 26.48 cm 0.30 m
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
16
|
ELEMENTOS ESTRUCTURALES - PORTICO PRINCIPAL 2, 3, 5, 7 y 8
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
17
|
ELEMENTOS ESTRUCTURALES - PORTICO PRINCIPAL 4 y 6
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
18
III. ANALISIS SISMICO ESTATICO DEL EDIFICIO.
1. PARAMETROS SISMORESISTENTES DEL EDIFICIO.
1.1. ZONAS SISMICAS: son 3 zonas sísmicas.
- ZONA 3 z = 0.4 Alta Intensidad
- ZONA 2 z = 0.3 Mediana Intensidad
- ZONA 1 z = 0.15 Baja Intensidad
- El edificio se encuentra ubicado en el Distrito de Los Olivos, en la Ciudad de Lima;
Por lo tanto la Zona de análisis sísmico será ZONA 3 (Z = 0.4
|
ZONAS SISMICAS ESTABLECIDAD POR LA NORMA TÉCNICA E.030 - DISEÑO SISMO RESISTENTE
Lima: ZONA 3
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
19
1.2. FACTORES DE SUELO (S)
FACTOR DE SUELO (S)
TIPO DE SUELO S Tp
Suelo rocoso 1.00 0.40
Suelo Intermedio (Arena: material predominante) 1.20 0.60
Suelo Flexible (Arcilla - limoso) 1.40 0.90
Sueloi Excepcional (No está definido) * *
S: Factor de amplificacionTp: Periodo de Vibracion del Suelo
- El edificio se encuentra ubicado en el Distrito de Los Olivos, en la Ciudad de Lima;
Por lo tanto el tipo de suelo será SUELO ROCOSO (S = 1.00, Tp = 0.40)
1.3. FACTOR DE USO ( U )
FACTOR DE USO (U)
A Edificaciones Esenciales (hospital, local de bomberos, comisarias, telefónica) 1.50
B Edificaciones Importantes (cine, teatro, museo, cárcel) 1.30
C Edificaciones Comunes (oficinas, vivienda ) 1.00
D Edificaciones Menores (cerco) *
- El uso del edificio es destinado a hotel, Por lo tanto El factor de Uso será
EDIFICACIONES COMUNES (U = 1.00)
1.4. FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA:
C=2.5(T P
T )≤2.5
T=( hn
CT )Donde:
T: Periodo de Vibración de la estructura.
hn: Altura de la edificación medida a partir del terreno natural.
CT: Factor que depende del sistema estructural.
SISTEMA ESTRUCTURAL CT
Aporticados 35Duales 45
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
20
Muros de Corte 60
1.5. FACTOR DE REDUCCION DE LA FUERZA SISMICA (R)
FACTOR DE REDUCCION R
ACERO Regular R Iregular (3/4R)
Porticos ductiles con uniones resistentes a momentos 9.5 7.13
OTRAS ESTRUCTURAS DE ACERO Regular R Iregular (3/4R)
Arriostres excentricos 6.5 4.88
Arriostres en Cruz 6.0 4.50
CONCRETO ARMADO Regular R Iregular (3/4R)
Porticos 8.0 6.00
Dual 7.0 5.25
Muros Estructurales 6.0 4.50
Muros de ductibilidad Limitada 4.0 3.00
Muros de Albañileria 3.0 2.25
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
21
- La forma en planta y elevación de la estructura es una figura regular; Por tanto se
tiene que R = 8.0
1.6. LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO
LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO
MATERIAL PREDOMINANTE ∆i/hei
Concreto Armado 0.007
Acero 0.01
Albañileria 0.005
Madera 0.01
2. CALCULO DE LA FUERZA SISMICA Y SU DISTRIBUCION EN ALTURA
2.1. PARAMETROS SISMORESISTENTES
PARAMETROS SISMORESISENTES DEL EDIFICIO
FACTOR DE ZONA (ZONA 3) Z 0.40
FAACTOR DE USO (HOTEL) U 1.00
FACTOR DE SUELO (ROCOSO)S 1.00
Tp 0.40
SISTEMA ESTRUTURAL (APORTICADO) CT 35
FACTOR DE REDUCCION (REGULAR) R 8.0
DISTORSION MAXIMA DE ENTREPISO Di ≤ 0.007
2.2. FUERZA CORTANTE BASAL
FSISMICA=( Z .U .C .SR ) .PESO
Donde:
Z: Factor de Zona
U: Factor de Uso
C: Factor de Amplificación Sísmica
S: Factor de Suelo
R: Factor de Reducción
CR≥0.125
C=2.5(T P
T )≤2.5
a) EVALUACIÓN DE LOS PARÁMETROS
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
22
T=17.1035
=0.489
C=2.5( 0.400.489 )=2.05≤2.5
CR
=2.058
=0.256>0.125
- Como C ≤ 2.5, entonces tomamos C = 2.05
- Como C/R > 0.125, entonces tomamos C/R = 0.256
b) PESO DE LA ESTRUCTURA
PRIMER PISO Area: 171.23 m²
CARGA MUERTA
ELEMENTOSPeso
(Kg/m3)Area (m2)
Longitud (m)
Nº de elementos Peso (Kg)
P.losa macisa 2400 Kg/m³ 171.23 m² 0.150 1.00 61644.49 Kg.
P. Muerto 2000 Kg/m³ 171.23 m² 0.075 1.00 25685.21 Kg.
P. Vigas Principales 2400 Kg/m 0.1250 10.600 7.00 22260.00 Kg.
P. Vigas Secundarias 2400 Kg/m 0.1000 18.850 4.00 18096.00 Kg.
P. de columnasC-1 2400 Kg/m 0.0900 2.700 10.00 64800.00 Kg.
C-2 2400 Kg/m 0.1600 2.700 18.00 116640.00 Kg.
P. de Tabiqueria 344 Kg/m² 171.23 m² 58910.49 Kg.
P. Muerto 1º PISO 368036.19 Kg.
CARGA VIVA (S/C)
S/CPeso
(Kg/m2)Porcentaje Area (m2) Nº de elementos Peso (Kg)
Sobrecarga 344 Kg/m² 50.00% 171.2347 1.00 29455.25 Kg.
P. Vivo 1º PISO 29455.25 Kg.
P. TOTAL 1º PISO 397.49 Tn
SEGUNDO PISOArea
:171.23 m²
CARGA MUERTA
ELEMENTOSPeso
(Kg/m3)Area (m2)
Longitud (m)
Nº de elementos Peso (Kg)
P.losa macisa 2400 Kg/m³ 171.23 m² 0.150 1.00 61644.49 Kg.
P. Muerto 2000 Kg/m³ 171.23 m² 0.075 1.00 25685.21 Kg.
P. Vigas Principales 2400 Kg/m 0.1250 10.600 7.00 22260.00 Kg.
P. Vigas Secundarias 2400 Kg/m 0.1000 18.850 4.00 18096.00 Kg.
P. de columnasC-1 2400 Kg/m 0.0900 2.700 10.00 64800.00 Kg.
C-2 2400 Kg/m 0.1600 2.700 18.00 116640.00 Kg.
P. de Tabiqueria 328 Kg/m² 171.23 m² 56213.19 Kg.
P. Muerto 2º PISO 365338.89 Kg.
CARGA VIVA (S/C)
S/CPeso
(Kg/m2)Porcentaje Area (m2) Nº de elementos Peso (Kg)
Sobrecarga 200 Kg/m² 50.00% 171.2347 1.00 17123.47 Kg.
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
23
P. Vivo 1º PISO 17123.47 Kg.
P. TOTAL 2º PISO 382.46 Tn
TERCER PISO Area: 171.23 m²
CARGA MUERTA
ELEMENTOS Peso (Kg/m3) Area (m2)Longitud
(m)Nº de elementos Peso (Kg)
P.losa macisa 2400 Kg/m³ 171.23 m² 0.150 1.00 61644.49 Kg.
P. Muerto 2000 Kg/m³ 171.23 m² 0.075 1.00 25685.21 Kg.
P. Vigas Principales 2400 Kg/m 0.1250 10.600 7.00 22260.00 Kg.
P. Vigas Secundarias 2400 Kg/m 0.1000 18.850 4.00 18096.00 Kg.
P. de columnasC-1 2400 Kg/m 0.0900 2.700 10.00 64800.00 Kg.
C-2 2400 Kg/m 0.1600 2.700 18.00 116640.00 Kg.
P. de Tabiqueria 328 Kg/m² 171.23 m² 56213.19 Kg.
P. Muerto 3º PISO 365338.89 Kg.
CARGA VIVA (S/C)
S/C Peso (Kg/m2) Porcentaje Area (m2) Nº de elementos Peso (Kg)
Sobrecarga 200 Kg/m² 50.00% 171.2347 1.00 17123.47 Kg.
P. Vivo 1º PISO 17123.47 Kg.
P. TOTAL 3º PISO 382.46 Tn
CUARTO PISO Area: 171.23 m²
CARGA MUERTA
ELEMENTOS Peso (Kg/m3) Area (m2)Longitud
(m)Nº de elementos Peso (Kg)
P.losa macisa 2400 Kg/m³ 171.23 m² 0.150 1.00 61644.49 Kg.
P. Muerto 2000 Kg/m³ 171.23 m² 0.075 1.00 25685.21 Kg.
P. Vigas Principales 2400 Kg/m 0.1250 10.600 7.00 22260.00 Kg.
P. Vigas Secundarias 2400 Kg/m 0.1000 18.850 4.00 18096.00 Kg.
P. de columnasC-1 2400 Kg/m 0.0900 2.700 10.00 64800.00 Kg.
C-2 2400 Kg/m 0.1600 2.700 18.00 116640.00 Kg.
P. de Tabiqueria 328 Kg/m² 171.23 m² 56213.19 Kg.
P. Muerto 1º PISO 365338.89 Kg.
CARGA VIVA (S/C)
S/C Peso (Kg/m2) Porcentaje Area (m2) Nº de elementos Peso (Kg)
Sobrecarga 200 Kg/m² 50.00% 171.2347 1.00 17123.47 Kg.
P. Vivo 4º PISO 17123.47 Kg.
P. TOTAL 4º PISO 382.46 Tn
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
24
QUINTO PISO Area: 171.23 m²
CARGA MUERTA
ELEMENTOS Peso (Kg/m3) Area (m2)Longitud
(m)Nº de elementos Peso (Kg)
P.losa macisa 2400 Kg/m³ 171.23 m² 0.150 1.00 61644.49 Kg.
P. Muerto 2000 Kg/m³ 171.23 m² 0.075 1.00 25685.21 Kg.
P. Vigas Principales 2400 Kg/m 0.1250 10.600 7.00 22260.00 Kg.
P. Vigas Secundarias 2400 Kg/m 0.1000 18.850 4.00 18096.00 Kg.
P. de columnasC-1 2400 Kg/m 0.0900 2.700 10.00 64800.00 Kg.
C-2 2400 Kg/m 0.1600 2.700 18.00 116640.00 Kg.
P. de Tabiqueria 328 Kg/m² 171.23 m² 56213.19 Kg.
P. Muerto 1º PISO 365338.89 Kg.
CARGA VIVA (S/C)
S/C Peso (Kg/m2) Porcentaje Area (m2) Nº de elementos Peso (Kg)
Sobrecarga 200 Kg/m² 50.00% 171.2347 1.00 17123.47 Kg.
P. Vivo 5º PISO 17123.47 Kg.
P. TOTAL 5º PISO 382.46 Tn
SEXTO PISO Area: 171.23 m²
CARGA MUERTA
ELEMENTOSPeso
(Kg/m3)Area (m2)
Longitud (m)
Nº de elementos Peso (Kg)
P.losa macisa 2400 Kg/m³ 171.23 m² 0.150 1.00 61644.49 Kg.
P. Muerto 2000 Kg/m³ 171.23 m² 0.075 1.00 25685.21 Kg.
P. Vigas Principales 2400 Kg/m 0.1250 10.600 7.00 22260.00 Kg.
P. Vigas Secundarias 2400 Kg/m 0.1000 18.850 4.00 18096.00 Kg.
P. de columnasC-1 2400 Kg/m 0.0900 2.700 10.00 64800.00 Kg.
C-2 2400 Kg/m 0.1600 2.700 18.00 116640.00 Kg.
P. de Tabiqueria 0 Kg/m² 171.23 m² 0.00 Kg.
P. Muerto 1º PISO 309125.70 Kg.
CARGA VIVA (S/C)
S/CPeso
(Kg/m2)Porcentaje Area (m2) Nº de elementos Peso (Kg)
Sobrecarga 100 Kg/m² 25.00% 171.2347 1.00 4280.87 Kg.
P. Vivo 6º PISO 4280.87 Kg.
P. TOTAL6º PISO 313.41 Tn
c) FUERZA CORTANTE BASAL
PESO DE LA ESTRUCTURA:
- 1º Nivel w1 : 397.49 Tn
- 2º Nivel w2 : 382.46 Tn
- 3º Nivel w3 : 382.46 Tn
- 4º Nivel w4 : 382.46 Tn
- 5º Nivel w5 : 382.46 Tn
- 6º Nivel w6 : 313.41 Tn
PESO TOTAL Σwi : 2240.75 Tn
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
25
FSISMICA=( Z .U .C .SR ) .PESO
FSISMICA=( 0.40∗1.00∗2.05∗1.008 )∗2240.75
FSISMICA=V=229.316Tn
d) DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA EN ALTURA
F i=W i∗hi
∑W i∗h i
(V−Fa)
Periodo de vibración T:
T=17.1035
=0.489<0.7
Por consiguiente Fa = 0; Osea
F i=W i∗hi
∑W i∗h i
.V
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
26
Nivel Wi hi Wi.hi Wi. hi/Σ(Wi.hi) Fi (ton) Qi(ton)6 313.41 Tn 17.10 m 5359.25 0.2464 56.50 Tn 56.50 Tn5 382.46 Tn 14.25 m 5450.09 0.2506 57.46 Tn 113.95 Tn4 382.46 Tn 11.40 m 4360.07 0.2004 45.96 Tn 159.92 Tn3 382.46 Tn 8.55 m 3270.05 0.1503 34.47 Tn 194.39 Tn2 382.46 Tn 5.70 m 2180.04 0.1002 22.98 Tn 217.37 Tn1 397.49 Tn 2.85 m 1132.85 0.0521 11.94 Tn 229.32 Tn
Σ(Wi.hi) 21752.35 229.32 Tn
e) DIAGRAMA DE CORTE
3.
DETERMINACIÓN DE LA RIGUIDEZ LATERAL: FORMULAS DE WILBUR
3.1. INERCIA DE LAS SECCIONES
INERCIA DE LAS VIGAS
Iv xx 25 x 50 = 260416.67 cm4
|
60
INGENIERÍA ANTISÍSMICAANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE UN EDIFICIO DE 6 PISOS
27
Iv yy 25 x 40 = 133333.33 cm4
INERCIA DE LA COLUMNAS
Ic 30 x 30 = 67500.00 cm4
Ic 40 x 40 = 213333.33 cm4
3.2. RIGIDECES
RIGIDEZ DE COLUMNA
h= 2.70m Kc 30 x 30 = 250.00
Kc 40 x 40 = 790.12
RIGIDEZ DE VIGA
L 2-3= 4.75m tramo 2 - 3 Kv2 = 280.70 cm
PORTICO L 3-4= 2.20m tramo 3 - 4 Kv3 = 606.06 cm A,B,C Y D L 4-5= 2.33m tramo 4 - 5 Kv4 = 572.25 cm
DIRECCION Y-Y L 5-6= 2.32m tramo 5 - 6 Kv5 = 574.71 cm
L 6-7= 2.20m tramo 6 - 7 Kv6 = 606.06 cm
L 7-8= 5.05m tramo 7 - 8 Kv7 = 264.03 cm
PORTICO L A-B= 2.60m tramo A-B KvA = 1001.60 cm
1,2,3,4,5,6,7 y 8 L B-C= 5.40m tramo B-C KvB = 482.25 cm
DIRECCION X-X L C-D= 2.60m tramo C-D KvC = 1001.60 cm
PORTICO L A-B= 2.60m tramo A-B KvA = 512.82 cm
1,2,3,4,5,6,7 y 8 L B-C= 5.40m tramo B-C KvB = 246.91 cm