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CURSO: Ingeniería Sismo-resistente SECCIÓN: CI 81 PROFESOR: Dr. Genner Villarreal Castro TRABAJO REALIZADO POR: - Aliaga Vopilovsky, Antón - Beltrán Butrón, Luis Guillermo - Rodríguez Vizcarra, Paul FECHA: 30 de abril de 2014
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TB - Informe Ing Sismo-resistente

Nov 19, 2015

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CURSO: Ingeniera Sismo-resistenteSECCIN: CI 81PROFESOR:Dr. Genner Villarreal Castro

TRABAJO REALIZADO POR: -Aliaga Vopilovsky, Antn-Beltrn Butrn, Luis Guillermo -Rodrguez Vizcarra, Paul

FECHA: 30 de abril de 2014Trabajo de Investigacin N1I. IntroduccinEn el presente trabajo se realizar el anlisis ssmico de una estructura aporticada con zapatas aisladas, de 4 pisos ubicada en el departamento Lima. Para dicho anlisis, utilizamos de gua la Norma peruana E.030 sobre Diseo Sismorresistente, como actualmente ya est en discusin pblica la edicin 2014, consideramos la vigente (del ao 2006) y la prxima a publicarse, por lo que podremos hacer una comparacin entre las dos normas. Como herramienta usamos el Software SAP2000. Las especificaciones de la estructura son las siguientes: fc= 210 kg/cm2 fy= 4200 kg/cm2 Ubicacin: Lima Uso: Comn (vivienda) (sobrecarga de 200kg/cm2) Tipo de suelo: Suelo IntermedioA continuacin, se presentan las vistas en planta y elevacin de la estructura analizada:

II. Predimensionamiento

NOTA: El predimensionamiento de la estructura no es afecto a ninguna norma, sino que se rige por reglas prcticas. Luego de obtener las medidas de los elementos, se hacen algunas comprobaciones.Predimensionamiento de la losa aligeradaPara el predimensionamiento de la losa aligerada, teniendo luces de 6m, usamos la siguiente ecuacin:

Para losa aligerada de espesor de 25cm, se le considerar una sobrecarga de 350 kg/cm2.Predimensionamiento de las vigasEn el caso de las vigas, consideramos las siguientes ecuaciones: y Como en nuestra planta tenemos tres tipos de vigas, obtuvimos los siguientes resultados (longitudes en metros, inercia en m4):

Predimensionamiento de las columnasEn el caso de las columnas, usamos las siguientes ecuaciones: , en donde: Debido a que nuestra edificacin es de vivienda (Categora C), se considera P=1000 kg/m2

El primer dimensionamiento de las columnas fue de 40cm, pero su inercia hubiese sido menor que la inercia en las vigas.Icol = 0.0021 m4Ivig (L1 y L2) = 0.0026 m4Por ello, decidimos usar secciones cuadradas de mayores dimensiones. Inicialmente propusimos columnas cuadradas de 45cm pero luego de realizar el anlisis ssmico tanto con la Norma del 2006 como con la del 2014, no se cumplan con las derivas. Se procedi incrementando an ms las secciones de las columnas, verificando que las derivas seguan siendo mayores a las permitidas. El aumento de la seccin se detuvo en 70cm por lado para la evaluacin con la Norma 2006 y de 60cm para la evaluacin con la Norma 2014, pues dimensiones mayores para columnas cuadradas de vivienda resultan imprcticas.

En el caso del predimensionamiento de las zapatas, era necesario tener la carga de servicio real de la edificacin, por lo que procederemos al metrado de cargas, considerando columnas de 70 y 60cm para los modelos evaluados con las Normas 2006 y 2014 respectivamente.

III. Metrado de cargas (2006)Piso 2 a 4:

Piso 1:

Habiendo obtenido las cargas reales (carga de servicio), pudimos continuar con el predimensionamiento de las zapatas, para lo cual utilizamos las siguientes ecuaciones:

Siendo K=0.8 (suelo intermedio)qadm= 3.00 kg/cm2Junto al predimensionamiento de las zapatas, verificamos que no se presente punzonamiento, como se puede observar en la siguiente tabla:

Metrado de cargas (2014)Pisos 2 a 4:

Piso 1:

De igual modo que con el modelo 2006, una vez obtenidas las cargas de servicio, se pudo dimensionar las zapatas y realizar su respectiva comprobacin por punzonamiento.

IV. Anlisis ssmico estticoHabiendo obtenido las cargas y las dimensiones iniciales de los elementos estructurales de la edificacin, procedimos a realizar el anlisis ssmico esttico considerando las dos Normas (2006 y 2014).Norma E030 2006Norma E030 2014

Irregularidades en altura

1. Irregularidades de Rigidez Piso blando En cada direccin la suma de las reas de las secciones transversales de los elementos verticales resistentes al corte en un entrepiso, columnas y muros, es menor que 85% de la correspondiente suma para el entrepiso superior, o es menor que 90 % del promedio para los 3 pisos superiores. No es aplicable en stanos. Para pisos de altura diferente multiplicar los valores anteriores por (hi/hd) donde hd es altura diferente de piso y hi es la altura tpica de piso.

1. Irregularidad de Rigidez Piso Blando Existe irregularidad de rigidez cuando, en cualquiera de las direcciones de anlisis, la distorsin (deriva) de entrepiso es mayor que 1,4 veces el correspondiente valor en el entrepiso inmediato superior, o es mayor que 1,25 veces el promedio de las distorsiones de entrepiso en los tres niveles superiores adyacentes. La distorsin de entrepiso se calcular como el promedio de las distorsiones en los extremos del entrepiso.

Requiere evaluacin post-anlisis ssmico en SAP2000 De no darse esa irregularidad, se desprende la inexistencia de la Irregularidad extrema de rigidez

2. La Norma E030 2006 slo incluye la esta comprobacin en la irregularidad de piso blando.

2. Irregularidad de Resistencia Piso DbilExiste irregularidad de resistencia cuando, en cualquiera de las direcciones de anlisis, la resistencia de un entrepiso frente a fuerzas cortantes es inferior a 80 % de la resistencia del entrepiso inmediato superior.

Al no darse esa irregularidad, se desprende la inexistencia de la Irregularidad extrema de resistencia

3. Irregularidad de Masa Se considera que existe irregularidad de masa, cuando la masa de un piso es mayor que el 150% de la masa de un piso adyacente. No es aplicable en azoteas.

3. Irregularidad de Masa o Peso Se tiene irregularidad de masa (o peso) cuando el peso de un piso, determinado segn el numeral 4.3, es mayor que 1,5 veces el peso de un piso adyacente. Se exceptan los techos cuyo peso sea inferior al del piso inmediato inferior.

4. Irregularidad Geomtrica Vertical La dimensin en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 130% de la correspondiente dimensin en un piso adyacente. No es aplicable en azoteas ni en stanos.

Al tener un edificio cuyas plantas tienen la misma rea, podemos decir que es regular verticalmente.4. Irregularidad Geomtrica Vertical La configuracin es irregular cuando, en cualquiera de las direcciones de anlisis, la dimensin en planta de la estructura resistente a cargas laterales es mayor que 1,3 veces la correspondiente dimensin en un piso adyacente. Este criterio no se aplica en azoteas ni en stanos.

Al tener un edificio cuyas plantas tienen la misma rea, podemos decir que es regular verticalmente.

5. Discontinuidad en los Sistemas Resistentes. Desalineamiento de elementos verticales, tanto por un cambio de orientacin, como por un desplazamiento de magnitud mayor que la dimensin del elemento.

No se presentan cambios de orientacin ni desalineamientos de los elementos. Por lo tanto, la estructura es regular.5. Discontinuidad en los Sistemas Resistentes. Se califica a la estructura como irregular cuando en cualquier elemento que resista ms de 10 % de la fuerza cortante se tiene un desalineamiento vertical, tanto por un cambio de orientacin, como por un desplazamiento del eje de magnitud mayor que 25% de la correspondiente dimensin del elemento.

No se presentan cambios de orientacin ni desalineamientos de los elementos. Por lo tanto, la estructura es regular.

Al no darse esa irregularidad, se desprende la inexistencia de la Discontinuidad extrema de los sistemas de resistencia

Irregularidades en planta

1. Irregularidad Torsional Se considerar slo en edificios con diafragmas rgidos en los que el desplazamiento promedio de algn entrepiso exceda del 50% del mximo permisible indicado en la Tabla N8 del Artculo 15 (15.1).

En cualquiera de las direcciones de anlisis, el desplazamiento relativo mximo entre dos pisos consecutivos, en un extremo del edificio, es mayor que 1,3 veces el promedio de este desplazamiento relativo mximo con el desplazamiento relativo que simultneamente se obtiene en el extremo opuesto.

Los desplazamientos relativos se obtienen despus del anlisis ssmico. Se verific posteriormente que no exceden ni el 130% ni el 150% por lo tanto la estructura es regular.

1. Irregularidad Torsional Existe irregularidad torsional cuando, en cualquiera de las direcciones de anlisis, el mximo desplazamiento relativo de entrepiso en un extremo del edificio, calculado incluyendo excentricidad accidental, es mayor que 1,5 veces el desplazamiento relativo del extremo opuesto del mismo entrepiso para la misma condicin de carga.

Este criterio slo se aplica en edificios con diafragmas rgidos y slo si el mximo desplazamiento relativo de entrepiso excede de 50 % del mximo permisible indicado en la Tabla N 11.

Los desplazamientos relativos se obtienen despus del anlisis ssmico. Se verific posteriormente que no exceden ni el 130% ni el 150% por lo tanto la estructura es regular.

Al no darse esa irregularidad, se desprende la inexistencia de la Irregularidad torsional extrema.

2. Esquinas Entrantes La configuracin en planta y el sistema resistente de la estructura, tienen esquinas entrantes, cuyas dimensiones en ambas direcciones, son mayores que el 20 % de la correspondiente dimensin total en planta

No se tienen esquinas entrantes en la planta (tpica) de la edificacin, la estructura es regular

2. Esquinas Entrantes La estructura se califica como irregular cuando tiene esquinas entrantes cuyas dimensiones en ambas direcciones son mayores que 20 % de la correspondiente dimensin total en planta.

No se tienen esquinas entrantes en la planta (tpica) de la edificacin, la estructura es regular

3. Discontinuidad del Diafragma

Diafragma con discontinuidades abruptas o variaciones en rigidez, incluyendo reas abiertas mayores a 50% del rea bruta del diafragma.

No existen discontinuidades ni reas abiertas en el diafragma en la planta (tpica), la estructura, por lo tanto es regular.3. Discontinuidad del Diafragma

La estructura se califica como irregular cuando los diafragmas tienen discontinuidades abruptas o variaciones importantes en rigidez, incluyendo aberturas mayores que 50 % del rea bruta del diafragma.

Tambin existe irregularidad cuando, en cualquiera de los pisos y para cualquiera de las direcciones de anlisis, se tiene alguna seccin transversal del diafragma con un rea neta resistente menor que 25 % del rea de la seccin transversal total de la misma direccin calculada con las dimensiones totales de la planta.

No existen discontinuidades ni reas abiertas en el diafragma en la planta (tpica), la estructura, por lo tanto, es regular.

4. La Norma E030 2006 no considera esta comprobacin en la evaluacin de irregularidades4. Sistemas no ParalelosSe considera que existe irregularidad cuando en cualquiera de las direcciones de anlisis los elementos resistentes a fuerzas laterales no son paralelos. No se aplica si los ejes de los prticos o muros forman ngulos menores que 30 ni cuando los elementos no paralelos resisten menos que 10 % de la fuerza cortante del piso.

En la edificacin los elementos resistentes siempre son paralelos, por lo tanto la estructura es regular

V. Anlisis de la estructura con sismo en OX y OY

Antes de modelar la estructura, fue necesario determinar la ubicacin del centro de masa de cada nivel, para ello se us las siguientes frmulas:

Para poder modelar la estructura, se necesita calcular las fuerzas que actan en el centro de masa de cada piso. Para ello se determin en primer lugar la cortante basal V. Todas las frmulas y tablas empleadas en el clculo se adjuntan en el anexo 3. Lo siguiente es una comparacin entre los factores calculados con la norma del 2006 y la 2014:

Luego, procedimos a calcular la fuerza actuante en cada piso, este clculo tambin vara en va a variar dependiendo de qu norma se use:

E.030-2006E.030-2014

K=1 si T