22 Ingsismica a Aula159 Trabajo Global Asencios-chirinos-lugo

FACULTAD DE INGENIERA CIVILESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

TRABAJO DE INVESTIGACIN

TITULOEL ANLISIS Y LA EVALUACIN DE RIESGOS SSMICOS EN LNEAS VITALES DE UNA VIVIENDA MULTIFAMILIAR EN EL DISTRITO DE MIRAFLORESAUTORES ASENCIOS VILCHEZ SERGIO CHIRINOS SOTA FIORELLA LUGO ESPINOZA JOSSELYN

ASESORFELIX GERMAN DELGADO RAMIREZ

LINEA DE INVESTIGACINANLISIS Y EVALUACIN DE RIESGOS SSMICOS EN LINEAS VITALESGRUPO: 22

LIMA PERU2015

INTRODUCCINEl Per est comprendido entre una de las regiones de ms alta actividad ssmica que existe en la tierra, por lo tanto est expuesto a este peligro, que trae consigo la prdida de vidas humanas y prdidas materiales. Est ubicado en el cinturn de fuego del pacifico, es una de las zonas ms destructivas del planeta. Es un arco de ms de 40 mil kilmetros de permetro formado por las costas de varios pases entre los que est: el Per. Los sismos en el Per son el resultado del encuentro de la placa sudamericana y la placa de Nazca las cuales al interactuar entre si liberan una gran cantidad de energa ocasionando movimientos en la superficie terrestre.Histricamente en el Per se ha registrado una gran actividad ssmica de gran poder destructivo que incluso llego a afectar a las habitantes durante el periodo incaico, Uno de los terremotos ms destructivos en la historia peruana se llev a cabo en mayo de 1970, el cual causo alrededor de 70 mil vctimas, en su mayor parte del departamento de Ancash. Este tema de investigacin tiene como propsito llevar a cabo el anlisis y la evaluacin de riesgos ssmicos de lneas vitales en la vivienda multifamiliar en el distrito de Miraflores. El cual cuenta con dos stanos, un semistano, 7 pisos y una azotea. Este trabajo se est organizando en el estudio de vigas necesarias para evitar en su totalidad desastres y tener como consecuencias perdidas de vida, y minimizar los daos de propiedad. Este trabajo tambin est organizado en base a la norma tcnica E030 donde nos indica parmetros establecidos para una buena edificacin.Con el deseo de que este trabajo de investigacin sea de utilidad para la persona y la sociedad, teniendo en cuenta los peligros de una mala edificacin.

Metrado de cargas 1. Primer piso

1. Columnas

Columna 3: = = = 0.37 == =0.09

Columna 4 = = = 0.37 == = 0.09

Columna 5 = = = == =

Columna 7 = = = == = 0.05

Columna 8 = = = == = 0.1

Columna 9 = = = == =

Columna 12: = = = == =

1. Placas

Placa 1 = = = 5.54 == =

Placa 2 = = = == =

Placa 3 = = = == =

Placa 4 = = = == =

Placa 5 = = = == =

Placa 6: = = = == =

Placa 1 A: = = = == =

1. Vigas

Viga 29 == = == = = = = = = = = = = =

= = = = =

= = = 0.54= =

Viga 15 (A) == = == =

Viga 15 (B) = = = == =

Viga 32 = = = == =

Viga 33 = = = == =

Viga 27 = = = == = 0.19

Viga 34 A = = = == =

Viga 34 B = = = == =

Viga 35 = = = == =

Viga 23 = = = == =

Viga 26 = = = == =

Viga 36 = = = == =

Viga 28 = = = == =

Viga 25 = = = == =

Viga 37 = = = 0.63 == =

Viga 38 = = = == =

Viga 28 A = = = == =

Viga solera = = = == =

Masa del primer piso

1.

Entonces:

1. Segundo pisoLa masa del segundo piso

1. Tercer piso Al calcular la masa del tercer piso tendremos que sumar solo la masa de las vigas, columnas y placas correspondientes a dicho piso puesto que ya no se tienen niveles superiores. Por ello, la masa del tercer piso ser:

Reemplazando:

Diagrama de masa

=

= =

Fuerza cortante en la Base

Para ello se realiza los siguientes pasos 1. Primero tenemos que identificar el factor de zona, con la tabla N 1nuestra edificacin se encuentra en el distrito de Miraflores en Lima, la cual pertenece a una zona 3 es por ello que nuestra Z (factor de zona) = 0.4

Tabla N 1FACTORES DE ZONA

ZONAZ

30.4

20.3

10.15

2. El segundo paso es identificar la categora de las edificaciones con ayuda de la tabla N 3, el cual es una categora C edificaciones comunes debido a que nuestra edificacin es una vivienda multifamiliar; nuestro factor U es de 1.0.

3. Tenemos que identificar nuestro parmetro de suelo, con la tabla N 2.Nuestra descripcin del suelo es rocoso con un suelo rgido tenemos entonces un = 0.4 y un= 1.0Tabla N 2Parmetro del Suelo

tipo DescripcinS

Roca o suelos muy rgidos0.41.0

Suelos intermedios0.61.2

Suelos flexibles0.91.4

Condiciones excepcionales--

4. Tenemos que ver la frmula de ampliacin ssmica

i. Reemplazando datos tenemos:

C = 2

5. Hallar el coeficiente de reduccin R; con la ayuda de la tabla N 6, tenemos un sistema estructural de concreto armado con prticos por ende nuestro factor de reduccin ser de 8.

6. Calculamos el peso de la edificacin (P)

Para ello necesitamos nuestra carga muerta y carga viva.

a. Carga muerta

i. Peso de las columnas, vigas y placas

Entonces:

ii. Peso de las losas

Primer piso tercer piso

= = = 65.24

Como las losas del primer tercer piso tienen la misma rea multiplicamos el valor que nos sali.

b. Carga vida:

Multiplicaremos por 3 debido a que nuestro edificio consta de 3 pisos y la sobre carga se repite para cada uno de ellos.

Se trabajara con el 25% de la carga viva puesto que es una edificacin de categora C:

Entonces:

7. Reemplazando datos con la primera frmula, hallaremos la fuerza cortante base

8. El ltimo paso hallaremos nuestras fuerzas, para ello sabemos que nuestro T 0.7 entonces Fa= 0, por ellos utilizaremos la siguiente formula:

Primer Piso

Segundo Piso

Tercer Piso

9. Luego hallamos las fuerzas en cada uno de los prticos

a. Primer piso

b. Segundo piso:

c. Tercer piso

Diagramas de fuerza cortante y momento flector de los prticos

Para la resolucin de los prticos hemos utilizado el mtodo matricial asumiendo que nuestra losa es infinitamente rgida, teniendo como frmula de las matrices: Columnas y placas:123456

12EI0(-6EI)(-12EI)0(-6EI)1

(1+)h(1+)h(1+)h(1+)h

0EA00(-EA)02

hh

(-6EI)0(4+)EI(+6EI)0(2-)EI3

(1+)h(1+)h(1+)h(1+)h

(-12EI)0(+6EI)12EI06EI4

(1+)h(1+)h(1+)h(1+)h

0(-EA)00EA05

hh

(-6EI)0(2-)EI6EI0(4+)EI6

(1+)h(1+)h(1+)h(1+)h

es un coeficiente usado solo cuando se tiene placas de lo contrario lo asumimos como cero Vigas 1234

S1S2(-S1)S31

S2S4(-S2)S52

Kviga=(-S1)(-S2)S1(-S3)3

S3S5(-S3)S64

Donde: S1=12EI

L

S2=6EI+12EIa

LL

S3=6EI+12EIb

LL

S4=4EI+6EI(2a)+12EIa

LLL

S5=2EI+6EI(a+b)+12EIab

LLL

Mdulo de elasticidad

1. Prtico 1

Solucin:1. Primer piso745123612345

Elemento 1 72

712

18288.72020574.817

0231466701

20574.81030862.222

1

Elemento 2

74

734

1488.24501674.2767

0120555.603

1674.27602511.4134

3

Elemento 376

756

18288.72020574.817

0231466705

20574.81030862.226

5

Elemento 44321

1234

695.571669.37-695.571686.761

1669.375233.00-1669.372821.702

-695.57-1669.37695.57-1686.763

1686.762821.70-1686.765316.914

Elemento 5

5364

3456

695.571669.37-695.571686.763

1669.375233.00-1669.372821.704

-695.57-1669.37695.57-1686.765

1686.762821.70-1686.765316.916

Matriz total del primer piso:1234567

2315362.271669.37-695.371686.760001

1669.3736095.22-1669.372821.70020574.82

-695.37-1669.37121251.13-1686.760003

1686.762821.7-1686.768523.881686.76-695.573343.654

0001686.762319983.6-1686.762821.75

000-695.57-1686.7631557.7918905.436

020574.803343.652821.718905.4343298.647

Si sabemos que:

Por ello procedemos a sacar la inversa de nuestra matriz

1234567

4E-07-3E-088E-10-9E-081E-11-2E-083E-081

-3E-084E-056E-07-2E-065E-082E-05-3E-052

8E-106E-078E-062E-06-3E-104E-07-6E-073

-9E-08-2E-062E-061E-04-7E-081E-05-1E-054

1E-115E-08-3E-10-7E-084E-077E-08-7E-085

-2E-082E-054E-071E-057E-085E-05-3E-056

3E-08-3E-05-6E-07-1E-05-7E-08-3E-055E-057

Nuestras fuerzas son:

0

0

0

0

0

0

0.81

Entonces al resolver nos sale:

2.40E-081

-2.27E-052

-4.62E-073

-1.08E-054

-6.04E-085

-2.49E-056

4.12E-057

Ahora reemplazamos con este U en nuestros elementos para as obtener los momentos y fuerzas que irn en nuestros diagramas.

Elemento 1:123456

18288.720-20574.8-18288.70-20574.81

0231466700-231466702

-20574.8030862.2220574.81015431.113

-18288.7020574.8118288.72020574.814

0-231466700231466705

-20574.8015431.1120574.81030862.226

0

0

0

4.12E-05

2.40E-08

-2.27E-05

-0.287fuerza

-0.056

0.498momento

0.287fuerza

0.056

0.148momento

Elemento 2:123456

1488.2450-1674.28-1488.240-1674.281

0120555.600-12055602

-1674.2802511.4131674.27601255.7073

-1488.2401674.2761488.24501674.2764

0-12055600120555.605

-1674.2801255.7071674.27602511.4136

0

0

0

4E-05

-5E-07

-1E-05

-0.043

0.056

0.055

0.043

-0.056

0.042

Elemento 3: 123456

18288.720-20574.8-18288.70-20574.81

0231466700-231466702

-20574.8030862.2220574.81015431.113

-18288.7020574.8118288.72020574.814

0-231466700231466705

-20574.8015431.1120574.81030862.226

0

0

0

4.12E-05

-6.04E-08

-2.49E-05

-0.241

0.140

0.463

0.241

-0.140

0.078

Elemento 41234

695.571669.37-695.571686.761

1669.375233.00-1669.372821.702

-695.57-1669.37695.57-1686.763

1686.762821.70-1686.765316.914

2.40E-08

-2.27E-05

-4.62E-07

-1.08E-05

-0.056

-0.148

0.056

-0.120

Elemento 5 1234

695.571686.76-695.571669.371

1686.765316.91-1686.762821.702

-695.57-1686.76695.57-1669.373

1669.372821.70-1669.375233.004

-1.08E-05

-6.04E-08

-2.49E-05

4.12E-05

0.078

0.140

-0.078

0.239

1. Segundo piso

Elemento 1

745123612345

Elemento 1 72

1

0.251

-0.092

-0.124

-0.251

0.092

-0.542

Elemento 2

74

3

-0.024

0.092

0.042

0.024

-0.092

0.022

Elemento 376

5

0.365

-0.408

-0.254

-0.365

0.408

-0.714

Elemento 44321

0.365

-0.408

-0.254

-0.365

0.408

-0.714

Elemento 5

5364

0.224

0.394

-0.224

0.685

1. Tercer piso

745123612345

Elemento 1 72

1

1.424

-0.050

-1.760

-1.424

0.050

-2.014

Elemento 2

74

3

0.044

0.050

-0.053

-0.044

-0.050

-0.064

Elemento 376

5

1.613

-0.103

-1.998

-1.613

0.103

-2.278

Elemento 44321

-0.189

-0.496

0.189

-0.417

Elemento 5

5364

0.303

0.534

-0.303

0.929

Corregido en el programa Sap2000

PORTICO #02

Diagrama de fuerza cortante y diagrama de momento flector

PORTIVO #03

Diagrama de fuerza cortante y Diagrama de momento flector

PORTICO #04

MOMENTO FLECTOR MOMENT 3-3 / FUERZAS CORTANTES SHEAR 2-2

REACCIONES EN LOS APOYOS / GRAFICA DE DESPLAZAMIENTO

PORTICO #05



PORTICO #07



PORTICO #08



PORTICO #09



PORTICO #10



PORTICO #11



PORTICO #12



PORTICO #13



PORTICO #14



0

(X2-X1)K2 (X3-X2) K3 + M2X2 = P2 (t)(N2 sen wt N1 sen wt) 127088.23 (N3 sen wt N2 sen wt) 127088.23 + 31.20 (-N2t)= 0127088.23 N2 - 127088.23 N1 - 127088.23 N3 + N2 127088.23 31.20 N2 = 0127088.23N1 + N2 (127088.23 + 127088.23 31.20) - 127088.23N3 = 00

(X3-X2)K3 + M3 (X3) = P3 (t) (N3 sen wt N2 sen wt)127088 + 27.38 (-N3 Wsenwt) = 0127088.23N3 - 127088.23N2 27.38N3w=0-127088.23N2 + N3 (127088.23-27.38w)

359869.42 31.20 -127088.23 o

-127088.23 254176.46 31.20 -127088.23

0 -127088.23 127088.23 - 27.38

359869.42 31.20 -127088.23 o

-127088.23 254176.46 31.20 -127088.23

.. (1)

(2)

Restando (1-2)

Aplicando Ruffini: 1 0 -24322.60 0 0

122.07 122.07 14890.58 -1150960.039 -140448200.7 11339017.94 1.39 1 122.07 -9432.011 -1150960.039 9292220.521 0

1 + 122.07- 9432.011 - 1150960.039 + 9292220.521Siguiendo con Ruffini: 1 122.027 -9432.011 -1150960.039 9292220.521 11339017.94

-122 -122 -3.294 1151107.21 -17954.862 -1131460410 1 0.027 -9435.305 147.171 9274265.659 0

1 0.027 -9435.305 147.171 9274265.659

33.398 33.398 1116.32815 -277837.19 -9274265.659 1 33.425 -8318.98 -277690.11 0 1 + 33.425 - 8318.98x- 277690.11Calculando el (W):W1 = W2 = W3 = W4 = W5 = W6 = Volviendo a la matriz para hallar (N):

359869.42 31.20 -127088.23 0 N1 -127088.23 254176.46 31.20 -127088.23 N2

0 -127088.23 127088.23 - 27.38 N3

355762.1776 -127088.23 0 -127088.23 250369.2176 -127088.23 122.027

0 -127088.23 -207021.696

Hallando N: 355762.1776 -127088.23 0 N1 P1=14.38 -127088.23 250369.2176 -127088.23 N2 P2=31.33

0 -127088.23 -207021.69 N3 P3=42.36

Ordenando la matriz resulta:

355762.1776N1 127088.23N2 = 14.38

N1 = . (I)N1 = 5.8096Remplazando N1:

N2= 4.91Hallando N3:

N3== -2.35 358827.4024 -127088.23 0 -127088.23 253134.4424 -127088.23 33.398

0 -127088.23 35644.506

Hallando N:

358827.4024 -127088.23 0 N1 P1=14.38 -127088.23 253134.4424 -127088.23 N2 P2=31.33

0 -127088.23 35644.506 N3 P3=42.36

Evaluando la matriz:358827.4024N1 - 127088.23N2 = 14.38

N1 = 4.007 + 0.354N2 (I) N1= -2.30 - 127088.23N1 + 253134.4424N2 127088.23N3 = 31.33-5.09 44989.23N2 + 253134.4424N2 151.23 453704.98N2 = 31.33N2 (-245559.77) 156.32 = 31.33

-127088.23N2 + 35644.506N3 = 42.36

N3 = -1.54 357024.2269 -127088.23 0 -127088.23 251331.2669 -127088.23 91.1920

0 -127088.23 -122595.7006

Hallando N: 357024.2269 -127088.23 0 N1 = 14.38 -127088.23 251331.2669 -127088.23 N2 = 31.33

0 -127088.23 -122595.7006 N3 = 42.36

Evaluando la matriz: 357024.2269N1 + 127088.23N2 = 14.38N1 = 4.02N1=4.0193-127088.23N1 +251331.2669N2 127088.23N3 = 31.33-5.11 14.36N2 + 251331.2669N2 + 43.97 132171.76N2 = 31.33119145.15N2 + 38.86 = 31.33N2 = -6.32-127088.23N2 122595.7006N3 = 42.36N3 = -3.46 + 1.04N2N3 =

Documents

22 Ingsismica a Aula159 Trabajo Global Asencios-chirinos-lugo