Informe Antisismica calculo de rigidez lateral

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

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INGENIERIA ANTISISMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL

PERU

INTRODUCCIÓN

Se tiene una edificación de 4 pisos, de albañilería confinada en la dirección X y

sistema aporticado en la dirección Y, cuyas dimensiones se encuentran en los

planos adjuntados.

Se realizará el análisis sísmico usando el Método de Fuerzas Equivalentes de la

Norma E.030, posteriormente se calculará la Rigidez Lateral de la estructura para

cada piso y en cada dirección.

Aplicaremos los temas estudiados en la asignatura hasta el momento, y realizando

un análisis sísmico estático, para poder realizar el diseño correspondiente de la

edificación, para la cual usaremos la norma peruana.

En todo el proceso de análisis y diseño se utilizarán las normas comprendidas en el

Reglamento Nacional de Edificaciones (R.N.E.):

Cargas Norma E.020

Diseño sismo resistente Norma E.030

Concreto Armado Norma E.060

Suelos y cimentaciones Norma E.050

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PERU

MARCO TEÓRICO

CONSIDERACIONES BÁSICAS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL

Entre las consideraciones de carácter estructural a tomar en cuenta, se tiene:

Se debe buscar que la estructura presente regularidad tanto en planta como

en elevación.

Se debe procurar no obtener una excesiva excentricidad para evitar torsiones

perjudiciales a la edificación.

MATRIZ DE RIGIDEZ LATERAL DE LA ESTRUCTURA

En una primera etapa se consideran separadamente los pisos que conforman la

estructura. Para cada uno de ellos debe obtenerse la matriz de rigidez lateral. Esta

es una matriz que relaciona fuerzas y desplazamientos horizontales. El

procedimiento habitual para determinar la matriz de rigidez lateral consiste en

ensamblar primero la matriz de rigidez de los pisos con mayor grado de libertad

(incluyendo aquellos asociados a los desplazamientos verticales) y luego eliminar los

grados que no corresponden a los desplazamientos laterales, utilizando un proceso

de condensación estática.

Dónde:

Componentes de desplazamiento del centro de masas.

Orientación del muro j con referencia al eje X global.

Distancia del centro de masas (xo, yo) al eje del muro.

Rigidez lateral del muro en la dirección de análisis ó

Sistema local

ANÁLISIS ESTÁTICO (N.T.E. - E.030)

Según la Norma de Diseño Sismo resistente (N.T.E. - E.030), la fuerza horizontal o

cortante total en la base de la estructura debido a la acción sísmica, es determinada

por:

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PERU

CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL ANÁLISIS

- Edificación de concreto armado : Sistema Aporticado

- Uso : Oficinas

- Ubicación : El Tambo - Huancayo

- Número de pisos :

- Altura de piso a techo

Piso 1 :

Pisos 2, 3 y 4 :

- Espesor de aligerado :

- Peso del concreto :

Datos de diseño:

Concreto : f’c = 210 kg/cm²

Acero : fy = 4200 kg/ cm²

Columnas : 30x30 cm y 15x 40 cm

Tabiquería : 200 Kg/m²

Acabados : 100 Kg/m²

Sobrecarga : 250 Kg/m²

100 Kg/m² (azotea)

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PERU

ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO ZONIFICACIÓN

ZONA Z

1 0.1

2 0.25

3 0.35

4 0.45

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA Y ESTUDIO DE SITIO

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PERU

FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA

CATEGORÍA DE EDIFICACIÓN

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PERU

COEFICIENTE DE REDUCCIÓN SÍSMICA

SISTEMA ESTRUCTURAL

( APORTICADO)

Ro = 8

IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ

1ER PISO 2DO PISO % CONDICION

100% 100% 100% REGULAR

IRREGULARIDAD DE MASA O

PESO


136.76 Kg

118.08 Kg 1.16 Kg REGULAR

IRREGULARIDAD GEOMETRIA

VERTICAL


12 m 12 m 100 m REGULAR

IRREGULARIDAD POR ALTURA

Ia= 1

ESQUINAS ESTRANTES

LONG 1 LONG2 % CONDICION

12 12 100.00 % REGULAR

7 7 100.00 %

DISCONTIUIDAD DEL DIFRAGMA

AREA1 AREA 2 % CONDICION

96 4.6 4.79 % REGULAR

96 0 0.00 %

SISTEMAS NO PARALELOS

L1 L2 ANGULO CONDICION

12 2 #¡REF! REGULAR

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IRREGULARIDADES EN

PLANTA

Ip = 1

R

Ro 8

8 Ia 1

Ip 1

CÁLCULOS GENERALES

PESO DE LA ESTRUCTURA

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PERU

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PERU

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PERU

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PERU

CORTANTE BASAL

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PERU

CENTRO DE GRAVEDAD Y RIGIDEZ

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RIGIDEZ LATERAL LOCAL

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PERU

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VERIFICACIÓN DEL DESPLAZAMIENTO

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PERU

RIGIDEZ LATERAL DE ELEMENTOS FLEXIBLES POR MUTO

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PERU

RIGIDEZ LATERAL DE ELEMENTOS RÌDIGOS POR EL MÈTODO DE LA

COLUMNA ANCHA

DIRECCION X-X

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PERU

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PERU

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PERU

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PERU

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PERU

CALCULO DE LA RIGIDEZ LATERAL METODO WILBUR

DIRECCION Y-Y

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PERU

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PERU

.

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PERU

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PERU

MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA EN ETABS

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PERU

Story Response - Maximum Story Displacement

Summary Description This is story response output for a specified range of stories and a selected load case or load

combination.

Input Data

Name StoryResp4

Display Type Max story displ Story Range All Stories

Load Case SY Top Story Story4

Output Type Not Applicable Bottom Story Base

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PERU

Tabulated Plot Coordinates

Story Response Values

Story Elevation Location X-Dir Y-Dir

m mm mm

Story4 12.3 Top 0.891013 61.252813

Story3 9.5 Top 0.919632 49.331277

Story2 6.7 Top 1.012772 33.707243

Story1 3.9 Top 0.54372 14.13186

Base 0 Top 0 0

STORY LOAD CASE / COMBO

LABEL X

(m) Y

(m) Z

(m) ITEM DRIFT

Story4 SY 14 25.35 5.7 12.3 Diaph D1 X 0.000235963

Story4 SY 18 0 4.52 12.3 Diaph D1 Y 0.005352546

Story3 SY 14 25.35 5.7 9.5 Diaph D1 X 9.53E-05

Story3 SY 18 0 4.52 9.5 Diaph D1 Y 0.006151681

Story2 SY 51 24.775 0 6.7 Diaph D1 X 0.000167527

Story2 SY 15 25.35 0 6.7 Diaph D1 Y 0.006991208

Story1 SY 53 24.75 0 3.9 Diaph D1 X 0.00013941

Story1 SY 54 24.75 0.75 3.9 Diaph D1 Y 0.003608517

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PERU

Story Response - Maximum Story Displacement

Summary Description This is story response output for a specified range of stories and a selected load case or load

combination.

Input Data

Name StoryResp4

Display Type Max story displ Story Range All Stories

Load Case SX Top Story Story4

Output Type Not Applicable Bottom Story Base

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PERU

Tabulated Plot Coordinates

Story Response Values

Story Elevation Location X-Dir Y-Dir

m mm mm

Story4 12.3 Top 127.760398 1.188646

Story3 9.5 Top 114.002461 1.084668

Story2 6.7 Top 89.481717 0.928074

Story1 3.9 Top 56.462324 0.521363

Base 0 Top 0 0

STORY LOAD CASE / COMBO

LABEL X

(m) Y

(m) Z

(m) ITEM DRIFT

Story4 SX 14 25.35 5.7 12.3 Diaph D1 X 0.004913549

Story4 SX 18 0 4.52 12.3 Diaph D1 Y 3.71E-05

Story3 SX 14 25.35 5.7 9.5 Diaph D1 X 0.008757409

Story3 SX 18 0 4.52 9.5 Diaph D1 Y 5.59E-05

Story2 SX 14 25.35 5.7 6.7 Diaph D1 X 0.01179264

Story2 SX 18 0 4.52 6.7 Diaph D1 Y 0.000145254

Story1 SX 13 0 5.7 3.9 Diaph D1 X 0.014477519

Story1 SX 18 0 4.52 3.9 Diaph D1 Y 0.000133683

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PERU

CONCLUSIONES

De acuerdo a la modelación en ETABS, los drift máximos no cumplen en la

dirección X de sismo.

Como se puede apreciar del análisis sísmico, los desplazamientos no

cumplen con los requisitos establecidos, esto se debe a la carencia de rigidez

lateral que proporciona los pórticos, ya que las columnas ofrecen poca rigidez,

y si a esto sumamos la interacción con las vigas, podríamos estar generando

fallas por rotula plástica en las columnas.

Las estructura que se analizó nos ofreció un mejor panorama sobre el diseño

estructuras aporticadas cuando ocurre la acción del sismo.

A pesar de que la estructura es de mayor longitud en la dirección X, la

presencia de placas en la dirección Y, nos da una mayor rigidez en esta

dirección.

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