UNIVERSIDAD SAN MARTIN DE PORRES
ANÁLISIS SISMICO DINAMICO DE EDIFICIO APORTICADO
Profesor : Dr. Genner Villarreal Castro
Alumno : Gonzales Micalay Wilfredo
UNIVERSIDAD SAN MARTIN DE PORRES
FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
Curso : Ingeniería Antisísmica I
CONDICIONES DEL PROBLEMA
DATOS :
USO : COLEGIO SUELO: RIGIDO UBICACIÓN: LIMA f´c : 210 KG/CM2 Fy : 4200 KG/CM2 CARGA VIVA O S/C 250 KG/CM2 USO COLEGIO CARGA MINIMA O S/C 100 KG/CM2
PREDIMENSIONAMIENTO LOSA, VIGA , COLUMNA
RESULTADOS :
C-1: 0.70 X 0.70 M
C-2: 0.55 X 0.55 M
C-3: 0.55 X 0.55 M
C-4: 0.55 X 0.55 M
VP: 0.40 X 0.60 M
VS: 0.40 X 0.60 M
LOSA: 0.25M
METRADO DE CARGAS
RESULTADOS :
CUADRO RESUMEN
PISO CARGA MUERTA CARGA VIVA
4 TO NIVEL 322.17 T 55.13 T
3 ER NIVEL 322.37 T 137.81 T
2 DO NIVEL 322.37 T 137.81 T
1 ER NIVEL 336.34 T 137.81 T
TOTAL 1303.26 T 468.56 T
EXCENTRICIDAD
RESULTADOS :
ex = 0.05XLx
lx = 22.55 M
ex = 1.13 M
ey = 0.05XLy
ly = 24.55 M
ey = 1.23 M
ANALISIS DINAMICO
DATOS:ANALISIS SISMICO DINAMICO
PERIODO FUNDAMENTAL
hn =ALTURA DEL EDIFICIO DEL NIVEL 0.00T = hn / Ct Ct = COEFICIENTE DEPENDIENTE DEL SISTEMA ESTRUCTURAL
h = 3.3M4NIVELES
T = 0.377segZ = ZONA DEL PROYECTO
FACTOR DE ESCALA Z= 0.4U = USO DE LA EDIFICACION
F.E = ZUS X g U = 1.5R S = TIPO DE SUELO
S = 1F.E = 0.73575 Tp = 0.4
PORTICOR = 8
MASA DE ROTACION Y TRASLACION
CALCULO:
4TO NIVEL
TRASLACION 35.6503 T.s2/m
ROTACION 3301.233 T.s2/m
3ER NIVEL
TRASLACION 39.88589 T.s2/m
ROTACION 3693.45 T.s2/m
2DO NIVEL
TRASLACION 39.88589 T.s2/m
ROTACION 3693.45 T.s2/m
1ER NIVEL
TRASLACION 41.30974 T.s2/m
ROTACION 3825.299 T.s2/m
PREDIMENSIONAMIENTO DE ZAPATA
CALCULO:Z-1 Z-2 Z-3 Z-4
C 1 = 188.56 T C 2 = 105.52 T C 3 = 100.48 T C 4 = 57.63 T
Ϭt carga admisible Ϭt carga admisible Ϭt carga admisible Ϭt carga admisible
KG/CM2 % KG/CM2 %
KG/CM2 % KG/CM2 %
3 6 3 6 3 6 3 6 4 4 4 4 4 4 4 4 Ϭt 3.5 5 Ϭt 3.5 5 Ϭt 3.5 5 Ϭt 3.5 5
Pt 197.989 Pt110.79087
6 Pt 105.5 Pt60.512516
4 Az (area de zapata) Az (area de zapata) Az (area de zapata) Az (area de zapata)
Az = 5.65684m2 Az = 3.1654536m2 Az = 3.0143m2 Az =1.7289290
4m2
A= 2.37841m A=1.7791721
67m A= 1.7362m A=1.3148874
6m
B= 2.37841m B=1.7791721
67m B= 1.7362m B=1.3148874
6m A=B 2.4m A=B 1.8m A=B 1.8m A=B 1.35m
Azapata 5.76m2 Azapata 3.24m2 Azapata 3.24m2 Azapata 1.8225m2 Hzapata = peso zapata Hzapata = peso zapata Hzapata = peso zapata Hzapata = peso zapata Azapata * pp Azapata * pp Azapata * pp Azapata * pp pp 2.4 pp 2.4 pp 2.4 pp 2.4 Hzapata = 0.7161m Hzapata = 0.7124m Hzapata = 0.6784m Hzapata = 0.6917m Hzapata = 0.8m Hzapata = 0.8m Hzapata = 0.8m Hzapata = 0.8m
COEFICIENTES DE RIGIDEZ MODELO BARKAN
CALCULO:
COEFICIENTES DE RIGIDEZ
Z-1 Z-2 Z-3 Z-4
Kz 161571.4 T/m 109532.7 T/m 106885.1 T/m 74669.0 T/m
Kx =Ky 127298.7 T/m 86298.5 T/m 84212.5 T/m 58830.1 T/m
Kϕx 43758.9 T/m 30845.4 T/m 30099.8 T/m 21749.4 T/m
Kϕy 43758.9 T/m 30845.4 T/m 30099.8 T/m 21749.4 T/m
MASAS DE ZAPATAS
CALCULO:
MASAS DE LAS ZAPATAS
Mx My Mz Mϕx Mϕy Mϕxz
Z-1 1.00 1.00 1.69 0.98 0.98 0.98
Z-2 0.41 0.41 0.68 0.23 0.23 0.23
Z-3 0.41 0.41 0.68 0.23 0.23 0.23
Z-4 1.00 1.00 My 0.41 0.41 0.41
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
DESPLAZAMIENTO (SISMO X+)
DESPLAZAMIENTO (mm)NIVEL COMUN BARKAN
SISMO X+ SISMO X+1 28.23 69.222 56.34 119.093 78.18 155.924 91.29 177.59
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
DESPLAZAMIENTO (SISMO Y+)
DESPLAZAMIENTO (mm)NIVEL COMUN BARKAN
SISMO Y+ SISMO Y+1 28.00 68.672 55.23 116.763 76.11 151.884 88.51 172.43
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
DESPLAZAMIENTO (SISMO Y+)
DESPLAZAMIENTO (mm)NIVEL COMUN BARKAN
SISMO Y+ SISMO Y+1 28.00 68.672 55.23 116.763 76.11 151.884 88.51 172.43
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
FUERZA AXIAL (SISMO X+)F = 13.78T F = 23.70 T
FUERZA AXIAL (SISMO X+)
FUERZA AXIAL (SISMO Y+)F =16.15 T F =27.58 T
FUERZA AXIAL (SISMO Y+)
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKANFUERZA CORTANTE (SISMO X+)F =17.17T F =26.84 T
FUERZA CORTANTE (SISMO X+)
FUERZA CORTANTE (SISMO Y+)F =17.47 T F =26.51 T
FUERZA CORTANTE (SISMO Y+)
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
MOMENTO (SISMO X+)F = 48.61 T.M
F =62.27 T.M
MOMENTO (SISMO X+)
MOMENTO (SISMO Y+)F = 48.71 T.M
F = 61.61 T.M
MOMENTO (SISMO Y+)
ANALISIS COMUN ESPECTRAL VS ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
RESULTADOS
ANALISIS COMUN VS ANALISIS BARKAN COMUN BARKAN SISMO X+ SISMO Y+ SISMO X+ SISMO Y+
periodo maximo 0.67922 0.67922 0.74759 0.74759Xmax-edificio 91.29 mm - 177.59 mm -Ymax-edificio - 88.51 mm - 172.43 mm
Zmax-cimiento - - 1.54 mm 1.32 mmNmax 13.78 T 16.15 T 23.70 T 27.58 TVmax 17.17 T 17.17 T 26.84 T 26.51 TMmax 48.61 T.m 48.71 T.m 62.27 T.m 61.61 T.m
DEPLAZAMIENTO ENTRE PISOS SEGÚN NTP E.030 (ΔH<0.007)
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
RESULTADOS
DESPLAZAMIENTOS COMUN
NIVEL D/H D/H <0.007
SISMO X+ SISMO Y+ SISMO X+ SISMO Y+
1 28.23 28 0.007 0.007 SI CUMPLE
2 56.34 55.23 0.007 0.006 SI CUMPLE
3 78.18 76.11 0.007 0.006 SI CUMPLE
4 91.29 88.51 0.004 0.004 SI CUMPLE
DESPLAZAMIENTOS BARKAN
NIVEL D/H D/H <0.007
SISMO X+ SISMO Y+ SISMO X+ SISMO Y+
1 69.22 68.67 0.016 0.016 NO CUMPLE
2 119.09 116.76 0.015 0.015 NO CUMPLE
3 155.92 151.88 0.011 0.011 NO CUMPLE
4 177.59 172.43 0.007 0.006 SI CUMPLE
ANALISIS COMUN ESPECTRALTIEMPO - HISTORIA
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKANTIEMPO HISTORIA
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
DESPLAZAMIENTO (SISMO X+)
DESPLAZAMIENTONIVEL COMUN BARKAN
SISMO X+ SISMO X+1 7.28 12.282 14.68 22.013 20.41 29.58
4 23.76 33.91
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
DESPLAZAMIENTO (SISMO Y+)
DESPLAZAMIENTONIVEL COMUN BARKAN
SISMO Y+ SISMO Y+1 7.23 11.632 14.51 20.453 20.22 27.36
4 23.60 31.45
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
FUERZA AXIAL (SISMO X+)F = 22.12T F = 27.87 T
FUERZA AXIAL (SISMO X+)
FUERZA AXIAL (SISMO Y+)F = 26.21 T F =30.98 T
FUERZA AXIAL (SISMO Y+)
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
ANALISIS ESPECTRAL BARKANFUERZA CORTANTE (SISMO X+)F =25.96 T F =26.74 T
FUERZA CORTANTE (SISMO X+)
FUERZA CORTANTE (SISMO Y+)F = 26.47 T F =26.96 T
FUERZA CORTANTE (SISMO Y+)
ANALISIS COMUN ESPECTRAL
MODELACION EN SAP 2000
ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
MOMENTO (SISMO X+)F = 74.22 T.M
F =64.78 T.MMOMENTO (SISMO X+)
MOMENTO (SISMO Y+)F = 74.69 T.M
F = 62.37 T.M
MOMENTO (SISMO Y+)
ANALISIS COMUN ESPECTRAL VS ANALISIS ESPECTRAL BARKAN
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
RESULTADOS
ANALISIS COMUN VS ANALISIS BARKAN COMUN BARKAN SISMO X+ SISMO Y+ SISMO X+ SISMO Y+
periodo maximo 0.67922 0.67922 0.74759 0.74759Xmax-edificio 23.76 mm - 33.91 mm -Ymax-edificio - 23.60 mm - 31.45 mm
Zmax-cimiento - - 0.292 mm 0.354 mmNmax 22.12 T 26.21 T 27.87 T 30.98 TVmax 25.96 T 26.47 T 26.74 T 26.96 TMmax 74.22 T.m 74.69 T.m 64.78 T.m 62.37 T.m
DEPLAZAMIENTO ENTRE PISOS SEGÚN NTP E.030 (ΔH<0.007)
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
RESULTADOS
DESPLAZAMIENTOS COMUN
NIVEL D/H D/H <0.007
SISMO X+ SISMO Y+ SISMO X+ SISMO Y+
1 7.28 7.23 0.002 0.002 SI CUMPLE
2 14.68 14.51 0.002 0.002 SI CUMPLE
3 20.41 20.22 0.002 0.002 SI CUMPLE
4 23.76 23.60 0.001 0.001 SI CUMPLE
DESPLAZAMIENTOS BARKAN
NIVEL D/H D/H <0.007
SISMO X+ SISMO Y+ SISMO X+ SISMO Y+
1 12.28 11.63 0.003 0.003 SI CUMPLE
2 22.01 20.45 0.003 0.003 SI CUMPLE
3 29.58 27.36 0.002 0.002 SI CUMPLE
4 33.91 31.45 0.001 0.001 SI CUMPLE
ALABEO (MM)
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
RESULTADOSMODO PISOS 1 2 3 4 ALABEO
1
1 -0.278 -0.564 0.161 0.665 NO
2 -0.416 -0.844 0.242 1.01 NO
3 -0.485 -0.985 0.285 1.17 NO
4 -0.507 -1.03 0.3 1.23 NO
2
1 0.7379 -0.3234 -0.7903 0.3461 SI
2 1.0999 -0.4799 -1.1774 0.5337 SI
3 1.2803 -0.5571 -1.3695 0.6234 SI
4 1.3387 -0.5815 -1.4313 0.6512 SI
3
1 0.2476 -0.5785 0.1564 0.1961 SI
2 0.3647 -0.8591 0.2315 0.2799 SI
3 0.4202 -0.9973 0.2669 0.3265 SI
4 0.4364 -1.0408 0.2774 0.3433 SI
4
1 0.442 1.0412 -0.2014 -1.3241 NO
2 0.8848 2.0771 -0.4048 -2.6103 NO
3 1.2396 2.9085 -0.5725 -3.6279 NO
4 1.3882 3.2565 -0.6482 -4.0485 NO
PERIODO DE VIBRACIONES
MODELACION EN SAP 2000 – ANALISIS DINAMICO
RESULTADOS
COMUN BARKAN
Mode 1 = 0.67922 Mode 1 = 0.74759
Mode 2 = 0.65206 Mode 2 = 0.7201
Mode 3 = 0.52526 Mode 3 = 0.57569
Mode 4 = 0.20733 Mode 4 = 0.22314
Mode 5 = 0.19935 Mode 5 = 0.21494
Mode 6 = 0.16275 Mode 6 = 0.17423
Mode 7 = 0.10934 Mode 7 = 0.11422
Mode 8 = 0.10522 Mode 8 = 0.11001
DATO
ACELEROGRAMA 1966
Numero total de muestras = 9882Numero de puntos por línea = 1Intervalo de tiempo = 0.02Aceleración máxima = -269.336Unidades = (cm/s/s) canal 2
• SE OBSERVA QUE LOS DESPLAZAMIENTOS EN EL MODELO ESPECTRAL COMUN CUMPLEN CON EL CONTROL DE DERIVAS SEGÚN NORMA, ESTO SE DEBE QUE EL TERRENO ES RIGIDO .
CONCLUSIONES
• SE OBSERVA QUE LOS DESPLAZAMIENTOS EN EL MODELO ESPECTRAL BARKAN NO CUMPLEN CON EL CONTROL DE DERIVAS SEGÚN NORMA, LOS 3 PRIMEROS NIVELES ; DEBIDO A QUE LA EDIFICACION ES FLEXIBLE EN ESTOS NIVELES, SE DEBE REFORZAR CON MUROS.
• SE OBSERVA QUE LOS DESPLAZAMIENTOS SE INCREMENTAN CON LA INTERACCION CON EL SUELO.• AL INGRESAR EL ACELEROGRAMA DE LIMA 1966 LOS DESPLAZAMIENTOS ESTAN DENTRO DE LOS PARÁMETROS DE CONTROL DE DERIVAS, DEBIDO A QUE NO SE AMPLIFICA EL VALOR DEL SISMO YA QUE LA NTP. NO LA EXIGE .
• UNA MANERA MAS ECONOMICA DE REFORZAR LA ESTRUCTURA CON COLUMNAS “T” O “L” Y TAMBIEN SE PUEDE AUMENTAR EL F´C .