análisis sísmico estático de edificio aporticado
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ANÁLISIS SÍSMICO
ESTÁTICO DE EDIFICIO
APORTICADO
Alumno: Alvarado Salazar Alan
Profesor: Dr. Genner Villarreal Castro
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UBICACIO
N
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DATOS DE LA
VIVIENDAL1(Alvarado) : 8m
L2 (Salazar) : 7m
L3 (Alan) : 4m
USO : Vivienda tipo A
TIPO DE SUELO : Suelo flexible
UBICACIÓN : Lima
f’c : 210 Kg/cm2
fy : 4200 Kg/cm2
DIAFRAGMA HORIZONTAL : Losa aligerada
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PLANOS Y
VISTAS
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PREDIMENSIONAMIEN
TO
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LOSA ALIGERADA:
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VIGAS:
Para los pisos 1º,2º,3º :
Para vigas transversales: h=0.70m , b=0.60mPara vigas longitudinales h=0.70m , b=0.50m
Para los pisos 4º
Para vigas transversales: h=0.60m , b=0.60mPara vigas longitudinales h=0.60m , b=0.50m
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COLUMNAS:
Para este diseño se usara 50 cm X 60 cm
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METRADO DE CARGAS DE LA VIVIENDA
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METRADO DE CARGAS DE LA VIVIENDA
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ANALISIS ESTATICO
Deacuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones – Norma E030
Periodo Fundamental:
Factor de Zona:
Zona 3: Z=04
Categoria:Edificaciones comunes U=01
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Factor de Amplificación Sísmica:
Parámetros de Suelo:
SUELO TIPO S3: Suelos flexibles S = 1.4
Sistema Estructural:
PORTICOS: Simétrico sentido X R = ¾ (8)=6
PORTICOS: Asimétrico sentido Y R = 8FACTOR DE REDUCCION SISMICA: 0.75R Fr = 6
“Deacuerdo al reglamento Nacional de Edificaciones (norma E030 / tabla Nº6)”
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Ecuación de la Fuerza Cortante en la Base:
Distribucion de la Fuerza Sismica por la Altura
Si:
Pi= Peso de cada pisohi= Altura hasta el nivel 0.0
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Distribución de la Fuerza Sísmica por la Altura:
Los resultados son diferentes para los dos sentidos porque es asimétrico en el sentido del “eje y” y simétrico en el sentido del “eje x”.
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Calculo de Dimensiones de Zapatas:
Excentricidad:
e X = 0.05Lx Lx = 21.6 m.
e Y = 0.05Ly Ly = 20.5 m.
Las medidas de la zapata son:B = 3 m
L = 3 mH = 0.6m
Centro de gravedad de la planta típica A: (Xcg , Ycg) = (10.5 ;11)
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Las medidas consideradas por lo tanto van a cumplir con la resistencia del suelo por que están en el rango de la capacidad portante.
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MODELACION DE LA ESTRUCTURA EN SAP 2000
Fig.Vista de la Modelación de la Vivienda
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CONTROL DE DERIVAS DE ENTREPISOS:
Fig- Modelación de “sismo en el eje x” y “sismo en el eje y”
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DEZPLAZAMIENTOS:
MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN X:
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DEZPLAZAMIENTOS:
MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN Y:
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Para concreto armado debe ser:
Se puede apreciar que el Edificio para uso de vivienda es flexible por loque no cumple en los 3 primeros pisos tanto para el sismo en “x” y sismoen “y”, debido a esta razón tenemos que reforzar en “x” y en “y” para quecumpla en un 100%.
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FUERZAS INTERNAS:
Para un pórtico o elemento estructural la cortante absorbe mas del 30%, entonces dichaestructura será diseñado con 25% adicional.
FUERZAS AXIALES SISMO X:
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FUERZAS INTERNAS:
CORTANTE MAXIMA SISMO X:
Observacion:"Ningún elemento pasa el 30% por lo tanto no necesitara el diseño del 125% para dicha fuerza.
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FUERZAS INTERNAS:
MOMENTO MAXIMO SISMO X:
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FUERZAS INTERNAS:
FUERZAS AXIALES SISMO Y:
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FUERZAS INTERNAS:
CORTANTE MAXIMA SISMO Y:
Observacion:"Ningún elemento pasa el 30% por lo tanto no necesitara el diseño del 125% para dicha fuerza.
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FUERZAS INTERNAS:
MOMENTO MAXIMO SISMO Y:
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Resumen de resultados máximos:
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INCORPORACION DE LA CIMENTACION Y SUELO
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COEFICIENTE DE BALASTO:
Para el coeficiente de balasto se considera el tipo de suelo que es flexible, para este tipo de suelo el Cz debe ser menor a 3 Kg/cm3.
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COEFICIENTE DE BALASTO:
Para el coeficiente de balasto se considera el tipo de suelo que es flexible, para este tipo de suelo el Cz debe ser menor a 3 Kg/cm3.
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MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN X
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COEFICIENTE DE BALASTO:
Para el coeficiente de balasto se considera el tipo de suelo que es flexible, para este tipo de suelo el Cz debe ser menor a 3 Kg/cm3.
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MAXIMO DESPLAZAMIENTO EN Y
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MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOX)
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MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOY)
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DEZPLAZAMIENTOS:
RESUMEN DE RESULTADOS:Tengo que rediseñar
el edificio!!!
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PRIMER REDISEÑO EN LA ESTRUCTURA
CAMBIOS EN EL DISEÑO INICIAL:
•Se aumento la resistencia de concreto f’c : 280 Kg/cm2
•Cambiamos las zapatas por una platea de cimentación.
ECUACION DE LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE:
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DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA POR LA ALTURA
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CALCULO DE DIMENSIONES DE LA PLATEA DE CIMENTACIÓN
COEFICIENTE DE BALASTO:
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MODELACION DE LA ESTRUCTURA REDISEÑADA
Fig. Modelación en 3D
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CONTROL DE DERIVAS DE ENTREPISOS:
El Edificio mejoro en los 2 primeros pisos reduciendo considerablemente losdesplazamientos pero en los dos siguientes tanto para el sismo en “x” y sismo en “y”,no cumplen por lo que todavía se tiene que reajustar el diseño para llegar a un 100%.
No cumple tengo que rediseñar
el edificio!!!
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RESUMEN DE RESULTADOS:
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REDISEÑO EN LA ESTRUCTURA
CAMBIOS DE SECCIONES EN LOS ELEMENTOS:
En la estructura anterior se vio una mejora en los desplazamientos pero no lo suficiente porlo que asumimos añadir muros para que mejore aun más los desplazamientos y absorba losesfuerzos laterales.
• Añadimos muros tanto en el eje x, como en el eje y.
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METRADO DE CARGAS
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SISTEMA ESTRUCTURAL:
PORTICOS: Simétrico sentido X R = 7PORTICOS: Asimétrico sentido Y R = ¾ (7)=5.25FACTOR DE REDUCCION SISMICA X: 0.75R FrX = 5.25FACTOR DE REDUCCION SISMICA Y: 0.75R FrX = 3.94
ECUACION DE LA FUERZA CORTANTE EN LA BASE:
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DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA POR LA ALTURA
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MODELACION DE LA ESTRUCTURA REDISEÑADA
Fig. Modelación en 3D
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CONTROL DE DERIVAS DE ENTREPISOS:
MAXIMO DESPLAZAMIENTO SISMO X
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CONTROL DE DERIVAS DE ENTREPISOS:
MAXIMO DESPLAZAMIENTO SISMO Y
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CONTROL DE DERIVAS DE ENTREPISOS:
MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOX)
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CONTROL DE DERIVAS DE ENTREPISOS:
MAXIMO ASENTAMIENTO EN Z (COMBOSISMOY)
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Con los placas incorporadas se logró cumplir con el 100% de los requerimientos de laestructura sismoresistente por lo que todos los pisos cumplen con los desplazamientosmínimos.
Resultados:
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COMPARACIÓN DE RESULTADOS
RESULTADOS DE LOS TRES DISEÑOS:
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CONCLUSIONES
• La modelación de la vivienda tipo A de concreto armado de 4 pisos, nos da de entender que el predimensionamiento inicial no garantizo el funcionamiento antisísmico de la estructura.
• La última modelación incorporando los muros nos generó un resultado óptimo que nos garantiza el 100% de los requerimientos de la estructura sismoresistente por lo que todos los pisos cumplen con los desplazamientos mínimos y los asentamientos.
• Para este tipo de estructura se debe reforzar con muros de corte en las dos direcciones, de esta forma podemos disminuir los desplazamientos de entre pisos y así poder cumplir con el control de derivas.
• Otra manera más económica de disminuir los desplazamientos es usando columnas tipo “T en el perímetro de la edificación y columnas tipo “L” en las esquinas de la edificación