dideÑo de un edificio aporticado

DE EDIFICIO APORTICADO

ALUMNA: CHIPANA CRUZADO ANDREA

PROFESOR: Dr. GENNER VILLARREAL CASTRO

Este trabajo de investigación nos permite aplicar la Norma Peruana E030, Diseño Sismo Resistente, para una Modelación Dinámica, como continuación del primer trabajo de investigación donde realizamos un análisis estático. Se hizo un Análisis Espectral.

Este trabajo nos ha permitido comprender la importancia de la relación suelo-estructura el cual se tuvo que utilizar fórmulas que nos permiten hallar los coeficientes de rigidez para cargar al SAP 2000 para la correcta modelación. Se utilizó el Modelo de Barkan para la Interacción Suelo-Estructura

INTRODUCCION

L1= Chipana = 7 m L2= Cruzado = 7m L3= Andrea = 6m USO: Vivienda, Planta “A” TIPO DE SUELO: Suelo rígido UBICACION: Lima f’c = 210 Kg/cm2 fy = 4200 Kg/cm2 DIAFRAGMA HORIZONTAL: Losa aligerada

DATOS DE LA ESTRUCTURA

H= L/25

L= Luz Libre de Viguetas 7.00m

H= 0.28m Tomaremos 0.30m

Ancho de Vigueta: 0.10m

Entre Ejes de Viguetas: 0.40m

PREDIMENSIONAMIENTO

LOSA ALIGERADA

COLUMNAS

Área Tributaria Para Columna C-1 = 49.00 m2

Área Tributaria Para Columna C-2 = 24.50 m2Área Tributaria Para Columna C-3 = 24.50 m2Área Tributaria Para Columna C-4 = 12.25 m2

Después del análisis para el predimensionamiento en las columnas que es el mismo para el análisis estático las columnas serán:

VIGAS

Después del análisis para el predimensionamiento en las vigas que es el mismo para el análisis estático las vigas serán las siguientes:

METRADO DE CARGAS

DIMENSIONAMIENTO DE ZAPATASPARA ZAPATA ESQUINADA 1 (C4)

PISO 4PM b h Losa 3.5 3.5 0.42 5.145Viga Trans 3.5 0.3 0.3 2.4 0.756Viga long 3.5 0.25 0.1 2.4 0.21Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 3.8 3.8 0.1 1.444 PT 10.4062

PISO 3 Y 2PM b h Losa 3.5 3.5 0.42 5.145Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 3.8 3.8 0.2 2.888 PT 24.9604

PISO 1PM Losa 3.5 3.5 0.42 5.145Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 3.8 3.8 0.2 2.888 PT 13.3442

PESO TOTAL DEL 1 AL 4 PISO 48.7108

TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE : qa > 3 kg/cm2 Suponiendo qa = 35 tn/m2

qa = (PESO TOTAL+Area Zapatax2.4)/ Área Zapata

Az = 1.49419632

Zapata cuadrada

L x L = Az L = 1.22 m

REDONDEANDO L = 1.25 m

PARA ZAPATA EXCENTRICA EN X (C3)

PISO 4PM b h Losa 7 3.5 0.42 10.29Viga Trans 7 0.3 0.3 2.4 1.512Viga long 3.5 0.25 0.1 2.4 0.21Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 3.8 0.1 2.66 PT 17.5232

PISO 3 Y 2PM b h Losa 7 3.5 0.42 10.29Viga Trans 7 0.35 0.4 2.4 2.352Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 3.8 0.2 5.32 PT 42.4664

PISO 1PM b h Losa 7 3.5 0.42 10.29Viga Trans 7 0.35 0.4 2.4 2.352Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 7 3.8 0.2 5.32 PT 22.0972


TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE : qa > 3 kg/cm2 suponiendo qa = 35 tn/m2


Az = 2.518

Zapata cuadrada

L x L = Az L = 1.59 m


PARA ZAPATA EXCENTRICA EN Y (C2)

PISO 4PM b h Losa 3.5 7 0.42 10.29Viga Trans 3.5 0.3 0.3 2.4 0.756Viga long 7 0.25 0.1 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 4.35 7 0.1 3.045 PT 17.3622

PISO 3 Y 2PM b h Losa 3.5 7 0.42 10.29Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 3.8 7 0.2 5.32 PT 40.9544

PISO 1PM b h Losa 4 7 0.42 11.76Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 3.8 7 0.2 5.32 PT 22.8112


TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE : qa > 3 kg/cm2 suponiendo qa = 35 tn/m2


Az = 2.48858282

Zapata cuadrada

L x L = Az L = 1.58 m


PARA ZAPATA CENTRADA (C1)

PISO 4PM b h Losa 7 7 0.42 20.58Viga Trans 7 0.3 0.3 2.4 1.512Viga long 7 0.25 0.1 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 7 0.1 4.9 PT 30.2632

PISO 3 Y 2PM b h Losa 7 7 0.42 20.58Viga Trans 7 0.35 0.4 2.4 2.352Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 7 0.2 9.8 PT 72.8464

PISO 1PM b h Losa 7 7 0.42 20.58Viga Trans 4 0.35 0.4 2.4 1.344Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 7 7 0.2 9.8 PT 36.2792


TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE :qa > 3 kg/cm2 suponiendo qa = 35 tn/m2


Az = 4.27573006

Zapata cuadrada

L x L = Az L = 2.07 m


ANALISIS DINAMICO

Piso Largo (m) Ancho (m) Total de Carga Muerta (Tn)

Total de Carga Viva (Tn)

Porcentaje de Carga Viva a

Considerar (Tn)Peso Sismico CM+CV (Tn)

Masa Traslacional (Tn.seg2/m)

Masa Rotacional (Tn.seg2.m)

25% 1 21.60 20.60 369.86 88.99 22.25 392.11 39.97 2,967.52 2 21.60 20.60 356.04 88.99 22.25 378.28 38.56 2,862.90 3 21.60 20.60 356.04 88.99 22.25 378.28 38.56 2,862.90 4 21.60 20.60 342.45 44.50 11.12 353.58 36.04 2,675.90

Peso 1,424.38 311.47 77.87 1,502.25 153.13 11,369.21

Parametros Valores Descripcion

Z 0.40 Zona 3 ( Lima )U 1.00 Edificacion para viviendaS 1.00 Suelo Rígido (S1)

Rx 6.00 Estructura aporticada irregular Sismo xRy 8.00 Estructura Conformada Por Porticos Sismo YTp 0.40 Factor que depende de "S"hn 13.20 Altura total de la edificacion (mts)

Ct 60.00Coeficiente para estimar el periodo fundamental

T 0.22 Periodo fundamental de la estructuraC calculado 4.55 Coeficiente de amplificacion sismicaC asumido 2.50 Coeficiente de amplificacion sismica

Factor de Escala x = 0.6540

Factor de Escala y= 0.4905

MODELO BARKANZAPATA ESQUINADA

a= 1.25mb= 1.25mCo= 3tabla 2.1suelo= s1MODULO DE BARKANLA PRESION ESTATICA

Redificio= 194.8432tonNzap= 4Azap= 1.5625m2Iψx= 0.20345052m4Iψy= 0.20345052m4

ρ= 0.00311749Kg/cm2ρo= 0.2Kg/cm2μ= 0.35Do= 2.36363636Kg/cm3Cz= 1.57311Kg/cm3 1573.11ton/m3 Cx=Cy= 1.23942Kg/cm3 1239.42ton/m3 CΨx= 2.77166Kg/cm3 2771.66ton/m3 CΨy= 2.77166Kg/cm3 2771.66ton/m3

COEFICIENTE DE RIGIDEZ Kx=Ky= 1936.58962ton/m Kz= 2457.98ton/m KΨx= 563.90ton/m KΨy= 563.90ton/m

ZAPATA EXCENTRICA EN X





ZAPATA EXCENTRICA EN Y





ZAPATA CENTRADA





ZAPATA ESQUINADA

radianesangulo friccion

(Ys)= 24 0.4189calculo de m según tabla

coeficiente poison suelo (µs)= 0.35

tabla 2.2 Tablas 2.3

densidad del suelo (Rs)= 0.18 Ts2/m4

moz = 3.12 m1z = 0.62 alfa (a)= 1 m

mox = 1.9 m1x = 0.31

m oY = 1.03 m1 Y = 0.16dimensiones de

zapatas

a = 1.25calculos por formula de los

m b = 1.25

mz = 3.47

-2.13489

67area zapata= 1.5625

mx = 2.07 a= 0.7052

mY = 1.12

por formula 2.12 ; 2.11

Mz = 0.22 ts2/mMx My Mz MΨx MΨy MΨxz

My=Mx = 0.13 ts2/m 0.13 0.13 0.22 0.04 0.04 0.04

MY = 0.04 ts2/m

ZAPATA EXCENTRICA EN X

ZAPATA EXCENTRICA EN Y

radianesangulo friccion

(Ys)= 24 0.4189calculo de m según tabla

coeficiente poison suelo (µs)= 0.35

tabla 2.2 Tablas 2.3

densidad del suelo

(Rs)= 0.18 Ts2/m4

moz = 3.12 m1z = 0.62 alfa (a)= 1 m

mox = 1.9 m1x = 0.31

m oY = 1.03 m1 Y = 0.16dimensiones de

zapatas

a = 1.6calculos por formula de los m b = 1.6

mz = 3.56

-2.134896

7area zapata= 2.56

mx = 2.12 a= 0.9027

mY = 1.14



My=Mx = 0.28 ts2/m 0.28 0.28 0.47 0.12 0.12 0.12

MY = 0.12 ts2/m

ZAPATA CENTRADA

radianesangulo friccion (Ys)= 24 0.4189

calculo de m según tablacoeficiente poison suelo (µs)= 0.35

tabla 2.2 Tablas 2.3 densidad del suelo (Rs)= 0.18 Ts2/m4

moz = 3.12 m1z = 0.62 alfa (a)= 1 m

mox = 1.9 m1x = 0.31

m oY = 1.03 m1 Y = 0.16dimensiones de zapatas

a = 2.1

calculos por formula de los m b = 2.1

mz = 3.70 -2.1348967 area zapata= 4.41

mx = 2.19 a= 1.1848

mY = 1.18



My=Mx = 0.66 ts2/m 0.66 0.66 1.11 0.50 0.50 0.50

MY = 0.50 ts2/m

CALCULO DE LAS EXCENTRICIDADES ACCIDENTALES.

Ex = 0.05 X 21.60 = 1.08 mts

Ey = 0.05 X 20.60 = 1.03 mts

CALCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD

MODELAMIENTO EN SAP2000

MODELAMIENTO EN 3DPERSPECTIVA FRONTAL

COMUN ESPECTRAL

PERIODOS DE VIBRACION

BARKAN

COMPARACION DE RESULTADOS

COMUN BARKAN0

20

40

60

80

100

120

57.96

98.87

DESPLAZAMIENTO EN X

DESPLAZAMIENTO EN X

ANALISIS

DESP

LA

ZA

MIE

NTO

EN

X (

mm

)

COMUN BARKAN0

20

40

60

80

100

120

140

160

85.69

143.3

DESPLAZAMIENTO EN Y

DESPLAZAMIENTO EN Y

ANALISIS

DESP

LA

ZA

MIE

NTO

EN

Y (

mm

)

COMUN BARKAN0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

15.48

10.93

8.587.77

FUERZA AXIAL

FUERZA AXIAL EN XFUERZA AXIAL EN Y

ANALISIS

FU

RZA

AX

IAL (

T )

COMUN BARKAN0

2

4

6

8

10

12

14

12.34

8.63

5.715.13

FUERZA CORTANTE

FUERZA CORTANTE EN XFUERZA CORTANTE EN Y

ANALISIS

FU

ER

ZA

CO

RTA

NTE (

T)

COMUN BARKAN TH0

10

20

30

40

50

60

70

29.59 28

62.57

18.0315.82

45.87

MOMENTO FLECTOR

MOMENTO FLECTOR XMOMENTO FLECTOR Y

ANALISIS

MO

MEM

TO

FLEC

TO

R (

T.m

)

CONCLUSIONES

La modelación permitió ver los desplazamientos y poder hallar las derivas de entrepisos que cumplía con la Norma E.030. En este trabajo también se utilizó el Modelo de Barkan, con el cual se hizo un análisis zapata por zapata para la ISE

Del análisis sísmico también se puede concluir que las estructuras aporticadas tal vez no sean las mas recomendadas en zonas sísmicas. De alguna manera se recomienda investigar modelar la misma estructura con placas o con dimensiones más grandes de sus elementos estructurales.

GRACIAS

Correo: [email protected]

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