tb1 2014-1 ingeniería sismo-resistente (ci18)

INGENIERÍA SISMO-RESISTENTETRABAJO DE INVESTIGACIÓN N° 1

CICLO 2014-1

Profesor:Genner Villareal Castro

Integrantes:Giuseppe Alfaro QuispeDiego Aliaga Guevara

Sección:CI82

Tema:Análisis sísmico estático según E.030 2006 y 2014

INGENIERÍA SISMO-RESISTENTE (CI18)Trabajo de investigación N° 1

Ciclo 2014-1

Profesor : Dr. Genner Villarreal CastroSección : CI82

Se tiene una edificación de concreto armado de 4 pisos, tipo aporticado con zapatas aisladas, tal como se muestra en la figura adjunta:

PLANTA TIPICA “A” ELEVACION TIPICA DE LA EDIFICACIÓN

ESPECIFICACIONES: f C' =210 kg /cm2

, f y=4200kg /cm2(E060-2010)

UBICACIÓN: Lima, Jesús María

DIMENSIONES EN PLANTA:L1 = 6 mL2 = 6 mL3 = 6 m

DIAFRAGMA HORIZONTAL: Losa aligerada

USO: Vivienda

TIPO DE SUELO: Suelo intermedio

CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO: qa=2 ,90kgf/cm2

SE PIDE:

a) Efectuar un predimensionamiento sencillo de vigas, columnas, losas y zapatas aisladasb) Efectuar el metrado de cargas, calculando el peso por piso de la edificaciónc) Determinar la ubicación del centro de masas, considerando la excentricidad accidental según Norma E030-2006d) Efectuar el cálculo de la edificación, mediante el análisis estático de la Norma E030-2006, analizando la edificación en 3D,

con direcciones del sismo en OX y OY, efectuando el chequeo de desplazamientos y determinando las fuerzas internas, indicando los elementos donde sucede cada efecto

e) Efectuar el cálculo de la edificación, mediante el análisis estático de la Norma E030-2014, analizando la edificación en 3D, con direcciones del sismo en OX y OY, efectuando el chequeo de desplazamientos y determinando las fuerzas internas, indicando los elementos donde sucede cada efecto

f) Realizar un análisis sísmico comparativo

INGENIERÍA SISMO-RESISTENTE (CI18)Trabajo de investigación N° 1

Ciclo 2014-1Solucionario

MODELAMIENTO SEGÚN E.030 – 2006

1. Predimensionamiento

1.1. Predimensionamiento losas aligeradasPara predimensionar tenemos los siguientes criterios para una losa aligerada:

H=Ln

25Ln = Longitud del lado menor

Como el edificio es simétrico, se asumirá que las viguetas tendrán dirección X

Por consiguiente: H= 6

25→H=0 ,24

m →H≈0 ,25mPor medio de la tabla del anexo 1 del R.N.E. E.020:

Tenemos que el peso propio del aligerado es de 350 kgf/cm2

1.2. Predimensionamiento de vigas

4

3

2

1

DCBA

6 m

6 m

6 m

6 m6 m6 m

Espesor del aligerado (m)

Espesor de losa superior (m)

Peso propio (kgf/m2)

0.17 0.05 2800.20 0.05 3000.25 0.05 3500.30 0.05 420

Como el edificio tiene las mismas longitudes centroidales en sus dos direcciones, entonces se tendrá la misma sección de viga:

h= 110

LVigay b=h2

1.3. Predimensionamiento de columnas

1.3.1. Primer métodoComo el edifico es para uso de vivienda, entonces estamos ante una categoría C (Norma E.030 – 2006 Art. 10)

Columnas esquinerasPServicio=P⋅A trib.⋅NPServicio=1000⋅9⋅4PServicio=36000

AColumna=PServicio

0 ,35⋅f ' c

AColumna=360000 ,45⋅210

AColumna=489 ,796 cm2

CEsq . :√AColumna x √AColumna

CEsq . :√489 ,796 x√489 ,796CEsq . :22,131 x22,131cm, como la anchura es menor a la base de la viga se procedió a incrementar a 30 cmCEsq . :30 x30cm

Columnas medianerasPServicio=P⋅A trib.⋅NPServicio=1000⋅18⋅4PServicio=72000

AColumna=PServicio

0 ,35⋅f ' c

AColumna=720000 ,35⋅210

AColumna=979,592 cm2

CMed . :√AColumna x √AColumna

CMed . : √979,592 x √979,592CMed . :31,298 x 31,298cmCMed . :35 x 35cmColumnas centralesPServicio=P⋅A trib.⋅N

b

hForma Vigas transversales (m) Vigas Longitudinales (m)

h= 110

LViga 0,60 0,60

b=h2

0,30 0,30

CategoríaCarga

(kg/m2)A 1500B 1250C 1000

PServicio=1000⋅36⋅4PServicio=144000

AColumna=PServicio

0 ,45⋅f ' c

AColumna=1440000 ,45⋅210

AColumna=1523,810cm2

CCent .:√AColumna x √AColumna

CCent .:√1523,810x √1523,810CCent .:39,036 x39,036 cmCCent .:40 x 40 cm

1.3.2. Segundo métodoPara este método se empleará la siguiente tabla:

H = Altura del piso

Resumimos

1.3.3. Tercer método

Porcentaje de peralte de vigaPara este método, el criterio es que el lado de la columna este en

el rango del 70% a 80% del peralte de la viga, en tal sentido se optará por la mayor robustez con 80%:

Chequeo de inercias

Se debe cumplir que: IColumna> IViga

Nota: Para lograr cumplir con este último requisito se tuvo que asignar columnas de 0,55 x 0,55 m

Tipo LadoTipo 1 H/8Tipo 2 H/10Tipo 3 H/9

Tipo Lado Columnas (m x m)Tipo

1CCent .:H /8→CCent . :3 ,30/8=0 ,41m

0,45 x 0,45

Tipo 2

CEsq . :H /10→CEsq . :3 ,30/10=0 ,33m

0,35 x 0,35

Tipo 3

CMed . :H /9→CMed . :3 ,30 /9=0 ,37m 0,40 x 0,40

Columna Lado Columnas (m x m)

Central CCent .:0 ,80⋅h→CCent . : 0 ,80⋅0 ,60=0 ,48m 0,50 x 0,50

Esquinera CEsq . :0 ,80⋅h→CEsq . :0 ,80⋅0 ,60=0 ,48m 0,50 x 0,50Medianera

CMed . :0 ,80⋅h→CMed . :0 ,80⋅0 ,60=0 ,48m 0,50 x 0,50

Columna Inercia columnas IColumna> IViga Inercia vigas Columnas (m x m)

CentralIColumna=

0 ,55⋅0 ,553

12IColumna=0,0076 m4

>IViga=

0 ,30⋅0 ,603

12IViga=0,0054

0,55 x 0,55

EsquineraIColumna=

0 ,55⋅0 ,553


>IViga=

0 ,30⋅0 ,603

12IViga=0,0054

0,55 x 0,55

Medianera

IColumna=0 ,55⋅0 ,553


>IViga=

0 ,30⋅0 ,603

12IViga=0,0054

0,55 x 0,55

En resumen:Se optará por las columnas de mayor robustez

1.4. Predimensionamiento de zapatas

1.4.1. Metrado de cargas por tipo de columnas

Columnas centrales

PISO 4,3,2 T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) Alt. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)

P. columna CB2 y CC2 2,40 0,55 0,55 3,30 2,40

P. viga Vx1 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18

P. viga Vx2 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18P. viga Vy1 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18P. viga Vy2 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18P. aligerado 0,35 32,49 11,37P. piso 0,10 32,49 3,25P. tabiquería 0,15 32,49 4,87S/C 0,20 32,49 6,50

Total 26,60 6,50

PISO 1 T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) Alt. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)

P. columna CB2 y CC2 2,40 0,55 0,55 4,30 3,12

P. viga Vx1 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18P. viga Vx2 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18P. viga Vy1 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18P. viga Vy2 2,40 0,30 0,60 2,73 1,18P. aligerado 0,35 32,49 11,37P. piso 0,10 32,49 3,25P. tabiquería 0,15 32,49 4,87S/C 0,20 32,49 6,50

Total 27,32 6,50Acum. 107,12 25,99

P.C. central 133,11 T

Columna Columnas (m x m)

Central 0,55 x 0,55Esquinera 0,55 x 0,55Medianera 0,55 x 0,55

Columnas esquineras

PISO 4,3,2 T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) Alt. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)

P. columna CA1 y CD1 2,4 0,55 0,55 3,30 2,40

P. viga Vx 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18

P. viga Vy 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18P. aligerado 0,35 7,43 2,60P. piso 0,10 7,43 0,74P. tabiquería 0,15 7,43 1,11S/C 0,20 7,43 1,49

Total 9,21 1,49

PISO 1 T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) Alt. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)

P. columna CA1 y CD1 2 0,55 0,55 4,30 3,12

P. viga Vx 2 0,30 0,60 2,73 1,18

P. viga Vy 2 0,30 0,60 2,73 1,18

P. aligerado 0,35 7,43 2,60P. piso 0,10 7,43 7,53P. tabiquería 0,15 7,43 7,58S/C 0,20 7,43 1,49

Total 23,18 1,49Acum. 50,79 5,94

P.C. esquinera 56,73 TColumnas medianeras

PISO 4,3,2 T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) Alt. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)P. columna CA2 2,4 0,55 0,55 3,30 2,40

P. viga Vx 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18

P. viga Vy1 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18P. viga Vy2 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18P. aligerado 0,35 16,25 5,69P. piso 0,10 16,25 1,62P. tabiquería 0,15 16,25 2,44

S/C 0,20 16,25 3,25

Total 15,67 3,25

PISO 1 T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) Alt. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)P. columna CA2 2,4 0,55 0,55 4,30 3,12

P. viga Vx 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18

P. viga Vy1 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18P. viga Vy2 2,4 0,30 0,60 2,73 1,18P. aligerado 0,35 16,25 5,69P. piso 0,10 16,25 1,62P. tabiquería 0,15 16,25 2,44S/C 0,20 16,25 3,25

Total 16,40 3,25Acum. 63,42 13,00

P.C. medianera 76,42 T

Resumen:Tipo de columna Peso (T)

Esquinera 56,73Central 133,11Medianera 76,42

1.4.2. Dimensionamiento de zapatasPara el dimensionamiento de las zapatas se tendrá en cuenta la siguiente fórmula:

AZapata≥PRe alK⋅qa

Donde:K = 0,8 para suelos intermediosqa = 2,90 kgf/cm2

Zapatas centralesAzapata ≥ 133112,40

0,80 2,90

Azapata = 57376,03 cm2

Azapata = 5,74 m2

Zc = 2,40 x 2,40 m

Zc = 2,40 x 2,40 m

Zapatas esquinerasAzapata ≥ 56733,64

0,80 2,90


Azapata = 2,45 m2

Ze = 1,56 x 1,56 m

Ze = 1,60 x 1,60 m

Zapatas medianeras

Azapata ≥ 76419,60

0,80 2,90


Azapata = 3,29 m2

Zm = 1,81 x 1,81 m

Zm = 1,90 x 1,90 m

1.4.3. Chequeo por punzonamientoRealizamos el chequeo por punzamiento, asumiendo un peralte de zapata de 0,70 m

Punzonamiento zapatas centradas

dzapata (cm) = 61Bo = 246,2B = 1Vc = 350,99 < 230,69 TVc = 230,69

0.85*Vc = 196,09 T

Dimensiones de zapatab1(m)= 2,40b2(m)= 2,40h(m)= 0,70

Q (ton)= 156,05Cumple 196,09 > 156,05

Punzonamiento zapatas esquineras

dzapata (cm) = 61BO = 246,2B = 1VC = 350,99 < 230,69 TVC = 230,69

0.85*VC = 196,09 T

Dimensiones de zapatab1 (m)= 1,60b2 (m)= 1,60h (m)= 0,70Q (T)= 63,25

Cumple 196,09 > 63,25

Punzonamiento zapatas medianeras

dzapata (cm) = 61BO = 246,2B = 1VC = 350,99 < 230,69 TVC = 230,69

0.85*VC = 196,09 T

Dimensiones de zapatab1 (m)= 1,85b2 (m)= 1,85h (m)= 0,70Q (T)= 88,27

Cumple 196,09 > 88,27

Nota: Se observa que se cumple con el requisito de punzonamiento para un peralte de zapata de 0,70 m, por lo tanto se tomará este peralte para el análisis.

2. Metrado de cargas

2.1. Metrado del edificioPara realizar el metrado de cargas se tendrá en consideración las siguientes plantas:

PISOS 4,3,2

Elemento Cantidad T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)

P. columnas centrales 4 2,40 0,55 0,55 3,30 = 9,58P. columnas esquineras 4 2,40 0,55 0,55 3,30 = 9,58P. columnas medianeras 8 2,40 0,55 0,55 3,30 = 19,17

P. viga V1 8 2,40 0,30 0,60 2,73 = 9,42P. viga V2 4 2,40 0,30 0,60 2,73 = 4,71P. viga V3 8 2,40 0,30 0,60 2,73 = 9,42P. viga V4 2 2,40 0,30 0,60 2,73 = 2,35P. aligerado 1 4 0,35 31,08 = 43,51P. aligerado 2 4 0,35 32,49 = 45,49P. aligerado 3 1 0,35 32,49 = 11,37P. piso 1 4 0,10 31,08 = 12,43P. piso 2 4 0,10 32,49 = 13,00

4

3

2

1

Detalle de tipos de aligerado

3 22

2

2

11

11

DCBA

6 m

6 m

6 m

6 m6 m6 m

Detalle de tipos de columna

4

3

2

1

DCBA

6 m

6 m

6 m

6 m6 m6 m

P. piso 3 1 0,10 32,49 = 3,25P. tabiquería 1 4 0,15 31,08 = 18,65P. tabiquería 2 4 0,15 32,49 = 19,49P. tabiquería 3 1 0,15 32,49 = 4,87S/C 1 4 0,20 31,08 = 24,86S/C 2 4 0,20 32,49 = 25,99S/C 3 1 0,20 32,49 = 6,50

236,29 57,35

PISO 1

Elemento Cantidad T/m3 T/m2 a (m) b(m) Long. (m) A. trib. (m2) CM (T) CV (T)

P. columnas centrales 4 2,40 0,55 0,55 4,30 = 12,49P. columnas esquineras 4 2,40 0,55 0,55 4,30 = 12,49P. columnas medianeras 8 2,40 0,55 0,55 4,30 = 24,97

P. viga V1 8 2,40 0,30 0,60 2,73 = 9,42P. viga V2 4 2,40 0,30 0,60 2,73 = 4,71P. viga V3 8 2,40 0,30 0,60 2,73 = 9,42P. viga V4 2 2,40 0,30 0,60 2,73 = 2,35P. aligerado 1 4 0,35 31,08 = 43,51P. aligerado 2 4 0,35 32,49 = 45,49P. aligerado 3 1 0,35 32,49 = 11,37P. piso 1 4 0,10 31,08 = 12,43P. piso 2 4 0,10 32,49 = 13,00P. piso 3 1 0,10 32,49 = 3,25P. tabiquería 1 4 0,15 31,08 = 18,65P. tabiquería 2 4 0,15 32,49 = 19,49P. tabiquería 3 1 0,15 32,49 = 4,87S/C 1 4 0,20 31,08 = 24,86S/C 2 4 0,20 32,49 = 25,99S/C 3 1 0,20 32,49 = 6,50

247,91 57,35

CM (T) CV (T)

Peso total 956,79 229,42Psismo 1014,15

Nota: Se dividió la planta por secciones para realizar próximos remetrados con diferentes dimensiones de columna.

3. Fuerza sísmica

3.1. Peso sísmicoSegún E.030-2006 Art. 16.3, para una categoría C se asignará 25% de la CV para el cálculo del peso sísmico, entonces:Psismo=100%CM+25%CV

Piso

Psismo(T)

1 → 100% (244 ,91 )+25% (57 ,35 ) = 262,25

2 → 100% (236 ,29 )+25% (57 ,35 ) = 250,63

3 → 100% (236 ,29 )+25% (57 ,35 ) = 250,63

4 → 100% (236 ,29 )+25% (57 ,35 ) = 250,63

Psismototal =262 ,25+250 ,63+250 ,63+250 ,63

Psismototal =1014 ,15 T

3.2. Período fundamental (T)

T=hn

CTDonde:CT = Coeficiente para estimar el periodo predominante de un edificiohn = Altura total de la edificación en metros con relación al nivel del terreno (m)

T=hn

CT , CT = 35 para pórticos según E.030 – 2006 Art. 17.2

T=3 ,30+3 ,30+3 ,30+3 ,3035

T=0 ,377 s

3.3. Coeficiente de ampliación sísmica (C)

C=2,5(T p

T )Donde:TP = Periodo que define la plataforma del espectro para cada tipo de suelo (s)T = Período fundamental (s)

Para el cálculo del TP se lo determinará por medio de la siguiente tabla, según E.030 – 2006 Art.6:

Parámetros del SueloTipo Descripción TP (s)

S1 Roca o suelos muy rígidos 0,40

S2 Suelos intermedios 0,60

S3Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 0,90

S4 Condiciones excepcionales *

Entonces se tiene:

C=2,5(T p

T )≤2 ,50C=2,5( 0 ,600 ,377 )≤2 ,50C=3 ,977≤2 ,50C=2 ,50

3.4. Factor de zona (Z)Como el edificio está ubicado en la ciudad de Lima, entonces se estará ante una zona 3. Por lo tanto, Z = 0,40 (E.030 – 2006 Art. 5).

3.5. Factor de uso o importación (U)Como el edificio es de uso para vivienda, entonces el factor de uso U = 1,00, según E.030 – 2006 Art. 10.

Factor de usoCategoría U

A 1,50B 1,30C 1,00

3.6. Factor de suelo (S)Como el suelo es intermedio entonces según la E.030 – 2006 Art. 6, S = 1,20.

Parámetros del Suelo

Factor de zonaZona Z

3 0,402 0,301 0,15

Tipo Descripción S

S1 Roca o suelos muy rígidos 1,00

S2 Suelos intermedios 1,20

S3Suelos flexibles o con estratos de gran espesor 1,40

S4 Condiciones excepcionales *

3.7. Factor de reducción sísmico (R)El edificio está hecho a base de sistema aporticado por lo tanto, según E.030 – 2006 Art. 12, R = 8.

Factores de reducción sísmico

Sistema estructural RAporticado 8Dual 7M. estructurales 6M. ductilidad limitada 4

3.8. Fuerza cortante en la base (V)

V= ZUCSR

⋅Psismototal

V=0 ,40⋅1 ,00⋅2 ,50⋅1,208

⋅1014,15

V=152 ,12T

CR

≥0 ,125, E-030 – 2006 Art. 17.3

2 ,508

≥0 ,125

0 ,313≥0 ,125→ Cumple

3.9. Distribución sísmica por altura (Fi)Para este cálculo se tendrá en consideración lo estipulado en la E.030 – 2006 Art. 17.4:T≤0 ,70s0 ,38 s≤0 ,70s → No se aplicará una fuerza adicional en la parte superior del edificio. Piso

Psismo(T)

1 → 100% (244 ,91 )+25% (57 ,35 ) = 262,25

2 → 100% (236 ,29 )+25% (57 ,35 ) = 250,63

3 → 100% (236 ,29 )+25% (57 ,35 ) = 250,63

4 → 100% (236 ,29 )+25% (57 ,35 ) = 250,63

F i=P i⋅hi

ΣPi⋅hi

V

F1=P1⋅h1

P1⋅h1+P2⋅h2+P3⋅h3+P4⋅h4V

F1=262,25⋅3,3262,25⋅3,3+250 .63⋅6,6+250 ,63⋅9,9+250 ,63⋅13 ,2

152 ,12→F1=15 ,844T

F2=250 ,63⋅6,6262,25⋅3,3+250 .63⋅6,6+250 ,63⋅9,9+250 ,63⋅13 ,2

152 ,12→F2=30 ,284T

F3=250 ,63⋅9,9262,25⋅3,3+250 .63⋅6,6+250 ,63⋅9,9+250 ,63⋅13 ,2

152 ,12→F3=45 ,426T

F4=250 ,63⋅13 ,2262,25⋅3,3+250 .63⋅6,6+250 ,63⋅9,9+250 ,63⋅13 ,2

152 ,12→F4=60 ,568T

4. Análisis sísmico estático (SAP2000 V12)

4.1. Excentricidad accidental (ex, ey)Para el análisis sísmico estático se tendrá que proporcionar un efecto de torsión, según E.030 – 2006 Art. 17.5e x=0 ,05 Lx

e y=0 ,05 Ly

e x=0 ,05 (6+6+6+0 ,55 )e x=0 ,928m

e y=0 ,05 (6+6+6+0 ,55 )e y=0 ,928m

4.2. Control de desplazamientos (( Δi−Δi−1)/h i )

4.2.1. Teoría de control de desplazamientosPara el control de desplazamientos se tendrá en cuenta lo estipulado en E.030 – 2006 Art. 15.1:Δi−Δi−1

hi

≤β

Donde:Δi = Desplazamiento de piso superior respecto al centro de masaΔi−1= Desplazamiento de piso inferior respecto al centro de masahi = Altura de entre pisos

Por lo tanto, se deberá cumplir con:Δi−Δi−1

hi

≤0 ,007

4.2.2. Control de desplazamientos del modelamiento (( Δi−Δi−1)/h i )Después de realizar el análisis sísmico estático con ayuda del SA2000 V12, se procedió a obtener los desplazamientos que se detallan a continuación:

SISMOXPiso Desplazamiento (mm) Control Cumpl

e Δi/hei Cumple

4 129,36 0,005 ≤ 0,007 SI

3 112,77 0,008 ≤ 0,007 NO

2 85,52 0,011 ≤ 0,007 NO

1 50,02 0,015 ≤ 0,007 NO

SISMOYPiso Desplazamiento (mm) Control Cumpl

e Δi/hei Cumple

4 129,36 0,005 ≤ 0,007 SI3 112,77 0,008 ≤ 0,007 NO2 85,52 0,011 ≤ 0,007 NO1 50,02 0,015 ≤ 0,007 NO

4.3. Diagramas de fuerzas interiores SAP2000 V12

Límites para desplazamiento lateral de entrepiso

Material predominante Δi/hei

Concreto armado 0,007

Acero 0,010

Albañilería 0,005

M. ductilidad limitada 0,005

Madera 0,01

Sismo X Sismo YAx

ial

Eje 3 Eje 4

Corta

nte

Eje 4 Eje D

Mom

ento

Eje 4 Eje D

5. Análisis de irregularidad E.030 – 2006

IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ O PISO BLANDO

CONDICION

PISO RIGIDEZ

1 1.6471125 K1< 0.85 K2 NO EXISTE ᵦ1>0.9(ᵦ2+ᵦ3+ᵦ4)/3

2 1.6471125 K2< 0.85 K3 NO EXISTE NO EXISTE

3 1.6471125 K3< 0.85 K4 NO EXISTE

4 1.6471125

IRREGULARIDAD DE MASA O PESO

PISO PESO CONDICION

1 262.25

2 250.63 P1 > 1.5 P2 NO EXISTE P2 > 1.5 P1 NO EXISTE



IRREGULARIDAD DE GEOMETRIA VERTICAL

PISOLONGITUD DE PLANTA CONDICION

1 16.55

2 16.55 L1 > 1.3 L2 NO EXISTE

3 16.55 L2 > 1.3 L3 NO EXISTE

4 16.55 L3 > 1.3 L4 NO EXISTE

DISCONTINUIDAD EN LOS SISTEMAS RESISTENTES

DISCONTINUIDAD EN SISTEMAS RESISNTENTES

Por lo tanto el edificio es regular para E.030 - 2006

6. Propuesta de mejora

6.1. Modelación mediante SAP2000 V12Se realizó 6 corridas del SAP200 V12 hasta que se que se cumplió con las derivas utilizando columnas de 75x75 cm y vigas de 40x70 cm. El cálculo simplificado se detalla a continuación

V= ZUCSR

⋅Psismototal

V=0 ,40⋅1 ,00⋅2 ,50⋅1,208

⋅1148,15

V=1148 ,15T

CR

≥0 ,125, E-030 – 2006 Art. 17.3

2 ,508

≥0 ,125

0 ,313≥0 ,125→ Cumple

Luego las fuerzas cortantes por sismo:Piso Altura (m) V (T) Fi (T)

1 3.3 171.07 18.1332 6.6 171.07 33.9863 9.9 171.07 50.9804 13.2 171.07 67.973

Luego con estas fuerzas se procede a modelar mediante SAP2000 y se obtiene las derivas que se resumen a continuación

SISMOX

Piso Desplazamiento (mm) Control Cumple Δi/hei Cumple

4 74,71 0,003 ≤ 0,007 SI3 63,97 0,005 ≤ 0,007 SI2 47,12 0,006 ≤ 0,007 SI1 25,90 0,006 ≤ 0,007 SI

SISMOY


4 74,71 0,003 ≤ 0,007 SI3 63,97 0,005 ≤ 0,007 SI2 47,12 0,006 ≤ 0,007 SI1 25,90 0,006 ≤ 0,007 SI

6.2. Diagramas de fuerzas internas

EJE X

Diagrama de fuerza axial

Eje 3

Diagrama de fuerza cortante

Eje 4

Diagrama de momento flector

Eje 4

EJE Y

Diagrama de fuerza axial

Eje 3Diagrama de cortante

Eje D

Diagrama de momento flector

Eje DResumen de fuerzas internas

Desplazamiento y fuerza interna

Común(sismo X+)

Común (sismo Y+)

Xmáx (Edificio) 74,10 74,10

Ymáx (Edificio) 74,10 74,10

Nmáx 20,23 20,23

Vmáx 13,81 13,81

Mmáx 37,91 37,91

6.3. Flujograma

PREDIMENSIONAMIENTO

METRADO DE CARGAS

ANALISIS SISMICO

CUMPLE CUMPLE

NO SI SI NO

METRADO PESO SISMICO

PERIODO FUNDAMENTAL

JUNTA SISMICA

MODELAMIENTO SEGÚN E.030 – 2014

7. Aplicación de la E.030 -2014Con la propuesta encontrada para la E.030 – 2006 se procederá a realizar el análisis según la E.030 – 2014

7.1. Período fundamental (T)

T=hn

CTDonde:CT = Coeficiente para estimar el periodo predominante de un edificio

PREDIMENSIONAMIENTO

METRADO DE CARGAS

ANALISIS SISMICO

CUMPLE CUMPLE

NO SI SI NO


PERIODO FUNDAMENTAL

JUNTA SISMICA

hn = Altura total de la edificación en metros con relación al nivel del terreno (m)

T=hn

CT , CT = 35 para pórticos según E.030 – 2014 Art. 17.2

T=3 ,30+3 ,30+3 ,30+3 ,3035

T=0 ,377 s

7.2. Coeficiente de ampliación sísmica (C)Para el cálculo del TP se lo determinará por medio de la siguiente tabla, según E.030 – 2014 Art.2.4:

Parámetros del Suelo

Tipo Descripción TP (s) TL (s)

S0 Roca dura 0,30 3,00

S1 Suelo rígido 0,40 2,50

S2Suelo

intermedio 0,60 2,00

S3 Suelo flexible 1,00 1,60

Como:T≤T P

0 ,377≤0 ,60C=2 ,50

7.3. Factor de zona (Z)Como el edificio está ubicado en la ciudad de Lima, entonces se estará ante una zona 3. Por lo tanto, Z = 0,35 (E.030 – 2014 Art. 2.1).

7.4. Factor de uso o importación (U)Como el edificio es de uso para vivienda, entonces el factor de uso U = 1,00, según E.030 – 2014 Art. 3.1.

Factor de usoCategoría U

A 1,50B 1,30C 1,00

7.5. Factor de suelo (S)Como el suelo es intermedio entonces según la E.030 – 2014 Art. 2.4, S = 1,15.

7.6. Factor de reducción sísmico (R)El edificio está hecho a base de sistema aporticado por lo tanto, según E.030 – 2014 Anexo 2, R = 8.

Factores de reducción sísmico

Sistema estructural RAporticado 8Dual 7M. estructurales 6M. ductilidad limitada 4

R=R0⋅I a⋅I p

R=8⋅0 ,75⋅1R=8

Factor de zonaZona Z

4 0,453 0,352 0,251 0,10

Nota: Se sabe que existe irregularidad de altura que se explicará más adelante

7.7. Fuerza cortante en la base (V)

V= ZUCSR

⋅P sismototal

V=0 ,35⋅1 ,00⋅2 ,50⋅1 ,158

⋅1140,48

V=143 ,45T

CR

≥0 ,125, E-030 – 2014 Art. 4.5.2

2 ,508

≥0 ,125

0 ,313≥0 ,125→ Cumple

7.8. Distribución sísmica por altura (Fi)Para este cálculo se tendrá en consideración lo estipulado en la E.030 – 2014 Art. 4.5.3:

Como T≤0 ,50, entonces k =1 para:

F i=α i⋅V Piso

Psismo(T)

1 → 100% (285 , 45 )+25% (55 ,12 ) = 299,23

2 → 100% (266 ,64 )+25% (55 ,12 ) = 280,42

3 → 100% (266 ,64 )+25% (55 ,12 ) = 280,42

4 → 100% (266 ,64 )+25% (55 ,12 ) = 280,42

α i=Pi⋅h i

ΣPi⋅hi

α 1=P1⋅h1

P1⋅h1+P2⋅h2+P3⋅h3+P4⋅h4

α 1=299 ,23⋅3,31140 ,48

→α 1=0 ,11

α 2=0 ,20α 3=0 ,30α 4=

250 ,63⋅13 ,2262,25⋅3,3+250 .63⋅6,6+250 ,63⋅9,9+250 ,63⋅13 ,2

152 ,12→F4=60 ,568

F1=15 ,206TF1=15 ,206TF3=42 ,749TF4=56 ,998T

8. Análisis sísmico estático (SAP2000 V12)

8.1. Excentricidad accidental (ex, ey)Para el análisis sísmico estático se tendrá que proporcionar un efecto de torsión, según E.030 – 2006 Art. 17.5

e x=0 ,05 Lx

e y=0 ,05 Ly

e x=0 ,05 (6+6+6+0 ,55 )e x=0 ,928m

e y=0 ,05 (6+6+6+0 ,55 )e y=0 ,928m

8.2. Modelamiento en SAP2000 V12Con ayuda del SAP2000 obtenemos los siguientes resultados:

SISMOX


4 46.986 0.002 ≤ 0.007 SI

3 40.232 0.003 ≤ 0.007 SI

2 29.636 0.004 ≤ 0.007 SI

1 16.290 0.004 ≤ 0.007 SI

SISMOY


4 46.986 0.002 ≤ 0.007 SI

3 40.232 0.003 ≤ 0.007 SI2 29.636 0.004 ≤ 0.007 SI1 16.290 0.004 ≤ 0.007 SI

Se observa que se cumple con las derivas

8.3. Análisis de irregularidad según E.030 – 2014

8.3.1 IRREGULARIDAD EN PLANTA

IRREGULARIDAD TORSIONAL

PISO 4

CONDICION

∆1' 0.13957

∆2' 0.1168∆max' > 1.5 ∆min' NO EXISTE

∆3' 0.1168

∆4' 0.13957

ESQUINAS ENTRANTES

NO PRESENTA ESQUINAS ENTRANTES

DISCONTINUIDAD DEL DIAFRAGMA

NO PRESENTA DISCONTINUIDAD DEL DIAFRAGAMA

ANALISIS ESTATICO

IRREGULARIDADES EN ALTURA

CONDICIONPISO

DERIVA

A 0.0038A>1.4 Bᵦ ᵦ

NO EXISTEA>1.25( B+ C+ Dᵦ ᵦ ᵦ ᵦ

)/3

B 0.004B>1.4 Cᵦ ᵦ

EXISTE NO EXISTE

C 0.0032C>1.4 Dᵦ ᵦ

EXISTE

D 0.002

IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ O PISO BLANDO

CONDICION

PISO RIGIDEZ

A 2.2460625 KA < 0.8 KB NO EXISTEA>1.25( B+ C+ Dᵦ ᵦ ᵦ ᵦ

)/3

B 2.2460625 KB< 0.8 KC NO EXISTE NO EXISTE

C 2.2460625 KC<0.8 KD NO EXISTE

D 2.2460625

IRREGULARIDAD EXTREMA DE RIGIDEZ

PISODERIVA CONDICION

A 0.0038

B 0.004A>1.6 Bᵦ ᵦ

NO EXISTEA>1.4( B+ C+ D)/ᵦ ᵦ ᵦ ᵦ

3

C 0.0032B>1.6 Cᵦ ᵦ

NO EXISTE NO EXISTE

D 0.002C>1.6 Dᵦ ᵦ

NO EXISTE

IRREGULARIDAD EXTREMA DE RESISTENCIA

PISO RIGIDEZ CONDICION

A 2.2460625 KA < 0.65 KB NO EXISTE

B 2.2460625 KB < 0.65 KC NO EXISTE

C 2.2460625 KC < 0.65 KD NO EXISTE

D 2.2460625

IRREGULARIDAD DE MASA O PESO

PISO PESO CONDICION

1 299.23




IRREGULARIDAD DE GEOMETRIA VERTICAL

PISO LONGITUD DE PLANTA CONDICION

1 16.7

2 16.7 L1 > 1.3 L2 NO EXISTE

3 16.7 L2 > 1.3 L3 NO EXISTE

4 16.7 L3 > 1.3 L4 NO EXISTE

DISCONTINUIDAD EN LOS SISTEMAS RESISTENTES NO EXISTE DISCONTINUIDAD EN LOS SISTEMAS RESISTENTES

IRREGULARIDAD EN PLANTA


CONDICION

∆1' 50.6329

∆2' 42.5008 ∆max' > 1.5 ∆min' NO EXISTE

∆3' 42.5008

∆4' 50.6329

IRREGULARIDAD TOSIONAL EXTREMA

CONDICION

∆MAX' 50.6329 ∆max' / ∆min' > 3

NO EXISTE

∆MIN' 42.5008

ESQUINAS ENTRANTES

NO PRESENTA ESQUINAS ENTRANTES


NO PRESENTA DISCONTINUIDAD DEL DIAFRAGMA

SISTEMAS NO PARALELOS

ELEMENTOS RESISTENTES A LAS FUERZAS LATERALES SON PARALELOS

8.4. Flujograma

PREDIMENSIONAMIENTO

METRADO DE CARGAS

ANALISIS SISMICO

IRREGULARIDADES

IRREGULARIDAD EN ALTURA


IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ

IRREGULARIDAD DE MASA

IRREGULARIDAD GEOMETRIA

VERTICAL



ESQUINAS ENTRANTES


CUMPLE CUMPLE

NO SI SI NO


PERIODO FUNDAMENTAL

JUNTA SISMICA

PREDIMENSIONAMIENTO

METRADO DE CARGAS

ANALISIS SISMICO

IRREGULARIDADES

IRREGULARIDAD EN ALTURA


IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ

IRREGULARIDAD DE MASA

IRREGULARIDAD GEOMETRIA

VERTICAL



ESQUINAS ENTRANTES


CUMPLE CUMPLE

NO SI SI NO


PERIODO FUNDAMENTAL

JUNTA SISMICA

tb1 2014-1 ingeniería sismo-resistente (ci18)

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