M.Sc. Ronald Santana Tapia Bach. Frank Quincho Antay

Docente UNCP-FIC Asistente de Ctedra Analisis Estructural II

09/06/2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

REA DE ESTRUCTURAS 2015 - I

ANLISIS ESTRUCTURAL II (IC 801)

TRABAJO PRCTICO FINAL

Profesor : M.Sc. Ing. Ronald Santana Tapia.

Docente Asociado FIC-UNCP

Bach. Ing. Frank D. Quincho Antay

Asistente de Ctedra ESTRUCTURAS

Tema : Modelamiento, Anlisis Lineal Elstico y Diseo Ssmico Esttico de Estructuras

Fecha : 10Junio2015.

Este trabajo se desarrollar usando el programa ETABS o SAP2000 (cualquier versin, se recomienda las actualizadas).

Se analizar la estructura de 3pisos de albailera confinada mostrada en los planos (planta y elevacin).

Para los elementos de confinamiento del muro de albailera, tanto vertical como horizontal, se emplear concreto con

fc = 210 kg/cm2 y Ec = 15,000 fc(kg/cm2) y acero refuerzo con fy = 4200 kg/cm2. La albailera (muro de ladrillo asentado con mortero) ser de fm = 35 kg/cm2 en la que las unidades; King Kong Artesanal, sern de arcilla (ver NTE E-070, Albailera) y Em = 500 fm. Los pesos especficos del concreto armado y de la albailera se supondrn 2.4 t/m3 y 1.9 t/m3 (Ver NTE E-020, Cargas), respectivamente.

Las losas sern aligeradas armadas en una direccin, debiendo considerarse 100 kg/m2 de acabados (Revisar NTE E-

020, Cargas). La carga viva en los dos primeros niveles ser de 200 kg/m2 y en el techo ser de 100 kg/m2 (si existen

ambientes de servicio en la azotea, deber considerar en ese caso 150 kg/m2). Para las zonas de escalera y la escalera

misma suponga 250 kg/m2 en todos los niveles. No deber considerarse tabiquera mvil, por tratarse de ambientes con

dimensiones relativamente pequeas.

Para efectos del anlisis ssmico por el mtodo esttico (revisar Proyecto de NTE E-030-2014, Sismorresistente), la

edificacin corresponde a la categora y uso de acuerdo al siguiente:

Uso: (Nmero de orden de lista)

1 al 3 : Oficinas

4 al 6 : Centro comercial

7 al 9 : Instituto educativo

10 al 12 : Colegio

13 al 15 : Hospital

16 al 18 : Museo

19 al 21 : Comisaria

22 al 24 : Vivienda multifamiliar

24 al resto : Centro Quirrgico y Obsttrico

Ubicacin: Lugar de nacimiento.

Tipo de suelo:

1 al 5 : suelo 1

6 al 10 : suelo 2

11 al 15 : suelo 3

16 al 20 : suelo 1

21 al resto : suelo 2.

Cualquier otro dato faltante, deber asumir con un criterio razonable.

Los principales elementos resistentes a las acciones de sismo para ambas direcciones, son los muros de albailera

confinados (cada muro confinado es la unidad estructural, encargado de resistir las cargas gravitacionales y laterales

impuestas por el sismo), por lo que se supondr R de acuerdo al Proyecto de NTE E-030-2014 (para diseo por esfuerzos

admisibles).

M.Sc. Ronald Santana Tapia Bach. Frank Quincho Antay

Docente UNCP-FIC Asistente de Ctedra Analisis Estructural II

09/06/2015

Deber estimarse el peso total del edificio, P, en la que se incluirn las cargas permanentes (al 100%) y las cargas vivas

(al 25%) ver Proyecto NTE E-030 2014.

La fuerza ssmica total para cada direccin de anlisis X e Y, ser: V = (ZUCS/R) P. Esta fuerza se repartir entre los

cinco pisos, en proporcin a los pihi, siendo pi el peso en cada nivel y hi la altura desde la base hasta el nivel considerado:

Fi = (pihi ^k/ pihi^k) V. Se harn dos anlisis ssmicos tanto en direccin X como en Y: SX1 y SX2, con distintos signos de excentricidad accidental (0.05 de la dimensin del edificio en direccin Y), definindose la envolvente SX de ambos:

Excentricidad real : ey = YCM - XCM

Excentricidad accidental : eacc. = 0.05 Dy

CONDICIN 1: 1.5 ey + eacc. ; Cuando ambas excentricidades tienen el mismo signo.

CONDICIN 2: ey - eacc. ; Cuando ambas excentricidades tienen signos diferentes.

Para la direccin Y, se proceder en forma similar.

El anlisis (esttico y lineal) se har para 7 estados de carga: D (carga permanente), L1 y L2 (dameros de carga viva), SX1

y SX2 (sismo X), SY1 y SY2 (sismo Y). Se definir SX como la envolvente de SX1 y SX2, y SY como la envolvente de SY1 y SY2,

y luego las 11 combinaciones (ver NTE E060):

1.4 D + 1.7 L1

1.4 D + 1.7 L2

1.4 D + 1.7 (L1+L2)

1.25 D+ 1.25 (L1+L2) + SX

1.25 D+ 1.25 (L1+L2) - SX

1.25 D+ 1.25 (L1+L2) + SY

1.25 D+ 1.25 (L1+L2) - SY

0.9 D + SX

0.9 D - SX

0.9 D + SY

0.9 D - SY

Para cualquier dato faltante el alumno asumir con un criterio razonable.

Primera Parte: Clculos Generales a. Predimensionamiento sencillo de Vigas, Columnas y Placas (si lo requiere).

b. Verificar la Configuracin Estructural de acuerdo al Proyecto de Norma Peruana de Diseo Sismorresistente

(NTE E-0.30-2014, Item 3.5).

c. Metrado de Cargas por prtico y por piso.

d. Determinar el Centro de Masa y Centro de Rigidez, por Piso.

e. Calcular la excentricidad directa y accidental para cada Piso.

Segunda Parte: Anlisis Ssmico Esttico - (NTE-E0.30-2014) a. Usando el mtodo esttico equivalente del Proyecto de Norma Peruana de Diseo Sismorresistente E-030,

calcular para cada direccin, la fuerza cortante en la base, las fuerzas ssmicas y cortantes correspondientes a

cada piso. Verificar los desplazamientos laterales de entrepiso con los lmites que establece el Proyecto de

norma E-030-2014.

b. Realizar la Correccin por Torsin en Planta para cada direccin.

c. Dibujar la planta del 1 y 2 piso, y para cada direccin, indicar los valores de la fuerza cortante de diseo para

los elementos verticales (placas y columnas).

Tercera Parte: Anlisis de Desplazamientos Laterales por Etapas de Construccin y Clculo de la Junta de Separacin Ssmica

a. Usando el programa Sap2000 o Etabs (cualquier versin), con el anlisis esttico de la segunda parte, se pide

determinar los desplazamientos laterales, absolutos y relativos, para ambas direcciones de anlisis del sismo,

en las diferentes etapas de construccin de la edificacin. Esto es, el desplazamiento lateral considerando solo

el primer piso, luego, cuando se consideran los dos primeros pisos, los tres primeros pisos, etc., hasta

considerar el integro de la edificacin (los cuatro pisos).

b. Verificar los desplazamientos laterales calculados con los lmites del Proyecto de Norma E-030-2014. En caso de

que los desplazamientos excedan los lmites de la norma, deber reestructurar planteando soluciones

razonables hasta que los desplazamientos de cada etapa satisfagan los lmites permisibles.

c. Determinar por aplicacin de la NTE-E030-2014 cul debe ser la junta ssmica mnima que habr que dejar entre

el edifico proyectado y otra edificacin existente contigua de 30 m de altura. Asimismo, cul debe ser la distancia

desde el lmite de propiedad.

Quinta Parte: Anlisis Ssmico Pseudo Tridimensional

M.Sc. Ronald Santana Tapia Bach. Frank Quincho Antay

Docente UNCP-FIC Asistente de Ctedra Analisis Estructural II

09/06/2015

a. Se pide realizar un anlisis ssmico pseudo tridimensional para una edificacin de 02 pisos compuesta por los

dos ltimos niveles del edificio planteado en el presente trabajo escalonado, por los siguientes mtodos:

b. Mtodo esttico (fuerzas estticas equivalentes)

El informe ser impreso en papel tamao A4, y contendr exclusivamente lo siguiente:

Cartula indicando universidad, facultad, nombre, cdigo y fecha.

Vista 3D del modelo empleado para el anlisis, mostrando las formas de los elementos. Use el men Options Colors para cambiar el color de fondo. Luego el men File Capture Picture Current Window w/o Titlebar. Sobre esta figura escriba sealando las secciones tpicas (slo una vez para cada tipo).

Deformada esttica para la condicin de anlisis ssmico. Sobre esta figura se anotar el desplazamiento mximo y la

distorsin mxima, calculados multiplicando los resultados dados por el programa por 0.75 R. Verificar con el

desplazamiento lmite recomendado por la norma NTE E-030-2014. Realizar su comentario al respecto.

Envolvente de momentos (M33) para los elementos de confinamiento vertical y horizontal. con tal fin puede usarse el

men Display Show Forces/stresses Frame. Sobre la figura se sealarn los valores numricos ms importantes.

Envolvente de fuerzas cortantes (V22) para los mismos elementos de confinamiento. Sobre la figura se sealarn los

valores numricos ms importantes.

Envolvente de Resultant Forces Stresses (F22) y Shell Stresses (S22) para los muros laterales (direccin Y). Sobre la

figura se sealarn los valores numricos ms importantes.

Propuesta de diseo del muro ms esforzado para cada direccin X e Y. Esto implica el diseo por: a) Compresin

axial, b) Fuerza cortante, c) Flexocompresin y d) Por fuerzas perpendiculares al plano del muro. Tambin incluye el

diseo por flexin y corte de los elementos de confinamiento vertical (columnas) y horizontal (vigas) de cada muro.

Listado del archivo *.e2k (men File Export Save model as Etabs.e2k Text File). Esta informacin ser requisito indispensable para considerar el trabajo como entregado.

NOTA: Los listados completos de resultados obtenidos con el uso del programa, debern presentarse aparte, en un apndice separado del texto, con los archivos de datos y los listados de salida. Se deber extraer la informacin solicitada y preparar tablas especficas.

Adicionalmente, deber prepararse una presentacin en Power Point, con no ms de 20 vistas, en la que se destaquen los

principales aspectos del trabajo realizado y las observaciones o conclusiones ms importantes. Esta presentacin deber

usarse en la sustentacin del trabajo.

Este trabajo deber ser entregado y expuesto por los alumnos durante las dos ltimas semanas previas al tercer examen

parcial.

PRESENTACIN DE AVANCES:

Primera Presentacin: - 08 de julio de 2015.

- Correspondiente a la primera y segunda Parte.

Segunda Presentacin: - 17 de julio de 2015.

- Informe completo.

La presentacin del informe final ser en fsico y en digital CD (adjuntar toda la informacin usada).