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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA UNIDAD AZCAPOTZALCO

“Análisis comparativo de diferentes configuraciones de contraventeo en Edificios de Estructura Metálica”

ALUMNO:

ARELLANO HERNANDEZ ARTURO

LICENCIATURA EN INGENIERIA CIVIL

ASESOR: DR. ALONSO GOMEZ BERNAL

MÉXICO 2010

Análisis Comparativo de Edificios de Estructura Metálica con diferentes Configuraciones de Contraventeo.

2

Contenido

CAPITULO 1. Objetivo. ........................................................................................ 5

CAPITULO 2. Antecedentes. ................................................................................ 5

CAPITULO 3. Introducción. .................................................................................. 6

3.1 Descripción de los edificios (modelos) a estudiar. ...................................... 7

CAPITULO 4. Análisis comparativo de edificios de 6 niveles con coeficiente

sismo Q=2. ......................................................................................................... 13

4.1 Comparación de secciones de los diferentes modelos. ........................... 15

4.2. Desplazamientos de los diferentes Modelos. ........................................... 17

4.2.1 .Comparación de desplazamientos entre modelos de contraventeo

concéntrico y excéntrico. ............................................................................. 21

4.2.2. Desplazamientos para combinaciones COMB3 y COMB4. ............... 24

4.3 Drifts de diferentes edificios. ..................................................................... 28

4.4. Comparación del peso de los diferentes Modelos. ................................... 33

4.5. Modos de vibrar de los diferentes modelos. ............................................. 34

4.6. Conclusiones............................................................................................ 38

CAPITILO 5. Análisis comparativo de edificios de 12 niveles con coeficiente

sismo Q=2. ......................................................................................................... 39

5.1 Comparación de secciones de los diferentes modelos. ............................ 39


5.2.1. Comparación de desplazamientos entre modelos de contraventeo


5.3. Drifts de cada Modelo. ............................................................................. 47


5.5. Modos de vibrar de los edificios. .............................................................. 49

5.6. Conclusiones............................................................................................ 51


sismo Q=3. ......................................................................................................... 53







3



6.6. Conclusiones............................................................................................ 60

CAPITULO 7.Análisis comparativo de edificios de 12 niveles con coeficiente

sismo Q=3. ......................................................................................................... 61








7.6. Conclusiones............................................................................................ 68

CAPITULO 8. Análisis comparativo de edificios de 6 y 12 niveles con coeficiente

sismo Q=4. (Modelos con contraventeo excéntrico)........................................... 69

8.1 Secciones de los diferentes modelos. ....................................................... 69





8.6. Conclusiones............................................................................................ 76

CAPITULO 9. Comparación del comportamiento ante desplazamientos de los

modelos de 12 niveles utilizando en el análisis coeficiente sísmico Q=2 y

acelerograma. .................................................................................................... 77

9.1 Comparación de desplazamientos y distorsiones del Modelo 4(12). ........ 77

9.2. Comparación de desplazamientos y distorsiones del Modelo 5(12). ....... 78

9.3. Comparación de desplazamientos y distorsiones del Modelo 6(12). ....... 79

9.4. Conclusiones............................................................................................ 80

CAPITULO 10. Comparación del comportamiento ante desplazamientos de los

modelos de 12 niveles utilizando en el análisis coeficiente sísmico Q=2 y

acelerograma de la SCT.................................................................................... 81

10.1 Comparación de desplazamientos y distorsiones del Modelo 4(12). ...... 81

10.2. Comparación de desplazamientos y distorsiones del Modelo 5(12). ..... 82


4

10.3. Comparación de desplazamientos y distorsiones del Modelo 6(12). ..... 83

CAPITULO 11. Conclusión Final ........................................................................ 84

CAPITULO 12. Bibliografía................................................................................. 85


5

CAPITULO 1. Objetivo.

El objetivo de este análisis es comparar el comportamiento de edificios con

diferentes configuraciones de contraventeo tanto excéntricos como concéntricos

ante fuerzas producidas por sismo, en dicha comparación se contemplan

desplazamientos laterales máximos, peso del edificio, derivas de entre piso,

periodos.

Este análisis tiene como objetivo principal proporcionar información para conocer

el comportamiento de los diferentes edificios y así conocer qué modelo es el más

optimo y eficiente.

CAPITULO 2. Antecedentes.

El uso de marcos contraventeados en edificios para resistir fuerzas laterales

data desde principios del siglo XIX, implementados en puentes y edificios

industriales.

Los marcos contraventeados resisten cargas laterales, desarrollando altas

fuerzas axiales en sus contravientos. Se considera pequeño o 0 el porcentaje de

fuerzas actuantes en el contraviento por flexión.

En las primeras aplicaciones de marcos contraventeados eran típicas las

configuraciones Knee-Braced o X-Braced, los cuales solo trabajaban a tensión,

posteriormente fueron encamisados con concreto de ignifugación

En 1960- 1970 se fueron convirtiendo en marcos contraventeados más

completos, esto debido a la promulgación de más detalles y requerimientos en

las normas de sismo.

Se consideran dos tipos de contraventeo, los concéntricos CBFs (concentrically

braced frames) y los contraventeos excéntricos EBFs (eccentrically braced

frames).


6

CAPITULO 3. Introducción.

El propósito de este análisis es conocer el comportamiento de los diferentes

edificios a estudiar, los cuales consisten en modelos con contraventeo, en los

cuales se considera contraventeo en dirección X y en dirección Y, estos

contraventeo son tanto concéntricos como excéntricos.

El análisis consiste en una comparación del comportamiento de cada edificio,

con su respectiva configuración de contraventeo, ante cargas gravitacionales, y

sismo, obteniendo comparaciones de peso, tipo de secciones, desplazamientos,

derivas y modos de cada edificio.

En la siguiente figura se muestran las configuraciones que se utilizaron en este

análisis.

Figura A. Contraventeo concéntrico

Figura A. Contraventeo excéntrico


7

3.1 Descripción de los edificios (modelos) a estudiar.

MODELO TIPO:

Este modelo consiste en un edificio de estructura metálica de 6 niveles, el cual

no presenta ningún tipo de contraventeo. Las dimensiones del edificio se

muestran en la figura 1y 2.

Figura 1. Vista en elevación de Modelo Tipo.

7 m

7 m

7 m 7 m

7 m

7 m

7 m

3.3 m

3.3 m

3.3 m

3.3 m

3.3 m

3.7 m


8

Figura 2. Vista en planta de Modelo Tipo.

MODELO 1(6).

El modelo 1(6), al igual que el Modelo Tipo es de estructura metálica, así como

también tienen en común sus dimensiones, sin embargo este modelo cuenta con

un sistema de contraventeo concéntrico. El cual consiste en contraventeo tipo

INVV (ver fig. A) en los ejes 1 y 4 y contraventeo XREG (ver fig. A) en los ejes A

y E (Figura 3 y 4).


9

Figura 3. Vista en elevación del eje 1.

Figura 4. Vista en elevación del eje A.


10

MODELO 2(6).

Este modelo es de estructura metálica, tiene las mismas dimenciones que el

Modelo Tipo y al igual que el Modelo 1(6) tiene un sistema de contraventeo

concéntrico (Figura 5 y 6). Dicho sistema contiste en contraventeo en los ejes 1 y

4 de tipo STG (ver fig. A) y en los ejes A y B de tipo ZIP (ver fig. A).

Figura 5. Vista en elevacón del eje A de Modelo 2(6).


11

Figura 6. Vista en elevación de eje 1 del Modelo 2(6).

MODELO 3(6).

Este modelo consiste en un edificio de estructura metálica, con las mismas

dimensiones que el Modelo Tipo, y al igual que el Modelo 1(6) y 2(6), este

modelo consta de un sistema de contraventeo, pero a diferencia de los modelos

antes mencionados que presentaban sistemas de contraventeo concéntrico, este

su sistema de contraventeo es de tipo excéntrico (Figura 7 y 8), en el

cual se tiene un contraventeo en el eje 1 y 2 de tipo DIAG1 (ver fig. B) y en

los ejes A y B el tipo de contraventeo es DIAG2 (ver fig. B).


12

Figura 7. Vista en elevación de eje 1 del Modelo 3(6).

Figura 8. Vista en elevación de eje A del Modelo 3(6).


13


sismo Q=2.

El análisis de los modelos antes mencionados se hizo de acuerdo a la tabla 6.1

de las NTC para diseño construcción de estructuras metálicas, utilizando así un

factor de comportamiento sísmico Q=2 para contraventeo concéntrico con

ductilidad normal.


14

Análisis comparativo con coeficientes sismo Q=2.

Requisitos para un coeficiente sísmico Q=2(NTC-SISMO)

El análisis de los modelos antes mencionados se realizo con

ayuda del programa ETABS.

Los diferentes tipos de combinaciones que se utilizaron son:

COMB1: (DEAD+SOBRECARGA+VIVAMAX) (1.1)

COMB2: (DEAD+SOBRECARGA+VIVAINST+VIENTO) (1.1)

COMB3: (DEAD+SOBRECARGA+VIVAINST+100%ESPECTROX+30%ESPECTROY) (1.1)

COMB4: (DEAD+SOBRECARGA+VIVAINST+30%ESPECTROX+100%ESPECTROY) (1.1)

COMB5: (DEAD+SOBRECARGA+VIVAINST+100%ESPECTROX-30%ESPECTROY) (1.1)

COMB6: (DEAD+SOBRECARGA+VIVAINST-30%ESPECTROX+100%ESPECTROY) (1.1)


15

4.1 Comparación de secciones de los diferentes

modelos.

En las siguientes tablas se muestran las diferencias que existen entre los

distintos modelos en lo que respecta a las secciones de columnas, vigas y

contravientos que los conforman.

COLUMNAS

EJE 2 Y 3 Modelo Tipo

Modelo 1(6)

Modelo 2(6)

Modelo 3(6)

BASE W14X211 W14X176 W14X176 W14X176

Story1 W14X211 W14X176 W14X176 W14X176

Story2 W14X211 W14X176 W14X176 W14X176

Story3 W14X211 W14X176 W14X176 W14X176

Story4 W14X211 W14X176 W14X176 W14X176

Story5 W14X211 W14X176 W14X176 W14X176

VIGAS

EJE 1 Y 4 MODELO TIPO

Modelo 1(6)

Modelo 2(6)

Modelo 3(6)

Story1 W30X108 W24X84 W24X84 W24X84

Story2 W30X108 W24X84 W24X84 W24X84

Story3 W30X108 W24X84 W24X84 W24X84

Story4 W30X108 W24X84 W24X84 W24X84

Story5 W30X108 W24X84 W24X84 W24X84

Story6 W30X108 W24X84 W24X84 W24X84

EJE 1 Y 4 Modelo Tipo

Modelo 1(6)

Modelo 2(6)

Modelo 3(6)

BASE W14X257 W14X193 W14X193 W14X193

Story1 W14X257 W14X193 W14X193 W14X193

Story2 W14X257 W14X193 W14X193 W14X193

Story3 W14X257 W14X193 W14X193 W14X193

Story4 W14X257 W14X193 W14X193 W14X193

Story5 W14X257 W14X193 W14X193 W14X193


16

CONTRAVIENTOS

EJE 1 Y 4 Modelo 1(6) Modelo 2(6) Modelo 3(6)

Story1 HSS7X7X0.500 HSS10X10X0.500 HSS10X10X0.500






EJE A Y E Modelo 1(6) Modelo 2(6) Modelo 3(6)







De acuerdo a las tablas anteriores podemos observar que el modelo que no está

contraventeado utiliza secciones más grandes a diferencia que los que están

contraventeados.

Como se observa en la tabla anterior el modelo tipo utiliza secciones de vigas

más peraltadas y de mayor peso.


17

4.2. Desplazamientos de los diferentes Modelos.

Gráfica 1. Desplazamientos máximos del Modelo tipo.

Gráfica 2. Desplazamientos máximos del Modelo 1(6).

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040

Niv

el

Desplazamientos Max de Modelo 1(6) (m)

Desplazamiento en direccion X Desplazamiento en direccion Y

MODELO TIPO

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0631 0.0667

5 0.0593 0.0628

4 0.052 0.0552

3 0.0415 0.0441

2 0.0285 0.0304

1 0.0139 0.0149

0 0 0

MODELO 1(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0207 0.0314

5 0.0186 0.0281

4 0.0155 0.0234

3 0.0119 0.0179

2 0.0079 0.0118

1 0.0039 0.0056

0 0 0


18



0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035

Niv

el



MODELO 2(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0228 0.0277

5 0.021 0.0249

4 0.0177 0.0207

3 0.0135 0.0154

2 0.0092 0.0096

1 0.0046 0.0046

0 0 0

MODELO 3(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0277 0.0329

5 0.0249 0.0301

4 0.0208 0.0257

3 0.0157 0.0201

2 0.0105 0.0136

1 0.0052 0.0067

0 0 0


19

RESUMEN DE DESPLAZAMIENTOS.

MODELO 2(6)

MODELO 3(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0228 0.0277

6 0.0277 0.0329

5 0.021 0.0249

5 0.0249 0.0301

4 0.0177 0.0207

4 0.0208 0.0257

3 0.0135 0.0154

3 0.0157 0.0201

2 0.0092 0.0096

2 0.0105 0.0136

1 0.0046 0.0046

1 0.0052 0.0067

0 0 0

0 0 0

MODELO TIPO

MODELO 1(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0631 0.0667

6 0.0207 0.0314

5 0.0593 0.0628

5 0.0186 0.0281

4 0.052 0.0552

4 0.0155 0.0234

3 0.0415 0.0441

3 0.0119 0.0179

2 0.0285 0.0304

2 0.0079 0.0118

1 0.0139 0.0149

1 0.0039 0.0056

0 0 0

0 0 0


20

Gráfica 5. Desplazamientos máximos en dirección X Gráfica 6. Desplazamientos máximos en dirección Y

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070

Niv

el

Desplazamiento máximo en dirección X (m).

Modelo Tipo Modelo 1(6) Modelo 2(6) Modelo 3(6)

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080

Niv

el




21

4.2.1 .Comparación de desplazamientos entre modelos de contraventeo concéntrico y

excéntrico.

Gráfica7. Desplazamientos máximos en dirección X de los modelos

con contraventeo concéntrico.

Gráfica 8. Desplazamientos máximos en dirección y de los modelos

con contraventeo concéntrico.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030

Niv

el


Modelo 1(6) Modelo 2(6) Modelo 3(6)

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035

Niv

el




22

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035

Niv

el

Grafica de Desplazamientos Máximos de los distintos configuraciones de contraventeo (m).

Contraventeo INVV Contraventeo XREG Contraventeo STG

Contraventeo ZIP Contraventeo DIAG1 Contraventeo DIAG2


23

Las graficas (4) y (5) nos muestran los desplazamientos de los distintos

modelos, teniendo así que el modelo que presenta mayor desplazamientos en

la dirección X y Y es el Modelo Tipo, el cual carece de contraventeo. Haciendo

una comparación entre los Modelos con contraventeo concéntrico (Modelo 1(6)

y Modelo 2(6)) y el modelo excéntrico (Modelo 3(6)) se ve que los Modelos con

contraventeo concéntricos hacen más rígido al edificio que el modelo con

contraventeo excéntrico. Si comparamos los modelos con contraventeo

concéntrico notamos que el Modelo 1(6) presenta menor desplazamiento en

dirección X, sin embargo en la dirección Y el modelo 2(6) presenta el menor

desplazamiento. Grafica 6 y 7, es decir en la dirección X la mejor configuración

de contraventeo es V invertida, sin embargo en dirección Y, la configuración de

contraventeo que tiene un mejor comportamiento ante desplazamientos en esta

dirección es el contraventeo ZIP, el cual forma parte del modelo 2(6).

Como se observa en la grafica de desplazamientos Máximos de las diferentes

configuraciones de contraventeo, la configuración que presenta menores

desplazamientos es el contraventeo INVV y el contraventeo DIAG2 presenta

un mayor desplazamiento, cabe señalar que las configuraciones antes

mencionadas con concéntricas y excéntricas respectivamente. Los

contraventeos ZIP y DIAG1 presentan un comportamiento ante

desplazamientos muy semejante, es decir sus desplazamientos son casi

iguales, aunque dichos contraventeos son concéntricos y excéntricos

respectivamente.


24

4.2.2. Desplazamientos para combinaciones COMB3 y

COMB4.

Gráfica 9:.Desplazamientos máximos del modelo Tipo con la combinación COMB3.

Gráfica 10:.Desplazamientos máximos del modelo Tipo con la combinación COMB4.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100

Niv

el

Desplazamientos Max de Modelo TIPO -COMB3 (m)

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100

Niv

el

Desplazamientos Max de Modelo TIPO-COMB4 (m)


MODELO TIPO-COMB3

STORY DISP-X DISP-Y

6 0.076358 0.035501

5 0.071771 0.033415

4 0.062997 -0.029367

3 0.050334 -0.023501

2 0.034553 -0.016163

1 0.016817 -0.007891

0 0 0

MODELO TIPO-COMB4

STORY DISP-X DISP-Y

6 0.033346 0.08357

5 0.031359 0.078653

4 0.027543 0.069107

3 0.022022 0.055292

2 0.015124 0.038044

1 0.007351 0.018632

0 0 0


25

Gráfica 11:.Desplazamientos máximos del modelo 1(6) con la combinación COMB3.

Gráfica 12:.Desplazamientos del modelo 1(6) con la combinación COMB4.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030

Niv

el

Desplazamientos de Modelo 1(6) -COMB3 (m)


0

1

2

3

4

5

6

-0.020 -0.010 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040

Niv

el

Desplazamientos de Modelo 1(6)-COMB4 (m)


MODELO 1(6)-COMB3

STORY DISP-X DISP-Y

6 0.024173 0.013411

5 0.021618 0.01199

4 0.018079 0.010022

3 0.013832 0.007661

2 0.009204 0.005073

1 0.004534 0.002442

0 0 0

MODELO 1(6)-COMB4

STORY DISP-X DISP-Y

6 -0.010046 0.035825

5 -0.00898 0.03204

4 -0.00751 0.026774

3 -0.005749 0.02045

2 -0.003828 0.013514

1 -0.001884 0.006471

0 0 0


26

Gráfica 13: Desplazamientos máximos del modelo 2(6) con la combinación COMB3.

Gráfica 14: Desplazamientos máximos del modelo 2(6) con la combinación COMB4.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035

Niv

el



MODELO 2(6)-COMB3

STORY DISP-X DISP-Y

6 0.026298 0.012352

5 0.024103 0.011128

4 0.02029 0.009273

3 0.015527 0.006943

2 0.010537 0.00438

1 0.005262 0.002143

0 0 0

MODELO 2(6)-COMB4

STORY DISP-X DISP-Y

6 0.010652 0.032132

5 0.009729 0.028902

4 0.008172 0.024059

3 0.00623 0.017965

2 0.004183 0.011224

1 0.002089 0.005454

0 0 0


27



0

1

2

3

4

5

6

-0.035 -0.030 -0.025 -0.020 -0.015 -0.010 -0.005 0.000 0.005

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

-0.020 -0.010 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050

Niv

el



MODELO 3(6)-COMB3

STORY DISP-X DISP-Y

6 -0.031847 0.014966

5 -0.028691 0.001441

4 -0.023979 0.001785

3 -0.018125 0.001817

2 -0.012145 0.001868

1 -0.005986 0.002972

0 0 0

COMB4

STORY DISP-X DISP-Y

6 -0.01286 0.038169

5 -0.011609 0.034919

4 -0.009734 0.029805

3 -0.007395 0.023205

2 -0.004972 0.015688

1 -0.002461 0.00776

0 0 0


28

4.3 Drifts de diferentes edificios.


29

Gráfica 17:.Distorsiones γQ del Modelo Tipo con la combinación COMB3.

Gráfica 18:.Distorsiones γQ del Modelo Tipo con la combinación COMB3.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020

Niv

el

Distorsiones γQ de Modelo tipo-COMB3

Distorsión en direccion X Distorsión en direccion Y

Distorsión permisible

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020

Niv

el

Distorsiones γQ de Modelo tipo-COMB4



MODELO TIPO-COMB3

Story X Y Limite

6 0.00283 0.00128 0.015

5 0.00283 0.00128 0.015

5 0.005376 0.002472 0.015

4 0.005376 0.002472 0.015

4 0.007716 0.003568 0.015

3 0.007716 0.003568 0.015

3 0.009582 0.004454 0.015

2 0.009582 0.004454 0.015

2 0.010754 0.005014 0.015

1 0.010754 0.005014 0.015

1 0.00909 0.004266 0.015

0 0.00909 0.004266 0.015

0 0 0 0.015

MODELO TIPO-COMB4

Story X Y Limite

6 0.001218 0.003032 0.015

5 0.001218 0.003032 0.015

5 0.00233 0.005848 0.015

4 0.00233 0.005848 0.015

4 0.003358 0.008418 0.015

3 0.003358 0.008418 0.015

3 0.004186 0.010474 0.015

2 0.004186 0.010474 0.015

2 0.004712 0.011768 0.015

1 0.004712 0.011768 0.015

1 0.003974 0.010072 0.015

0 0.003974 0.010072 0.015

0 0 0 0.015


30

Gráfica 19:.Distorsiones γQ del Modelo 1(6) con la combinación COMB3.

Gráfica 20:.Distorsiones γQ del Modelo1 (6) con la combinación COM4.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007

Niv

el

Distorsiones γQ de Modelo 1(6)-COMB3



0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020

Niv

el

Distorsiones γQ de Modelo 1(6)COMB4



MODELO 1(6)-COMB3

Story X Y Limite

6 0.001564 0.000866 0.015

5 0.001564 0.000866 0.015

5 0.002166 0.0012 0.015

4 0.002166 0.0012 0.015

4 0.002592 0.001438 0.015

3 0.002592 0.001438 0.015

3 0.002814 0.001572 0.015

2 0.002814 0.001572 0.015

2 0.002834 0.001596 0.015

1 0.002834 0.001596 0.015

1 0.00245 0.00132 0.015

0 0.00245 0.00132 0.015

0 0 0 0.015

MODELO 1(6)-COMB4

Story X Y Limite

6 0.00064 0.002312 0.015

5 0.00064 0.002312 0.015

5 0.000898 0.003218 0.015

4 0.000898 0.003218 0.015

4 0.001072 0.003854 0.015

3 0.001072 0.003854 0.015

3 0.001168 0.004214 0.015

2 0.001168 0.004214 0.015

2 0.001178 0.004272 0.015

1 0.001178 0.004272 0.015

1 0.001018 0.003498 0.015

0 0.001018 0.003498 0.015

0 0 0 0.015


31

Gráfica 21:.Distorsiones γQ del modelo 2(6) con la combinación COMB3.

Grafica 22:.Distorsiones γQ del modelo 2(6) con la combinación COMB4.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020

Niv

el




0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020

Niv

el




MODELO 2(6)-COMB3

Story X Y Limite

6 0.001354 0.00075 0.015

5 0.001354 0.00075 0.015

5 0.002342 0.001134 0.015

4 0.002342 0.001134 0.015

4 0.002908 0.00142 0.015

3 0.002908 0.00142 0.015

3 0.003032 0.001558 0.015

2 0.003032 0.001558 0.015

2 0.0032 0.001358 0.015

1 0.0032 0.001358 0.015

1 0.002844 0.001158 0.015

0 0.002844 0.001158 0.015

0 0 0 0.015

MODELO 2(6)-COMB4

Story X Y Limite

6 0.000566 0.001984 0.015

5 0.000566 0.001984 0.015

5 0.000952 0.002968 0.015

4 0.000952 0.002968 0.015

4 0.001184 0.003718 0.015

3 0.001184 0.003718 0.015

3 0.001242 0.004098 0.015

2 0.001242 0.004098 0.015

2 0.00127 0.0035 0.015

1 0.00127 0.0035 0.015

1 0.00113 0.002948 0.015

0 0.00113 0.002948 0.015

0 0 0 0.015


32



0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020N

ivel




0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020

Niv

el




MODELO 3(6)-COMB3

Story X Y Limite

6 0.001932 0.00078 0.015

5 0.001932 0.00078 0.015

5 0.002882 0.001216 0.015

4 0.002882 0.001216 0.015

4 0.00357 0.001554 0.015

3 0.00357 0.001554 0.015

3 0.003634 0.001742 0.015

2 0.003634 0.001742 0.015

2 0.003736 0.001832 0.015

1 0.003736 0.001832 0.015

1 0.003236 0.001606 0.015

0 0.003236 0.001606 0.015

0 0 0 0.015

MODELO 3(6)-COMB4

Story X Y Limite

6 0.000764 0.001994 0.015

5 0.000764 0.001994 0.015

5 0.001144 0.003132 0.015

4 0.001144 0.003132 0.015

4 0.001424 0.004026 0.015

3 0.001424 0.004026 0.015

3 0.001472 0.00457 0.015

2 0.001472 0.00457 0.015

2 0.001522 0.004808 0.015

1 0.001522 0.004808 0.015

1 0.00133 0.004194 0.015

0 0.00133 0.004194 0.015

0 0 0 0.015


33

4.4. Comparación del peso de los diferentes Modelos.

Tabla 1. Peso de los diferentes modelos.

CARGA MODELO

Modelo tipo Modelo 1(6) Modelo 2(6) Modelo 3(6)

DEAD 1701.31 1654.24 1678.38 1652.23

SOBRECARGA 1175.95 1175.95 1175.95 1175.95

VIVAMAX 653.31 653.31 653.31 653.31

Como se observa en la tabla 2. El modelo con mayor peso es el modelo 1(6), y

el que presenta un menor peso es el modelo 3(6). Cabe mencionar que la

SOBRECARGA y la VIVAMAX es la misma para todos los modelos, la carga

que varia es la DEAD, dicha carga se refiere al peso de las secciones que

componen al edificio (vigas, columnas, losa acero).

Otra comparación son los modos de vibrar de cada modelo, el cual es uno de

los puntos relevantes en este análisis, el cual se trata de hacer la comparación

del comportamiento sísmico de los distintos modelos con sus configuraciones

de contraventeo.


34

4.5. Modos de vibrar de los diferentes modelos.

Modelo Tipo.

Mode Period UX UY UZ RX RY RZ

1 0.923423 0 16.675989 0 -231.982424 0 0

2 0.897145 -16.659908 0 0 0 -232.024648 0

3 0.73218 0 0 0 0 0 188.085577

4 0.301503 0 -5.505098 0 -19.83023 0 0

5 0.292524 5.521921 0 0 0 -19.361388 0

6 0.238141 0 0 0 0 0 62.352711

7 0.175047 0 -3.108349 0 10.81583 0 0

8 0.169359 3.129831 0 0 0 10.829452 0

9 0.13759 0 0 0 0 0 35.851042

10 0.121978 0 -1.958529 0 -2.631933 0 0

11 0.117656 -1.988757 0 0 0 2.388259 0

12 0.095131 0 0 0 0 0 22.902689

Modelo 1(6).


1 0.640665 0 -16.23183 0 231.184618 0 0

2 0.533933 -16.267385 0 0 0 -231.183176 0

3 0.38131 0 0 0 0 0 -183.41971

4 0.20573 0 6.383906 0 6.297137 0 0

5 0.180142 6.420215 0 0 0 -6.951646 0

6 0.125856 0 0 0 0 0 -73.037925

7 0.116371 0 3.119566 0 -7.907907 0 0

8 0.101119 -3.008888 0 0 0 -7.364632 0

9 0.084449 0 1.90046 0 1.094687 0 0

10 0.07372 -1.72732 0 0 0 1.595374 0

11 0.071058 0 0 0 0 0 34.449686

12 0.068411 0 1.123199 0 -2.016074 -0.000001 0


35

Modelo 2(6).


1 0.607007 0 16.151513 0 -231.936144 0 0

2 0.56122 16.424835 0 0 0 231.75913 0

3 0.382548 0 0 0 0 0 -183.30154

4 0.20608 0 6.593722 0 2.54295 0 0

5 0.197639 -5.995688 0 0 0 11.022401 0

6 0.133681 0 0 0 0 0 72.463853

7 0.122115 0 -3.337376 0 10.312053 0 0

8 0.115997 -3.101063 0 0 0 -7.920023 0

9 0.087787 0 1.872842 0 1.214801 0 0

10 0.085063 1.997077 0 0 0 -2.81908 0

11 0.079472 0 0 0 0 0 -36.439469

12 0.069586 0 1.242526 0 -1.162125 -0.000001 0

Modelo 3(6).


1 0.660376 0 -16.40225 0 231.009924 0 0

2 0.607307 16.244877 0 0 0 231.317431 0

3 0.415805 0 0 0 0 0 184.282265

4 0.222997 0 6.020827 0 12.611591 0 0

5 0.201493 -6.359895 0 0 0 6.37014 0

6 0.140746 0 0 0 0 0 -70.340098

7 0.126861 0 3.011105 0 -8.968605 0 0

8 0.11565 3.008861 0 0 0 7.651074 0

9 0.09126 0 1.785111 0 2.197422 0 0

10 0.085612 -1.971581 0 0 0 2.071757 0

11 0.080612 0 0 0 0 0 -33.820974

12 0.073111 0 1.070577 0 -2.224157 0 0


36

RESUMEN DE PERIODOS

Tabla 2. Periodos de los distintos modelos.

Mode PERIODO


1 0.923423 0.640665 0.607007 0.660376

2 0.897145 0.533933 0.56122 0.607307

3 0.73218 0.38131 0.382548 0.415805

4 0.301503 0.20573 0.20608 0.222997

5 0.292524 0.180142 0.197639 0.201493

6 0.238141 0.125856 0.133681 0.140746

7 0.175047 0.116371 0.122115 0.126861

8 0.169359 0.101119 0.115997 0.11565

9 0.13759 0.084449 0.087787 0.09126

10 0.121978 0.07372 0.085063 0.085612

11 0.117656 0.071058 0.079472 0.080612

12 0.095131 0.068411 0.069586 0.073111

En la tabla 3. Se resumen los valores de los periodos que cada modelo

presenta, observando que el modelo 1(6) es el que presenta los menores

periodos, sin embargo el modelo tipo es el que presenta los periodos más altos.

También se puede notar que los modelos con contraventeo concéntrico

presentan valores de periodos menores que los que el modelo con

contraventeo excéntrico.

Por lo tanto de acuerdo a los datos de la tabla 3. Se puede concluir que

funcionan mejor las configuraciones de contraventeo concéntrico y de estas

configuraciones la mejor es la que presenta el modelo 2(6), el cual consiste en

contraventeo tipo STG (ver fig. A) en los ejes 1 y 4 y contraventeo ZIP (ver fig.

A) en los ejes A y E (Figura 5 y 6).


37

Gráfica 25. Muestra el comportamiento de acuerdo a los modos de vibrar de los

modelos.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000

Mo

do

s d

e v

ibra

r

Periodos de los diferentes Modelos



38

4.6. Conclusiones.

De acuerdo a la información anterior podemos concluir que los modelos con

contraventeo concéntrico tienen un mejor comportamiento ante

desplazamientos que los modelos con contraventeo excéntrico, además que

estos últimos presentan un mayor periodo en los modos de vibrar.

También se llega a la conclusión que entre los modelos con contraventeo

concéntrico existe poca diferencia entre ellos ante desplazamientos y periodos,

sin embargo el modelo que presenta el menor desplazamiento en dirección X

es el modelo 1(6) con una configuración de contraventeo V invertida y en la

dirección Y el modelo 2(6) es el que presenta el menor desplazamiento con una

configuración ZIP. Con lo que respecta a los periodos de vibrar el modelo 2(6)

es el que presenta los menores periodos, pero se puede observar en la tabla 3

que la diferencia entre estos modelos con lo que respecta a los modos de

vibrar es muy pequeña.

En base a las graficas 18-22 se concluye que en base a la combinación

COMB3 el modelo que presenta el mayor drifts en la dirección X del edificio es

el modelo 3(6) el cual consta de marcos con contraventeo excéntrico, y de igual

forma se observa que este modelo presenta las mayores Drifts en dirección Y.

Con respecto a los Modelo con contraventeo concéntrico, el Modelo 1(6) es el

que presenta menores Drifts en dirección X y tantos este modelo como el 2(6)

tienen Drifts parecidos en la dirección Y.

Como se observa en la grafica de desplazamientos Máximos de las diferentes

configuraciones de contraventeo, la configuración que presenta menores

desplazamientos es el contraventeo INVV y el contraventeo DIAG2 presenta

un mayor desplazamiento, Los contraventeos ZIP y DIAG1 presentan un

comportamiento ante desplazamientos muy semejante, es decir sus

desplazamientos son casi iguales, aunque dichos contraventeos son

concéntricos y excéntricos respectivamente. En el capítulo 3 se ilustra los

edificios de los diferentes Modelos a estudia, describiendo sus dimensiones,

tipo de configuración que presenta cada modelo, en base a este capítulo, se

tiene que los contraventeos que actúan en la dirección X del edificio con las

configuraciones: INVV, STG y DIAG1, y las configuraciones que actúan en la

dirección Y del edificio son: XREG,ZIP y DIAG2, en base a esta información

podemos hacer una mejor comparación, ya que las condiciones en ambas

direcciones no son las mismas, por lo tanto comparando configuraciones de

contraventeo se concluye que en la dirección X del edificio, el contraventeo con

un mejor comportamiento ante desplazamientos es INVV, y en la dirección Y es

el contraventeo ZIP.


39

CAPITILO 5. Análisis comparativo de edificios de 12 niveles con

coeficiente sismo Q=2.

5.1 Comparación de secciones de los diferentes modelos.

Cabe mencionar que en este capítulo hacemos referencia a modelos de

edificios, denotándolos como Modelo 4(12), Modelo 5(12), Modelo 6(12).

El modelo 4(12), se refiere al edificio número cuatro de este análisis de 12

niveles, el cual tiene las mismas dimensiones en planta, así como las

configuraciones de contraventeo que el modelo 1(6).

El modelo 5(12) es un edificio de 12 niveles, el cual conserva las dimensiones

en planta y la configuraciones de contraventeo del edificio 2(6).

El siguiente edificio se trata del modelo 6(12), el cual es el edificio número seis

con 12 niveles, conservando la configuración de contraventeo así como las

dimensiones en planta del edificio 3(6).

También estos edificios conservan características como son las cargas, el

mismo coeficiente sismo que los modelo 1(6), 2(6), y 3(6).





40

COLUMNAS

EJE 2 Y 3 Modelo 4(12)

Modelo 5(12)

Modelo 6(12)

BASE W14X500 W14X455 W14X398

Story1 W14X500 W14X455 W14X398

Story2 W14X311 W14X455 W14X398

Story3 W14X311 W14X455 W14X398

Story4 W14X311 W14X455 W14X398

Story5 W14X311 W14X455 W14X398

Story7 W14X311 W14X311 W14X398

Story8 W14X311 W14X311 W14X398

Story9 W14X311 W14X311 W14X398

Story10 W14X311 W14X311 W14X398

Story11 W14X311 W14X311 W14X398

Story12 W14X311 W14X311 W14X398


BASE W14X342 W14X342 W14X500

Story1 W14X283 W14X342 W14X342

Story2 W14X283 W14X342 W14X283

Story3 W14X283 W14X342 W14X283

Story4 W14X283 W14X342 W14X283

Story5 W14X283 W14X342 W14X283

Story6 W14X283 W14X283 W14X283

Story7 W14X283 W14X283 W14X283

Story8 W14X283 W14X283 W14X283

Story9 W14X283 W14X283 W14X283

Story10 W14X283 W14X283 W14X283

Story11 W14X283 W14X283 W14X283

Story12 W14X283 W14X283 W14X283


41

VIGAS


Story1 W27X114 W27X94 W27X114

Story2 W27X114 W27X94 W27X114

Story3 W27X114 W27X94 W27X114

Story4 W27X114 W27X94 W27X114

Story5 W27X114 W27X94 W27X114

Story7 W27X114 W27X94 W27X114

Story8 W27X114 W27X94 W27X114

Story9 W27X114 W27X94 W27X114

Story10 W27X114 W27X94 W27X114

Story11 W27X114 W27X94 W27X114

Story12 W27X114 W27X94 W27X114

EJE A Y E Modelo 4(12) Modelo 5(12) Modelo 6(12)

Story1 W27X114 W27X94 W30X191

Story2 W27X114 W27X94 W30X191

Story3 W27X114 W27X94 W30X173

Story4 W27X114 W27X94 W30X173

Story5 W27X114 W27X94 W30X173

Story7 W27X114 W27X94 W30X173

Story8 W27X114 W27X94 W30X173

Story9 W27X114 W27X94 W30X173

Story10 W27X114 W27X94 W30X173

Story11 W27X114 W27X94 W30X173

Story12 W27X114 W27X94 W30X173


42

CONTRAVIENTOS


BASE HSS10X10X0.500 HSS14X14X0.500 HSS16X16X0.500












EJE A y E Modelo 1(6) Modelo 2(6) Modelo 3(6)

BASE HSS14X14X0.500 HSS14X14X0.500 HSS12X12X0.500













43



Grafica 27. Desplazamientos máximos del Modelo 4(12).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120

Niv

el



MODELO 4(12)

NIVEL UX MAX UY MAX

12 0.0928 0.1084

11 0.0874 0.1031

10 0.0809 0.0962

9 0.0733 0.0879

8 0.065 0.0786

7 0.056 0.0682

6 0.0465 0.0572

5 0.0369 0.0463

4 0.0277 0.0354

3 0.0189 0.0253

2 0.0116 0.0158

1 0.0053 0.0072

0 0 0

MODELO 5(12)

NIVEL UX MAX UY MAX

12 0.0787 0.1045

11 0.0757 0.0989

10 0.0716 0.0916

9 0.0661 0.0832

8 0.0595 0.0737

7 0.0523 0.0633

6 0.0453 0.0523

5 0.0378 0.042

4 0.03 0.0321

3 0.0221 0.0225

2 0.0143 0.0139

1 0.0066 0.0062

0 0 0


44


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120

Niv

el



MODELO 6(12)

NIVEL UX MAX UY MAX

12 0.1039 0.0994

11 0.0987 0.0948

10 0.0919 0.0885

9 0.0841 0.0811

8 0.0754 0.0721

7 0.0661 0.0631

6 0.0564 0.0536

5 0.0463 0.0437

4 0.036 0.0336

3 0.0259 0.0237

2 0.0163 0.0148

1 0.0074 0.0068

0 0 0


45

5.2.1. Comparación de desplazamientos entre modelos de contraventeo concéntrico y excéntrico.

Gráfica 29. Desplazamientos máximos en dirección X de los

modelos con contraventeo concéntrico.

Gráfica 30. Desplazamientos máximos en dirección y de los

modelos con contraventeo concéntrico

0123456789

101112

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120

Niv

el



0123456789

101112

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120

Niv

el

Desplazamiento máximo en dirección Y (m).



46

Gráfica 31. Desplazamientos máximos de las diferentes configuraciones de contravente.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120

Niv

el

Desplazamientos Máximos de las diferentes coniguraciones de contraventeo

Contraventeo INVV Contraventeo XREG Contraventeo STG

Contraventeo ZIP Contraventeo DIAG1 Contraventeo DIAG2


47

5.3. Drifts de cada Modelo.

Gráfica 32:.Distorsiones máximas γQ del Modelo 4(12).


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el

Distorsión Q Modelo 4(12)

Distorsión en dirección x Distorsión en dirección y

Limite de distorsion

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




MODELO 4(12)

NIVEL DriftX DriftY

12 0.003756 0.003868

11 0.004594 0.005

10 0.005282 0.00592

9 0.005872 0.006728

8 0.00634 0.007398

7 0.006666 0.007858

6 0.006776 0.007774

5 0.006454 0.007728

4 0.006128 0.007168

3 0.006776 0.007858

2 0.005282 0.00592

1 0.00338 0.00453

0 0 0

MODELO 5(12)

NIVEL DriftX DriftY

12 0.002206 0.003924

11 0.002978 0.005018

10 0.003978 0.005938

9 0.004732 0.0067

8 0.00521 0.007288

7 0.005094 0.007706

6 0.005308 0.007202

5 0.00548 0.007006

4 0.005548 0.006768

3 0.005548 0.007706

2 0.003978 0.005938

1 0.004116 0.004012

0 0 0


48


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




MODELO 6(12)

NIVEL DriftX DriftY

12 0.003628 0.003412

11 0.004708 0.004552

10 0.005456 0.00542

9 0.006164 0.006514

8 0.006438 0.006538

7 0.006804 0.006862

6 0.00704 0.007124

5 0.007114 0.007256

4 0.007004 0.007162

3 0.007114 0.007256

2 0.005456 0.00542

1 0.004556 0.004372

0 0 0


49



CARGA MODELO


DEAD 3584.61 3553.52 3638.79

SOBRECARGA 2362.75 2362.75 2362.75

VIVAMAX 712.32 712.32 712.32

5.5. Modos de vibrar de los edificios.

MODELO 4(12)


1 1.129124 0 22.688085 0 -630.652847 0 0

2 1.037789 -22.418896 0 0 0 -630.270061 0

3 0.722753 0 0 0 0 0 255.291605

4 0.363733 0.000001 9.952179 0 -6.219472 0.000001 0

5 0.326922 10.439046 -0.000002 0 0.000004 20.789996 0.000001

6 0.230231 0.000002 -0.000001 0 0.000003 0.000002 -117.59294

7 0.201762 -0.000001 5.268065 0 -24.517748 0 0.00001

8 0.18059 5.609883 -0.000002 0 0.000001 26.585798 -0.000061

9 0.141599 -0.000001 -3.627108 0 -1.697718 -0.00001 -0.000016

10 0.127587 0 -0.000003 0 -0.000002 -0.000005 62.6491

11 0.12654 -3.705461 0 0 0.000014 -0.821549 -0.000132

12 0.108356 -0.000013 -2.666073 0 6.147729 -0.000014 -0.000068


50

MODELO 5(12)


1 1.101462 0.00012 -22.42236 0 627.412506 0.00336 0.001802

2 0.970359 -23.060896 -0.0001 0 0.003362 -627.518167 -0.715512

3 0.682497 -0.087882 0.000034 0 -0.002902 -1.893924 257.223898

4 0.359487 -0.000645 -10.24002 0 17.94211 -0.000865 0.000435

5 0.328168 9.257289 -0.00073 0 0.001745 -18.21351 1.080179

6 0.22813 0.034777 -0.000874 0 0.004267 -0.582449 -112.14478

7 0.200132 -0.000046 -5.42622 0 24.608677 0.002399 0.012965

8 0.182417 -5.062571 -0.00011 0 0.000501 -19.654028 0.156905

9 0.139976 0.000033 -3.760047 0 -0.588818 -0.000275 0.002909

10 0.129649 3.312737 -0.000108 0 0.000641 -5.887379 -1.981779

11 0.127081 -0.145097 -0.000342 0 0.000199 0.171647 -59.900869

12 0.107685 0.000114 2.643709 0 -6.141913 0.000118 0.000942

MODELO 6(12)


1 1.104522 -22.950799 0 0 0 -633.263257 0.346401

2 1.082962 0 -22.85078 0 633.142636 0 0

3 0.73163 0.036698 0 0 -0.000001 0.871641 259.363293

4 0.355131 0.000001 -9.820422 0 1.500488 -0.000001 0.000001

5 0.354388 -9.756171 -0.000001 0 0 3.010204 0.09103

6 0.239337 0.005456 0 0 0 0.079264 -112.78987

7 0.197241 0.000045 -5.514413 0 23.975807 0.000016 -0.000016

8 0.195617 5.219708 0.000002 0 -0.000003 20.725192 -0.003325

9 0.139317 0.000001 -3.46249 0 -1.648795 0.000002 -0.000005

10 0.137077 3.490111 0.000002 0 -0.000001 -0.731132 -0.017428

11 0.132645 -0.00077 0 0 0 0.056414 -62.265722

12 0.107903 0.000005 -2.653485 0 7.374434 0.000001 -0.000045


51

RESUMEN DE MODOS DE VIBRAR


Mode PERIODO


1 1.129124 1.101462 1.104522

2 1.037789 0.970359 1.082962

3 0.722753 0.682497 0.73163

4 0.363733 0.359487 0.355131

5 0.326922 0.328168 0.354388

6 0.230231 0.22813 0.239337

7 0.201762 0.200132 0.197241

8 0.18059 0.182417 0.195617

9 0.141599 0.139976 0.139317

10 0.127587 0.129649 0.137077

11 0.12654 0.127081 0.132645

12 0.108356 0.107685 0.107903

5.6. Conclusiones.

Las graficas (28) y (29) nos muestran los desplazamientos de los distintos

modelos, teniendo así que el modelo que presenta mayor desplazamientos en

la dirección X es el Modelo 6(12) el cual está conformado de contravientos

excéntricos. Haciendo una comparación entre los Modelos con contraventeo

concéntrico (Modelo 4(12) y Modelo 5(12)) y el modelo excéntrico (Modelo

6(12) se ve que los Modelos con contraventeo concéntricos hacen más rígido al

edificio que el modelo con contraventeo excéntrico, esto se puede apreciar al

igual que en los edificios de 6 niveles. Comparando los modelos con

contraventeo concéntrico observamos que el modelo 5(12) presenta el menor

desplazamiento en dirección X, dicho modelo tiene una configuración de

contraventeo STG, sin embargo en la dirección Y el modelo 4(12) presenta el

menor desplazamiento, teniendo una configuración de contraventeo XREG en

esta dirección.

En lo que se refiere a los Drifts el análisis arroja que el modelo que presento

mayor distorsión en la dirección X fue el Modelo 6(12) con un valor de 0.007114,

sin embargo el modelo 5(12) es el que presento una menor distorsión en esta

dirección con un valor de 0.005548. El modelo 6(12) consta de una configuración


52

con contravientos excéntricos tipo DIAG1, y el modelo 5(12) está conformado

por contravientos concéntricos de tipo STG. En la dirección Y en modelo 4(12)

es el modelo que mas distorsión presenta, a diferencia del modelo 6(12) que

presenta la menor distorsión.

En cuanto al peso de cada edificio, el modelo que presenta un mayor peso es

el modelo 6(12), y el modelo 4(6) es el que tiene un menor peso.

De acuerdo al análisis se obtuvo que el modelo que presenta un menor periodo

es el 2(6) y el modelo 1(6) es el que presenta el mayor periodo.

Concluyendo, tenemos que la configuración que presenta el mejor

comportamiento ante desplazamientos en la dirección X del edificio es la

configuración de contraventeo STG y en la dirección Y es la configuración de

contraventeo XREG.

Y con respecto al modo de vibrar el mejor modelo es el 5(12)

De acuerdo las gráficas 31, 32,33 podemos observar que las distorsiones que

presenta el edificio en la dirección X es similar que las distorsiones en la

dirección Y.

Otro dato que obtuvimos es que el modelo con contraventeo excéntrico se

necesitan vigas más peraltadas que los concéntricos, así como también los

contravientos demandan una mayor resistencia a compresión, teniendo así

secciones de dimensión mayor que en los modelos con contraventeo

concéntrico.

En base a la grafica de desplazamientos máximos de las diferentes

configuraciones de contraventeo (grafica 30), podemos concluir que el en

contraventeo que tiene un mejor comportamiento ante desplazamientos es el

contraventeo tipo STG, y el que presenta un mayos desplazamiento es el

contraventeo DIAG2, el cual es un contraventeo excéntrico a diferencia del

Contraventeo tipo STG que es un contraventeo concéntrico. Cabe mencionar

que esta comparación es de forma general, es decir ambos tipos de

contraventeos se localizan en distintas direcciones del edifico, por lo tanto si

comparamos configuraciones de contraventeo que actúen en la misma

dirección, el contraventeo tipo STG es el que presenta un mejor

comportamiento ante desplazamientos en la dirección X y el INVV es el que

tiene un mayor desplazamiento en la misma dirección. En la dirección Y el

contraventeo que tiene el menor desplazamiento es el XREG y el de mayor

desplazamiento es el contraventeo DIAG2, cabe mencionar que en esta

dirección estas configuraciones de contraventeo tienen desplazamientos muy

parecidos.


53

CAPITULO 6. Análisis comparativo de edificios de 6 niveles con



Estos edificios conservan características como son las cargas, dimensiones,

combinaciones de cargas, etc. que los edificios estudiados anteriormente con

un coeficiente sísmico Q=2, lo que cambia en estos modelos es el coeficiente

sísmico, empleando para este análisis un coeficiente sísmico Q=3. Para este

análisis se cumplieron con los requisitos que marcan las Normas Técnicas

Complementarias Para Diseño por Sismo utilizando un coeficiente sísmico

Q=3, así como los requisitos para marcos rígidos de alta ductilidad del NTC

para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas (se anexan las memorias

de cálculo)




COLUMNAS

EJE 1 Y 4 Modelo 1(6) Modelo 2(6)

BASE W14X176 W14X193

Story1 W14X176 W14X193













54

VIGAS








CONTRAVIENTOS


Story1 HSS7X7X0.500 HSS10X10X0.500






EJE A Y E Modelo 1(6) Modelo 2(6)








55


Gráfica 35. Desplazamientos máximos del Modelo 1(6)-Q3.

Gráfica 36. Desplazamientos máximos del Modelo 2(6)-Q3.

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040

Niv

el



MODELO 1(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0156 0.0223

5 0.0139 0.02

4 0.0116 0.0166

3 0.0088 0.0127

2 0.0058 0.0083

1 0.0028 0.0039

0 0 0

MODELO 2(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0164 0.0334

5 0.0153 0.0311

4 0.0133 0.027

3 0.0105 0.0212

2 0.007 0.0142

1 0.0033 0.0067

0 0 0


56



modelos con contraventeo concéntrico con Q=3.



0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018

Niv

el


Modelo 2(6) Modelo 1(6)

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040

Niv

el




57


Gráfica 39:.Distorsiones máximas γQ del Modelo 1(6) con Q=3.

Gráfica 40:.Distorsiones máximas γQ del Modelo 2(6) con Q=3.

0

1

2

3

4

5

6

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




0

1

2

3

4

5

6

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




MODELO 1(6)

NIVEL X Y

6 0.001845 0.002526

5 0.002505 0.003486

4 0.002955 0.004152

3 0.003174 0.004527

2 0.003162 0.004587

1 0.002682 0.003693

0 0 0

MODELO 2(6)

NIVEL X Y

6 0.001428 0.002985

5 0.002577 0.005421

4 0.003576 0.007596

3 0.004359 0.009324

2 0.004785 0.0102

1 0.003786 0.008106

0 0 0


58



CARGA MODELO


DEAD 3120.44 3226.58

SOBRECARGA 2362.75 2362.75

VIVAMAX 712.32 712.32


MODELO 1(6)


1 0.645869 0 16.130622 0 -230.016104 0 0

2 0.543963 -16.13583 0 0 0 -230.052014 0

3 0.38451 0 0 0 0 0 181.837934

4 0.206896 0 -6.374765 0 -5.668303 0 0

5 0.183101 -6.496702 0 0 0 5.164849 0

6 0.1267 0 0 0 0 0 73.261833

7 0.116694 0 3.12733 0 -7.98576 0 0

8 0.102072 3.023623 0 0 0 7.277282 0

9 0.084386 0 1.930335 0 0.883995 0 0

10 0.074262 1.737034 0 0 0 -1.362146 0

11 0.071257 0 0 0 0 0 34.394034

12 0.068 0 1.157777 0 -2.057111 -0.000001 0


59

MODELO 2(6)

Mode Period UX UY UZ RX RY

1 0.805002 0 15.934222 0 -224.171758 0

2 0.569636 -16.612658 0 0 0 -233.266597

3 0.42641 0 -4.334494 0 65.261968 0

4 0.264933 0 5.763175 0 11.848353 0

5 0.191197 5.779278 0 0 0 -15.517732

6 0.154385 0 -2.928212 0 10.908651 0

7 0.143339 0 -2.06512 0 -0.402926 0

8 0.114335 -3.231531 0 0 0 -11.189206

9 0.109386 0 -2.000772 0 -1.408359 0

10 0.086289 0 -1.194822 0 2.602493 0

11 0.084992 0 1.075525 0 -3.277205 0

12 0.083812 -2.072906 0 0 0 1.813026



Mode PERIODO


1 0.645869 0.805002

2 0.543963 0.569636

3 0.38451 0.42641

4 0.206896 0.264933

5 0.183101 0.191197

6 0.1267 0.154385

7 0.116694 0.143339

8 0.102072 0.114335

9 0.084386 0.109386

10 0.074262 0.086289

11 0.071257 0.084992

12 0.068 0.083812


60

6.6. Conclusiones.

De acuerdo a las graficas 36 y 37, el modelo que presenta el mayor desplazamiento

en la dirección X del edificio es el modelo 1(6), cabe señalar que en este sentido el

comportamiento de ambos modelos es muy similar, sin embargo en la dirección Y del

edificio se aprecia la diferencia entre las configuraciones de contraventeo, teniendo un

mejor comportamiento el modelo 1(6). En el capítulo 3.1 se hace mención de los

modelos, así como su descripción tanto de dimensiones como de las configuraciones

que lo conforman.

En lo que se refiere a los Drifts el modelo 1(6) y 2(6) presentan un

comportamiento semejante en la dirección X, no así en la dirección Y en donde

el modelo 2(6) presenta una mayor distorsión en esta dirección del edificio.

En cuanto al peso de cada edificio, el modelo que es más ligero es el modelo

1(6), teniendo un a diferencia de peso de 106.14 ton con respecto al modelo

2(6).

Este estudio nos muestra que el modelo 2(6) presenta mayores periodos,

teniendo que el modelo 1(6) es el que tiene un mejor comportamiento.

En conclusión podemos decir que el edificio que presenta un mejor

comportamiento tanto a desplazamientos, distorsiones y a periodos con un

coeficiente sísmico Q=3, es el modelo 1(6), el cual consiste en contraventeo

tipo INVV en los ejes 1 y 4 y contraventeo XREG en los ejes A y E (Figura 3 y

4).


61

CAPITULO 7.Análisis comparativo de edificios de 12 niveles con



Cabe mencionar que en este capítulo hacemos referencia a modelos de

edificios, denotándolos como Modelo 4(12), Modelo 5(12), Modelo 6(12). En el

capitulo 4.2.1 se describieron estos modelos.

COLUMNAS

EJE 2 Y 3 Modelo

4(12) Modelo

5(12)










Story10 W14X342 W14X370

Story11 W14X342 W14X370

Story12 W14X342 W14X370

EJE 1 Y 4 Modelo

4(12) Modelo

5(12)











Story10 W14X283 W14X311

Story11 W14X283 W14X311

Story12 W14X283 W14X283


62

VIGAS


Story1 W27X84 W27X4











CONTRAVIENTOS

EJE A y E Modelo 4(12) Modelo 5(12)

BASE HSS14X14X0.500 HSS14X14X0.500


























63


Gráfica 41. Desplazamientos máximos del Modelo 4(12) con Q=3.


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100

Niv

el



MODELO 4(12)

NIVEL UX MAX UY MAX

12 0.0729 0.084

11 0.0688 0.0796

10 0.0639 0.0741

9 0.0583 0.0677

8 0.0521 0.0606

7 0.0455 0.0527

6 0.0386 0.0443

5 0.0314 0.0356

4 0.0243 0.0268

3 0.0174 0.0191

2 0.011 0.0119

1 0.0051 0.0053

0 0 0

MODELO 5(12)

NIVEL UX MAX UY MAX

12 0.0547 0.0774

11 0.0526 0.0733

10 0.0498 0.0682

9 0.046 0.0623

8 0.0415 0.0556

7 0.0365 0.0483

6 0.031 0.0406

5 0.0258 0.0332

4 0.0205 0.0256

3 0.0151 0.0182

2 0.0098 0.0111

1 0.0046 0.0046

0 0 0


64






0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080 0.090

Niv

el




65



.


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




MODELO 4(12)

NIVEL DriftX DriftY

12 0.004365 0.004725

11 0.005256 0.005946

10 0.005964 0.006909

9 0.006567 0.007746

8 0.007041 0.008433

7 0.007362 0.008937

6 0.007584 0.009363

5 0.007563 0.00936

4 0.007218 0.008211

3 0.007584 0.009363

2 0.005964 0.006909

1 0.004758 0.005136

0 0 0

MODELO 5(12)

NIVEL DriftX DriftY

12 0.002304 0.00423

11 0.003087 0.005346

10 0.004092 0.006276

9 0.00486 0.007053

8 0.005484 0.007671

7 0.005868 0.008181

6 0.005577 0.007791

5 0.005676 0.007956

4 0.005742 0.007854

3 0.005868 0.008181

2 0.004092 0.006276

1 0.004278 0.004401

0 0 0


66



CARGA MODELO


DEAD 6537.26 6589.33

SOBRECARGA 2362.75 2362.75

VIVAMAX 712.32 712.32


MODELO 4(12)


1 1.216019 0 22.454233 0 -625.587106 -0.000001 -0.000001

2 1.128867 22.571016 0 0 0 625.836085 0

3 0.780204 0 0 0 0 0 -254.39767

4 0.375106 0.000001 9.930747 0 -8.090082 0.000002 0.000001

5 0.356858 10.058147 -0.000001 0 0.000003 4.242165 0.000002

6 0.24262 -0.000003 0.000001 0 -0.000003 -0.000004 115.129976

7 0.210248 0 5.320836 0 -25.68698 0 0.000006

8 0.191668 5.14508 -0.000002 0 0.000007 20.177853 -0.00003

9 0.145479 0.000001 -3.489693 0 -0.571282 -0.000002 -0.000015

10 0.133186 3.359778 0 0 0.000007 -1.127822 0.000015

11 0.133047 0 0 0 -0.000002 0 -59.670662

12 0.110925 -0.00001 -2.735854 0 5.626551 -0.00001 0.000007


67

MODELO 5(12)


1 1.165708 0 -22.56422 0 627.202586 0 0

2 0.991831 -22.955784 0 0 0 -627.063875 -0.000115

3 0.711801 -0.000406 0 0 0 -0.003982 -257.29522

4 0.377251 0 9.832633 0 -5.827202 0.000001 0

5 0.33277 9.405495 0.000002 0 -0.000003 -14.348654 -0.01469

6 0.235396 0.000257 0 0 -0.000001 -0.008137 109.968373

7 0.205567 0.000016 -5.221687 0 22.943625 0.000001 -0.000013

8 0.185178 4.883837 0.000017 0 -0.000033 22.006902 0.005713

9 0.144059 0.000009 3.654485 0 -0.285695 0.000032 0.000009

10 0.132741 3.480947 0.000008 0 -0.000019 -6.975326 0.021176

11 0.129824 -0.00207 0 0 0.000001 0.002651 57.505399

12 0.110719 -0.000015 2.703159 0 -7.662017 -0.000004 0.000115



Mode PERIODO


1 1.216019 1.165708

2 1.128867 0.991831

3 0.780204 0.711801

4 0.375106 0.377251

5 0.356858 0.33277

6 0.24262 0.235396

7 0.210248 0.205567

8 0.191668 0.185178

9 0.145479 0.144059

10 0.133186 0.132741

11 0.133047 0.129824

12 0.110925 0.110719


68

7.6. Conclusiones.

Es notable que al utilizar un coeficiente sísmico Q=3 las secciones sean más

ligeras, teniendo así secciones más pequeñas, siempre respetando los

requisitos para usar Q=3, los cuales nos permiten el uso de secciones hasta un

límite, dicho límite nos los proporciona el capitulo 6.2.1 de NTC para el Diseño

y Construcción de Estructuras Metálicas.

De acuerdo al capítulo 4.2.1 se tiene que el modelo 4(12) utiliza secciones más

ligeras en columnas y vigas que el modelo 5(12). En cuanto a desplazamientos

en la dirección X del edificio, el modelo 5(12) tiene un mejor comportamiento y

en la dirección Y del edificio ambos modelos presentan un desplazamiento

similar, esto se puede apreciar mejor en las graficas 42 y 43.

En lo que concierne a las distorsiones de los edificios, el modelo 4(6) presenta

distorsiones similares tanto en la dirección X como en la dirección Y, a

diferencia del modelo 5(12) el cual en la dirección Y del edificio es donde se

presenta la mayor distorsión, sin embargo este último modelo es el que tiene

un mejor comportamiento en lo que se refiere a distorsiones, debido a que en

general presenta menores distorsiones en comparación con el modelo 4(12).

En cuanto al peso de cada edificio, el modelo que presenta un mayor peso es

el modelo 5(12), y este mismo modelo es que presento un menor periodo en

los modos de vibrar.

En resumen, en cuanto a comportamientos de desplazamiento, distorsiones y

periodos, el modelo con un mejor comportamiento es el Modelo 5(12).


69

CAPITULO 8. Análisis comparativo de edificios de 6 y 12 niveles con

coeficiente sismo Q=4. (Modelos con contraventeo excéntrico).

8.1 Secciones de los diferentes modelos.

COLUMNAS

MODELO 3(6) EJE 1 Y 4 EJE 2 Y 3

















Story10 W14X311 W14X342

Story11 W14X311 W14X342

Story12 W14X311 W14X342


70

VIGAS


BASE W24X68 W24X68







BASE W27X84 W27X84













71

CONTRAVIENTOS

MODELO 3(6) EJE 1 Y 4 EJE A Y E







MODELO 6(12) EJE 1 Y 4 EJE A Y E













72



Gráfica 48. Desplazamientos máximos del Modelo 6(12) con Q=4

0

1

2

3

4

5

6

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020

Niv

el



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080

Niv

el



MODELO 3(6)

NIVEL UX MAX UY MAX

6 0.0173 0.0188

5 0.0156 0.0171

4 0.0132 0.0146

3 0.0102 0.0113

2 0.0069 0.0077

1 0.0034 0.0037

0 0 0

MODELO 6(12)

NIVEL UX MAX UY MAX

12 0.0644 0.0658

11 0.0613 0.0629

10 0.0574 0.059

9 0.0528 0.0543

8 0.0475 0.049

7 0.0418 0.0435

6 0.0356 0.0377

5 0.0291 0.0316

4 0.0225 0.0255

3 0.016 0.0193

2 0.0101 0.0124

1 0.0047 0.0056

0 0 0


73


Gráfica 49. Distorsiones máximas γQ del Modelo 3(6) con Q=4.

Gráfica 50. Distorsiones máximas γQ del Modelo 5(12).

0

1

2

3

4

5

6

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200

Niv

el




MODELO 3(6)

NIVEL X Y

6 0.002316 0.002476

5 0.003376 0.003644

4 0.004172 0.004608

3 0.004684 0.005252

2 0.004908 0.005564

1 0.00422 0.004768

0 0 0

MODELO 6(12)

NIVEL DriftX DriftY

12 0.004312 0.004308

11 0.005516 0.005648

10 0.006536 0.006876

9 0.007408 0.007848

8 0.008064 0.008004

7 0.008612 0.008444

6 0.008996 0.00878

5 0.009196 0.008924

4 0.009096 0.009004

3 0.009196 0.009876

2 0.006536 0.006876

1 0.005944 0.007244

0 0 0


74



CARGA MODELO


DEAD 3110.42 6531.16

SOBRECARGA 2362.75 2362.75

VIVAMAX 712.32 712.32


MODELO 3(6)


1 0.68112 0 16.272716 0 -229.438488 0 0

2 0.651587 16.238864 0 0 0 229.528991 0

3 0.436964 0 0 0 0 0 183.244332

4 0.231255 0 -5.972003 0 -11.786875 0 0

5 0.212624 -6.11127 0 0 0 10.111539 0

6 0.147062 0 0 0 0 0 68.348551

7 0.132481 0 3.052374 0 -8.507785 0 0

8 0.122281 -3.02129 0 0 0 -8.066203 0

9 0.094643 0 1.893339 0 1.176366 0 0

10 0.089131 -1.846458 0 0 0 1.611356 0

11 0.084854 0 0 0 0 0 33.678637

12 0.074564 0 1.170225 0 -1.77007 0 0


75

MODELO 6(12)


1 1.250379 0 22.996331 0 -625.646265 0 0

2 1.235248 22.677383 0 0 0 625.721813 0

3 0.831837 0 0 0 0.000001 0 -258.60941

4 0.414765 0 9.199795 0 20.915996 0 0

5 0.389501 -9.55632 -0.000001 0 0.000001 5.16958 -0.000004

6 0.271869 0 0 0 0 0.000001 -107.61553

7 0.222299 -0.000036 4.768815 0 -15.201362 -0.000005 0.000039

8 0.218107 5.21388 0.000002 0 -0.000005 24.030814 -0.000008

9 0.153554 0.000003 3.244675 0 3.601434 0.000003 0.000002

10 0.153292 -3.489132 -0.000005 0 0.00001 1.340537 -0.000005

11 0.148245 0 0 0 0 0 56.30268

12 0.119624 -0.000021 2.513313 0 -7.404971 -0.000013 0.000131



Mode PERIODO


1 0.68112 1.250379

2 0.651587 1.235248

3 0.436964 0.831837

4 0.231255 0.414765

5 0.212624 0.389501

6 0.147062 0.271869

7 0.132481 0.222299

8 0.122281 0.218107

9 0.094643 0.153554

10 0.089131 0.153292

11 0.084854 0.148245

12 0.074564 0.119624


76

8.6. Conclusiones.

Al usar un coeficiente sísmico Q=4 se obtuvieron secciones más ligeras como

era de esperarse, sin embargo el diseño estructural nos permitía tener

secciones aun más pequeñas, sin embargo al usar este coeficiente nos

restringe a ciertos requisitos que debemos cumplir, dichos requisitos los

encontramos en la sección 6.2.1 Marcos rígidos de alta ductilidad de las NTC

para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas.

En cuestión de desplazamientos, estos modelos excéntricos presentan un

menor desplazamiento que al usar Q=2 y Q=3. Sin embargo no podemos hacer

una comparación de modelos excéntricos, ya que no tenemos otro modelo con

el cual comparar.

Debido a que las secciones son más ligeras, las distorsiones en el modelo

6(12) son más cercanas al límite en ambas direcciones del edificio.

Los modos de vibrar de estos edificios con contraventeo excéntrico presentan

un mayor periodo que los edificios diseñados con un coeficiente sísmico Q=2.

Esto se debe a que en estos edificios usamos secciones más ligeras, por lo

tanto el peso de nuestros edificios son menores que los que se diseñaron con

un coeficiente sísmico Q=2.


77

CAPITULO 9. Comparación del comportamiento ante desplazamientos de

los modelos de 12 niveles utilizando en el análisis coeficiente sísmico

Q=2 y acelerograma.

9.1 Comparación de desplazamientos y distorsiones del

Modelo 4(12).

Gráfica 51. Desplazamientos máximos del Modelo 6(12) con Q=2 y usando

Acelerograma.

Gráfica 52. Drifts máximos del Modelo 4(12) con Q=2 y Acelerograma.

0123456789

101112

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350

Niv

el

Desplazamientos Max de Modelo 4(12) con Q=2 y Acelerograma. (m)

Desplazamiento en X con Acelerograma Desplazamiento en Y con Acelerograma

Desplazamiento en X con Q=2" Desplazamiento en Y con Q=2"

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100 0.0120 0.0140 0.0160

Niv

el

Distorsión Q Modelo 4(12) empleando Acelerograma y Q=2

Distorsión en dirección X con Acelerograma Distorsión en dirección y con Acelerograma

Limite de distorsion Distorsion en direccion X con Q=2

Distorsion en direccion Y con Q=2


78

9.2. Comparación de desplazamientos y distorsiones del Modelo

5(12).


Acelerograma.

Gráfica 54. Drifts máximos del Modelo 5(12) con Q=2 y usando Acelerograma.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600

Niv

el



Desplazamiento en X con Q=2 Desplazamiento en Y con Q=2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250

Niv

el

Distorsión Q Modelo 5(12) empleando Acelerograma y Q=2





79


6(12).


Acelerograma.

Gráfica 56. Drifts máximos del Modelo 6(12) con Q=2 y usando Acelerograma.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600

Niv

el

Desplazamientos Max de Modelo 6(12) con Q=2 y Acelerograma- (m)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250

Niv

el

Distorsión Q Modelo 6(12) empleando Acelerograma





80

9.4. Conclusiones.

En la graficas 50-53 se muestran los desplazamientos de cada edificio,

modelados con un coeficiente sísmico Q=2 y empleando el Acelerograma

VICTORIA, MEXICO 06/09/80 03:28, CERRO PRIETO, 045 (UNAM/UCSD

STATION 6604), en base a estas grafica, se hace una comparación del

comportamiento de los diferentes edificios modelados, obteniendo que los

desplazamientos aumentaron 5 veces aproximadamente al usar el

acelerograma. De la misma manera se comportan las distorsiones en los

edificios teniendo así distorsiones mayores en un 300% que cuando se

modelaron los edificios con un coeficiente sísmico Q=2, por lo que al ser

modelados estos edificios con el acelerograma, tanto los desplazamientos

como las distorsiones rebasan los límites establecidos.


81

CAPITULO 10. Comparación del comportamiento ante desplazamientos

de los modelos de 12 niveles utilizando en el análisis coeficiente sísmico

Q=2 y acelerograma de la SCT.

10.1 Comparación de desplazamientos y distorsiones del

Modelo 4(12).


Acelerograma de la SCT.

Gráfica 58. Drifts máximos del Modelo 4(12) con Q=2 y Acelerograma de la SCT.

0123456789

101112

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120

Niv

el




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100 0.0120 0.0140 0.0160

Niv

el


Distorsión en dirección X con Acelerograma Distorsión en dirección y con AcelerogramaLimite de distorsion Distorsion en direccion X con Q=2Distorsion en direccion Y con Q=2


82


5(12).



Gráfica 60. Drifts máximos del Modelo 5(12) con Q=2 y usando Acelerograma

de la SCT.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160

Niv

el




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0020 0.0040 0.0060 0.0080 0.0100 0.0120 0.0140 0.0160

Niv

el


Distorsión en dirección X con Acelerograma Distorsión en dirección y con AcelerogramaLimite de distorsion Distorsion en direccion X con Q=2Distorsion en direccion Y con Q=2


83


6(12).



Gráfica 62. Drifts máximos del Modelo 6(12) con Q=2 y usando Acelerograma de la

SCT.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.200

Niv

el




0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0.0000 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250

Niv

el






84

CAPITULO 11. Conclusión Final

En la graficas 56,58 y 60 se muestran los desplazamientos de cada edificio, modelados con un coeficiente sísmico Q=2 y empleando el Acelerograma de la SCT, de acuerdo con estas curvas, se ve que en el modelo 4(12) se tienen desplazamientos parecidos entre el modelado con un coeficiente sísmico Q=2 y empleando el acelerograma, teniendo así una diferencia no mayor de 1 cm. En cuanto al modelo 5(12) se observa que empleando el acelerograma se presenta un mayor desplazamiento de aproximadamente 3 cm respecto al modelado con Q=2, esto en la dirección Y del edificio, en cambio en la dirección X los desplazamientos con ambos modelados es similar. En el modelo 6(12) se aprecia una mayor diferencia entre estos modelados, teniendo así una diferencia de 9 cm de desplazamiento en la dirección X usando el acelerograma. En conclusión, se tiene que al modelar estos edificios con un coeficiente sísmico y utilizando en acelerograma, que para este capítulo se utilizo un acelerograma de la SCT, los edificios presentan un mayor desplazamiento cuando utilizamos el acelerograma, caso contrario a las distorsiones, es decir, al emplear el acelerograma es cuando se presentan las menores distorsiones, en el caso del modelo 4(12) se aprecia la diferencia y en los modelo 5(12) y 6(12) las distorsiones son similares empleando ambos modelados.

En cuanto a las fuerzas y momentos de las secciones, disminuyeron al emplear el acelerograma SCT, por lo tanto se tiene un comportamiento línea.

Cuando se modelaron los edificios de 12 niveles con el acelerograma VICTORIA, estos edificios presentaron un comportamiento no-lineal, teniendo así, desplazamientos y distorsiones que rebasaron los límites permisibles, así como su capacidad de las secciones fue excedida aproximadamente un 20 %, con esto se utilizo un Fy’=Ry*Fy, donde Ry=1.1, sin embargo aun utilizando este Fy´ estas secciones rebasan el limite elástico.

En resumen se tiene que en el caso de los edificios de 6 niveles, la mejor configuración de contraventeo es INVV, la cual es la correspondiente al modelo 1(6), y la configuración que presento un mayor desplazamiento es DIAG2, esta configuración pertenece al modelo 3(6), dicho modelo está conformado con contraventeo excéntrico.


85

En los edificios de 12 niveles se obtuvo que la mejor configuración de contraventeo es STG, dicha configuración le pertenece al modelo 4(12), otra configuración que presenta un comportamiento aceptable ante desplazamientos es INVV, y en estos edificios de 12 niveles, el modelo con contraventeo excéntrico sigue al igual que en el edificio de 6 niveles, presentando los mayores desplazamientos, así como las mayores distorsiones.

En cuanto a distorsiones el modelo 2(6) es el que presenta las menores distorsiones, y este mismo modelo tiene los períodos más cortos.

Por lo tanto de acuerdo a esta investigación se concluye que el modelo 4(12) es el edificio de 12 niveles con contraventeo que presenta el mejor comportamiento ante desplazamientos, distorsiones, periodos. Dicho modelo está conformado por contraventeos concéntricos ZIP y STG, estos contraventeos así como los que se emplearon en los demás edificios son de secciones HSS, es decir, secciones cuadradas huecas.

Referente a la revisión de los modelos al utilizar el acelerograma SCT se obtuvo que el diseño de acuerdo a las NTC para diseño por Sismo con un coeficiente sísmico Q=2, tiene resultados favorables, es decir, al hacer la revisión ante desplazamientos, estos son mayores utilizando el acelerograma, pero aun se encuentran dentro de limite permisible. En el caso de las distorsiones, estas son menores al modelar los edificios con el acelerograma SCT.

CAPITULO 12. Bibliografía.

C.McCormac, Jack. Diseño de estructuras de acero, Método LRFD, 2a

Edición.

Meli, Roberto. Diseño Estructural, 2a Edición. Editorial Limusa.

Michel, Bruneau. Ductile Desing of Steel Structures. New York McGraw-

Hill, 1998.

Bazan, Enrique. Diseño sísmico de edificios. México: Limusa 2009.

Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de

Estructuras Metálicas.

Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo.

universidad autÓnoma metropolitana...

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