Inf ing ant metrados y deriva de piso

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL

DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS GEOLOGIA

Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERIA

CIVIL

INGENIERÍA ANTISISMICA

TEMA:”METRADO DE CARGAS Y DERIVA DE PISO”

DOCENTE : ING. RUBEN YACHAPA

ALUMNO : DIAZ VIVANCO, Víctor Hugo

CÓDIGO : 16080538

AYACUCHO – PERÚ

2012

1. METRADO DE CARGAS

El metrado de las cargas se hará tomando en cuenta las columnas, vigas y la losa (e=20cm),

también tomamos en cuenta el peso de los muros de albañilería.

Cálculo del peso total del edificio (P)

Datos: * Peso de albañilería

1800 kg/m3

* Peso del concreto

2400 kg/m3

* Peso aligerado

300 kg/m2

* Peso del acabado

100 kg/m2

* Área techada

124 m2

* Sobrecarga 1° y 2° nivel

200 kg/m2

* Sobrecarga 3° nivel

150 kg/m2 * Long muros portantes en la dirección "X"

t = 0.23m

5 m

* Long muros portantes en la dirección Y"

t = 0.13m

27 m

* Long muros no portantes 25 m

Altura (h): 1er piso = 2.6 m

2do piso = 2.425 m

3er piso = 2.425 m

COLUMNAS

Tipo N° de veces Longitud Area (bxh) Peso

1er PISO

C-1 4 2.6 0.25 6240

C-2 6 2.6 0.25 9360

C-3 2 2.6 0.25 3120

18720

2do PISO

C-1 4 2.425 0.2025 4714.2

C-2 6 2.425 0.2025 7071.3

C-3 2 2.425 0.2025 2357.1

14142.6

3er PISO

C-1 4 2.425 0.16 3724.8

C-2 6 2.425 0.16 5587.2

C-3 2 2.425 0.16 1862.4

11174.4

VIGAS

Tipo N° de veces Longitud Área (bxh) Peso

1er PISO

VA 4 7.1 0.18 12268.8

V101 1 14.67 0.18 6337.44

V102 1 15.17 0.18 6553.44

25159.68

2do PISO

VA 4 7.1 0.18 12268.8

V101 1 14.67 0.18 6337.44

V102 1 15.17 0.18 6553.44

25159.68

3er PISO

VA 4 7.1 0.12 8179.2

V101 1 14.67 0.12 4224.96

V102 1 15.17 0.12 4368.96

16773.12

PISO

Peso de muros

portantes [1]

Peso de muros no portantes

[2]

Peso de losa

aligerada [3]

Peso de acabados

[4]

Peso de vigas y

columnas [5]

Total carga

muerta "D" =

[1]+… [5]

Total carga

viva "L" (25% S/C)

Peso Total = [D]+[L]

1 21808.8 15210 37200 12400 43879.68 130498.48 6200 136698.4800

2 20340.9 14186.25 37200 12400 39302.28 123429.43 6200 129629.4300

3 20340.9 14186.25 37200 12400 27947.52 112074.67 6200 118274.6700

384602.58

Cálculo del centro de masa (C.M.)

Muro l h t γm Peso "P"

x y P.x P.y

1X 3.25 2.6 0.23 1800 3498.3 1.875 10.13 6559.313 35437.779

2X 3.5 2.6 0.23 1800 3767.4 2 6.465 7534.800 24356.241

3X 3 2.6 0.23 1800 3229.2 6.25 5.875 20182.500 18971.550

1Y 14.5 2.6 0.23 1800 15607.8 0.125 7.5 1950.975 117058.500

2Y 2.85 2.6 0.23 1800 3067.74 3.68 13.38 11289.283 41046.361

3Y 3.6 2.6 0.23 1800 3875.04 3.63 2.05 14066.395 7943.832

4Y 14.5 2.6 0.23 1800 15607.8 7.88 7.5 122989.464 117058.500

48653.3

184572.730 361872.763

Xcm = 3.79363

Ycm = 7.43779

2. CÁLCULO DEL PESO TOTAL = CM + 25% CV

PISO Total carga

muerta "D" = [1]+… [5]

Total carga viva "L" (25%

S/C)

Peso Total = [D]+25%[L]

1 130498.48 6200 136698.4800

2 123429.43 6200 129629.4300

3 112074.67 6200 118274.6700

384602.58

Con estos pesos de cada piso se hallarán la fuerza estática en cada piso como se verá mas

adelante.

3. CÁLCULO DE LA FUERZA ESTÁTICA

Parámetros Valores Descripción Z 0.3 Zona 2 (Ayacucho)

U 1 Edificación para vivienda (categoría C)

S 1.2 Suelo intermedio

Tp 0.6 Factor que depende de "S"

R 5.25 Estructura de albañilería confinada (est. Irreg.)

hn 7.725 Altura total d la edificación

CT 60 Estructura de mampostería y para edif. de CA

C 2.5 Coeficiente de ampliación sísmica

C/R 0.476 C/R > 0.125

T 0.1288 Periodo fundamental de la estructura

K 0.1714 Coeficiente de proporcionalidad

P (Kg) 384602.580 Peso total de la edificación

V (kg) 65931.871 Fuerza cortante en la base de la estructura

(

)

PISO Pi hi Pihi Pihi/∑Pihi Fi Vi

3 118274.670 8.05 952111.0935 0.46715 30800.3855 30800.3855

2 129629.430 5.425 703239.6578 0.34505 22749.5013 53549.8867

1 136698.480 2.8 382755.744 0.18780 12381.9841 65931.8709

384602.580

2038106.495

65931.8709

4. CÁLCULO DE MOMENTOS TORSIONALES POR EXCENT.

ACCIDENTAL

ANALISIS CON DOS GDL POR PLANTA

Para poder incluir la torsión accidental es necesario considerar un modelo con dos grados de libertad por planta, la componente de desplazamiento horizontal y la rotación, con respecto a un eje perpendicular a la losa.

Ya que se analiza en el eje X e Y utilizamos el programa RLAXINFI para hallar la rigidez lateral,

ya que en este eje son 4 pórticos como se muestra en la figura.

Tabla: Dimensiones iniciales de columnas, vigas y peso total de piso

Piso Columnas (cm)

Vigas (cm) Peso total

reactivo (T) Portico 1 y 4 Portico 2 y 3

1 25/25 30/30 25/30 136.69

2 25/25 30/30 25/30 129.63

3 25/25 30/30 25/30 118.27

Análisis en el eje X

Las dimensiones de las vigas y columnas con las que se trabajó son las que se pre dimensiono

anteriormente.

Programa para hallar la matriz de rigidez lateral

[KL]=rlaxinfiPERU(port14x)

Numero de nudos:12

Numero de pisos:3

Numero de nudos restringuidos:3

Modulo de elasticidad: 2173706.51193

Calcula con: Inercias gruesas, codigo=0. Con inercias agrietadas, codigo=1

Ingrese codigo de inercias :0

Matriz de rigidez lateral:

Matriz de rigidez lateral para cada pórtico:

Pórtico 1 y 4

1.0e+003 *

2.3758 -1.4341 0.3197

-1.4341 2.4187 -1.2972

0.3197 -1.2972 1.0253

Pórtico 2 y 3

1.0e+003 *

3.1854 -1.9466 0.4661

-1.9466 3.1356 -1.6532

0.4661 -1.6532 1.2616

KL total (matriz k contiene las matrices KL para cada pórtico)

KL =

1.0e+003 *

2.3758 -1.4341 0.3197

-1.4341 2.4187 -1.2972

0.3197 -1.2972 1.0253

3.1854 -1.9466 0.4661

-1.9466 3.1356 -1.6532

0.4661 -1.6532 1.2616

3.1854 -1.9466 0.4661

-1.9466 3.1356 -1.6532

0.4661 -1.6532 1.2616

2.3758 -1.4341 0.3197

-1.4341 2.4187 -1.2972

0.3197 -1.2972 1.025

Para hallar las derivas de piso se utilizó el programa:

Programa para hallar la deriva de piso [V]=analisisestatico2gdlPERU(iejes,alt,peso,KL,r)

Codigos para zonas sismicas: Zona1(selva)=1; Zona2(sierra)=2; Zona3(costa)=3

Ingrese el codigo de la zona sismica :2

Codigos para perfiles de suelo: S1=1 S2=2 S3=3 S4=4

Indique el codigo del tipo de suelo :2

Indique el factor de importancia :1

Indique que valor tiene Ct:60

Estructura es regular en planta; si(s) o no(n):n

Estructura es regular en elevacion; si(s) o no(n):s

C =

11.1801

q =

0.0172

0.0384

0.0495

Valor de R

R =

7

Fuerzas laterales en cada piso sin torsion accidental

F =

9.5907

18.0948

26.8503

Cortante Basal

V = 54.5358

Desplazamiento Inelastico

qine =

0.1204

0.2687

0.3463

Deriva de piso

drift =

0.0430 0.0565 0.0296

Deriva maxima de piso en porcentaje

gama =

5.6474

Matriz de rigidez KE

KE =

1.0e+005 *

0.1112 -0.0676 0.0157 -0.0623 0.0379 -0.0088

-0.0676 0.1111 -0.0590 0.0379 -0.0622 0.0330

0.0157 -0.0590 0.0457 -0.0088 0.0330 -0.0256

-0.0623 0.0379 -0.0088 2.5454 -1.5387 0.3460

0.0379 -0.0622 0.0330 -1.5387 2.5812 -1.3817

-0.0088 0.0330 -0.0256 0.3460 -1.3817 1.0878

Fuerzas laterales en cada piso con torsion accidental

FTOTAL =

10.8620

20.3398

30.0958

Valor de Ax

Axmax =

1

Kxx =

1.0e+004 *

1.1122 -0.6761 0.1572

-0.6761 1.1109 -0.5901

0.1572 -0.5901 0.4574

Kteta =

1.0e+005 *

2.5454 -1.5387 0.3460

-1.5387 2.5812 -1.3817

0.3460 -1.3817 1.0878

Kxt =

1.0e+003 *

-6.2286 3.7863 -0.8801

3.7863 -6.2208 3.3044

-0.8801 3.3044 -2.5613

V =

54.5358

Tabla1: Resultados

Pisos Fuerzas sin

Torsión Desplazamientos

Inelásticos (m) Deriva de

piso Fuerzas

finales (T)

1 9.5907 0.1204 0.043 10.862

2 18.0907 0.2687 0.0565 20.3398

3 26.8503 0.3463 0.0296 30.0958

R = 7 Ax=1 ƴ =5.6474 %

La deriva de piso máxima no cumple ya que es menor a 0.7 %. Se procederá a aumentar las

secciones de los elementos.

Nuevo análisis con datos corregidos

Tabla: Nuevas dimensiones de columnas, vigas y peso total de piso

Piso Columnas (cm)


reactivo (T) pórtico 1 y 4 pórtico 2 y 3

1 50/50 55/55 40/45 136.69

2 45/45 50/50 40/45 129.63

3 40/40 45/45 30/40 118.27

1.0e+004 *

3.0068 -1.4289 0.2065

-1.4289 1.6704 -0.6445

0.2065 -0.6445 0.4771

1.0e+004 *

4.3516 -2.1374 0.3589

-2.1374 2.3924 -0.9201

0.3589 -0.9201 0.6350

[V]=analisisestatico2gdlPERU(iejes,alt,peso,KL,r)









C = 11.1801

q =

0.0016 0.0042 0.0064

Valor de R

R = 7


F = 12.3820 22.7495 30.8004

Cortante Basal

V = 65.9319


qine = 0.0113 0.0292 0.0451

Deriva de piso

drift = 0.0040 0.0068 0.0060


gama = 0.6835


KE =

1.0e+006 *

0.1472 -0.0713 0.0113 -0.0824 0.0399 -0.0063

-0.0713 0.0813 -0.0313 0.0399 -0.0455 0.0175

0.0113 -0.0313 0.0222 -0.0063 0.0175 -0.0125

-0.0824 0.0399 -0.0063 3.2517 -1.5518 0.2290

0.0399 -0.0455 0.0175 -1.5518 1.8040 -0.6958

-0.0063 0.0175 -0.0125 0.2290 -0.6958 0.5107


FTOTAL = 14.0256 25.5385 34.5627

Valor de Ax

Axmax = 1

Kxx =

1.0e+005 *

1.4717 -0.7133 0.1131

-0.7133 0.8125 -0.3129

0.1131 -0.3129 0.2224

Kteta =

1.0e+006 *

3.2517 -1.5518 0.2290

-1.5518 1.8040 -0.6958

0.2290 -0.6958 0.5107

Kxt =

1.0e+004 *

-8.2414 3.9942 -0.6333

3.9942 -4.5503 1.7524

-0.6333 1.7524 -1.2456

V =

65.9319

Tabla2: Resultados finales en el eje X

Pisos Fuerzas sin



piso Fuerzas

finales (T)

1 12.3820 0.0113 0.0040 14.0256

2 22.7495 0.0292 0.0068 25.5385

3 30.8004 0.0451 0.0060 34.5627

R = 7 Ax=1 ƴ =0.6835 %


FTOTAL = 14.0256 25.5385 34.5627

Al analizar la estructura eh el eje X, se puede ver en la tabla la deriva máxima es 0.6835% y se

concluye que cumple con al control de deriva de piso. Pues en estructuras aporticadas el

máximo es 0.7%.

Análisis en el eje Y

Tabla: Dimensiones de columnas, vigas y peso total de piso

Piso Columnas (cm)


reactivo (T) Portico A, B y C

1 50/50 40/45 136.69

2 45/45 40/45 129.63

3 40/40 30/40 118.27

Programa para hallar la matriz de rigidez lateral

[KL]=rlaxinfiPERU(portABCy)

Numero de nudos: 16

Numero de pisos :3

Numero de nudos restringuidos: 4

Modulo de elasticidad: 2173706.51193

Calcula con: Inercias gruesas, codigo=0. Con inercias agrietadas, codigo=1

Ingrese codigo de inercias :0

Matriz de rigidez lateral :

1.0e+004 *

4.9118 -2.3858 0.3803

-2.3858 2.7207 -1.0520

0.3803 -1.0520 0.7469

KL =

1.0e+004 *

4.9118 -2.3858 0.3803

-2.3858 2.7207 -1.0520

0.3803 -1.0520 0.7469

4.9118 -2.3858 0.3803

-2.3858 2.7207 -1.0520

0.3803 -1.0520 0.7469

4.9118 -2.3858 0.3803

-2.3858 2.7207 -1.0520

0.3803 -1.0520 0.7469

Programa para hallar la deriva de piso

[V]=analisisestatico2gdlPERU(iejes,alt,peso,KL,r)









C = 11.1801

q = 0.0016 0.0042 0.0065

Valor de R

R = 7


F = 12.3820

22.7495

30.8004

Cortante Basal

V = 65.9319


qine = 0.0114 0.0295 0.0453

Deriva de piso

drift =

0.0041 0.0069 0.0060


gama = 0.6883


KE =

1.0e+006 *

0.1474 -0.0716 0.0114 0.0123 -0.0060 0.0010

-0.0716 0.0816 -0.0316 -0.0060 0.0068 -0.0026

0.0114 -0.0316 0.0224 0.0010 -0.0026 0.0019

0.0123 -0.0060 0.0010 1.4611 -0.7097 0.1131

-0.0060 0.0068 -0.0026 -0.7097 0.8093 -0.3129

0.0010 -0.0026 0.0019 0.1131 -0.3129 0.2222


FTOTAL = 13.6542 25.0870 33.9650

Valor de Ax

Axmax = 1

Kxx =

1.0e+005 *

1.4735 -0.7157 0.1141

-0.7157 0.8162 -0.3156

0.1141 -0.3156 0.2241

Kteta =

1.0e+006 *

1.4611 -0.7097 0.1131

-0.7097 0.8093 -0.3129

0.1131 -0.3129 0.2222

Kxt =

1.0e+004 *

1.2280 -0.5964 0.0951

-0.5964 0.6802 -0.2630

0.0951 -0.2630 0.1867

V =

65.9319

Tabla 3: Resultados finales en el eje Y

Pisos Fuerzas sin



piso Fuerzas

finales (T)

1 12.3820 0.0114 0.0041 136542

2 22.7495 0.0295 0.0069 25.0870

3 30.8004 0.0453 0.0060 33.9650

R = 7 Ax=1 ƴ =0.6883 %

Fuerzas laterales en cada piso con torsión accidental

FTOTAL = 13.6542 25.0870 33.9650

Al analizar la estructura eh el eje Y, se puede ver en la tabla la deriva máxima es 0.6883% y se

concluye que cumple con al control de deriva de piso. Pues en estructuras aporticadas el

máximo es 0.7%.

CONCLUSIONES

El análisis que se hizo para cada eje es de 2 GDL en cada piso.

Como se puede observar en los cuadros se cumple que la deriva de piso es menor a

0.7%.

El análisis se hizo con la ayuda de los programas RLAXINFI y

ANALISISESTATICO2GDL donde se cambiaron algunas cosas para poder aplicarlo de acuerdo con nuestras normas.

BIBLIOGRAFIA

ANALISIS SISMICO DE EDIFICIOS - Ing. Roberto Aguiar Falconi

Reglamento Nacional de Edificaciones

Análisis y diseño de edif. de albañilería – Ing. Flavio Abanto

Inf ing ant metrados y deriva de piso

Design

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