Informe Antisismica calculo de rigidez lateral
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
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INGENIERIA ANTISISMICA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL
PERU
INTRODUCCIÓN
Se tiene una edificación de 4 pisos, de albañilería confinada en la dirección X y
sistema aporticado en la dirección Y, cuyas dimensiones se encuentran en los
planos adjuntados.
Se realizará el análisis sísmico usando el Método de Fuerzas Equivalentes de la
Norma E.030, posteriormente se calculará la Rigidez Lateral de la estructura para
cada piso y en cada dirección.
Aplicaremos los temas estudiados en la asignatura hasta el momento, y realizando
un análisis sísmico estático, para poder realizar el diseño correspondiente de la
edificación, para la cual usaremos la norma peruana.
En todo el proceso de análisis y diseño se utilizarán las normas comprendidas en el
Reglamento Nacional de Edificaciones (R.N.E.):
Cargas Norma E.020
Diseño sismo resistente Norma E.030
Concreto Armado Norma E.060
Suelos y cimentaciones Norma E.050
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MARCO TEÓRICO
CONSIDERACIONES BÁSICAS PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL
Entre las consideraciones de carácter estructural a tomar en cuenta, se tiene:
Se debe buscar que la estructura presente regularidad tanto en planta como
en elevación.
Se debe procurar no obtener una excesiva excentricidad para evitar torsiones
perjudiciales a la edificación.
MATRIZ DE RIGIDEZ LATERAL DE LA ESTRUCTURA
En una primera etapa se consideran separadamente los pisos que conforman la
estructura. Para cada uno de ellos debe obtenerse la matriz de rigidez lateral. Esta
es una matriz que relaciona fuerzas y desplazamientos horizontales. El
procedimiento habitual para determinar la matriz de rigidez lateral consiste en
ensamblar primero la matriz de rigidez de los pisos con mayor grado de libertad
(incluyendo aquellos asociados a los desplazamientos verticales) y luego eliminar los
grados que no corresponden a los desplazamientos laterales, utilizando un proceso
de condensación estática.
Dónde:
Componentes de desplazamiento del centro de masas.
Orientación del muro j con referencia al eje X global.
Distancia del centro de masas (xo, yo) al eje del muro.
Rigidez lateral del muro en la dirección de análisis ó
Sistema local
ANÁLISIS ESTÁTICO (N.T.E. - E.030)
Según la Norma de Diseño Sismo resistente (N.T.E. - E.030), la fuerza horizontal o
cortante total en la base de la estructura debido a la acción sísmica, es determinada
por:
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CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL ANÁLISIS
- Edificación de concreto armado : Sistema Aporticado
- Uso : Oficinas
- Ubicación : El Tambo - Huancayo
- Número de pisos :
- Altura de piso a techo
Piso 1 :
Pisos 2, 3 y 4 :
- Espesor de aligerado :
- Peso del concreto :
Datos de diseño:
Concreto : f’c = 210 kg/cm²
Acero : fy = 4200 kg/ cm²
Columnas : 30x30 cm y 15x 40 cm
Tabiquería : 200 Kg/m²
Acabados : 100 Kg/m²
Sobrecarga : 250 Kg/m²
100 Kg/m² (azotea)
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ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO ZONIFICACIÓN
ZONA Z
1 0.1
2 0.25
3 0.35
4 0.45
MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA Y ESTUDIO DE SITIO
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FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA
CATEGORÍA DE EDIFICACIÓN
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COEFICIENTE DE REDUCCIÓN SÍSMICA
SISTEMA ESTRUCTURAL
( APORTICADO)
Ro = 8
IRREGULARIDAD DE RIGIDEZ
1ER PISO 2DO PISO % CONDICION
100% 100% 100% REGULAR
IRREGULARIDAD DE MASA O
PESO
1ER PISO 2DO PISO % CONDICION
136.76 Kg
118.08 Kg 1.16 Kg REGULAR
IRREGULARIDAD GEOMETRIA
VERTICAL
1ER PISO 2DO PISO % CONDICION
12 m 12 m 100 m REGULAR
IRREGULARIDAD POR ALTURA
Ia= 1
ESQUINAS ESTRANTES
LONG 1 LONG2 % CONDICION
12 12 100.00 % REGULAR
7 7 100.00 %
DISCONTIUIDAD DEL DIFRAGMA
AREA1 AREA 2 % CONDICION
96 4.6 4.79 % REGULAR
96 0 0.00 %
SISTEMAS NO PARALELOS
L1 L2 ANGULO CONDICION
12 2 #¡REF! REGULAR
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IRREGULARIDADES EN
PLANTA
Ip = 1
R
Ro 8
8 Ia 1
Ip 1
CÁLCULOS GENERALES
PESO DE LA ESTRUCTURA
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CORTANTE BASAL
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CENTRO DE GRAVEDAD Y RIGIDEZ
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RIGIDEZ LATERAL LOCAL
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VERIFICACIÓN DEL DESPLAZAMIENTO
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RIGIDEZ LATERAL DE ELEMENTOS FLEXIBLES POR MUTO
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RIGIDEZ LATERAL DE ELEMENTOS RÌDIGOS POR EL MÈTODO DE LA
COLUMNA ANCHA
DIRECCION X-X
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CALCULO DE LA RIGIDEZ LATERAL METODO WILBUR
DIRECCION Y-Y
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MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA EN ETABS
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Story Response - Maximum Story Displacement
Summary Description This is story response output for a specified range of stories and a selected load case or load
combination.
Input Data
Name StoryResp4
Display Type Max story displ Story Range All Stories
Load Case SY Top Story Story4
Output Type Not Applicable Bottom Story Base
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Tabulated Plot Coordinates
Story Response Values
Story Elevation Location X-Dir Y-Dir
m mm mm
Story4 12.3 Top 0.891013 61.252813
Story3 9.5 Top 0.919632 49.331277
Story2 6.7 Top 1.012772 33.707243
Story1 3.9 Top 0.54372 14.13186
Base 0 Top 0 0
STORY LOAD CASE / COMBO
LABEL X
(m) Y
(m) Z
(m) ITEM DRIFT
Story4 SY 14 25.35 5.7 12.3 Diaph D1 X 0.000235963
Story4 SY 18 0 4.52 12.3 Diaph D1 Y 0.005352546
Story3 SY 14 25.35 5.7 9.5 Diaph D1 X 9.53E-05
Story3 SY 18 0 4.52 9.5 Diaph D1 Y 0.006151681
Story2 SY 51 24.775 0 6.7 Diaph D1 X 0.000167527
Story2 SY 15 25.35 0 6.7 Diaph D1 Y 0.006991208
Story1 SY 53 24.75 0 3.9 Diaph D1 X 0.00013941
Story1 SY 54 24.75 0.75 3.9 Diaph D1 Y 0.003608517
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Story Response - Maximum Story Displacement
Summary Description This is story response output for a specified range of stories and a selected load case or load
combination.
Input Data
Name StoryResp4
Display Type Max story displ Story Range All Stories
Load Case SX Top Story Story4
Output Type Not Applicable Bottom Story Base
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Tabulated Plot Coordinates
Story Response Values
Story Elevation Location X-Dir Y-Dir
m mm mm
Story4 12.3 Top 127.760398 1.188646
Story3 9.5 Top 114.002461 1.084668
Story2 6.7 Top 89.481717 0.928074
Story1 3.9 Top 56.462324 0.521363
Base 0 Top 0 0
STORY LOAD CASE / COMBO
LABEL X
(m) Y
(m) Z
(m) ITEM DRIFT
Story4 SX 14 25.35 5.7 12.3 Diaph D1 X 0.004913549
Story4 SX 18 0 4.52 12.3 Diaph D1 Y 3.71E-05
Story3 SX 14 25.35 5.7 9.5 Diaph D1 X 0.008757409
Story3 SX 18 0 4.52 9.5 Diaph D1 Y 5.59E-05
Story2 SX 14 25.35 5.7 6.7 Diaph D1 X 0.01179264
Story2 SX 18 0 4.52 6.7 Diaph D1 Y 0.000145254
Story1 SX 13 0 5.7 3.9 Diaph D1 X 0.014477519
Story1 SX 18 0 4.52 3.9 Diaph D1 Y 0.000133683
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CONCLUSIONES
De acuerdo a la modelación en ETABS, los drift máximos no cumplen en la
dirección X de sismo.
Como se puede apreciar del análisis sísmico, los desplazamientos no
cumplen con los requisitos establecidos, esto se debe a la carencia de rigidez
lateral que proporciona los pórticos, ya que las columnas ofrecen poca rigidez,
y si a esto sumamos la interacción con las vigas, podríamos estar generando
fallas por rotula plástica en las columnas.
Las estructura que se analizó nos ofreció un mejor panorama sobre el diseño
estructuras aporticadas cuando ocurre la acción del sismo.
A pesar de que la estructura es de mayor longitud en la dirección X, la
presencia de placas en la dirección Y, nos da una mayor rigidez en esta
dirección.