Análisis Sísmico Con Robot Structural

ANALISIS SISMICO

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

INDICE GENERALIDADES ......................................................................................................................... 2 1.1.

OBJETIVOS DEL TRABAJO: ................................................................................................. 2

1.2.

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION .................................................................................. 2

MARCO TEORICO.......................................................................................................................... 2 2.1.

LOS PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA ................................................................ 3

2.2.

E-030: DISEÑO SISMO RESISTENTE 2015 .......................................................................... 4

2.3.

ZONIFICACION ....................................................................................................................... 4

2.4.

CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES .............................................................................. 5

2.5.

SISTEMAS ESTRUCTURALES.............................................................................................. 7

2.6.

DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES .......................................................... 9

DESCRIPCION DE LA ZONA EN ESTUDIO ............................................................................... 9 3.1.

UBICACIÓN ............................................................................................................................. 9

3.2.

SUELOS .................................................................................................................................... 9

ANALISIS ESTATICO .................................................................................................................. 10 4.1.

PESO DE LA ESTRUCTURA................................................................................................ 10

4.2.

FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA Y PERIODO FUNDAMENTAL .................... 11

4.3.

FUERZA CORTANTE EN LA BASE ................................................................................... 12

4.4.

DISTRIBUCION DE FUERZA CORTANTE EN ELEVACION.......................................... 13

ANALISIS DINAMICO MODAL ESPECTRAL .......................................................................... 22 5.1.

DESCRIPCIÓN ....................................................................................................................... 22

5.2.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES .................................................... 22

5.3.

NORMATIVIDAD:................................................................................................................. 22

5.4.

ANÁLISIS SÍSMICO .............................................................................................................. 22

5.5.

ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACION ......................................................................... 23

RESULTADOS............................................................................................................................... 25 6.1.

PERIODOS Y MODOS DE VIBRACIÓN ............................................................................. 26

6.2.

DESPLAZAMIENTOS Y DISTORSIONES DE ENTREPISO ............................................. 29

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................. 32

DISEÑO SISMO RESISTENTE 1

ANALISIS SISMICO

1. GENERALIDADES La presente Memoria corresponde al análisis sísmico estático y dinámico “PUESTO POLICIAL”, edificación conformada por 5 niveles con azotea y dos niveles de sótano; con ubicación en distrito de Castrovirreyna, provincia de Huancavelica, departamento Huancavelica. 1.1.

OBJETIVOS DEL TRABAJO: 

Mediante

la

aplicación

de

la

PROYECTO

DE

NORMA

DISEÑO

SISMORRESISTENTE NORMA E-030 2015 y haciendo uso del programa Autodesk Robot Structural Vs. 2015, se realizará el análisis estático y dinámico de una edificación de concreto armado con sistema aporticado. 

Se comparará los resultados de Desplazamientos, distorsiones y fuerzas de corte para el análisis estático, dinámico modal espectral y dinámico tempo historia.

1.2.

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION Autodesk Robot Structural 2015 posee una poderosa e intuitiva interfaz gráfica con procedimientos de modelaje, análisis, todos integrados usando una base de datos común. Aunque es fácil y sencillo para estructuras simples, Autodesk Robot Structural 2015 también puede manejar grandes y complejos modelos de edificios, incluyendo un amplio rango de comportamientos no lineales, haciéndolo la herramienta predilecta para ingenieros estructurales en la industria de la construcción.

2. MARCO TEORICO

DISEÑO SISMO RESISTENTE 2

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2.1. 

LOS PRINCIPIOS DE LA SISMO RESISTENCIA Forma regular La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación. Las formas complejas, irregulares o asimétricas causan un mal comportamiento cuando la edificación es sacudida por un sismo. Una geometría irregular favorece que la estructura sufra torsión o que intente girar en forma desordenada. La falta de uniformidad facilita que en algunas esquinas se presenten intensas concentraciones de fuerza, que pueden ser difíciles de resistir.



Bajo Peso Entre más liviana sea la edificación menor será la fuerza que tendrá que soportar cuando ocurre un terremoto. Grandes masas o pesos se mueven con mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y, por lo tanto, la exigencia de la fuerza actuante será mayor sobre los componentes de la edificación. Cuando la cubierta de una edificación es muy pesada, por ejemplo, esta se moverá como un péndulo invertido causando esfuerzos tensiones muy severas en los elementos sobre los cuales esta soportada.



Mayor rigidez Es deseable que la estructura se deforme poco cuando se mueve ante la acción de un sismo. Una estructura flexible o poco sólida al deformarse exageradamente favorece que se presenten danos en paredes o divisiones no estructurales, acabados arquitectónicos e instalaciones que usualmente son elementos frágiles que no soportan mayores distorsiones.



Buena estabilidad

Las edificaciones deben ser firmes y conservar el equilibrio cuando son sometidas a las vibraciones de un terremoto.

DISEÑO SISMO RESISTENTE 3

ANALISIS SISMICO

Estructuras poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar en caso de una cimentación deficiente. La falta de estabilidad y rigidez favorece que edificaciones vecinas se golpeen en forma perjudicial si no existe una suficiente separación entre ellas.



Suelo firme y buena cimentación La cimentación debe ser competente para trasmitir con seguridad el peso de la edificación al suelo. También, es deseable que el material del suelo sea duro y resistente. Los suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y facilitan asentamientos nocivos en la cimentación que pueden afectar la estructura y facilitar el daño en caso de sismo.



Estructura apropiada Para que una edificación soporte un terremoto su estructura debe ser sólida, simétrica, uniforme, continua o bien conectada. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentración de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que pueden causar graves daños o el colapso de la edificación.



Fijación de acabados e instalaciones Los componentes no estructurales como tabiques divisorios, acabados arquitectónicos, fachadas, ventanas, e instalaciones deben estar bien adheridos o conectados y no deben interaccionar con la estructura. Si no están bien conectados se desprenderán fácilmente en caso de un sismo.

2.2.

E-030: DISEÑO SISMO RESISTENTE 2015 La norma E-030 hace referencia a todo lo relacionado a la normativa existe sobre el diseño de las estructuras con respecto a movimientos sísmicos y el estudio de los suelos a lo largo de la geografía de nuestro país.

2.3.

ZONIFICACION

DISEÑO SISMO RESISTENTE 4

ANALISIS SISMICO

El territorio nacional se considera dividido en cuatro zonas, como se muestra en la Figura. La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, dando como resultado que Castrovirreyna se encuentra en la Zona 3, a cada zona se asigna un factor Z=0.35 según se indica en la Tabla.

FACTORES DE ZONA ZONA Z 4 0.45 3 0.35 2 0.25 1 0.1

2.4.

CATEGORÍA DE LAS EDIFICACIONES Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo con las categorías indicadas en la Tabla N° 3. El coeficiente de uso e importancia (U), definido en la Tabla N° 5 se usará según la clasificación que se haga. En este caso local policial pertenece a categoría A Edificaciones esenciales cuyo factor de uso U=1.5.

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DISEÑO SISMO RESISTENTE 6

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2.5.

SISTEMAS ESTRUCTURALES Los sistemas estructurales se clasificarán según los materiales usados y el sistema de estructuración sismo resistente predominante en cada dirección tal como se indica en la Tabla N°6. Según la clasificación que se haga de una edificación se usará un coeficiente de reducción de fuerza sísmica (R). Para el diseño por resistencia última las fuerzas sísmicas internas deben combinarse con factores de carga unitarios. En caso contrario podrá usarse como (R) los valores establecidos en Tabla N°6 previa multiplicación por el factor de carga de sismo correspondiente.

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ANALISIS SISMICO

El sistema escogido es aporticado para la estructura.

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2.6.

DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado según el Artículo 16 (16.4), no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso que se indica en la Tabla N° 8.

3. DESCRIPCION DE LA ZONA EN ESTUDIO 3.1.

UBICACIÓN La zona de estudio se encuentra ubicada en:

3.2.

 Región

:

Huancavelica

 Provincia

:

Castrovirreyna

SUELOS El área de estudio se encuentra asentado en un suelo de tipo II Ccuya capacidad portante es 1kg/cm y en su entorno se encuentra una variedad de tipos de suelo.



Tipo II Perfil de suelo tipo S2:Suelos intermedios Determinamos los parámetros de sitio:

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ANALISIS SISMICO

Por lo tanto el valor de: S=1.15 Tp(s)=0.6 TL(s)=2.0

4. ANALISIS ESTATICO Se calculara el Corte Estático con los valores de los parámetros definidos anteriormente, además de definir el peso de la Estructura y el Factor de Amplificación Dinámica (c) 4.1.

PESO DE LA ESTRUCTURA La estructura clasifico como categoría A, por lo tanto el peso que se ha considerado para el análisis sísmico es el debido a la carga permanente más el 50 %de la carga viva.



Carga muerta: El valor de las cargas Muertas empleadas comprende el peso propio de los elementos estructurales ( losas, vigas, columnas, placas, muros, etc.) según características descritas; además del peso de los elementos aligerados en losas, el peso de la tabiquería y el peso de los acabados, según:

Peso de los acabados:

120 Kg/m2 DISEÑO SISMO RESISTENTE 10

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Peso específico de tabiquería: 

210 Kg/m3

Carga Viva: El valor de la carga viva empleada es de 250 kg/m2 del 1° al 10° nivel , y 100 kg/m2 en azotea. CARGAS SOBRE LA ESTRUCTURA CARCA MUERTA Ladrillo de techo Ladrillo de techo 0.3 x 0.3 x 0.15

peso = 70 kg/m2

= 0.07 T/m2

Tabiquería Espesor 0.15 m Altura de muro 2.6 m Peso de muro por metro lineal 0.15 m x 0.14 kg/m x 2.6 m = 516 kg/m Peso de la tabiquería según Norma E 020 Peso tabiquería: Carga equivalente Kg/m2 =210 kg/m2 = 0.21 T/m2 Acabados Peso acabados = 120 kg/m2 = 0.12 T/m2 Para piso típicos: 0.07+0.21 +0.12 = 0.4 T/m2 Ultimo nivel: 0.07+ 0.09 + 0.12 = 0.28 T/m2 CARGA VIVA Local policial= 250 kg/m2 =0.25 T/m Ultimo nivel = 100 kg/m2 = 0.1 T/m

4.2.

FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA Y PERIODO FUNDAMENTAL Para el cálculo del Factor de Amplificación Sísmica en los Análisis se consideró el periodo fundamental estimado en la Norma NTE. E030, según: C=2.5(Tp/T)< 2.5

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DONDE: Ct=45

Por lo tanto T