CURSO DE ACTUALIZACIÓN:
ANALISIS SISMORRESISTENTE DE UNA EDIFICACION DE CONCRETO ARMADO
MsCº Ricardo Oviedo Sarmiento
1. 2. 3. 4. 5. 6.
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO OBJETIVO CRITERIO DE DISEÑO ESTRUCTURAL NORMAS Y REGLAMENTOS CARGAS Y COMBINACIONES ANÁLISIS ESTRUCTURAL 6.1 Propiedades de los Materiales 6.2 Carga Sísmica 7. MODELO ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACIÓN 7.1 Modelo Estructural de la Edificación 7.2 Estimación de Masas 7.3 Modos de Vibración 7.4 Desplazamientos y Distorsiones de Entrepiso
Proyecto EDIFICIO COMERCIAL UBICADO EN EL CENTRO DE LIMA. Primer Nivel: AREA DE CARGA Y DESCARGA TIENDA RECEPCION DE MERCADERIA OFICINAS ALMACEN SSHH Segundo Nivel: ALMACEN SSHH
Estrato de apoyo de la cimentación: El suelo del área en estudio está constituido por materiales conglomerados proveniente básicamente de depósitos aluviales. No se encontró el nivel freático hasta la profundidad explorada.
Capacidad portante o admisible del suelo: qa = 6.00 Kg/cm2 En el lugar de Estudio la existencia de la napa freática no se encuentra a poca profundidad, por lo que no existe probabilidad de ocurrencia de licuación de suelos.
OBJETIVO
El objetivo del presente proyecto es analizar y diseñar las estructuras, de acuerdo a las Normas y criterios Sismorresistentes locales (NTE-030) (Norma Peruana de Estructuras), Normas internacionales vigentes, Norma de Construcciones en Concreto Estructural ACI 318-05 (NTE060), etc. Conocer su capacidad Sismorresistente y su comportamiento ante un evento sísmico durante su vida útil bajo los requerimientos de la Norma Técnica Peruana de Edificaciones E-030 de Diseño Sismorresistente vigente (2006).
CRITERIO DE DISEÑO ESTRUCTURAL
La cimentación de las edificaciones es de tipo superficial con zapatas conectadas con vigas de cimentación. Para la estructuración del módulo principal se han utilizado muros de concreto armado con columnas y vigas de concreto armado, adicionándole un peralte adecuado a las columnas de concreto armado y algunos muros de concreto armado con la rigidez y resistencia apropiada para controlar los desplazamientos laterales de entrepiso
NORMAS Y REGLAMENTOS
Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-020 "Cargas". Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-030 "Diseño Sismo Resistente". Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-050 "Suelos y Cimentaciones". Reglamento Nacional de Construcciones. Norma Técnica de Edificación E-070 “Albañilería Confinada”.
CARGAS Las cargas usadas son las siguientes: Sobrecarga para oficinas = 250 Kg/m2 Sobrecarga para corredores = 400 Kg/m2 Sobrecarga para escaleras = 400 Kg/m2 Sobrecarga para almacenes = 1000 Kg/m2 Sobrecarga en azotea = 100 Kg/m2 Acabado típico = 100 Kg/m2 Aligerado (e =0.20m) = 300 Kg/m2 Losa maciza (e =0.20m) = 480 Kg/m2
COMBINACIONES DE CARGA
COMBINACIONES COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 COMB5 SERVICIO
CM 1.40 1.25 1.25 0.90 0.90 1.00
CV 1.70 1.25 1.25 1.00
SISMO 1.00 -1.00 1.00 -1.00 -
ANÁLISIS ESTRUCTURAL
La edificación fue analizada con el programa de computo ETABS (Extended Three Dimensional Analysis of Building Systems) versión nolineal 9.5.0 (CSI, 2009), mediante un modelo tridimensional, suponiendo diafragma rígido frente a acciones en su plano. En el análisis se adoptó un comportamiento lineal y elástico. Los elementos de concreto armado se representaron con elementos lineales tipo Frame y los muros de albañilería confinada y placas de concreto armado se representaron con elementos lineales tipo Shell.
Propiedades de los Materiales Concreto armado zapatas
f’c=210 kg/cm2
Concreto armado losas
f’c=280 kg/cm2
Concreto armado vigas
f’c=280 kg/cm2
Concreto armado placas
f’c=280 kg/cm2
Acero
fy=4,200 kg/cm2
Capacidad Portante: De acuerdo a los estudios de suelo, y al Ensayo Triaxial, hecho en el laboratorio la capacidad portante del suelo es de:
Q Adm. = 6.00 kg/cm2.
Carga Sísmica El análisis sísmico se realizó según la norma vigente, NTE E-030 (2006), PARÁMETROS PARA EL ANÁLISIS SÍSMICO
Factor de zona (Zona 2)
Z = 0.4
Factor de uso e importancia (categoría A)
U = 1.0
Factor de suelo (S2)
S = 1.0
Período para definir espectro de seudo aceleración Reducción de la respuesta: Muros estructurales de concreto armado. Dirección longitudinal Muros estructurales de concreto armado. Dirección transversal
Tp = 0.4 s
R = 6.0 R = 6.0
Espectro inelástico de la edificación.
Modelo Estructural de la Edificación
Está constituido por una edificación con tres niveles, con sistema de losa maciza de 0.20 cm de espesor. Esta edificación presenta irregularidades en planta en un modulo según se muestran en los planos y en las figuras mostradas. De otro lado las estructuras están conformadas por una estructuración de tipo muros estructurales, es decir muros de concreto armado. Adecuadamente distribuidos en ambas direcciones con el objetivo de garantizar una adecuada contribución de rigidez en ambos sentidos Con columnas cuadradas de 0.80 x 0.80 Con vigas peraltadas principales de 0.50 x 0.80
Con vigas peraltadas secundarias de 0.30 x 0.50 .
Periodos y Frecuencias de Vibración.
.
Modos
Periodo (s)
Frecuencia (hertz)
1
0.5991
1.6691
2
0.5434
1.8402
3
0.4432
2.2563
Periodos y Frecuencias de Vibración.
.
Modos
Periodo (s)
Frecuencia (hertz)
1
0.5991
1.6691
2
0.5434
1.8402
3
0.4432
2.2563
Desplazamientos y Distorsiones de Entrepiso
.
Desplazamientos y distorsiones en el eje Y Eje
Nivel
Y-Y Y-Y Y-Y Y-Y Y-Y
Quinto Cuarto Tercer Segundo Primer
Desplazamiento (cm) 9.77 7.99 6.00 3.99 2.13
Distorsión (cm/cm) 0.0042 0.0046 0.0047 0.0043 0.0029
Desplazamientos y distorsiones en el eje X Eje
Nivel
X-X X-X X-X X-X X-X
Quinto Cuarto Tercer Segundo Primer
Desplazamiento (cm) 8.97 7.46 5.69 3.87 2.14
Distorsión (cm/cm) 0.0035 0.0041 0.0042 0.0041 0.0029
El correspondiente perfil es el tipo S1, en su comportamiento sísmico. De acuerdo a la Zonificación Sísmica del Perú, el departamento de Lima está ubicado en la Zona 3 de sismicidad alta con un factor de Z=0.4. Los elementos que aportan rigidez lateral están dispuestos simétricamente y la torsión es despreciable. De la Evaluación, se observa que las distorsiones en las estructuras en el eje X-X (0.0042) y en el eje Y-Y (0.0047) son menores a las permitidas en la Norma Peruana E-030 (0.0070 y 0.0070) lo que indica que se está cumpliendo la Norma y no requiere una rigidización adicional de la estructura.
El modelo presenta irregularidades importantes, las cuales han sido controladas con la ubicación de los muros de concreto armado.
Ing. Ricardo Oviedo Sarmiento
• Para la viga que se muestra en la figura, diseñar la sección de momento máximo considerando que esta ubicada en zona de alto riesgo sísmico y la sección es rectangular: b=50cm, h =80cm; , , estribo
VIGA (50X80) EJE: C TRAMO: 3-4
ENVOLVENTE
Usar 6
Usar estribos ∅1/2",
[email protected], 16@10 , RESTO @0. 30
Ing. Ricardo Oviedo Sarmiento
• Para la columna que se muestra en la figura, diseñar la sección de momento máximo considerando que esta ubicada en zona de alto riesgo sísmico y la sección es cuadrada: b=80cm, h =80cm; , , estribo
COLUMNA (80X80) EJE: B TRAMO: 4
ENVOLVENTE
(carga axial)
ENVOLVENTE (Momento X)
• ENVOLVENTE (Momento Y)
Usar 20
Usar estribos ∅1/2",
[email protected], 8@10 , RESTO @0. 25
Ing. Ricardo Oviedo Sarmiento
