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UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARÍA DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES

INFORME Hormigón Armado II Tarea N°1

JOSUE LARENAS VALENZUELA 2502007-3

PROFESOR: GILBERTO LEIVA FECHA: 12/09/2014

Hormigón Armado II, II Semestre 2014

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ÍNDICE DE CONTENIDO 1. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................................................... 3 2. BASES Y ANTECEDENTES........................................................................................................................... 3 2.1. Propósito................................................................................................................................................ 3 2.2. Códigos Aplicables ................................................................................................................................. 3 2.2.1. Normas Nacionales ........................................................................................................... 3 2.3. Materiales .............................................................................................................................................. 3 2.4. Solicitaciones de Diseño ........................................................................................................................ 4 2.4.1. Cargas Permanentes – Peso Propio................................................................................... 4 2.4.2. Cargas Eventuales ............................................................................................................. 4 2.4.3. Sobrecargas ....................................................................................................................... 4 2.5. Combinaciones de Carga ....................................................................................................................... 4 2.5.1. Estados básicos de carga................................................................................................... 4 2.5.2. Combinaciones de carga para el diseño ............................................................................ 4 3. GEOMETRÍA DEL EDIFICIO ........................................................................................................................ 5 3.1. Vista tridimensional del Edificio ........................................................................................................... 5 4. ANÁLISIS GENERAL DEL EDIFICIO ............................................................................................................. 6 4.1. Peso Sísmico .......................................................................................................................................... 6 4.2. Períodos ................................................................................................................................................. 6 4.3. Corte Basal y distribución de fuerzas Sísmicas ..................................................................................... 7 4.4. Distribución de Desplazamientos ......................................................................................................... 8 4.5. Derivas de Entrepiso............................................................................................................................ 10 4.6. Comentarios finales ................................................................................ Error! Bookmark not defined.

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MARCO TEÓRICO En este avance se presenta el dibujo y análisis simple de un edificio de 12 pisos y 30 m de altura, mediante la herramienta ETABS. El uso de los softwares de diseño debe ser compatible con las normativas vigentes en Chile, de modo que los resultados proporcionados sean de validez suficiente. La herramienta ETABS permite simular el comportamiento de una estructura (compuesta por muros, columnas, vigas, losas, etc) frente a diferentes estados de cargas, estáticos y sísmicos. Sin embargo su buen uso y análisis es responsabilidad del usuario que lo ejecuta, el cual, usando su criterio intenta representar lo mejor posible la realidad. Es el objeto de esta primera etapa, desarrollar las habilidades de uso del software mencionado.

1. BASES Y ANTECEDENTES En esta sección se presenta un resumen materiales y métodos utilizados en el diseño de la estructura.

1.1. Propósito Se establecen las bases del análisis y diseño del proyecto.

1.2. Códigos Aplicables 1.2.1. Normas Nacionales Normas para el diseño:  NCh 433. Diseño Sísmico de Edificios.  NCh 430. Hormigón Armado  Decreto Supremo Nro. 60. (Las principales directrices de estos códigos fueron entregados en el enunciado de la tarea)

1.3. Materiales 

Materiales: Hormigón G25 y Acero A630-420H.

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1.4. Solicitaciones de Diseño 1.4.1. Cargas Permanentes – Peso Propio Se consideran los efectos de cargas gravitatorias permanentes incluyendo el peso de las estructuras y de elementos fijos a éstas. Para el hormigón armado se considera un peso específico de 2,5 [T/m3]. Además, se considera una carga de peso propio adicional de 100 [Kgf/m2] sobre las losas. 1.4.2. Cargas Eventuales El calculo sísmico de la estructura se efectúa mediante los archivos de datos de espectros en las direcciones X e Y. Se solicito obtener los resultados considerando un suelo tipo C, es decir, suelo denso o firme, y se entregaron los espectros apropiados para ello. 1.4.3. Sobrecargas Se considera una sobrecarga de 200 [Kgf/cm2].

1.5. Combinaciones de Carga 1.5.1. Estados básicos de carga    

D L SX SY

= Peso Propio. = Sobrecarga. = Sismo en dirección X. = Sismo en dirección Y.

1.5.2. Combinaciones de carga para el diseño De acuerdo a las combinaciones de carga establecidas en NCh 433 y ACI 318S-08 tenemos lo siguiente:

Combinación COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 COMB5 COMB6

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D 1,4 1,2 1,2 1,2 0,9 0,9

Factores de Mayoración L SX 1,6 1 1

SY

1,4 1,4 1,4 1,4

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2. GEOMETRÍA DEL EDIFICIO 2.1. Vista tridimensional del Edificio

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3. ANÁLISIS GENERAL DEL EDIFICIO 3.1. Peso Sísmico Según la NCh 433 sección 5.5.1, el peso sísmico corresponde a las cargas permanentes más un porcentaje de la sobrecarga de uso, que no podrá ser inferior a 25% para el caso de edificios habitacionales, con lo cual:

Mediante ETABS, obtenemos una aproximación del peso sísmico mediante la combinación de carga nombrada “PSIS”, con lo cual el peso sísmico de la estructura es:

3.2. Períodos El análisis realizado con el ETABS entrega los siguientes periodos, para los primeros 12 modos de vibrar:

Modo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

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Período 1.069508 1.008955 0.801132 0.266693 0.219241 0.202473 0.116536 0.095119 0.091712 0.068545 0.058066 0.055883

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3.3. Corte Basal y distribución de fuerzas Sísmicas De los resultados obtenidos mediante el ETABS tenemos que la distribución de las fuerzas sísmicas en cada piso es la siguiente (unidades en Tonf):

PISO SISMO EN X SISMO EN Y 12 46.1 52.81 11 87.68 97 10 120.95 128.48 9 147.85 151.11 8 170.25 168.97 7 189.69 185.54 6 207.05 202.87 5 222.37 220.84 4 235.55 238.33 3 245.73 253 2 252.02 262.62 1 254.4 266.44 CORTE BASAL 2179.64 2228.01 Al graficar los datos anteriores se obtuvo:

Además, se obtiene el corte basal como la suma de las fuerzas sísmicas laterales en casa dirección. Como se indica en la tabla anterior, el corte basal en la dirección X es de 2179.6 [Tonf] y el corte basal en la dirección Y es de 2228 [Tonf].

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3.4. Distribución de Desplazamientos El desplazamiento para cada piso debido al sismo en dirección X es:

PISO 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Despl.en X [m] Rot. En Z [rad] 0.0206 0.00029 0.0186 0.00026 0.0166 0.00023 0.0146 0.0002 0.0124 0.00017 0.0103 0.00015 0.0082 0.00012 0.0061 0.00009 0.0043 0.00006 0.0027 0.00004 0.0014 0.00002 0.0004 0.00001

No se incluyeron los desplazamientos en Y debido que su valor es casi nulo. Al graficar los datos para los desplazamientos en X se obtiene lo siguiente:

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El desplazamiento de cada piso cuando el sismo es en la dirección Y es detallado en la tabla:

PISO Despl.en Y [m] Rot. En Z [rad] 12 0.0326 0.00068 11 0.0292 0.00062 10 0.0258 0.00055 9 0.0223 0.00049 8 0.0188 0.00042 7 0.0154 0.00035 6 0.0122 0.00028 5 0.0091 0.00021 4 0.0063 0.00015 3 0.0039 0.00009 2 0.002 0.00005 1 0.0006 0.00001 De manera similar al caso anterior, no se incluyen los desplazamientos en X por ser estos casi nulos. Gráficamente, la distribución en altura es la siguiente:

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3.5. Derivas de Entrepiso A continuación se muestran los resultados referentes al los DRIFT, es decir, las distancias relativas entre pisos consecutivos, debidos a los sismos en X y en Y. Los desplazamientos entre pisos, en las direcciones X e Y para el Sismo en la dirección X son (en metros):

PISO 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

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DRIFT-SISMO X DRIFT en X DRIFT en Y 0.000861 0.000163 0.000892 0.000168 0.000921 0.000173 0.000942 0.000177 0.000949 0.000178 0.000934 0.000177 0.000893 0.000171 0.000819 0.000159 0.000703 0.000139 0.000579 0.000116 0.000415 0.000083 0.000186 0.000033

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Para el Sismo en la dirección Y se obtiene (drifts en metros):

PISO 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

DRIFT-SISMO Y DRIFT en X DRIFT en Y 0.000173 0.001727 0.000179 0.00177 0.000185 0.001798 0.000191 0.001807 0.000194 0.00179 0.000195 0.001739 0.00019 0.001646 0.000178 0.001501 0.000156 0.001292 0.00013 0.001054 0.000093 0.000741 0.00003 0.000319

La representación de los drifts para cada piso es la siguiente:

DRIFT debido a SISMO Y 0.002 0.0018 0.0016 DRIFT [m]

0.0014 0.0012

DRIFT en X

0.001

DRIFT en Y

0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0 0

2

4

6 PISOS

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