Post on 12-Nov-2014
DE EDIFICIO APORTICADO
ALUMNA: CHIPANA CRUZADO ANDREA
PROFESOR: Dr. GENNER VILLARREAL CASTRO
Este trabajo de investigación nos permite aplicar la Norma Peruana E030, Diseño Sismo Resistente, para una Modelación Dinámica, como continuación del primer trabajo de investigación donde realizamos un análisis estático. Se hizo un Análisis Espectral.
Este trabajo nos ha permitido comprender la importancia de la relación suelo-estructura el cual se tuvo que utilizar fórmulas que nos permiten hallar los coeficientes de rigidez para cargar al SAP 2000 para la correcta modelación. Se utilizó el Modelo de Barkan para la Interacción Suelo-Estructura
INTRODUCCION
L1= Chipana = 7 m L2= Cruzado = 7m L3= Andrea = 6m USO: Vivienda, Planta “A” TIPO DE SUELO: Suelo rígido UBICACION: Lima f’c = 210 Kg/cm2 fy = 4200 Kg/cm2 DIAFRAGMA HORIZONTAL: Losa aligerada
DATOS DE LA ESTRUCTURA
H= L/25
L= Luz Libre de Viguetas 7.00m
H= 0.28m Tomaremos 0.30m
Ancho de Vigueta: 0.10m
Entre Ejes de Viguetas: 0.40m
PREDIMENSIONAMIENTO
LOSA ALIGERADA
COLUMNAS
Área Tributaria Para Columna C-1 = 49.00 m2
Área Tributaria Para Columna C-2 = 24.50 m2Área Tributaria Para Columna C-3 = 24.50 m2Área Tributaria Para Columna C-4 = 12.25 m2
Después del análisis para el predimensionamiento en las columnas que es el mismo para el análisis estático las columnas serán:
VIGAS
Después del análisis para el predimensionamiento en las vigas que es el mismo para el análisis estático las vigas serán las siguientes:
METRADO DE CARGAS
DIMENSIONAMIENTO DE ZAPATASPARA ZAPATA ESQUINADA 1 (C4)
PISO 4PM b h Losa 3.5 3.5 0.42 5.145Viga Trans 3.5 0.3 0.3 2.4 0.756Viga long 3.5 0.25 0.1 2.4 0.21Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 3.8 3.8 0.1 1.444 PT 10.4062
PISO 3 Y 2PM b h Losa 3.5 3.5 0.42 5.145Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 3.8 3.8 0.2 2.888 PT 24.9604
PISO 1PM Losa 3.5 3.5 0.42 5.145Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 3.8 3.8 0.2 2.888 PT 13.3442
PESO TOTAL DEL 1 AL 4 PISO 48.7108
TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE : qa > 3 kg/cm2 Suponiendo qa = 35 tn/m2
qa = (PESO TOTAL+Area Zapatax2.4)/ Área Zapata
Az = 1.49419632
Zapata cuadrada
L x L = Az L = 1.22 m
REDONDEANDO L = 1.25 m
PARA ZAPATA EXCENTRICA EN X (C3)
PISO 4PM b h Losa 7 3.5 0.42 10.29Viga Trans 7 0.3 0.3 2.4 1.512Viga long 3.5 0.25 0.1 2.4 0.21Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 3.8 0.1 2.66 PT 17.5232
PISO 3 Y 2PM b h Losa 7 3.5 0.42 10.29Viga Trans 7 0.35 0.4 2.4 2.352Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 3.8 0.2 5.32 PT 42.4664
PISO 1PM b h Losa 7 3.5 0.42 10.29Viga Trans 7 0.35 0.4 2.4 2.352Viga long 3.5 0.25 0.2 2.4 0.42Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 7 3.8 0.2 5.32 PT 22.0972
PESO TOTAL DEL 1 AL 4 PISO 82.0868
TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE : qa > 3 kg/cm2 suponiendo qa = 35 tn/m2
qa = (PESO TOTAL+Area Zapatax2.4)/ Área Zapata
Az = 2.518
Zapata cuadrada
L x L = Az L = 1.59 m
REDONDEANDO L = 1.60 m
PARA ZAPATA EXCENTRICA EN Y (C2)
PISO 4PM b h Losa 3.5 7 0.42 10.29Viga Trans 3.5 0.3 0.3 2.4 0.756Viga long 7 0.25 0.1 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 4.35 7 0.1 3.045 PT 17.3622
PISO 3 Y 2PM b h Losa 3.5 7 0.42 10.29Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 3.8 7 0.2 5.32 PT 40.9544
PISO 1PM b h Losa 4 7 0.42 11.76Viga Trans 3.5 0.35 0.4 2.4 1.176Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 3.8 7 0.2 5.32 PT 22.8112
PESO TOTAL DEL 1 AL 4 PISO 81.1278
TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE : qa > 3 kg/cm2 suponiendo qa = 35 tn/m2
qa = (PESO TOTAL+Area Zapatax2.4)/ Área Zapata
Az = 2.48858282
Zapata cuadrada
L x L = Az L = 1.58 m
REDONDEANDO L = 1.60 m
PARA ZAPATA CENTRADA (C1)
PISO 4PM b h Losa 7 7 0.42 20.58Viga Trans 7 0.3 0.3 2.4 1.512Viga long 7 0.25 0.1 2.4 0.42Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 7 0.1 4.9 PT 30.2632
PISO 3 Y 2PM b h Losa 7 7 0.42 20.58Viga Trans 7 0.35 0.4 2.4 2.352Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 3.3 0.6 0.6 2.4 2.8512 PV Vivienda 7 7 0.2 9.8 PT 72.8464
PISO 1PM b h Losa 7 7 0.42 20.58Viga Trans 4 0.35 0.4 2.4 1.344Viga long 7 0.25 0.2 2.4 0.84Columna 4.3 0.6 0.6 2.4 3.7152 PV Vivienda 7 7 0.2 9.8 PT 36.2792
PESO TOTAL DEL 1 AL 4 PISO 139.3888
TIPO DE SUELO : RIGIDOCAPACIDAD PORTANTE :qa > 3 kg/cm2 suponiendo qa = 35 tn/m2
qa = (PESO TOTAL+Area Zapatax2.4)/ Área Zapata
Az = 4.27573006
Zapata cuadrada
L x L = Az L = 2.07 m
REDONDEANDO L = 2.10 m
ANALISIS DINAMICO
Piso Largo (m) Ancho (m) Total de Carga Muerta (Tn)
Total de Carga Viva (Tn)
Porcentaje de Carga Viva a
Considerar (Tn)Peso Sismico CM+CV (Tn)
Masa Traslacional (Tn.seg2/m)
Masa Rotacional (Tn.seg2.m)
25% 1 21.60 20.60 369.86 88.99 22.25 392.11 39.97 2,967.52 2 21.60 20.60 356.04 88.99 22.25 378.28 38.56 2,862.90 3 21.60 20.60 356.04 88.99 22.25 378.28 38.56 2,862.90 4 21.60 20.60 342.45 44.50 11.12 353.58 36.04 2,675.90
Peso 1,424.38 311.47 77.87 1,502.25 153.13 11,369.21
Parametros Valores Descripcion
Z 0.40 Zona 3 ( Lima )U 1.00 Edificacion para viviendaS 1.00 Suelo Rígido (S1)
Rx 6.00 Estructura aporticada irregular Sismo xRy 8.00 Estructura Conformada Por Porticos Sismo YTp 0.40 Factor que depende de "S"hn 13.20 Altura total de la edificacion (mts)
Ct 60.00Coeficiente para estimar el periodo fundamental
T 0.22 Periodo fundamental de la estructuraC calculado 4.55 Coeficiente de amplificacion sismicaC asumido 2.50 Coeficiente de amplificacion sismica
Factor de Escala x = 0.6540
Factor de Escala y= 0.4905
MODELO BARKANZAPATA ESQUINADA
a= 1.25mb= 1.25mCo= 3tabla 2.1suelo= s1MODULO DE BARKANLA PRESION ESTATICA
Redificio= 194.8432tonNzap= 4Azap= 1.5625m2Iψx= 0.20345052m4Iψy= 0.20345052m4
ρ= 0.00311749Kg/cm2ρo= 0.2Kg/cm2μ= 0.35Do= 2.36363636Kg/cm3Cz= 1.57311Kg/cm3 1573.11ton/m3 Cx=Cy= 1.23942Kg/cm3 1239.42ton/m3 CΨx= 2.77166Kg/cm3 2771.66ton/m3 CΨy= 2.77166Kg/cm3 2771.66ton/m3
COEFICIENTE DE RIGIDEZ Kx=Ky= 1936.58962ton/m Kz= 2457.98ton/m KΨx= 563.90ton/m KΨy= 563.90ton/m
ZAPATA EXCENTRICA EN X
a= 1.6mb= 1.6mCo= 3tabla 2.1suelo= s1MODULO DE BARKANLA PRESION ESTATICA
Redificio= 328.3472tonNzap= 4Azap= 2.56m2Iψx= 0.54613333m4Iψy= 0.54613333m4
ρ= 0.00320652Kg/cm2ρo= 0.2Kg/cm2μ= 0.35Do= 2.36363636Kg/cm3Cz= 1.32951Kg/cm3 1329.51ton/m3 Cx=Cy= 1.04749Kg/cm3 1047.49ton/m3 CΨx= 2.27916Kg/cm3 2279.16ton/m3 CΨy= 2.27916Kg/cm3 2279.16ton/m3
COEFICIENTE DE RIGIDEZ Kx=Ky= 2681.57751ton/m Kz= 3403.54ton/m KΨx= 1244.72ton/m KΨy= 1244.72ton/m
ZAPATA EXCENTRICA EN Y
a= 1.6mb= 1.6mCo= 3tabla 2.1suelo= s1MODULO DE BARKANLA PRESION ESTATICA
Redificio= 324.5112tonNzap= 4Azap= 2.56m2Iψx= 0.54613333m4Iψy= 0.54613333m4
ρ= 0.00316905Kg/cm2ρo= 0.2Kg/cm2μ= 0.35Do= 2.36363636Kg/cm3Cz= 1.32172Kg/cm3 1321.72ton/m3 Cx=Cy= 1.04135Kg/cm3 1041.35ton/m3 CΨx= 2.26580Kg/cm3 2265.80ton/m3 CΨy= 2.26580Kg/cm3 2265.80ton/m3
COEFICIENTE DE RIGIDEZ Kx=Ky= 2665.86739ton/m Kz= 3383.60ton/m KΨx= 1237.43ton/m KΨy= 1237.43ton/m
ZAPATA CENTRADA
a= 2.1mb= 2.1mCo= 3tabla 2.1suelo= s1MODULO DE BARKANLA PRESION ESTATICA
Redificio= 557.5552tonNzap= 4Azap= 4.41m2Iψx= 1.620675m4Iψy= 1.620675m4
ρ= 0.00316074Kg/cm2ρo= 0.2Kg/cm2μ= 0.35Do= 2.36363636Kg/cm3Cz= 1.09550Kg/cm3 1095.50ton/m3 Cx=Cy= 0.86312Kg/cm3 863.12ton/m3 CΨx= 1.81386Kg/cm3 1813.86ton/m3 CΨy= 1.81386Kg/cm3 1813.86ton/m3
COEFICIENTE DE RIGIDEZ Kx=Ky= 3806.35631ton/m Kz= 4831.14ton/m KΨx= 2939.67ton/m KΨy= 2939.67ton/m
ZAPATA ESQUINADA
radianesangulo friccion
(Ys)= 24 0.4189calculo de m según tabla
coeficiente poison suelo (µs)= 0.35
tabla 2.2 Tablas 2.3
densidad del suelo (Rs)= 0.18 Ts2/m4
moz = 3.12 m1z = 0.62 alfa (a)= 1 m
mox = 1.9 m1x = 0.31
m oY = 1.03 m1 Y = 0.16dimensiones de
zapatas
a = 1.25calculos por formula de los
m b = 1.25
mz = 3.47
-2.13489
67area zapata= 1.5625
mx = 2.07 a= 0.7052
mY = 1.12
por formula 2.12 ; 2.11
Mz = 0.22 ts2/mMx My Mz MΨx MΨy MΨxz
My=Mx = 0.13 ts2/m 0.13 0.13 0.22 0.04 0.04 0.04
MY = 0.04 ts2/m
ZAPATA EXCENTRICA EN X
ZAPATA EXCENTRICA EN Y
radianesangulo friccion
(Ys)= 24 0.4189calculo de m según tabla
coeficiente poison suelo (µs)= 0.35
tabla 2.2 Tablas 2.3
densidad del suelo
(Rs)= 0.18 Ts2/m4
moz = 3.12 m1z = 0.62 alfa (a)= 1 m
mox = 1.9 m1x = 0.31
m oY = 1.03 m1 Y = 0.16dimensiones de
zapatas
a = 1.6calculos por formula de los m b = 1.6
mz = 3.56
-2.134896
7area zapata= 2.56
mx = 2.12 a= 0.9027
mY = 1.14
por formula 2.12 ; 2.11
Mz = 0.47 ts2/mMx My Mz MΨx MΨy MΨxz
My=Mx = 0.28 ts2/m 0.28 0.28 0.47 0.12 0.12 0.12
MY = 0.12 ts2/m
ZAPATA CENTRADA
radianesangulo friccion (Ys)= 24 0.4189
calculo de m según tablacoeficiente poison suelo (µs)= 0.35
tabla 2.2 Tablas 2.3 densidad del suelo (Rs)= 0.18 Ts2/m4
moz = 3.12 m1z = 0.62 alfa (a)= 1 m
mox = 1.9 m1x = 0.31
m oY = 1.03 m1 Y = 0.16dimensiones de zapatas
a = 2.1
calculos por formula de los m b = 2.1
mz = 3.70 -2.1348967 area zapata= 4.41
mx = 2.19 a= 1.1848
mY = 1.18
por formula 2.12 ; 2.11
Mz = 1.11 ts2/mMx My Mz MΨx MΨy MΨxz
My=Mx = 0.66 ts2/m 0.66 0.66 1.11 0.50 0.50 0.50
MY = 0.50 ts2/m
CALCULO DE LAS EXCENTRICIDADES ACCIDENTALES.
Ex = 0.05 X 21.60 = 1.08 mts
Ey = 0.05 X 20.60 = 1.03 mts
CALCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD
MODELAMIENTO EN SAP2000
MODELAMIENTO EN 3DPERSPECTIVA FRONTAL
COMUN ESPECTRAL
PERIODOS DE VIBRACION
BARKAN
COMPARACION DE RESULTADOS
COMUN BARKAN0
20
40
60
80
100
120
57.96
98.87
DESPLAZAMIENTO EN X
DESPLAZAMIENTO EN X
ANALISIS
DESP
LA
ZA
MIE
NTO
EN
X (
mm
)
COMUN BARKAN0
20
40
60
80
100
120
140
160
85.69
143.3
DESPLAZAMIENTO EN Y
DESPLAZAMIENTO EN Y
ANALISIS
DESP
LA
ZA
MIE
NTO
EN
Y (
mm
)
COMUN BARKAN0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
15.48
10.93
8.587.77
FUERZA AXIAL
FUERZA AXIAL EN XFUERZA AXIAL EN Y
ANALISIS
FU
RZA
AX
IAL (
T )
COMUN BARKAN0
2
4
6
8
10
12
14
12.34
8.63
5.715.13
FUERZA CORTANTE
FUERZA CORTANTE EN XFUERZA CORTANTE EN Y
ANALISIS
FU
ER
ZA
CO
RTA
NTE (
T)
COMUN BARKAN TH0
10
20
30
40
50
60
70
29.59 28
62.57
18.0315.82
45.87
MOMENTO FLECTOR
MOMENTO FLECTOR XMOMENTO FLECTOR Y
ANALISIS
MO
MEM
TO
FLEC
TO
R (
T.m
)
CONCLUSIONES
La modelación permitió ver los desplazamientos y poder hallar las derivas de entrepisos que cumplía con la Norma E.030. En este trabajo también se utilizó el Modelo de Barkan, con el cual se hizo un análisis zapata por zapata para la ISE
Del análisis sísmico también se puede concluir que las estructuras aporticadas tal vez no sean las mas recomendadas en zonas sísmicas. De alguna manera se recomienda investigar modelar la misma estructura con placas o con dimensiones más grandes de sus elementos estructurales.
GRACIAS
Correo: achipanac@usmp.edu.pe