Diseño Sismico de Edificaciones E030

DISEÑO SISMICO DE EDIFICACIONES CON

NUEVA E030DR. GENNER VILLARREAL CASTRO

PROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH – BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM - Ecuador

PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP

PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

Es el armazón que le da forma a un edificio (Esqueleto)

Sostiene a un edificio, lo fija al suelo y hace que las cargas se transmitan a éste

Lo que hace resistente a una edificación ante movimientos sísmicos

CRITERIOS ESTRUCTURALES Y GEOTECNICOS EN EDIFICACIONES

ARQUITECTURA

ESTRUCTURACIÓN

PRE-DIMENSIONAMIENTO

METRADOCARGA VERTICAL

100%CM+100%CV

METRADOCARGA LATERAL (SISMO)

100%CM+___%CV

NORMA DISEÑO SÍSMICO

NORMA DISEÑO SÍSMICO

MODELACIÓN 1 MODELACIÓN 2

ANÁLISIS POR CARGA VERTICAL

CONTROL 1 , 2

ANÁLISIS POR CARGA LATERAL

CONTROL 3OkOk No

DISEÑO ESTRUCTURAL

No

Controles por carga vertical1) Capacidad Portante: Resistencia del terreno

2) Asentamiento

2.1) Asentamiento tolerable: Consecuencia del proceso constructivo (cohesión molecular del suelo)

2.2) Asentamiento diferencial: Es la diferencia que se produce entre las zapatas en relación una con otra.

Evitar pérdida de estabilidad de la superestructura

Control por carga lateral (sismo) Control de desplazamiento lateral o control de

deriva (drift)

-Se procede a realizar las combinaciones de cargas según E060

-Si no cumple, es un Edificio Flexible, por lo tanto se debe reforzar.

Evitar perdida de estabilidad

8

∆4

∆3

∆2

∆1

H4

H3

H2

H1

∆i-1

Hiβ

Δi-1 Δi-Δi-1 Δi-Δi-1

Hi

F4

F3

F2

F1

REQUISITOS PARA MUROS CONFINADOS

SEGÚN NORMA E070

PREDIMENSIONAMIENTO PREDIMENSIONAMIENTO DE ELEMENTOS DE ELEMENTOS

ESTRUCTURALESESTRUCTURALESDr. GENNER VILLARREAL CASTRODr. GENNER VILLARREAL CASTRO

PROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH-BoliviaPROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH-BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM-EcuadorPROFESOR VISITANTE ULEAM-EcuadorPROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMPPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP

PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

LOSAS ALIGERADASLOSAS ALIGERADAS::

El peralte de las losas aligeradas podrán ser El peralte de las losas aligeradas podrán ser

dimensionadas considerando el siguiente criterio:dimensionadas considerando el siguiente criterio:H=Ln/25H=Ln/25

Siendo:Siendo: Ln – longitud del lado menorLn – longitud del lado menor

H = altura o espesor total de la losa aligerada y por H = altura o espesor total de la losa aligerada y por tanto incluye los 5cm de losa superior y el espesor del tanto incluye los 5cm de losa superior y el espesor del ladrillo de techo. Los ladrillos serán de 12, 15, 20 y ladrillo de techo. Los ladrillos serán de 12, 15, 20 y 25cm respectivamente25cm respectivamente

El Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tener en El Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tener en cuenta la determinación de la altura de piso a piso, el cuenta la determinación de la altura de piso a piso, el espesor anteriormente indicado y la consideración de espesor anteriormente indicado y la consideración de 5cm adicionales para el denominado piso terminado5cm adicionales para el denominado piso terminado

LOSAS MACIZASLOSAS MACIZAS::

Las losas macizas pueden ser dimensionadas Las losas macizas pueden ser dimensionadas en forma aproximada, considerando: en forma aproximada, considerando:

Hmaciza = Haligerada – 5cm

También se puede aplicar el siguiente criterio:También se puede aplicar el siguiente criterio:

H=L/40H=L/40 Siendo:Siendo: L – longitud del lado mayorL – longitud del lado mayor

PREDIMENSIONAMIENTO DE PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGASVIGAS

Las vigas se dimensionan generalmente Las vigas se dimensionan generalmente considerando un peralte del orden de 1/10 considerando un peralte del orden de 1/10 a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse que esta altura incluye el espesor de la losa esta altura incluye el espesor de la losa del techo o pisodel techo o pisoEl ancho es variable de 1/2 a 2/3 veces su El ancho es variable de 1/2 a 2/3 veces su altura, teniendo en cuenta un ancho altura, teniendo en cuenta un ancho mínimo de 25cm, con la finalidad de evitar mínimo de 25cm, con la finalidad de evitar el congestionamiento del acero y el congestionamiento del acero y presencia de cangrejeraspresencia de cangrejeras

PREDIMENSIONAMIENTO DE PREDIMENSIONAMIENTO DE COLUMNASCOLUMNAS

Las columnas al ser sometidas a cargas Las columnas al ser sometidas a cargas axiales y momento flector, tienen que ser axiales y momento flector, tienen que ser dimensionadas considerando los dos efectos dimensionadas considerando los dos efectos simultáneamente, tratando de evaluar cual de simultáneamente, tratando de evaluar cual de los dos es el que gobierna en forma más los dos es el que gobierna en forma más influyente en dimensionamientoinfluyente en dimensionamiento

En base a todo lo indicado se puede En base a todo lo indicado se puede recomendar el siguiente criterio de recomendar el siguiente criterio de dimensionamiento:dimensionamiento:

1)1) COLUMNAS CENTRADAS :COLUMNAS CENTRADAS :

Área de columna = P (servicio) / 0,45f‘cÁrea de columna = P (servicio) / 0,45f‘c

2)2) COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS :COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS :

Área de columna = P (servicio) / 0,35f’cÁrea de columna = P (servicio) / 0,35f’c

Siendo:Siendo:

P(servicio) = P . A . NP(servicio) = P . A . N

Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2

Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2

Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2

A – área tributariaA – área tributaria

N – número de pisosN – número de pisos

METODO PRACTICO 1METODO PRACTICO 1

TIPO 1 : lado = H/8TIPO 1 : lado = H/8



Donde: H = altura del Donde: H = altura del pisopiso

METODO PRACTICO 2METODO PRACTICO 2 El lado de la columna debe ser entre el 80% y 90% del El lado de la columna debe ser entre el 80% y 90% del

peralte de la vigaperalte de la viga

PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACASPREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS

Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placas puesto que, como su principal función es absorber las puesto que, como su principal función es absorber las fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán fuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomarán un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando un mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviando más a los pórticos. más a los pórticos.

Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor (muros de ductilidad limitada), pero generalmente se (muros de ductilidad limitada), pero generalmente se consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el consideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el numero de pisos o disminuyamos su densidadnumero de pisos o disminuyamos su densidad

ANALISIS SISMICO ESTATICO

DR. GENNER VILLARREAL CASTROPROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH – Bolivia

PROFESOR VISITANTE ULEAM - EcuadorPROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP


CRITERIOS DE MODELACION ESTRUCTURAL

1) DIAGRAMA RIGIDO

LA LOSA TRABAJA COMO UNA PLACA HORIZONTAL DONDE ELMOVIMIENTO DE CADA NUDO DEPENDERA DEL MOVIMIENTODEL CENTRO DE MASA

SAP 2000 DIAFRAGMA CONTRAIDO

CM2

CM1

CG

CM Debe alinearse lo mas cercano posible(evitar daños en los elementos de corte portorsión diferente en cada piso)

2) BRAZO RIGIDO VIGA - COLUMNA

INICIO c/2 FINAL

d/2 FACTOR 1

COLUMNA - ZAPATA

INICIO z/2 FINAL 0 FACTOR 1

RESTRICCIONES CINEMÁTICAS

ANALISIS ESTATICO POR LA

NORMA PERUANA E030-2014

DAÑOS EN EDIFICACIONES CON Y SIN AISLAMIENTO SISMICO

Base aislada

Base empotrada

junta sísmica

Irregularidades en altura (Tabla N 8)

Irregularidades en planta (Tabla N 9)

Junta Sísmica (Art. 5.3)

Distancia mínima que separa a dos estructuras para evitar el contacto durante un sismo.

La distancia no será menor a 2/3 de la suma de los desplazamientos máxima en los bloques adyacentes:

Junta Sísmica

Fuerza Sísmica de Diseño (Art. 5.4)

“Si un muro o pórtico absorbe > 30% Vtotal será diseñado con un

25% adicional”

ANALISIS SISMICO DINAMICO




Análisis Sísmico

Análisis Modal

Análisis Espectral

+=

ANALISIS MODAL

T1 = 0,1 . (Npisos) (seg)

OFICINA DE PROYECTO APLICA 3 MODOS POR CADA PISO

MODO

PERIODO (seg)

MODO

1 2 3 4 3 6 71 2 3 4 3 6 7

FRECUENCIA (Hz)

ACELERACION ESPECTRAL 2014

FACTOR DE ESCALA

INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA




ES UN TRABAJO CONJUNTO SUELO – CIMENTACION – SUPERESTRUCTURA

TRABAJO MAS REAL Y CUMPLE LOS FINES DE LA INGENIERIA SISMORESISTENTE

ENFOQUE TRADICIONAL : EMPOTRAMIENTO EN LA BASE(ESTRUCTURA MUY ENTERRADA Y EL SUELO ES MUY RIGIDO)

ENFOQUE ISE

GEOTECNICO - Comité TC207 de ISSMGE www.issmge.org ESTRUCTURAL – Normas de Diseño Sismo-Resistente – utilizando coeficientes de rigidez

http://www.issmge.org/

www.tc207ssi.org

www.georec.spb.ru

www.niiosp.ru

APORTES DE LA ISE AL CALCULO ESTRUCTURAL

- MAYOR EXIGENCIA EN EL CONTROL DE DESPLAZAMINETO LATERAL (SE INCREMENTA EN COMPARACION CON EL MODELO EMPOTRADO EN LA BASE)

- LOGRA UNA MEJOR REDISTRIBUCION DE ESFUERZOS (SE REDUCEN LAS FUERZAS INTERNAS DE DISEÑO POR SISMO, SI EL EDIFICIO ESTA CORRECTAMENTE MODELADO, CASO CONTRARIO SE INCREMENTARA Δ.emp <

Δ.ISE

F.emp > F.ISE- DETERMINAN FALLAS A PRIORI COMO ALABEO EN LOSAS

ALABEO EN LOSAS

1

2 3

4

Z1 Z3 + -

Z2 Z4 - +

- SE DETERMINA CON EXACTITUD LA UBICACIÓN DE LAS ROTULAS PLASTICAS EN COLUMNAS (PUEDE GENERAR COLAPSO O DAÑO INESPERADO)

ROTULA PLASTICA (ALTA CONCENTRACION DE ESFUERZOS

I.col > I.vigaEVITA UNA RAPIDA APARICION DE ROTURA PLASTICA

- LOGRA UNA OPTIMIZACION ESTRUCTURAL

ZAPATAS AISLADAS (PARALELEPIPEDO RECTANGULAR)

MASAS (Mx, My, Mz, Mφx, Mφy, MΨz)

COEFICIENTES DE RIGIDEZ (Kx, Ky, Kz, Kφx, Kφy, KΨz)

MATERIAL

E zapata = 9.10e8T/m2μ zapata = 0,05

Zapata se modela como infinitamente rígido

(tn.s².m)

(tn.s².m)

(tn.s².m)

(tn.s²/m)

PLATEA (LAMINA RECTANGULAR DELGADA)

MASAS (Mx, My, Mz, Mφx, Mφy, MΨz)

COEFICIENTES DE RIGIDEZ (Kx, Ky, Kz, Kφx, Kφy, KΨz)

MATERIAL

E platea = 9.10e8 tn/m²

μ platea = 0,05

Platea se modela como infinitamente rígido

(tn.s².m)

(tn.s²/m)

(tn.s².m)

(tn.s².m)

1) PRESION ESTATICA

ZAPATA (kg/cm²)

PLATEA (kg/cm²)

2) COEFICIENTE Co (tabla 2.1 texto)

3) COEFICIENTE Do

Coeficiente de POISSON

MODELO BARKAN - SAVINOV

4) COEFICIENTES ( Cx, Cy, Cz, Cφx, Cφy)

(kg/cm³)

(kg/cm³)

(kg/cm³)

(kg/cm³)

5) COEFICIENTES DE RIGIDEZ

Kx = Ky = Cx.A (tn/m)

Kz = Cz.A (tn/m)

Kφx = Cφx.Ix (tn.m)

Kφy = Cφy.Iy (tn.m)

MODELO NORMA RUSA

1) COEFICIENTE CzSiendo:A10 = 10 m²A = AREA DE CIMENTACION

2) COEFICIENTES Cx, Cy, Cφx, Cφy, CΨz )

Cx = Cy = 0,7 Cz (kg/cm³)

Cφx = Cφy = 2Cz (kg/cm³)

Cφz =Cz (kg/cm³)

(kg/cm³)

3) COEFICIENTES DE RIGIDEZ (Kx, Ky; Kz, Kφx, Kφy, KΨz)

Kx = Ky = Cx.A (tn/m)

Kz = Cz.A (tn/m)

Kφz = Cφx.Ix (tn.m)

Kφy = Cφy.Iy (tn.m)

KΨz = CΨz.Iz (tn.m)

Iz = Ix + Iy

EDIFICACIONES CON DISIPADORES DE

ENERGIADR. GENNER VILLARREAL CASTRO

PROFESOR VISITANTE UMRPSFXCH – BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM - Ecuador

PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP


VENTAJAS DE UTILIZAR LOS DISIPADORES DE ENERGÍA

VENTAJAS TÉCNICAS

VENTAJAS FUNCIONALES

VENTAJAS ECONÓMICAS

Reducen los desplazamientos de la estructura.

Disipan entre un 20% y 40% la energía sísmica.

Reducen fuerzas de diseño sísmico .

Ideales para aplicaciones en edificios nuevos ytambién para reforzamientos.

Estéticos.

Fácil montaje e instalación.

Retornan a su posición inicial luego de un sismo severo.

• Calibración post sismo.

• Permiten reducir volumen de concreto y acero con menores espesores de placas, columnas y vigas.

• Disminuyen daños en equipamiento y elementosno estructurales.

EDIFICIO REDUCTOEDIFICIO REDUCTO

PREMIO NACIONAL ANR 2008

-300

-200

-100

0

100

200

300

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo (s)

Ace

lera

ción

(cm

/s2 )

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 0.5 1 1.5 2Periodo (s)

Pse

udo

ace

lera

cio

n e

spec

tral

(cm

/s2)

Nº Coeficiente de

amortiguamiento

(T.s/m)

Exponente de

amortiguamiento

Rigidez

(T/m)

Fluencia

(T)

Radio de

rigidez

post-

fluencia

Exponente

de fluencia

VD 10,85 0,5 54,25 - - -

VE 177,65 1,0 882,43 - - -

FD - - 25007,5 2,9 0,000 0,5

YD - - 2500 3,25 0,025 2,0

REGISTRO SISMICO DE LIMA 17/10/1966

Nº Período de vibración por la forma (s)

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

SD 0,906 0,568 0,502 0,281 0,175 0,158 0,153 0,096 0,083 0,027 0,027 0,027

VD 0,906 0,568 0,502 0,281 0,175 0,158 0,153 0,096 0,083 0,027 0,027 0,027

VE 0.815 0,510 0,473 0,259 0,160 0,150 0,147 0,091 0,081 0,027 0,027 0,027

FD 0,382 0,286 0,218 0,128 0,095 0,079 0,074 0,058 0,046 0,027 0,027 0,027

YD 0,705 0,457 0,418 0,230 0,145 0,138 0,135 0,084 0,078 0,027 0,027 0,027

Nº Estructura PisoDesplazamiento Distorsión

(cm) (cm)

SD Sin disipadores3

2

1

7,15

5,86

3,43

5,12

4,09

2,22

0,0043

0,0081

0,0098

0,0034

0,0062

0,0063

VDDisipadores

viscosos

no-lineales

3

2

1

4,19

3,47

2,09

4,56

3,64

1,99

0,0024

0,0046

0,0060

0,0031

0,0055

0,0057

VEDisipadores

viscoelásticos

sólidos

3

2

1

4,67

3,76

2,10

4,05

3,23

1,77

0,0031

0,0055

0,0060

0,0027

0,0049

0,0050

FDDisipadores

por

fricción

3

2

1

4,43

3,59

2,11

4,49

3,60

1,96

0,0028

0,0049

0,0060

0,0030

0,0055

0,0056

YDDisipadores por

plastificación de

metales (fluencia)

3

2

1

4,61

3,72

2,10

3,93

3,10

1,63

0,0030

0,0054

0,0060

0,0028

0,0049

0,0047

máxX máxYmáxx máxy

Nº EstructuraFuerzas internas (columnas 1er piso)

(T) (T) (T.m) (T.m)

SD Sin disipadores 247,53 289,97 618,12 8,64

VD Dis. Viscosos NL 192,89 260,26 555,24 5,92

VE Dis. Viscoelásticos 211,75 262,85 555,53 5,93

FD Dis. Fricción 205,96 261,97 558,05 4,92

YD Dis. Fluencia 196,26 255,36 546,39 4,56

máxN máxV máxM máx,tM

Nº EstructuraColumna

(T) (T) (T.m) (T.m)

SD Sin disipadores 29,24

(2,62)

23,00

(6,10)

46,57

(6,10)

0,54

(varios)

VD Dis. Viscosos NL 23,55

(2,62)

20,69

(6,10)

41,81

(6,10)

0,37

(varios)

VE Dis. Viscoelásticos 22,52

(18,46)

18,55

(6,10)

37,32

(6,10)

0,37

(varios)

FD Dis. Fricción 23,70

(2,62)

20,26

(6,10)

41,04

(6,10)

0,31

(varios)

YD Dis. Fluencia 23,44

(2,62)

15,39

(6,10)

34,45

(6,10)

0,28

(varios)

máxN máxV máxM máx,tM

Edificio sin disipadores

Edificio con disipador viscoso

Disipador viscoelástico

Edificio con disipador por fluencia

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Desplazamientos (cm)

Piso

s

VD SD VE FD YD

32

36

40

44

48

SD VD VE FD YD

Modelos Dinámicos

Mom

ento

fle

ctor

(T.m

)

FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

EVALUACION DEL PROYECTO ESTRUCTURAL Y OPTIMIZACION DEL DISEÑO CON DISIPADORES DE

ENERGIA VISCOSOS TAYLOR PARA UNA EDIFICACION ESENCIAL DE 6 PISOS

Autor : Bach. Díaz la Rosa Sánchez, Marco

Asesor : Ph.D. Genner Villarreal Castro

La Libertad – Trujillo – Noviembre del 2014

Área de Investigación: Ingeniería Estructural

SISTEMAS CON DISIPADORES DE ENERGÍA

Disipadores de energíaDisipadores de energía

Dependientes del desplazamiento

Dependientes de la velocidad

Dependientes del desplazamiento y la velocidad

ViscososHisteréticos

Fluido viscososFricciónPlastificación

Viscoelásticos

Sólido Viscoelástico

Fluido Viscoelástico

FlexiónCorte Torsión Extrusión

Fuente : Norma ASCE 7-10 / Cap.18Disipador metálico ADAS

TAYLOR Y EL FUNCIONAMIENTO DE LOS DISIPADORES

Pistón Cilindro Fluido de Silicona compresible

Cabeza del pistón (con

orificios)

Cámara 2 Cámara 3

Cámara 1

Cámara de estancamiento Fluido compresible

Entrada principal

Entrada Secundaria

Corte de un disipador viscoso

Detalle de la cabeza del pistón

Funcionamiento de los disipadores viscosos

MODELAMIENTO DE LOS DISIPADORES EN EL ETABS V.9.7.4

Rigidez del brazo metálico(K)

Coeficiente de amortiguamiento(C)

E: Coeficiente de Elasticidad del Acero. A: Área de la sección del brazo metálico. L: Longitud del brazo metálico.

Se calcula en base a un amortiguamiento objetivo

Su valor se fija usualmente en 0.4 a 0.6 para edificaciones

SAP 2000 / ETABS Modeling

CALCULO DEL COEFICIENTE DE AMORTIGUAMIENTO C

Ecuaciones del Fema 273 y 274

Seismic Design of Structures with Viscous Dampers

Factor de reducción de respuesta (B)

RELACION DAÑO-DERIVA SEGÚN METODOLOGIA HAZUS

COMPORTAMIENTO HISTERETICO

La curva que describe el comportamiento Histéretico de un disipador de energía

fluido-viscoso es generalmente de geometría elíptica, alcanzando los valores máximos de fuerza para desplazamientos

nulos.

Comportamiento histerético del disipador viscoso

Comportamiento histerético del disipador viscoso

Relación desplazamiento Vs Fuerza (Curva Histéretica) de un disipador viscoso.

(Dispositivos pasivos de disipación de energía para diseño sismorresistente de estructuras)

(Diseño de un edificio aporticado con amortiguadores de fluido-viscoso en disposición diagonal)

RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO (ASCE 7-10 CAPITULO 18)

Procedimientos no lineales Análisis de la respuesta No-Lineal Tiempo-Historia. Análisis No-lineal estático.Procedimientos lineales Análisis de la respuesta espectral. Análisis de fuerza lateral equivalente.

Procedimientos para el analisis

Recomendaciones para el análisis tiempo historia

Los registros deben ser concordantes con las características del suelo de cimentación del proyecto

Los registros deben ser escalados individualmente (E-W y N-S por separado) al espectro de diseño (con R=1)

Se debe emplear un mínimo de 3 pares de registros sísmicos

Recomendaciones para el diseño de las conexiones metálicas

Recomendaciones para la modelación

Las conexiones deben ser diseñadas empleando el criterio de diseño por resistencia

Deben ser diseñadas para que resistan las fuerzas, desplazamientos y velocidades del máximo sismo esperado (igual a 1.5 del sismo de diseño)

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Ubicación:

Región Lambayeque, Distrito de Chiclayo, Provincia de Chiclayo

Corresponde al proyecto de un Hospital Clínico

Disipadores Viscosos



Vista en planta – elementos de corte (1er-5to nivel)

Arriostramiento metálico

Arriostramiento metálico

Vista en planta – elementos de corte (6to nivel)

ESCALAMIENTO DE ACELEROGRAMAS AL ESPECTRO DE DISEÑO

Tiempo (s) Vs Aceleración (cm/seg2)

Periodo (s) Vs Aceleración (cm/seg2)

Sismomatch versión 2.1.0

AMORTIGUAMIENTO REQUERIDO

Moquegua 2001

Deriva máxima

En Y-Y es de 9.71‰

En X-X es de 3.37‰

Deriva Objetivo

Metodología HAZUS

Realizando cálculos

Consideración adicional

Siguiendo este concepto

CALCULO DE LA RIGIDEZ DEL BRAZO METÁLICO (K)

E: Coeficiente de Elasticidad del Acero. A: Área de la sección del brazo metálico. L: Longitud del brazo metálico.

CALCULO DEL COEFICIENTE DE AMORTIGUAMIENTO (C)

Empleando seis disipadores por nivel se tendrá:

RESPUESTA DE LA ESTRUCTURA CON LOS DISIPADORES

Reducción de derivas

Como se puede observar la deriva máxima de 9.71‰ (edifico sin disipadores) se redujo hasta 5.87 ‰, valor que es mucho menor al máximo permitido (7‰) de esta manera se satisfacerle las condiciones de la norma en cuanto al control de derivas.

VERIFICACIÓN DEL COMPORTAMIENTO HISTERÉTICO

El comportamiento histerético del disipador D6 no se ajusta al esperado .

Verificación de derivas

Se puede ver un ligero incremento en los desplazamientos de cada nivel, así mismo la deriva máxima de entrepiso se incrementó 0.07‰, lo cual demuestra que efectivamente solo se requería de una arreglo diagonal en el primer nivel en lugar de un arreglo en doble diagonal.

DESPLAZAMIENTOS EN LOS CENTROS DE MASA

La incorporación de disipadores de energía viscosos a la estructura reduce los desplazamientos de piso en un rango de entre 38 a 41% tal como se muestra en la fig. 106 y tabla 62

DERIVAS DE ENTREPISO

Las derivas de entrepiso se redujeron en un rango de entre 38 a 50% tal como se aprecia en la fig.107 y tabla 63; es importante mencionar que la deriva máxima en la estructura con disipadores de energía viscosos se presenta en el tercer piso y es igual a 5.94 ‰

ESFUERZOS MÁXIMOS EN LOS ELEMENTOS DE CORTE

Las fuerzas axiales ,cortantes y momentos flectores se redujeron

tanto en placas como en columnas ,a continuación se muestran los

resultados obtenidos en la Placa P4

Tabla Nº 68 Porcentaje de reducción del momento flector en la Placa P4

Los momentos flectores para esta placa(P4) se redujeron en el orden de 34-36% ,tal como se muestra en la fig.114 y tabla 68

ACELERACIÓN Y VELOCIDADES

En las gráficas 123 y 125 se puede ver la comparación entre las aceleraciones y velocidades máximas del edificio sin/con disipadores; así mismo en las tablas 79 y 81 se muestra el porcentaje de reducción de estos valores con el uso de disipadores viscosos.

Tabla 79 Tabla 81

AGRUPACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS POR NIVELES DE FUERZA

En las tablas 83 y 84 se muestran los valores de las fuerzas máximas (ya sea compresión/tracción) que se obtuvieron en los disipadores de energía bajo el análisis tiempo historia considerando el sismo de diseño. Así mismo estas fuerzas fueron normalizadas a los valores estándar del mercado (110Kip y 165 Kip)

Disipadores al frente del

edificio

Estos dispositivos fueron agrupados por sus niveles de fuerza para así poder ser enviados a la fabricación (Tabla 85)

Disipadores al fondo del

edificio

PRECIOS UNITARIOS DE LOS DISPOSITIVOS

Los disipadores viscosos Taylor tienden por lo general a presentar una baja incidencia económica en el presupuesto total de los proyectos donde son implementados.

CDV Representaciones, empresa importadora y comercializadora de productos especializados para la construcción, es la representante de la marca Taylor en el Perú. Para poder determinar el costo de cada disipador, esta empresa solicita la siguiente información:

Además recomienda que para el diseño de los dispositivos se hayan tenido en cuenta las recomendaciones del ASCE 7-10 (Capitulo18), y que los registros tiempo historia empleados estén acorde a la realidad del proyecto(es decir tomados en un suelo S3 – Chiclayo), señala que estos registros deben de haber sido escalados adecuadamente al espectro de diseño (considerando las condiciones de importancia, tipo de suelo, etc.)

Para este trabajo se tomaron en consideración las recomendaciones señaladas; de esta manera para el cálculo de costos se cuenta con los siguientes resultados del diseño.

4)Máximo StrokeEl máximo stroke es el desplazamiento máximo que obtenemos en los dispositivos, este dato es empleado para el diseño de la cámara de acumulación. Este valor se puede obtener evaluando las curvas hiteréticas de cada disipador, en este caso, el máximo stroke se encuentra en el dispositivo 4 (ver figura180)

Por lo general el fabricante maneja un factor de seguridad estableciendo usualmente el stroke en 5cm

6)Indicar la disposición del disipador (diagonal, doble diagonal, Chevron)

Disposición diagonal para los disipadores del primer nivelDisposición doble diagonal para los disipadores del 2-5to nivel

7)Cantidad de dispositivos(ver tabla 85 - diapositiva 39)

En total 27 dispositivos, 6 de 110KIP y 21 de 165KIP

Una vez se brindó la información requerida, los precios unitarios que se obtuvieron fueron los siguientes:

Disipador de 110KIP: 6700 dólaresDisipador de 165KIP: 8500 dólares

Así mismo, CDV representaciones nos brinda las siguientes consideraciones relativas al precio:

- Los precios NO incluyen IGV. - El precio de los disipadores es muy sensible con las cantidades que se requieren, no es lo mismo solicitar 1 disipador, que 25 del mismo tipo; el precio variará en cada caso.

-La actualización de precios se da muchas veces mensualmente, por lo que los precios para este proyecto no podrán ser empleados para otros trabajos de investigación. -Los precios establecidos incluyen ensayos de presión hidrostática y ensayos de velocidad (a cada disipador) para verificar las fuerzas pico. Los ensayos serán hechos en los laboratorios del fabricante. La carga de prueba de cada disipador será 150% de la carga de diseño.

- Los precios incluyen capacitación/asesoría en obra para la correcta colocación y montaje de los disipadores sísmicos. - Los precios NO incluyen diagonales metálicas ni anclajes embebidos, ni ningún otro accesorio metálico complementario. - Los disipadores sísmicos cotizados cuentan con protección anticorrosiva para uso en interiores. -La Garantía del fabricante es de 35 años - Cualquier cambio en las cantidades implicará un cambio en los precios. -La validez de la oferta es de 30 días.

INCREMENTO DEL PRESUPUESTO POR METRO CUADRADO

¡MUCHAS GRACIAS!¡MUCHAS [email protected][email protected]

www.gennervillarrealcastro.blogspot.comwww.youtube.com/user/gennervc/feed

http://www.gennervillarrealcastro.blogspot.com/

http://www.youtube.com/user/gennervc/feed

Diseño Sismico de Edificaciones E030

Documents

Transcript of Diseño Sismico de Edificaciones E030