Diseño Sismorresistente de Edificios Curso de Titulación en Ingeniería Civil
CLASES 03 y 04: Análisis Sísmico Estático y Dinámico de un edificio de Concreto Armado de 10 Pisos con los programas ETABS y SAFE En la Figura siguiente se muestra la planta arquitectónica típica de un edificio de oficinas de 10 niveles.
– Planta Arquitectónica del Piso Típico
El edificio cuenta con las siguientes características: -
Placas de concreto armado de 25 cm de espesor. Concreto en columnas, vigas, losas y placas: f’c = 210 kg/cm2. Losas aligeradas aligeradas armadas en una d irección, irección, de 17 cm y losas macizas armadas en dos direcciones de 15 cm de espesor. Parapetos de concreto de 1.2 m de altura y 0.10 m de espesor. Altura de piso a piso = 2.65 m. Ubicado en la costa, suelo flexible, destinado a oficinas. Vigas de sección rectangular de 25 x 50 cm. 2 escaleras y 1 ascensor.
En la siguiente Figura se muestra el esquema estructural de acuerdo con las columnas y placas de concreto armado propuestas.
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[email protected]) u.pe)
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– Esquema estructural de planta
Las cargas a considerar para el edificio son: Carga -
Muerta: Losa aligerada, h = 0.17 m. Losa maciza, h = 0.15 m. Piso terminado.
Carga Viva: - Piso Típico. - Azotea.
280 kg/m2. 360 kg/m2. 100 kg/m2. 300 kg/m2. 100 kg/m2.
Realizar el análisis y diseño estructural de acuerdo con los lineamientos de la Norma de Diseño Sismorresistente NTE.E030.
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Edición de Líneas Guía
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Diseño Sismorresistente de Edificios Curso de Titulación en Ingeniería Civil En el recuadro anterior se deben ingresar las coordenadas de las líneas guía para el modelo. Estas líneas guía corresponden a los ejes de muros y el inicio y el final de los muros. X Grid Data 1
1
2
0.000
Primary
Show
Top
1.200
Primary
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3
2
7.575
Primary
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4
3
10.050
Primary
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5
4
11.375
Primary
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6
5
12.725
Primary
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Top
15.525
Primary
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8
6
16.675
Primary
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Top
9
7
17.825
Primary
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Top
10
8
19.150
Primary
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11
9
21.825
Primary
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Top
28.500
Primary
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Top
29.700
Primary
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Top
0.000
Primary
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Left
2.250
Primary
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3.725
Primary
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Left
4
5.100
Primary
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Left
5
6.300
Primary
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Left
8.025
Primary
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Left
8.600
Primary
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Left
11.175
Primary
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Left
12.650
Primary
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Left
14.900
Primary
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Left
7
12 13
10 Y Grid Data
1
A
2 3
6
B
C
7 8
D
9 10
E
También hay que proporcionar comando figura siguiente.
la
información
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de pisos (Story) con el tal como se muestra en la
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En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar los muros mediante la herramienta:
– Vista en planta del modelo estructural (solo muros)
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En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar las vigas mediante la herramienta: En una vista de planta del primer columnas mediante la herramienta:
piso
se
procederá
a
dibujar
las
– Vista en planta del modelo estructural (vigas)
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En una vista de planta del primer piso se procederá a dibujar las losas mediante las herramientas:
– Vista en planta del modelo estructural (losas)
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Replicando el primer piso ya modelado, se puede completar los siguientes niveles:
– Vista en planta (izquierda) y 3d (derecha) del modelo estructural
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Cargas de Gravedad
Para poder seleccionar las losas (de manera aislada) a las que se les aplicará las cargas de gravedad. Se recomienda el comando de visualización que permite ocultar algunos elementos estructurales:
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– Asignación de cargas en losas del piso típico: carga muerta (izquierda) y carga viva (derecha)
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– Asignación de cargas en losas de la azotea: carga muerta (izquierda) y viva (derecha)
Mediante esta herramienta se asignan las cargas correspondientes a los parapetos (CM = 288 kgf/m)
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– Asignación de cargas en vigas del piso típico: parapetos.
Se procederá a identificar cada muro como una pila (Pier Label) de manera de tener las fuerzas internas de estos elementos. Para poder seleccionar muros en todos los niveles, se empleará:
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Diseño Sismorresistente de Edificios Curso de Titulación en Ingeniería Civil En una vista en planta y con el modo de edición en “ ” se seleccionarán los muros a los que se les asignarán los nombres de pila (pier label).
– Asignación de nombres de pila (Pier Label) a los muros
Por simetría se han elementos simétricos.
colocado
nombres
de
pila
similares
(A
y
B)
a
– Asignación de diafragmas rígidos
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Se procederá a indicar a partir de qué cargas se calculará la masa para los procedimientos de análisis de cargas sísmicas.
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Definición del Espectro de Pseudoaceleración A partir de las indicaciones de la Norma Peruana, se define el espectro: Parámetros Generales
Factor de zona, Z Factor de Suelo, S Factor de Importancia, U Factores de Reducción, R Coeficiente sísmico, C
: 0,4 : 1.40; : 1,00 : RX = ¾ (6) = 4,50 RY = ¾ (6) = 4,50 : 2,50; : 2,50 x (Tp/T)
(Costa Peruana) Tp = 0,90 seg. (Edificación Común) (placas de concreto armado *) (placas de concreto armado *) para períodos menores a Tp para períodos mayores a Tp (* Considerado como una estructura i rregular)
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Definición de las Combinaciones de Cargas A partir de las cargas combinaciones de diseño:
aplicadas
se
definieron
las
siguientes
NOTA: de acuerdo con la comparación entre el análisis estático y dinámico se determinará el factor de escala por el que hay que multiplicar los casos de carga sísmica (CSx y CSy)
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Para una mejor predicción de los esfuerzos se recomienda dividir internamente todos los muros (Object Wall) con elementos finitos rectangulares de lados no mayores a 1m. En los pisos no es necesaria hacer esta división.
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Para definir la secuencia constructiva se deberá emplear:
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Los resultados del análisis del edificio se pueden visualizar en pantalla o mostrarlos en hojas de cálculo. Desplazamientos de los Centros de Masa Se recomienda cambiar temporalmente las unidades a ton-cm
Los resultados de los desplazamientos se copian a una hoja de excel y se editan para verificar los desplazamientos permitidos por la norma. Cortante Basal en el Edificio Los resultados de cortante basal para los casos de carga dinámica para el edificio son:
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Fuerzas Internas en las Placas Para obtener las fuerzas internas en las placas se seleccionan estos elementos:
Se escogen las pilas que se van a diseñar:
Los resultados de fuerzas internas de las placas se copian a una hoja de excel y se editan para realizar los procedimientos de diseño. M.I. José Velásquez (
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Verificación del Cortante Basal Primero se obtienen las masas en cada piso del edificio para calcular el cortante basal estático:
Las masas del edificio se copian a un archivo de Excel para poder estimar El cortante basal estático. Por ejemplo, si el cortante en la base para ambas direcciones se ha estimado en: Vest = 755.25 ton. Como la estructura es irregular, el Vdín debe ser mayor o igual al 90 % del cortante estático. 90 % Vest = 679.73 ton. Los cortantes dinámicos en el primer piso son:
Por lo que los factores de escala que se deben emplear son:
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