DISEÑO INTEGRAL DE UNA EDIFICACION DE ALBAÑILERIA CONFINADA

CURSO TALLER DE ACTUALIZACION :

DISEÑO INTEGRAL DE UNA EDIFICACION DE ALBAÑILERIA CONFINADA ING. RICHARD H. CRUZ GODOY

Lima, Abril 2011

NORMA PERUANA E-030

Diseño Sísmico Convencional Norma Técnica de Edificación E- 030


¿¿Estructura reforzada??





V = ZUCS * P R

Acorde con lo indicado en la norma E-030 y en la mayoría de los códigos de diseño sismo resistente del mundo, se reconoce que diseñar para el 100% de la fuerza sísmica no es técnica ni económicamente factible. Por ello la fuerza sísmica real es REDUCIDA por el factor “R” el cual varia según al sistema estructural y que es función de la ductilidad e hiperestatismo de cada sistema. Esto implica que la estructura tenga capacidad suficiente para DISIPAR ENERGIA. En términos mas concisos esto significa DAÑO Estructural y no estructural. Este daño es controlado ciertamente mediante los limites de desplazamientos y distorsiones que permitan la reparación de la estructura.

COMPORTAMIENTO DUCTIL vs FRAGIL

Fuente: Ing. Ángel San Bartolomé

COMPORTAMIENTO DUCTIL vs FRAGIL Ensayo de carga lateral típico en muros de albañilería (CISMID)

COMPORTAMIENTO DUCTIL vs FRAGIL Ensayo de carga lateral típico en muros de albañilería (CISMID)

Curvas de histéresis y de comportamiento, Corte vs Desplazamiento – Note la degradación de la rigidez y el incremento de desplazamiento.


V = ZUCS * P R

Norma Técnica de Edificación E- 030

Fuente: Dr. Ing. Javier Piqué








Fuente: Dr. Ing. Javier Piqué


















APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Considerando las mismas condiciones del ejemplo desarrollado y empleando la hoja de calculo trabajada. Realizar la estructuración en planta de la edificación multifamiliar de 04 niveles mostrada a continuación, verifique espesor mínimo de muros, densidad mínima de muros, esfuerzo axial máximo en cada muro de cada dirección.

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES 6.00 1.30

1.20

.60

1.20

3.50

2.55

1.70

1.20 1.95

1.20

1.20

1.78

1.40

6.50

1.95

1.95

Estructuración y Áreas tributarias

10.80

9.85

1.88

1.20

APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES


APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Con la ayuda de la hoja de Excel se procede a realizar el calculo del peso de la edificación en este caso considerando solo el 25% de la carga viva.


Calculo del cortante basal.


Calculo del cortante directo sobre cada muro en función de su rigidez lateral. Esto en cada piso y en cada dirección.

Rigidez lateral de muros




USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL

Los programas de computo aplicados son una herramienta muy potente para el análisis y diseño de estructuras en general, sin embargo estos no reemplazan el criterio del ingeniero quien es responsable de lo mas importante en todo proyecto estructural la Concepción Estructural.

Es frecuente, en la práctica que la mayoría del tiempo que se dedica al diseño estructural de un edificio se invierta en los procesos de análisis y diseño, y que se examinen con brevedad los aspectos de diseño conceptual y de estructuración. Desde el punto de vista del diseño sismo resistente, esta costumbre es particularmente peligrosa, puesto que no se puede lograr que un edificio mal estructurado se comporte satisfactoriamente ante sismos, por mucho que se refinen los procedimientos de análisis y dimensionamiento. Por el contrario, la experiencia obtenida en varios sismos muestra que los edificios bien concebidos estructuralmente y bien detallados han tenido un comportamiento adecuado, aunque no hayan sido objeto de cálculos elaborados, y en ocasiones, aunque no hayan satisfecho rigurosamente las normas y/o reglamentos.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES

El programa ETABS es un programa desarrollado por CSI, familia del programa SAP2000, en nuestro medio se podría decir que son los programas mas usados. Ambos poseen un interface grafica de ingreso y salida de datos, este ambiente grafico permite generar con rapidez y sencillez los modelos estructurales para el análisis. En particular el ETABS es indicado para edificaciones.

Paso1 .- Previo a la creación del modelo en el programa ETABS es necesario definir los ejes de los respectivos elementos estructurales ya sean muros, columnas, vigas etc. Aun cuando el programa tiene la opción de importar la geometría del modelo desde un archivo con extensión *.dxf, data de hoja de calculo con extensión *.xls, con la ayuda de los ejes definido y la versatilidad del programa es suficiente para generar el modelo en el mismo entorno del programa con la ayuda de los iconos de dibujo.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso1 .- Ejes (grilla) de muros.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso2 .- Iniciar el programa al igual que cualquier programa de uso común. Aceptar “OK” y cambiar unidades en la parte inferior derecha a Ton-m. Seguidamente en el menú File escoger la opción New Model y escoja la opción No.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso3 .- En la ventana mostrada escoger Grid Only y presionar “OK”. Se ha aceptado los ejes por defecto del programa tal como se muestra. En el menú Edit escoger Edit Grid Data / Edit Grid.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso 4 .- En la ventana mostrada escoger Modify/Show System. En la ventana siguiente modificar las coordenadas por defecto mostradas tanto en “x” como en “y” de acuerdo a las coordenadas de los ejes de nuestra edificación previamente trazada, al finalizar presión “OK”

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso 5 .- En la ventana mostrada escoger Modify/Show System. En la ventana siguiente modificar las coordenadas por defecto mostradas tanto en “x” como en “y” de acuerdo a las coordenadas de los ejes de nuestra edificación previamente trazada, al finalizar presión “OK” y otra vez Ok. Seguidamente en el menú File escoger Save As , ubicar el directorio donde se desea grabar el archivo colocar el nombre al proyecto y presionar Guardar.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso6 .- En el menú Edit escoger Edit Story Data/. En Label editar los nombres de cada piso y en Height cambiar las alturas de cada piso, en Master Story escoger para el Piso 1 Yes y los otros piso mantener No, en Similar Story escoger Piso 1 para los pisos 2 a 4. Finalmente “OK”.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso7 .- Ahora procederemos a dibujar los elementos del modelo muros y losas, luego definiremos las secciones y las asignaremos según corresponda. Para dibujar cambiar en la parte inferior derecha la opción One Story a Similar Story

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso8 .- En la barra vertical izquierda escoger el icono de dibujo Draw Walls (Plan), seleccionar el punto inicial del muro Y1 haciendo click en el mouse, arrastrar el mouse hasta la coordenada final del muro Y1, Continuar dibujando todos los muros de la edificación en X e Y hasta completar el modelo, para salir del modo dibujo presionar la tecla ESC del teclado.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso9 .- En la barra vertical izquierda escoger el icono de dibujo Draw Rectangular Áreas(Plan), seleccionar el punto inicial de la esquina inferior del paño de losa y arrastrar el mouse hasta la esquina opuesta del paño de losa. Completar el modelo con todas las losas de la planta típica, para salir del modo dibujo presionar la tecla ESC del teclado. En la barra de menú buscar el icono Set Building Wiew Options que tiene forma de un check, en la ventana Special Effects activar la opción Extrusion.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso10 .- Ahora procederemos a definir las propiedades de los materiales y las secciones transversales de muros y losas. En el menú Define escoger Material Properties / seleccionar Conc y de ser el caso modificar las propiedades del concreto por defecto para f´c=280kg/cm2.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso11 .- Repetir el procedimiento ahora seleccionar Other y en Material Name modificar el nombre a Albañilería y seguidamente las otras propiedades considerar Mass per unit Volume (densidad ) 0.18 t/m3, Weight per unit Volume (P.E.) 1.8 t/m3 y Modulus of Elasticity 32,500 t/m2 (aprox 500f´m , f´m =650t/m2), finalmente aceptar Ok, nuevamente Ok..

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso12 .- En el menú Define escoger Wall/Slab/DeckSection seleccionar WALL1 y escoger Modify/ShowSection luego en Section Name editar nombre a Soga (muro de soga). En Membrana y Bending colocar 0.13 (espesor del muro), finalmente aceptar Ok, nuevamente Ok..

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso13 .- En el menú Define escoger Wall/Slab/DeckSection seleccionar SLAB1 y escoger Modify/ShowSection luego en Section Name editar nombre a ALIGH20 (aligerado). En Membrana y Bending colocar 0.125 (espesor equivalente para un aligerado de 0.20m), en Type escoger Membrana y en Load Distribution activar Use Special One –Way Load Distribution, finalmente aceptar Ok, nuevamente Ok..

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso14 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en Object Present in View desactivar Floor (Area), finalmente aceptar Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso15 .- En la vista en planta seleccionar todos los muros de la edificación, luego ir al menú Assign, escoger Shell/Area escoger Wall/Slab/DeckSection luego en Sections seleccionar SOGA finalmente aceptar Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso16 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en Object Present in View activar Floor (Area), y desactivar Wall(Area) finalmente aceptar Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso17 .- En la vista en planta seleccionar todos las losas de la edificación, luego ir al menú Assign, escoger Shell/Area escoger Wall/Slab/DeckSection luego en Sections seleccionar ALIGH20 finalmente aceptar Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso18 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en Object Present in View activar Floor (Area), y activar Wall(Area) finalmente aceptar Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso19 .- En el icono inferior derecho cambiar a One Story. En la vista en planta seleccionar todos los muros y losas de la edificación, luego ir al menú Assign, escoger Joint /Point luego escoger Diaphragms seleccionar D1, finalmente aceptar Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso20 .- Hacer click en el icono Move Up in List que tiene forma de flecha hacia arriba. Seleccionar todos los elementos de ese piso2 y repetir el procedimiento es decir ir al menú Assign, escoger Joint /Point luego escoger Diaphragms seleccionar Add New Diaphragm luego OK. Repetir hasta completar los 4 pisos.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso21 .- Hacer click en el icono Set Building Wiew Option que tiene forma de check, en Object Present in View desactivar Floor (Area), y activar Wall(Area) finalmente aceptar Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso22 .- En la vista en planta seleccionar el muro X1, luego ir al menú Assign, escoger Shell/Area escoger Pier Label luego en Wall Piers cambiar P1 (por defecto) a X1 luego hacer click en Change Name y finalmente Ok.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso23 .- Repetir el procedimiento en la vista en planta seleccionar el muro X2, luego ir al menú Assign, escoger Shell/Area escoger Pier Label luego en Wall Piers colocar X2 luego hacer click en Add New Name y finalmente Ok. Repetir el procedimiento para todos los muros en la dirección X e Y.

USO DEL PROGRAMA ETABS PARA EL ANALISIS ESTRUCTURAL APLICACIÓN 1 : MULTIFAMILIAR DE 04 NIVELES Paso24 .- Finalmente se tiene el modelo conforme los muros portantes según la estructuración previa hecha en CAD.

DISEÑO INTEGRAL DE UNA EDIFICACION DE ALBAÑILERIA CONFINADA

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