Informe Final Analisis

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACUL ACULT TAD DE INGENIE INGENIERIA RIA CIVIL

RESUMEN EJECUTIVO

En el presente trabajo se desarrolla el diseño completo de una vivienda de 6 pisos con un sistema esructural de porticos de concreto armado, conformado por el: predimensionamiento, metrado de cargas, analisi analisiss sismic sismicoo estati estatico, co, excent excentric ricida idades des corres correspon pondie diente ntes, s, modela modelamie miento nto de la estruc estructur turaa Xen el programa SAP2, verificacion de despla!amientos, momentos flectores, fuer!as cortantes, fuer!as axiales, axiales, " finalmente finalmente el diseño de las vigas, columnas, losas " !apatas# $odo $odo esto con el fin de elaborar los planos de estructuras la vivienda obtimi!ando los rescursos al maximo# %on el fin de reali!ar los calculo de metrado de cargas, peso de la estructura, fuer!as de sismo, excentricidades se elaboraron jo&as de calculo en el cual se presentan los calculos paso a paso' todo los datos " parametros (ue se utili!an en los calculos " diseños se obtienen de los datos proporcionados por el docente " las normas E)2 de cargas, E)* de diseño sismorresistente " E)6 de concreto armado# En ultima parte del informe se reali!a las conclusiones " comentarios sobre sobre el proceso de diseño de la vivienda, resultados obtenidos del modelamiento " el diseño de los elementos estructurales#

ANÁLISIS ESTRUCTURAL II

ING. MIGUEL ANGEL CURI ROSALES


OBJETIVOS



El presente trabajo tiene por finalidad principal aprender a diseñar estructuras de concreto armado mediante el anialisis sismico estatico#



Aprender a calcular las fuer!as de sismo en cual(uier nivel de la estructura " saber en (ue ubicacion de la estructura se aplican segun las excentricidades#



Aprender a modelar en el programa E$A+S una edificacion con todas las caracteristicas propias de esta " las fuer!as (ue en ella actuan#





iseñar los elementos estructurales de la vivienda con los datos obtenidos del modelamiento# Anali!ar los resultados obtenidos " anali!ar las causas " efectos de la estructuraci-n para determinar cu.l de las alternativas es mejor#




OBJETIVOS



El presente trabajo tiene por finalidad principal aprender a diseñar estructuras de concreto armado mediante el anialisis sismico estatico#



Aprender a calcular las fuer!as de sismo en cual(uier nivel de la estructura " saber en (ue ubicacion de la estructura se aplican segun las excentricidades#



Aprender a modelar en el programa E$A+S una edificacion con todas las caracteristicas propias de esta " las fuer!as (ue en ella actuan#





iseñar los elementos estructurales de la vivienda con los datos obtenidos del modelamiento# Anali!ar los resultados obtenidos " anali!ar las causas " efectos de la estructuraci-n para determinar cu.l de las alternativas es mejor#




CONTENIDO /# A$0S A$0S 1EE3A4E 1EE3A4ES S E 4A ES$35% ES$35%$53A $53A 2# P3E7 P3E7ES ES0 0A7 A7E$ E$0 0 2#/# Predimens Predimensiona ionamient mientoo de losas# losas# 2#2# Predimens Predimensiona ionamient mientoo de vigas# vigas# 2#*# Predimens Predimensiona ionamient mientoo de columnas# columnas# 2#8# 2#8# Estruc Estructur turaci acion# on# *# 7E$3A 7E$3A0 0 E E %A31 %A31AS AS *#/# 7etrado de cargas de las las vigas Piso $ipico9Piso /  Piso ;< # *#2# 7etrado 7etrado de cargas cargas de las vigas vigas de la A!otea A!otea## 8# AA4SS AA4SS SS7%0 SS7%0 ES$ ES$A A$%0 8#/# %alculo %alculo del del peso de de la estructur estructura# a# 8#2# %alculo de las fuer!as de sismo en todos los los niveles# ;# %A4%540 %A4%540 E 4AS EX%E$3% EX%E$3%AE AES S ;#/# %alculo %alculo del del centro centro de masas# masas# ;#2# %alculo %alculo del del centro centro de rigide! rigide!## ;#*# %alculo %alculo de la excentri excentricida cidadd real# 6# 70E4A7E$0 E4 E=%0 E E4 P3013A7A E$A+S E$A+S 6#/# Es(uema de de la estructura indicando indicando cada elemento# elemento# 6#2# 5bicacion del del centro de de masas " rigideces rigideces en el el modelamiento# modelamiento# 6#*# Aplicacion de las fuer!as de sismo en todos los nivles# ># 3ES54$ 3ES54$A0S E4 70E4A7E 70E4A7E$0 $0 >#/# espla!am espla!amient ientos os de la estructura estructura## >#2# Envolvent Envolventee de momentos momentos flectores flectores## >#*# Envolvent Envolventee de fuer!as fuer!as cortantes# cortantes# ?# %0%45S0E %0%45S0ES S @ %07E$ %07E$A30S # ++4 ++40 013 13A= A=A A

ANALISIS Y DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA ESTRUCTUR A DE CONCRETO ARMADO

1. DA DATOS TOS GENERAL GENERALES ES DE LA ESTRUCTURA ESTRUCTURA:: UBICACIÓN: REGION REGI ON:: JU JUNI NIN N PROV PR OVIN INCI CIA: A: HU HUAN ANCA CAYO YO NUMERO DE PISOS: 6 PISOS


DIST DISTRI RITTO: EL TAM AMBO BO


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2. PREDIMENSIONAMIENTO:

3. METRADO DE CARGAS:

4. ANALISIS ESTRUCTURAL: 4.1 PARAMETROS SISMORESISTENTES Toda edificación y cada una de sus partes será diseñadas y construidas para resistir las solicitaciones sísmicas prescritas en la Norma E030 , consideraremos los siguientes parámetros sísmicos A. FAT!" #E $!NA %$& Es un parámetro de sitio, 'ue in(olucra la )onificación sísmica territorial nacional, el mismo 'ue está di(idido en *AT"! $!NA+, segn se muestra en la figura a )onificación propuesta se /asa ena distri/ución espacial de la sismicidad o/ser(ada as características generales de los mo(imientos sísmicos a atenuación con la distancia epicentral nformación Neo tectónica -



UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Tabla1factores de zona FACTORES DE ZONA “Z” ZONA

$

4

0.12

3

0.32

2

0.2

1

0.40




Figura4$onas+ismicas




5. FAT!" #E *+! E 67!"TANA ada estructura de/e ser clasificada se acuerdo a las categorías indicadas en la siguiente ta/la8 segn la clasificación 'ue se 9aga se usara el coeficiente de uso e importancia *. Tabla 2Categoria de las edificaciones y factor U CATEGORIA DE EDIFICACIONES Y FACTOR “U” CATEGORIA

#E+"7!N

FAT!" *

A

A4- esta/lecimientos de salud del +ector %p/licos y pri(ados& del segundo y tercer ni(el,

:er nota 4



UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Edificaciones segn lo normado por el 6inisterio de +alud esenciaes

A- edificaciones esenciales cuya función no de/ería interrumpirse inmediatamente despu;s de 'ue ocurra un sismo se(ero tales como- Esta/lecimientos de salud no comprendidos en la categoría A4 - 7uertos, aeropuertos, locales municipales, centrales de comunicaciones. Estaciones de /om/eros, cuarteles de las fuer)as armadas y policía - instalaciones de generación y transformación de electricidad, reser(orios y plantas de tratamiento de agua

4,2

Todas a'uellas edificaciones 'ue puedan ser(ir de refugio despu;s de un desastre, tales como instalaciones educati(as, institutos superiores tecnológicos y uni(ersidades. +e incluyen edificaciones cuyo colapso puede representar un riesgo adicional, tales como grandes 9ornos, fa/ricas y depósitos de materiales inflama/les o tó
Edificaciones donde se renen gran cantidad de personas tales como cines, teatros, estadios, coliseos, centros comerciales, terminales de pasa=eros, esta/lecimientos penitenciarios, o 'ue guardan patrimonios (aliosos como museos y /i/liotecas ni Tam/i;n se consideraran depósitos de granos y otros almacenes importantes para el a/astecimiento

Edificaciones comunes tales como- (i(iendas, C Edificaciones oficinas, 9oteles, restaurantes, depósitos e co"&nes instalaciones industriales cuya falla no acaree

4,3

4,0

peligros adicionales de incendios o fugas de contaminantes onstrucciones pro(isionales para depósitos, D Edificaciones casetas y otras similares %e"#o$aes ANÁLISIS ESTRUCTURAL II

:er nota 



Nota 4- las nue(as edificaciones de categoría A4aislamiento tendrán aislamiento sísmico en la /ase cuando se encuentren en las )onas sísmicas 1 y 3 .en las )onas sísmicas 4 y , la entidad responsa/le podrá decidir si usa o no aislamiento sísmico. +i no se utili)a aislamiento sísmico en las )onas sísmicas 4 y, el (alor de * será como mínimo 4,2 Nota - en estas edificaciones de/erá pro(eerse resistencia y rigide) adecuadas para acciones laterales, a criterios del proyectista . FAT!" #E +*E! %+& Es un parámetro de sitio, 'ue in(olucra la 6icro)onificacion +ismica, estudios de +itio y ondiciones >eot;cnicas locales. 'e$fies de s&eo(

os perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta la (elocidad promedio de propagación de las ondas de corte %:s&, o alternati(amente para suelos granulares, el promedio ponderado de N?0 o/tenidos mediante un ensayo de penetración estándar %+7T&, o el promedio ponderado de la resistencia al corte en condición no drenada %+u& para suelos co9esi(os. os tipos de perfiles de suelos son cinco• • • • •

7erfil tipo +0- roca dura 7erfil tipo +4- roca o suelos muy rígidos 7erfil tipo +- suelos intermedios 7erfil tipo +3- suelos /landos 7erfil tipo +1- condiciones e
Tabla 3Clasificacion de los perfiles C)ASIFICACION DE )OS 'ERFI)ES DE SUE)O #e$fi S*

:s

N?0 @4200

+u



7a

S1

200 mBs a 4200 mBs

@20

@400 C7a

S2

4D0 mBs a 200 mBs 42 a 20

20 C7a a 400 C7a

S3

4D0 mBs

2 C7a a 20 C

S4

lasificación /asada en el E6+

42

'a$+"e%$os de si%io ,S- T# . T/

7ara descri/ir las condiciones locales, es necesario considerar el factor de amplificación de suelo + y de los peiodos Tp y T, dados en las ta/lasANÁLISIS ESTRUCTURAL II


UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Tabla4 Factor de suelo FACTOR DE SUE)O S&eo0ona

+0

+4

+

+3

Z4

0,D0

4,00

4,02

4,40

Z3

0,D0

4,00

4,42

4,0

Z2

0,D0

4,00

4,0

4,10

Z1

0,D0

4,00

4,?0

,00

Tabla5PeriodosTp y TL 'ERIODOS “T#” Y “T)”

7erfiles de suelo +0

+4

+

+3

T# ,S/

0,3

0,1

0,?

4,0

T),S/

3,0

,2

,0

4,?

#. !EFENTE #E A67FA!N ++6A %& #e acuerdo a las condiciones de sitio, se define el factor de amplificación sísmica . este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta estructural respecto a la aceleración en el suelo.

En dondeTp- periodo de (i/ración del suelo T- periodo fundamental de la estructura




El periodo fundamental para cada dirección se estimara con la siguiente e
E. !EFENTE #E "E#*!N 7!" #*T#A# %"& os sistemas estructurales se clasificaran segn los materiales usados y el sistema de estructuración sismo resistente predominante en cada dirección tal como se indica en la ta/la. Asimismo, segn la clasificación 'ue se 9aga de una edificación se usara un coeficiente de reducción de fuer)a sísmica ", segn se indica en la misma ta/la. Coeficien%e +sico de $ed&ccin de as f&e$as ss"icas ,Ro/

uando en la dirección de análisis de la edificación mas de sistema estructural, se tomara el menor coeficiente "o 'ue correspondaSISTE5AS ESTRUCTURA)ES Sis%e"a es%$&c%&$a

Ace$o( '$%icos Es#eciaes Resis%en%es a 5o"en%os ,S5F/ '$%icos In%e$"edios Resis%en%es a 5o"en%os ,I5F/ '$%icos O$dina$ios Resis%en%es a 5o"en%os ,O5F/ '$%icos Es#eciaes conc6n%$ica"en%e A$$ios%$ados ,SC!F/ '$%icos O$dina$ios Conc6n%$ica"en%e A$$ios%$ados ,OC!F/ '$%icos e7c6n%$ica"en%e A$$ios%$ados


oeficiente 5ásico de "educción "o%G& D H ? D ? D


UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ,E!F/ Conc$e%o a$"ado( '$%icos D&a De "&$os es%$&c%&$aes 5&$os de d&c%iidad i"i%ada

D H ? 1

Aa8ie$a a$"ada o confinada

3

5ade$a ,#o$ esf&e$os ad"isies/

H

%G& estos coeficientes se aplicaran nicamente a estructuras en las 'ue los elementos (erticales y 9ori)ontales permitan la disipación de la energía manteniendo la esta/ilidad de la estructura. No se aplican a estructuras tipo p;ndulo in(ertido. 7ara construcciones de tierra de/e remitirse a la Norma E0D0 Iado/eJ del "NE. Este tipo de construcción no se recomienda en suelos +3, ni se permite en suelos +1. Re9&a$idad es%$&c%&$a

• •

as estructuras de/en ser clasificadas como regulares o irregulares por los siguientes finesEsta/lecer los procedimientos de análisis #eterminar el coeficiente " de reducción de fuer)as sísmicas a. Es%$&c%&$as $e9&a$es( en su configuración son resistentes a cargas laterales El factor a o p será igual a 4,0 /. Es%$&c%&$as i$$e9&a$es( presentan una o más de las irregularidades de la ta/la-

Tabla 6 rregularidades en altura IRREGU)ARIDADES ESTRUCTURA)ES EN A)TURA

Fac%o$ de i$$e9&a$idad Ia

I$$e9&a$idad de $i9ide : 'iso !ando I$$e9&a$idades de $esis%encia : 'iso Dei

0,H2

I$$e9&a$idad e7%$e"a de $i9ide I$$e9&a$idad E7%$e"a de $esis%encia

0,20

I$$e9&a$idad de "asa o #eso

0,K0

I$$e9&a$idad 9eo"6%$ica ;e$%ica

0,K0

Discon%in&idad en os sis%e"as

0,D0



UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL $esis%en%es Discon%in&idad e7%$e"a de os sis%e"as $esis%en%e

0,?0

Tabla ! rregularidades en planta

""E>*A"#A#E+ EN 7ANTA

Factor de irregularidad p

I$$e9&a$idad %o$siona

0,H2

I$$e9&a$idad %o$siona e7%$e"a

0,?0

Es<&inas en%$an%es

0,K0

Discon%in&idad diaf$a9"a

0,D2

Sis%e"as no #a$aeos

0,K0

oeficiente de reducción de las fuer)as sísmicas, " El coeficiente de reducción de las fuer)as sísmicas se determina como el producto del coeficiente "o y de los factores a, p ""o.a.p F. #+T"5*!N #E A F*E"$A ++6A EN AT*"A %Fi& *na (e) o/tenida la fuer)a 9ori)ontal en la /ase del edificio :, se distri/uye en cada ni(el segn la siguiente e
• •

En dondeFi fuer)a sísmica en el ni(el i 7i peso del ni(el i 9i altura del ni(el i, con respecto al ni(el del terreno : cortante /asal en la /ase del edificio #onde n es el nmero de pisos del edificio, C es un e















5. CALCULO DE LAS ECENTRICIDADES:




6. MODELAMIENTO DE LA ESTRUCTURA: 6#/# Es(uema e 4a Estructura ndicando 4os Elementos:

VIGAS DE 25!5" #$




VIGAS DE 25!5" #$

COLUMNA DE 4"!4" #$

COLUMNA DE 45!45 #$

6#2# Asignacion e +ra!os 3igidos:




6#*# 5bicacion el %entro e 7asas @ 3igide!:

CR

CM $orsores: 6#8# Aplicacion e 4as =uer!as e Sismo @ 7omentos




6#;# %ombinaciones e %arga:




%. RESULTADOS DEL MODELAMIENTO: >#/# espla!amientos e 4a Estructura:

%.1.1. D&'()$*+* E,-*-#* P*)* L* C(/+#(/ E,-*-#* S:




P03$%0 E4 EBE /

P03$%0 E4 EBE 2




P03$%0 E4 EBE * 7.1.2.

D&'()$*+* E,-*-#* P*)* L* C(/+#(/ E,-*-#* SY:




P03$%0 E4 EBE A

P03$%0 E4 EBE +




P03$%0 E4 EBE %

>#2# Envolvente e 7omentos =lectores:




7.2.1.

P()-#( D&0 E& 1:

%.2.2. P()-#( D&0 E& 2:




%.2.3. P()-#( D&0 E& 3:

%.2.4. P()-#( D&0 E& A:




%.2.5. P()-#( D&0 E& B:

%.2.6. P()-#( D&0 E& C:




>#*# Envolvente e =uer!as %ortantes:

7.3.1.

P()-#( D&0 E& 1:




%.3.2. P()-#( D&0 E& 2:

%.3.3. P()-#( D&0 E& 3:




%.3.4. P()-#( D&0 E& A:

%.3.5. P()-#( D&0 E& B:




%.3.6. P()-#( D&0 E& C:

?# SEC0 E E4E7E$0S ES$35%$53A4ES: ?#/#iseño e Digas:



UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 8.1.1.

R&'&)( L(/-+/*0 D&0 P()-#( D&0 E& 2: Se obtiene de la

envolvente 9cm2<#

8.1.2.

R&'&)( P() C()-& D&0 P()-#( D&0 E& 2: Se obtiene de la envolvente

9cm2longitud<#

?#2# iseño e 4osas:






Informe Final Analisis

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