ANALISIS SISMICO ESTATICO Analisis y Diseño de un Edificio, según la figura siguiente: Especificaciones fy = 4,200.00 Kgf/cm2 Sistema Estructural: 4.00 Ly (Tramo) = 6.00 Aporticado Lx (Tramo) = 1) PREDIMENSIONAMIENTO 1.1) Predimensionamiento de Losa : TIPO ZONA 1 -2 ZONA 3-4 Losa Maciza Losa Aligerada Losa Aligerada: Lugar: Lima (Zona 4) ln = 4.00 t= m 0.20 m 1.2) Predimensionamiento de Vigas : ELEMENTOS VIGAS VIGAS PRINCIPALES SECUNDARIAS 𝑙𝑛 𝑙𝑛 Peralte Base 𝑡= 𝑎 10 12 𝑙𝑛 𝑙𝑛 𝑡= 𝑎 14 16 𝑡 𝑏= 𝑏= 2 Vigas Principales (Direccion "Y") 500.00 Kgf/cm2 S/C = Uso: Centro Comercial ln = 6.00 m t= 0.60 m b= 0.30 m Vigas Secundarias (Direccion "X") b= 0.15 m 1.2) Predimensionamiento de Columnas (ACI 318) ln = 4.00 m t= 0.29 m 𝑨𝒈=𝒃𝒙𝑫 Donde: P= t= 0.30 m Carga Axial Mayorada (Combinacion de Carga E.060) Ag = Area Bruta de la Seccion de la Columna D= Direccion de Seccion de la Columna en Direccion de Analisis b = Otra Dimension de la Columna f'c= Resistencia del Concreto a los 28 dias 𝑨≥ 𝑷 𝑷 ⇒ 𝒃𝒙𝑫 ≥ 𝑨𝒈 𝒙𝒇′ 𝒄 𝟎. 𝟑𝟎𝒙𝒇′ 𝒄 Metrado de Cargas Peso estimado por piso hasta el Sexto piso Elemento Peso Und Columna Estimado 60.00 Kgf/m2 Viga Estimado 100.00 Kgf/m2 Losa (20 cm) E.020 300.00 Kgf/m2 Tabiqueria Estimado 100.00 Kgf/m2 Tarrajeo e = 3 cm 60.00 Kgf/m2 Acabado Estimado 100.00 Kgf/m2 Sub Total (CM) 720.00 Kgf/m2 Sub Total (CV) 500.00 Kgf/m2 Total/Piso 1,220.00 Kgf/m2 Peso estimado de la Azotea Elemento Peso Und Losa (20 cm) E.020 300.00 Kgf/m2 Tabiqueria Estimado 100.00 Kgf/m2 Tarrajeo e = 3 cm 60.00 Kgf/m2 Acabado Estimado 100.00 Kgf/m2 Sub Total (CM) 560.00 Kgf/m2 Sub Total (CV) 100.00 Kgf/m2 Total/Piso 660.00 Kgf/m2 𝑷 = 𝑵° 𝒑𝒊𝒔𝒐𝒔 𝒊𝒈𝒖𝒂𝒍𝒆𝒔 𝒙 𝑷 𝒄𝒂𝒅𝒂 𝒑𝒊𝒔𝒐 𝒙 𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑻𝒓𝒊𝒃𝒖𝒕𝒂𝒓𝒊𝒂 +𝑷𝒆𝒔𝒐 𝑨𝒛𝒐𝒕𝒆𝒂 𝒙 𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑻𝒓𝒊𝒃𝒖𝒕𝒂𝒓𝒊𝒂 Ancho Tributario 01 = 4.00 m Ancho Tributario 01 = 6.00 m Area Tributaria = 4 m x 6m = P= 191,520.00 24.00 Kgf Haciendo b = D 𝑫= D= 𝑷 = 𝟎. 𝟑𝟎𝒙𝒇′ 𝒄 51.05 𝟏𝟗𝟏𝟓𝟐𝟎 𝒌𝒈𝒇 𝟎. 𝟑𝟎𝒙𝟐𝟒𝟓 𝒌𝒈𝒇/𝒄𝒎𝟐 cm m2 2) ANALISIS SISMICO ESTATICO DE UN PORTICO CENTRAL Tomando un valor aproximado a multiplo superior de "5": D= 55.00 cm 2.1) Metrado de Cargas del Portico Para los 05 Niveles RESUMEN Concreto 245 Kgf/cm 2 Columnas 0.60 m x 0.60m Vigas Principales 0.30 m x 0.60m Vigas Secundarias 0.20 m x 0.30m Losa Aligerada 0.20 m Kgf/m2 Ancho Tributar Kgf/m Losa e=20cm Tabiqueria Tarrajeo e=3cm 300.00 4.00 1,200.00 100.00 60.00 4.00 4.00 400.00 240.00 Acabados 100.00 4.00 Elemento Carga Muerta Carga Viva 400.00 2,240.00 500.00 4.00 2,000.00 Para el Ultimo Nivel (Azotea) Elemento Kgf/m2 Ancho Tributar Losa e=20cm 300.00 4.00 Resumen de Cargas Kgf/m 1,200.00 Tabiqueria Tarrajeo e=3cm Acabados 100.00 60.00 4.00 4.00 100.00 4.00 Carga Muerta Carga Viva 400.00 240.00 400.00 2,240.00 100.00 4.00 Niveles Carga Muerta CM Carga Viva CV 1° 2,240.00 2,000.00 2° 2,240.00 2,000.00 3° 2,240.00 2,000.00 4° 2,240.00 2,000.00 5° 2,240.00 2,000.00 Azotea 2,240.00 400.00 400.00 2.2) SOLUCION SAP 2000 V 19.2.1 01) Definir Unidades: 02) Selección del Modelo: • Modificación de Ejes: 3) Definición de las Condiciones de Borde – Restricciones 4) Definición de Propiedades de Materiales – Concreto 245 kgf/cm2 5) Definición de las secciones de los elementos: • • Viga 30 x 60 Columna 55 x 55 (X = 0.55, Y = 0.55) 6) Asignar las Secciones a los Elementos 7) Definir Sistemas de Cargas: 8) Asignar Cargas Actuantes (Carga Muerta en Vigas del 1° al 5° Nivel) • Carga Muerta en vigas del Sexto Nivel (Azotea) • Carga Viva en Vigas del 1° al 5° Nivel • Carga Viva en Vigas del 6° Nivel – Azotea • Carga de Sismo: CS = 1.0 CM + 0.5 CV 9) Analizar la Estructura: Cálculo del Peso de la Edificación: • Peso Columnas del Sexto Nivel: Peso Columnas del 6° Nivel = 10.6287+19.3051+10.6287=40.5625 Tn • Peso Columnas del Primer al Sexto Nivel: Peso columnas del 1° al 6° Nivel = 76.8214+139.2562+76.8214 = 292.899 Tn Peso columnas del 1° al 5° Nivel = 292.899-40.5625 = 252.3365 = 252.34 Tn De los Resultados del Sap 2000 Resumen Niveles Peso (Tn) 6° 5° 4° 3° 2° 1° Total 40.56 50.16 50.16 50.16 50.16 51.69 292.89 Acumulado 40.56 90.72 140.88 191.04 241.20 292.89 CALCULO DEL PESO Elemento b t l Densidad (m) (m) (m) Tn/m3 Columna 0.55 0.55 3.50 2.40 3.00 7.62 Viga 0.30 0.60 12.00 2.40 1.00 5.18 12.00 2.24 1.00 26.88 CM Dist N° Veces Peso ( Tn ) C Muerta 39.69 C Viva 0.50 12.00 2.00 1.00 Total 12.00 51.69 2 ° AL 5° NIVEL Elemento b t l Densidad (m) (m) (m) Tn/m3 Columna 0.55 0.55 2.80 2.40 12.00 24.39 Viga 0.30 0.60 12.00 2.40 4.00 20.74 12.00 2.24 4.00 107.52 CM Dist N° Veces Peso ( Tn ) C Muerta 152.65 C Viva 0.50 12.00 2.00 4.00 Total 48.00 200.65 6 ° NIVEL (AZOTEA ) Elemento b t l Densidad (m) (m) (m) Tn/m3 Columna 0.55 0.55 2.80 2.40 3.00 6.10 Viga 0.30 0.60 12.00 2.40 1.00 5.18 12.00 2.24 1.00 26.88 CM Dist N° Veces ( Tn ) C Muerta C Viva 38.16 0.50 12.00 Total PESO TOTAL = Peso 292.90 Tn 0.40 1.00 2.40 40.56 FUERZA CORTANTE EN LA BASE Ubicación: Lima Zona 4: 4 Z= 0.45 U= 1.30 Factor de Suelo (S1): S= Factor de Amplificacion Sismica 1.00 Uso (Centro Comercial): Periodo Natural 17.5 hn = CT = 35 T= 0.5 seg De la Tabla 04 de la Norma E.030 Tp = 0.4 seg TL = 2.5 seg Se tiene: C= Tp < T < TL 2 R0 = 8.00 Porticos Ia = 1.00 Regular en Altura Ip = 1.00 Regular en Planta R= 8.00 V= 42.84 V= 0.14625 P Factor = 0.14625 FUERZA '(6,6023253,62 Tn n= k= T <= 0.5 T > 0.5 T= T <= 0.5 N° Pisos Exponente relacionado al Periodo T k=1 k = (0.75 + 0.5T) <= 0 . 5 2 se g Entonce s Pi k=1 NIVE L hi V F i 6 17.50 40.56 1 7 . 5 0 70 9.8 0 0. 2 3 6 8 4 2 . 8 4 1 0 . 1 4 5 14.70 50.16 1 4 . 7 0 73 7.3 5 0. 2 4 6 0 4 2 . 8 4 1 0 . 5 4 4 11.90 50.16 1 1 . 9 0 59 6.9 0 0. 1 9 9 1 4 2 . 8 4 8 . 5 3 3 9.10 50.16 9 . 1 0 45 6.4 6 0. 1 5 2 3 4 2 . 8 4 6 . 5 2 2 6.30 50.16 6 . 3 0 31 6.0 1 0. 1 0 5 4 4 2 . 8 4 4 . 5 2 1 3.50 51.69 3 . 18 0.9 2 0. 0 6 4 2 . 2 . ( 𝒉 (𝒉𝒊 𝒊 )𝒌 𝒊 ) 𝜶 𝒊 𝒌 5 0 TOT AL 292. 89 0 4 2, 9 9 7. 4 4 8 4 5 9 10) Asignación de Cargas de Sismo en Sap 2000 1° Nivel 2° Nivel 3° Nivel 4° Nivel 5° Nivel 6° Nivel 11) Asignar Brazos Rígidos: 12) Combinaciones de Carga • Servicio • Resistencia U1 = 1.4 CM + 1.7 CV Linear Add U2 = 1.25 CM + 1.25 CV + 1.0 CS Linear Add U3 = 1.25 CM + 1.25 CV - 1.0 CS Linear Add U4 = 0.9 CM + 1.0 CS Linear Add U5 = 0.9 CM - 1.0 CS Linear Add Envolvente = U1 + U2 + U3 + U4 + U5 Envelope 13) Análisis de la Estructura 14) Deformada y Rotaciones en las Juntas o Nodos Desplazamientos Laterales 1° Nivel = 0.0065 4° Nivel =0.0253 2° Nivel = 0.0134 5° Nivel =0.0292 6° Nivel =0.0316 3° Nivel =0.0199 3) CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES Configuracion Estructural: Regular (Portico) Direccion: Eje X R= 8 Nivel hei (m) Sap 2000 δi (m) Di = δi(0.75*R) Deriva Maximo Verificacion Relativo Δi/hei Permitido Absoluto Δi < 0.007 1° 3.5 0.0065 0.039 0.039 0.011143 0.007 No Cumple 2° 2.8 0.0134 0.0804 0.0414 0.014786 0.007 No Cumple 3° 2.8 0.0199 0.1194 0.039 0.013929 0.007 No Cumple 4° 2.8 0.0253 0.1518 0.0324 0.011571 0.007 No Cumple 5° 2.8 0.0292 0.1752 0.0234 0.008357 0.007 No Cumple 6° 2.8 0.0316 0.1896 0.0144 0.005143 0.007 Si Cumple