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Memoria de Calculo Adulto Mayor

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MEMORIA DE CÁLCULO
CENTRO DEL ADULTO MAYOR
ANÁLISIS SÍSMICO DINAMICO
1.01.00 ALCANCES.
De acuerdo a los criterios que establece la norma E-30 Diseño Sismo
resistente, establece los requisitos mínimos para que la “CONSTRUCCIÓN
DEL CENTRO DEL ADULTO MAYOR EN COVICENTRO DISTRITO DE EL
TAMBO-HUANCAYO-JUNIN”, COMPONENTE TRES MODULOS A, B Y C
tenga un adecuado comportamiento sísmico con el fin de reducir el riesgo de
pérdidas de vidas y daños materiales, y posibilitar que las estructuras
esenciales puedan seguir funcionando durante y después de un sismo.
Esta norma se aplica al diseño de todas las edificaciones nuevas, a la evaluación
y reforzamiento de las edificaciones e industrias existentes y a la reparación
de las edificaciones e industrias que resultan dañadas por acciones de los
sismos.
1.02.00 FILOSOFÍA DEL DISEÑO SISMO RESISTENTE.
El proyecto “CONSTRUCCIÓN DEL CENTRO DEL ADULTO MAYOR EN
COVICENTRO
DISTRITO
DE
EL
TAMBO-HUANCAYO-JUNIN”,
COMPONENTE TRES MODULOS A, B Y C deberán de desarrollarse con la
finalidad de garantizar un comportamiento que haga posible:
a) Resistir sismos leves sin daño.
b) Resistir sismos moderados
estructurales leves.
considerando
la
posibilidad
de
daños
c) Resistir sismos severos con posibilidad de daños estructurales importantes,
evitando el colapso de la edificación.
1.03.00 PARÁMETROS DE SITIO.
1.03.01 Zonificación.
El territorio nacional se encuentra dividido en tres zonas, esta
zonificación se basa en la distribución espacial de la sismicidad
observada, las características generales de los movimientos sísmicos y
la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como en
información neotectónica.
A cada zona se le asigna un factor Z según se indica en la tabla N° 01,
este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con
una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Tabla N° 01
FACTORES DE ZONA
ZONA
FACTOR DE ZONA - Z (g)
3
2
1
0.4
0.3
0.15
FACTOR Z
ZONA
FACTOR Z
1
2
3
1.0
0.7
0.3
El presente proyecto se encuentre ubicado en la zona 2 cuyo factor de
zona Z(g)=0.3
1.04.00 CONDICIONES LOCALES
1.04.01 Microzonificación Sísmica y Estudios de Sitio
Microzonificación Sísmica.
Son estudios multidisciplinarios, que investigan los efectos de sismo y
fenómenos asociados como licuación de suelos, deslizamientos,
tsunamis, etc. Sobre el área de interés. Los estudios suministran
información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas por
causa de las condiciones locales y otros fenómenos naturales, así como
las limitaciones y exigencias que como consecuencias de los estudios se
considere para el diseño y construcción de edificaciones y otras obras.
Será requisito la realización de estudios de microzonificación en los
siguientes casos:
 Áreas de expansión de ciudades.
 Complejos industriales o similares.
 Reconstrucción de áreas destruidas por sismos y fenómenos
asociados.
Los resultados de estudios de microzonificación serán aprobados por la
autoridad competente, pudiendo ésta solicitar informaciones o
justificaciones complementarias en caso lo considere necesario.
Estudios de Sitio.
 Son estudios similares a los de microzonificación, aunque no
necesariamente en toda su extensión. Estos estudios están limitados
al lugar del proyecto y suministran información sobre la posible
modificación de las acciones sísmicas y otros fenómenos naturales
por las condiciones locales, siendo su objetivo principal la
determinación de los parámetros de diseño.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
 Será necesario realizar estudios de sitio para edificaciones del
grupo A el nivel de exigencia y de detalle será a criterio del
proyectista.
 No se considerará parámetros de diseño inferiores a los indicados
en esta norma.
1.04.02 Condiciones Geotécnicas.
Para los efectos de esta Norma, los perfiles de suelo se clasifican
tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor del
estrato, el periodo fundamental de vibración y la velocidad de
propagación de las ondas de corte.
Los tipos de perfiles de suelo son cuatro:
a)
Perfil tipo S1: Roca o suelos muy Rígidos.
A este tipo corresponden las rocas y suelos muy rígidos con
velocidades de propagación de onda de corte similar al de una roca,
en los que el periodo fundamental para vibraciones de baja
amplitud no excede de 0.25s.
b) Perfil tipo S2: Suelos intermedios.
Se clasifican como de este tipo los sitios con
características intermedias entre las indicadas para los perfiles S1
y S3.
c)
Perfil tipo S3: Suelos flexibles o con estratos de gran espesor.
Corresponden a este tipo los suelos flexibles o estratos de gran
espesor en los que el periodo fundamental, para vibraciones de
baja amplitud, es mayor que 0.6s, incluyéndose los casos en los que
el espesor del estrato de suelo excede los valores siguientes:
Suelos cohesivos
Blandos
Medianamente compactos
Compactos
Muy compactos
Resistencia al corte
Espesor del estrato
Típica en condición no
(m)(*)
drenada (kPa)
< 25
25 - 50
50 - 100
100 - 200
20
25
40
60
Valores N típicos en
Espesor del estrato
Suelos granulares
ensayos de penetración
(m)(*)
estándar (SPT)
Sueltos
4-10
40
Medianamente densos
10-30
45
Densos
Mayor que 30
100
(*) Suelo con velocidad de onda de corte menor que el de una roca.
d) Perfil tipo S4: Condiciones excepcionales.
3
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente
flexibles y los sitios donde las condiciones geologías y/o
topográficas sean particularmente desfavorables.
Deberá considerarse el tipo de perfil que mejor describa las
condiciones locales, utilizando los correspondientes valores de T p, Y el
factor de amplificación del suelo S, dado en la siguiente tabla N° 02.
En los sitios donde las propiedades del suelo sean poco conocidas se
podrán usar los valores correspondientes al perfil tipo S3. Solo será
necesario considerar un perfil tipo S4 cuando los estudios geotécnicos
así lo determinen.
Tabla N° 02
Parámetros de Suelo
Tipo
S1
S2
S3
S4
Descripción
Roca o suelos muy rígidos
Suelos intermedios
Suelo flexibles o con estratos de gran espesor
Condiciones excepcionales
Tp (s)
S
0.4
0.6
0.9
*
1.0
1.2
1.4
*
(*) Los valores Tp y S para este caso serán establecidos por el especialista pero en ningún caso
serán menores que a los especificados para el perfil tipo S3.
Para la edificación en estudio los parámetros de suelo pertenecen al tipo S2
(suelos intermedios).
Tp (s) = 0.6 Y S = 1.2
1.04.03 Factor de Amplificación Sísmica.
De acuerdo a las características de sitio se define el factor de amplificación
sísmica (C) por la siguiente expresión:
C=2.5*(Tp/T)
C ≤ 2.5
Este coeficiente se interpreta como el factor de amplificación de la respuesta
estructural respecto a la aceleración en el suelo.
T es el periodo fundamental, que para cada dirección se estimará con la
siguiente forma:
MODULO A
Ventana de las razones de masa participante modal, con periodos fundamentales indicados
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
-
En las direcciones X y Y, para cada uno de los periodos fundamentales,
calcular el valor de C=2.5*(Tp/T); C≤2.5. En la siguiente tabla se muestra el
cálculo de C y la verificación de la condición C/R≥0.125.
FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C)
DIRECCIÓN X
Cx= 5.31
Usar Cx= 2.5
Rx= 5.25
Cx/R= 0.476
DIRECCIÓN Y
Cy= 3.60
Usar Cy= 2.5
Ry= 5.25
Cy/R= 0.476
MODULO B
Ventana de las razones de masa participante modal, con periodos fundamentales indicados
-
En las direcciones X y Y, para cada uno de los periodos fundamentales,
calcular el valor de C=2.5*(Tp/T); C≤2.5. En la siguiente tabla se muestra el
cálculo de C y la verificación de la condición C/R≥0.125.
FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C)
DIRECCIÓN X
Cx= 9.20
Usar Cx= 2.5
Rx= 2.25
Cx/R= 1.111
DIRECCIÓN Y
Cy= 10.64
Usar Cy= 2.5
Ry= 2.25
Cy/R= 1.111
MODULO C
Ventana de las razones de masa participante modal, con periodos fundamentales indicados
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
-
En las direcciones X y Y, para cada uno de los periodos fundamentales,
calcular el valor de C=2.5*(Tp/T); C≤2.5. En la siguiente tabla se muestra el
cálculo de C y la verificación de la condición C/R≥0.125.
FACTOR DE AMPLIFICACIÓN SÍSMICA (C)
DIRECCIÓN X
Cx= 7.58
Usar Cx= 2.5
6
Rx=
Cx/R= 0.417
DIRECCIÓN Y
Cy= 35.22
Usar Cy= 2.5
6
Ry=
Cy/R= 0.417
1.05.0 REQUISITOS GENERALES.
1.05.01 Aspectos Generales.
Toda la edificación y cada una de sus partes serán diseñadas y
construidas para resistir las solicitaciones sísmicas determinadas en
la forma prescrita en las normas sismorresistentes.
Deberá de considerarse el posible efecto de los elementos no
estructurales en el comportamiento sísmico de la estructura y al
análisis y detallado del refuerzo de anclaje deberá hacerse acorde
con esta consideración.
Se considerará que las solicitaciones sísmicas horizontales actúan
según las dos direcciones principales de la estructura o en las
direcciones que resulten más desfavorables.
La fuerza sísmica vertical se considerará que actúan en los
elementos simultáneamente con la fuerza sísmica horizontal y en el
sentido más desfavorable para el análisis.
No es necesario considerar simultáneamente los efectos de sismo y
viento.
Cuando un solo elemento de la estructura, muro o pórtico resistente,
una fuerza de 30% o más del total de la fuerza horizontal en
cualquier nivel, dicho elemento deberá diseñarse para el 25% de
dicha fuerza.
1.05.02 Concepción Estructural Sismorresistente
Debe considerarse que el comportamiento sísmico de las edificaciones
mejora cuando se observan las siguientes condiciones:
Simetría, tanto en la distribución de masas como en las rigideces.
Peso mínimo, especialmente en los pisos altos.
Selección y uso adecuado de los materiales de construcción.
Resistencia adecuada.
Continuidad en la estructura, tanto en planta como en elevación.
6
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Ductilidad como requisito indispensable para un comportamiento
satisfactorio.
Deformación limitada ya que en caso contrario los daños en los
elementos no estructurales podrán ser desproporcionados.
Ilusión de líneas sucesivas de resistencia.
Consideración de las condiciones locales de suelo en el proyecto.
Buena práctica constructiva e inspección estructural rigurosa.
1.05.03 Categoría de las Edificaciones.
Cada estructura debe ser clasificada de acuerdo a las categorías
indicadas en la tabla N° 03 de las normas sismo resistente E030.
La edificación que se diseña pertenece a la categoría B (edificaciones
Importantes) cuyo factor U es 1.3
1.05.04 Configuración Estructural.
Las estructuras deben ser clasificadas como regulares o irregulares con
el fin de determinar el procedimiento adecuado de análisis y los valores
apropiados del factor de reducción de fuerza sísmica. (Tabla N° 06 de
las normas sismorresistentes).
Las estructuras presentes se califican como estructuras irregulares,
puesta que presenta irregularidades de las diferentes características
que se detallan en la tabla N° 04 de las normas sismorresistentes.
9.05.05 Sistema Estructural.
Los sistemas estructurales se clasificarán según los materiales usados y
el sistema de estructuración sismorresistente predominante en cada
dirección tal como se indica en la tabla N° 06. Para la presente Sistema
Estructural le corresponde a:
Modulo A: Dual. Concreto Armado (Las acciones sísmicas son resistidas
de muros y pórticos de concreto armado), cuyo coeficiente de reducción
R, para estructuras irregulares es R = ¾*7=5.25
Modulo B: Albañilería Confinada (Las acciones sísmicas son resistidas
por muros de albañilería); cuyo coeficiente de reducción R, para
estructuras irregulares es R=3/4*3=2.25
Modulo C: Pórticos. Concreto Armado (Las acciones sísmicas son
resistidas por pórticos de concreto armado), cuyo coeficiente de
reducción R, para estructuras irregulares es R=3/4*8=6
9.06.00 DESPLAZAMIENTOS LATERALES.
9.06.01 Desplazamientos laterales Permisibles.
El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado con el
análisis estructural realizado con el ETABS v9.5 No lineal, esta no
deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso que se indica en la
tabla N° 08.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Tabla N° 08
Límites para desplazamiento Lateral de Entrepiso
Material Predominante
( i / he¡ )
Concreto Armado
Acero (*)
Albañilería
Madera
0.007
0.010
0.005
0.010
(*) Estos límites no son aplicables a naves industriales.
1.06.02 Juntas de Separación Sísmica.
Toda estructura debe estar separada de las estructuras vecinas una
distancia mínima ("s") para evitar el contacto durante un movimiento
sísmico.
Esta distancia mínima no será menor que los 2/3 de la suma de los
desplazamientos máximos de los bloques adyacentes ni menor que:
S = 3 + 0.004 (h - 500) (h y s en centímetros)
S > 3.88 cm
Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el
nivel considerado para evaluar s.
1.07.0 CONTROL DE GIROS EN PLANTA.
En cada una de las direcciones de análisis el desplazamiento relativo máximo
entre dos pisos consecutivos, no debe ser mayor que 1.75 veces el
desplazamiento relativo de los centros de masas.
1.08.0 ESTABILIDAD DEL EDIFICIO
Deberá considerarse el efecto de la excentricidad de la carga vertical producida
por el desplazamiento lateral de la edificación, (efecto p-delta).
1.09.0 ANÁLISIS DE LOS EDIFICIOS.
1.09.01 Solicitaciones Sísmicas y Análisis.
En concordancia con la filosofía de diseño sismorresistente se acepta
que las edificaciones tendrán incursiones inelásticas frente a
solicitaciones sísmicas severas. Por tanto las solicitaciones sísmicas
de diseño se considerarán corno una fracción de la solicitación sísmica
máxima elástica.
8
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
El análisis podrá desarrollarse usando las solicitaciones sísmicas
reducidas con un modelo de comportamiento elástico para la
estructura.
El análisis podrá hacerse independientemente en cada dirección y
para el total de la fuerza sísmica en cada caso.
1.09.02 Peso de la Edificación.
El peso (P), se calculará adicionando a la carga permanente y total de la
edificación un porcentaje de la carga viva o sobrecarga que se
determinará de la siguiente manera:
a. Del Centro de Adulto Mayor, se tomará el 50% de la carga viva.
PESO TOTAL EN LOS MODULOS
MODULO A
PISO
Piso 2
Piso 1
DIAFRAGMA MASA (Tn)
D2
8.36
D1
14.06
Suma =
PESO (Tn)
81.99
137.91
219.90
MODULO B
PISO
Piso 2
Piso 1
DIAFRAGMA MASA (Tn)
D2
3.10
D1
6.22
Suma =
PESO (Tn)
30.43
60.98
91.42
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MODULO C
PISO
DIAFRAGMA MASA (Tn)
Piso 1
D1
PESO (Tn)
2.37
23.27
Suma =
23.27
1.10.0 ANÁLISIS DINÁMICO
1.10.01 Alcances
El análisis dinámico de las edificaciones podrá realizarse mediante
procedimientos de superposición espectral o por medio de análisis
tiempo historia. El programa ETABS v9.5 No lineal, tiene en sus
funciones realizar estos casos de análisis para lo que en el anexo
presentamos la explicación básica del análisis Dinámico. En este caso la
norma específica que para edificaciones convencionales podrá usarse el
procedimiento de superposición espectral; y para edificaciones
especiales deberá usarse un análisis tiempo - historia. Por lo que la
presente estructura lo analizaremos usando el procedimiento de
superposición espectral usados por el Reglamento Nacional de
Edificaciones para los módulos presentados.
1.10.02 Análisis por Superposición Espectral
Modos de Vibración
Los periodos naturales y modos de vibración podrán determinarse por un
procedimiento de análisis que considere apropiadamente las
características de rigidez y la distribución de las masas de la
estructura.
Aceleración Espectral
Para cada una de las direcciones analizadas se utilizará un espectro
inelástico de pseudo - aceleración definido por:
Sa = (ZUSC/R)g
Para el análisis en la dirección vertical podrá usarse un espectro con
valores iguales a los 2/3 del espectro empleado para las direcciones
horizontales.
10
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Criterios de Superposición
Mediante los criterios de superposición que se indican, se podrán
obtener la respuesta máxima esperada (r) tanto para las fuerzas
internas en los elementos componentes de la estructura, como para los
parámetros globales del edificio como fuerza cortante en la base,
cortantes de entrepiso, momentos de volteo, desplazamientos totales y
relativos de entrepiso.
La respuesta máxima elástica esperada (r) correspondiente al efecto
conjunto de los diferentes modos de vibración empleados (ri) podrá
determinarse usando la siguiente expresión.
Alternativamente, la respuesta máxima podrá estimarse mediante la
combinación cuadrática completa de los valores calculados para cada
modo.
En cada dirección se considerarán aquellos modos de vibración cuya suma
de masas efectivas sea por lo menos el 90% de la masa de la estructura,
pero deberá tomarse en cuenta por lo menos los tres primeros modos
predominantes en la dirección de análisis.
Fuerza cortante mínima en la Base por módulo
Para cada una de las direcciones consideradas en el análisis, la fuerza
cortante en la base del edificio no podrá ser menor que el 80% del valor
calculado de la expresión: V = (ZUSC / R)P, del análisis estático, para
estructuras regulares, ni menor que el 90 % para estructuras
irregulares.
MODULO A
Cortante Basal, para el caso estático
Dirección X
49.01
Vx est. =
Tx= 0.282299
0.3
Z=
1.3
U=
2.5
Cx=
1.2
S=
219.9
P=
5.25
Rx=
Dirección Y
49.01
Vy est. =
Ty= 0.416698
0.3
Z=
1.3
U=
2.5
Cy=
1.2
S=
219.9
P=
5.25
Ry=
11
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Cortante Basal, para el caso Dinámico
Factores de escala del caso dinámico
Vx din.=
Vx est.=
Vx din./Vx est.=
Coeficiente min. =
48.73
49.01
0.99
0.9
Vy din.=
Vy est.=
Vx din./Vx est.=
Coeficiente min. =
49.49
49.01
1.01
0.9
Factor (fx)=
0.91
Factor (fx)=
0.89
MODULO B
Cortante Basal, para el caso estático
Dirección X
47.54
Vx est. =
Tx= 0.163018
0.3
Z=
1.3
U=
2.5
Cx=
1.2
S=
91.42
P=
2.25
Rx=
Dirección Y
47.54
Vy est. =
Ty= 0.140926
0.3
Z=
1.3
U=
2.5
Cy=
1.2
S=
91.42
P=
2.25
Ry=
Cortante Basal, para el caso Dinámico
12
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Factores de escala del caso dinámico
Vx din.=
Vx est.=
Vx din./Vx est.=
Coeficiente min. =
29.76
47.54
0.63
0.9
Vy din.=
Vy est.=
Vx din./Vx est.=
Coeficiente min. =
34.53
47.54
0.73
0.9
Factor (fx)=
1.44
Factor (fx)=
1.24
Recomendación: En este módulo el método de análisis será el Método Estático por tener
la mayor cortante basal que el dinámico.
MODULO C
Cortante Basal, para el caso estático
Dirección X
4.54
Vx est. =
Tx= 0.197906
0.3
Z=
1.3
U=
2.5
Cx=
1.2
S=
23.27
P=
6
Rx=
Dirección Y
4.54
Vy est. =
Ty= 0.042595
0.3
Z=
1.3
U=
2.5
Cy=
1.2
S=
23.27
P=
6
Ry=
Cortante Basal, para el caso Dinámico
Factores de escala del caso dinámico
Vx din.=
Vx est.=
Vx din./Vx est.=
Coeficiente min. =
3.4
4.54
0.75
0.9
Vy din.=
Vy est.=
Vx din./Vx est.=
Coeficiente min. =
2.75
4.54
0.61
0.9
Factor (fx)=
1.20
Factor (fx)=
1.49
13
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Efectos de Torsión.
La incertidumbre en la localización de los centros de masa de cada nivel,
se considerarán mediante una excentricidad accidental perpendicular a
la dirección del sismo igual a 0.10 veces la dimensión del edificio en la
dirección perpendicular a la dirección de análisis. En cada caso deberá
considerarse el signo más desfavorable.
1.11.00 ANÁLISIS DE LOS PÓRTICOS CON EL PROGRAMA ETABS v9.5
La idealización de los sistemas es como se muestra en las siguientes figuras en
la que se muestran el sistema de cargas repartidas cargas en cada uno de los
Módulos para luego idealizados tridimensionalmente:
1.11.01 ETABS v9.5 No Lineal
Este programa es uno de los más completos en cuanto al análisis de
edificaciones. Su funcionamiento es similar al del Sap2000 pero con
ventajas en edificaciones, realiza el análisis estático y dinámico no
lineal, tiempo historia, y análisis No lineal Pushover. Permite al diseño
automatizado en acero y concreto armado.
1.11.02 Preparación de los Datos a Ingresar.
 Antes de utilizar el programa es tomar los datos e información
pertinente para la estructura que se piensa construir y dependiendo
del tipo, efectuar el modelo estructural que será calculado mediante
el programa. Se recomienda la visita a la zona para evaluar las
condiciones de cimentación.
 La primera fase de idealización y Modelación sumamente importante,
corresponde al ingeniero. Debiendo aplicar los conceptos de
Resistencia de materiales, análisis y Diseño de estructuras.
Debiendo buscar el modelo más adecuado precisión simplicidad.
 La fase final de comprobación e interpretación de los resultados es
una fase que también corresponde a la responsabilidad del
Ingeniero. Mucho cuidado en la evaluación de los resultados en
conjunto como de cada elemento, el programa nos permite visualizar
los elementos más esforzados.
1.11.03 Proceso General
1. Modelación
2. Materiales
3. Secciones transversales
4. Nudos
5. Elementos
6. Restricciones
7. Cargas
8. Calculo Estructural
9. Resultados
14
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
10. Evaluación e interpretación
Modelación.- Se realizo de la siguiente manera se idealizo los pórticos
y luego han sido interconectadas con vigas peraltadas, y tijerales de
madera las cargas repartidas se asignas a la estructura de madera
como se muestra en la figuras.
15
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MODULO A
16
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MODELO ESTRUCTURAL DEL MODULO A
Materiales.- los datos de materiales han sido introducidos en el icono
definir material, determinamos que el material a utilizar es Concreto
Armado cuyas características son definidas por el usuario en este caso
adoptamos las siguientes:
Masa por unidad de Volumen
Peso por unidad de Volumen
Módulo de elasticidad
Razón de poison
f’c
fy
: 0.24 tn/m
: 2.40 tn/m3
: 2200000
: 0.15
: 2100 tn/m3
: 42000 tn/m3
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Secciones Transversales.- En el análisis ingresamos todos los datos
reales del pórtico, es decir los datos de predimencionamiento que se
calcularon en el capitulo IV
Los Nudos.- Estos se generan conociendo las características
geométricas del bloque en análisis es decir la idealización, como por
ejemplo las luces de cálculo, las que están realizadas a ejes, la altura
de los entrepisos es la altura de la columna.
18
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Elementos. Una ves idealizado la estructura se designa a cada uno de
los elementos una característica con determinada sección, con los que
quedan nombrados todos los elementos de la estructura.
Restricciones.- Se refiere a la idealización de los apoyos los que en
nuestra estructura los idealizamos como apoyos empotrados en el
suelo.
Cargas.- se colocan las cargas calculadas como se indica en los
pórticos idealizados de las figuras del item 09.11.00, en estas se
encuentran las cargas muertas, las cargas vivas y también se definen
las diferentes combinaciones con las amplificaciones determinadas en
el capitulo III que va a realizar el programa. También se ingresa el
espectro Normalizado siguiente luego se carga para obtener la
respuesta al espectro.
19
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
COMBINACIONES UTILIZADOS:
COMB1 = 1.4D + 1.7V
COMB2 = 1.4D + 1.7V1
COMB3 = 1.4D + 1.7V2
DINAMICO = 0.25SPEC1 + 0.75SPEC2
COMB4 = 1.25D + 1.25V + 1.25DINAMICO
COMB5 = 1.25D + 1.25V1 + 1.25DINAMICO
COMB6 = 1.25D + 1.25V2 + 1.25DINAMICO
COMB7 = 1.25D + 1.25V - 1.25DINAMICO
COMB8 = 1.25D + 1.25V1 - 1.25DINAMICO
COMB9 = 1.25D + 1.25V2 - 1.25DINAMICO
COMB10 = 0.9D + 1.25DINAMICO
COMB11 = 0.9D - 1.25DINAMICO
ENVOL = Envolvente de las 11 combinaciones.
20
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Calculo Estructural.- Se refiere al procesado del programa para
obtener las diferentes respuestas que el usuario va ha definir, para la
que se le debe de dar los parámetros necesarios para iniciar el
procesado.
Resultados.- Necesariamente en este paso es el que se debe de dar
mayor énfasis puesto de esto resulta el diseño final, y en las que se
deben de tomar diferentes decisiones: para lo que mostramos los
resultados en el que se describen los envolventes para el diseño, se
verifica los desplazamientos, los giros que ha de tener la estructura en
conjunto, además se puede dar una primera idea de el calculo de las
áreas de acero que han de tener los elementos estructurales y con los
valores máximos serán diseñados estos elementos.
21
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
1. se observa que en los nudos de los apoyos los desplazamientos y giros en todas
direcciones es cero puesto que están empotradas.
2. Los máximos desplazamientos se encuentra en el diafragma del primer piso, este
desplazamiento es en la dirección del eje Y. Estos desplazamientos máximos
tanto en X y en Y es controlado por la Placa en el centro del Edificio.
LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO
NTE-030 =
7
CONCRETO ARMADO
STORY
POINT
DEFORMACIONES DEL ETABS (m)
Alturas
Diferenciales
LOAD
X
Y
H
∆X
3
0.0047
STORY2
66
DINAMICO MAX
0.01
0.0113
STORY2
66
DINAMICO MIN
0.01
0.0113
STORY1
67
DINAMICO MAX
0.0053
0.0063
STORY1
67
DINAMICO MIN
0.0053
0.0063
∆Y
R=
6.17
0.0053
OK
6.56
4.64
0.0063
DUAL - IRREGULAR
Distorcion X Distorcion Y
0.005
4.5
5.25
OK
OK
5.51
OK
3. Se observa que desplazamiento (∆X) se dividió por la altura (h), se multiplico por
(R=5.25), luego por 0.75 y 1000 para obtener la distorsión en cada planta y
dirección, lo cual podemos comparar con la norma peruana. Y como podemos
observar en el cuadro todos son menores al desplazamiento permisible por la
norma.
4. Las distorción tanto en la dirección transversal X y Y, Son cercanos a la
distorsión de la norma (7-Concreto Armado), esto significa que no hay
sobredimensionamiento de elementos.
5. Los desplazamientos máximos de verifican con la combinación (Dinámico), por
contener los máximos desplazamientos laterales.
6. El cálculo de los aceros en (cm²) son los valores calculados por la combinación de
la envolvente.
7. Los resultados mostrados son de acuerdo al análisis realizado con el programa
ETABS v7.5, con la inclusión de diafragma por lo que los desplazamientos en los
nudos son uniformes en cada Nivel o piso, esto para el análisis, que los
diafragmas rígidos se usan para uniformizar el desplazamiento horizontal de
todos los elementos de un piso o nivel, de tal manera que el sistema de techo se
mueva como una membrana indeformable en el plano.
22
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MODULO B
23
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MODELO ESTRUCTURAL DEL MODULO B
Materiales.- Los datos de materiales han sido introducidos en el icono
definir material, determinamos que el material a utilizar es Concreto
Armado cuyas características son definidas por el usuario en este caso
adoptamos las siguientes:
Masa por unidad de Volumen
Peso por unidad de Volumen
Módulo de elasticidad
Razón de poison
: 0.194 tn/m
: 1.90 tn/m3
: 175000
: 0.18
24
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Masa por unidad de Volumen
Peso por unidad de Volumen
Módulo de elasticidad
Razón de poison
f’c
fy
: 0.24 tn/m
: 2.40 tn/m3
: 2200000
: 0.15
: 2100 tn/m3
: 42000 tn/m3
Secciones Transversales.- En el análisis ingresamos todos los datos
reales del pórtico, es decir los datos de predimencionamiento que se
calcularon en el capitulo IV
25
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Los Nudos.- Estos se generan conociendo las características
geométricas del bloque en análisis es decir la idealización, como por
ejemplo las luces de cálculo, las que están realizadas a ejes, la altura
de los entrepisos es la altura de la columna.
Elementos. Una ves idealizado la estructura se designa a cada uno de
los elementos una característica con determinada sección, con los que
quedan nombrados todos los elementos de la estructura.
26
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Restricciones.- Se refiere a la idealización de los apoyos los que en
nuestra estructura los idealizamos como apoyos empotrados en el
suelo.
Cargas.- se colocan las cargas calculadas como se indica en los
pórticos idealizados de las figuras del item 09.11.00, en estas se
encuentran las cargas muertas, las cargas vivas y también se definen
las diferentes combinaciones con las amplificaciones determinadas en
el capitulo III que va a realizar el programa. También se ingresa el
espectro Normalizado siguiente luego se carga para obtener la
respuesta al espectro.
COMBINACIONES UTILIZADOS:
COMB1 = 1.4D + 1.7V
COMB2 = 1.4D + 1.7V1
COMB3 = 1.4D + 1.7V2
DINAMICO = 0.25SPEC1 + 0.75SPEC2
COMB4 = 1.25D + 1.25V + 1.25DINAMICO
COMB5 = 1.25D + 1.25V1 + 1.25DINAMICO
COMB6 = 1.25D + 1.25V2 + 1.25DINAMICO
COMB7 = 1.25D + 1.25V - 1.25DINAMICO
COMB8 = 1.25D + 1.25V1 - 1.25DINAMICO
COMB9 = 1.25D + 1.25V2 - 1.25DINAMICO
COMB10 = 0.9D + 1.25DINAMICO
COMB11 = 0.9D - 1.25DINAMICO
ENVOL = Envolvente de las 11 combinaciones.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Calculo Estructural.- Se refiere al procesado del programa para
obtener las diferentes respuestas que el usuario va ha definir, para la
que se le debe de dar los parámetros necesarios para iniciar el
procesado.
Resultados.- Necesariamente en este paso es el que se debe de dar
mayor énfasis puesto de esto resulta el diseño final, y en las que se
deben de tomar diferentes decisiones: para lo que mostramos los
resultados en el que se describen los envolventes para el diseño, se
verifica los desplazamientos, los giros que ha de tener la estructura en
conjunto, además se puede dar una primera idea de el calculo de las
áreas de acero que han de tener los elementos estructurales y con los
valores máximos serán diseñados estos elementos.
28
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
1. Se observa que en los nudos de los apoyos los desplazamientos son ceros, pero
los giros es diferente de cero.
2. Los máximos desplazamientos se encuentra en el diafragma del segundo piso,
este desplazamiento es en la dirección del eje X. Estos desplazamientos máximos
tanto en X y en Y es controlado por los muros portantes de albañilería.
LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO
NTE-030 =
STORY
POINT
DEFORMACIONES DEL ETABS (m)
5
Alturas
ALBAÑILERIA
Diferenciales
LOAD
X
Y
H
∆X
2.8
0.0019
STORY2
97
DINAMICO MAX
0.003
0.0026
STORY2
97
DINAMICO MIN
0.003
0.0026
STORY1
98
DINAMICO MAX
0.0011
0.0017
STORY1
98
DINAMICO MIN
0.0011
0.0017
∆Y
R=
2.25
Distorcion X
Distorcion Y
1.15
0.0009
5.2
0.0011
OK
0.54
0.36
0.0017
ALBAÑILERIA
CONFINADA
OK
OK
0.55
OK
3. Se observa que desplazamiento (∆X) se dividió por la altura (h), se multiplico por
(R=2.25), luego por 0.75 y 1000 para obtener la distorsión en cada planta y
dirección, lo cual podemos comparar con la norma peruana. Y como podemos
observar en el cuadro todos son menores al desplazamiento permisible por la
norma.
4. Las distorción tanto en la dirección transversal X y Y, Son distantes a la
distorsión de la norma (5-Albañileria), esto significa la estructura es muy rígida
por los muros de albañilería, y podría reducir las secciones de las columnas pero
no menores a los límites de la norma.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
5. Los desplazamientos máximos de verifican con la combinación (Dinámico), por
contener los máximos desplazamientos laterales.
6. El cálculo de los aceros en (cm²) son los valores calculados por la combinación de
la envolvente.
7. Los resultados mostrados son de acuerdo al análisis realizado con el programa
ETABS v7.5, con la inclusión de diafragma por lo que los desplazamientos en los
nudos son uniformes en cada Nivel o piso, esto para el análisis, que los
diafragmas rígidos se usan para uniformizar el desplazamiento horizontal de
todos los elementos de un piso o nivel, de tal manera que el sistema de techo se
mueva como una membrana indeformable en el plano.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MODULO C
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
MODELO ESTRUCTURAL DEL MODULO C
Materiales.- Los datos de materiales han sido introducidos en el icono
definir material, determinamos que el material a utilizar es Concreto
Armado cuyas características son definidas por el usuario en este caso
adoptamos las siguientes:
Masa por unidad de Volumen
Peso por unidad de Volumen
Módulo de elasticidad
Razón de poison
: 0.194 tn/m
: 1.90 tn/m3
: 175000
: 0.18
Masa por unidad de Volumen
Peso por unidad de Volumen
Módulo de elasticidad
Razón de poison
f’c
fy
: 0.24 tn/m
: 2.40 tn/m3
: 2200000
: 0.15
: 2100 tn/m3
: 42000 tn/m3
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Secciones Transversales.- En el análisis ingresamos todos los datos
reales del pórtico, es decir los datos de predimencionamiento que se
calcularon en el capitulo IV
33
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Los Nudos.- Estos se generan conociendo las características
geométricas del bloque en análisis es decir la idealización, como por
ejemplo las luces de cálculo, las que están realizadas a ejes, la altura
de los entrepisos es la altura de la columna.
Elementos. Una ves idealizado la estructura se designa a cada uno de
los elementos una característica con determinada sección, con los que
quedan nombrados todos los elementos de la estructura.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Restricciones.- Se refiere a la idealización de los apoyos los que en
nuestra estructura los idealizamos como apoyos empotrados en el
suelo.
Cargas.- se colocan las cargas calculadas como se indica en los
pórticos idealizados de las figuras del item 09.11.00, en estas se
encuentran las cargas muertas, las cargas vivas y también se definen
las diferentes combinaciones con las amplificaciones determinadas en
el capitulo III que va a realizar el programa. También se ingresa el
espectro Normalizado siguiente luego se carga para obtener la
respuesta al espectro.
COMBINACIONES UTILIZADOS:
COMB1 = 1.4D + 1.7V
DINAMICO = 0.25SPEC1 + 0.75SPEC2
COMB2 = 1.25D + 1.25V + 1.25DINAMICO
COMB3 = 1.25D + 1.25V - 1.25DINAMICO
COMB4 = 0.9D + 1.25DINAMICO
COMB5 = 0.9D - 1.25DINAMICO
ENVOL = Envolvente de las 5 combinaciones.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
Calculo Estructural.- Se refiere al procesado del programa para
obtener las diferentes respuestas que el usuario va ha definir, para la
que se le debe de dar los parámetros necesarios para iniciar el
procesado.
Resultados.- Necesariamente en este paso es el que se debe de dar
mayor énfasis puesto de esto resulta el diseño final, y en las que se
deben de tomar diferentes decisiones: para lo que mostramos los
resultados en el que se describen los envolventes para el diseño, se
verifica los desplazamientos, los giros que ha de tener la estructura en
conjunto, además se puede dar una primera idea de el cálculo de las
áreas de acero que han de tener los elementos estructurales y con los
valores máximos serán diseñados estos elementos.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
1. Se observa que en los nudos de los apoyos los desplazamientos son ceros, pero
los giros es diferente de cero.
2. Los máximos desplazamientos son menores a lo permisible en la norma.
LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO
NTE-030 =
STORY
POINT
DEFORMACIONES DEL ETABS (m)
LOAD
X
Concreto Armado
Alturas
Diferenciales
Y
H
∆X
5.2
0.0014
STORY1
22
DINAMICO MAX 0.0014
0.0005
STORY1
22
DINAMICO MIN
0.0005
0.0014
7
∆Y
R=
6
Distorcion X Distorcion Y
1.21
0.0005
IRREGULAR - PORTICOS
OK
0.43
OK
3. Se observa que desplazamiento (∆X) se dividió por la altura (h), se multiplico por
(R=6), luego por 0.75 y 1000 para obtener la distorsión en cada planta y
dirección, lo cual podemos comparar con la norma peruana.
4. Las distorción tanto en la dirección transversal X y Y, Son distantes a la
distorsión de la norma (7-Concreto Armado), esto significa la estructura es muy
rígida en ambas direcciones, y podría reducir las secciones de las columnas pero
no menores a los límites de la norma.
5. Los desplazamientos máximos de verifican con la combinación (Dinámico), por
contener los máximos desplazamientos laterales.
6. El cálculo de los aceros en (cm²) son los valores calculados por la combinación de
la envolvente.
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
CÁLCULO DE COBERTURAS
CENTRO DEL ADULTO MAYOR
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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
39
ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOCICION MODAL ESPECTRAL
LOS CALCULOS SE ENCUNETRAN EN HOJAS EXCELL ANEXADAS.
40
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