ingenieria sismo resistente y desastres naturales

INGENIERIA SISMO RESISTENTE Y DESASTRES NATURALES

TRABAJO DOMICILIARIO N°2: INGENIERIA SISMORESISTENTE SISTEMAS RESISTENTES A CARGAS LATERALES YANÁLISIS SÍMICO ESTÁTICO

INDICERESUMEN:...................................................................................................21) DESCRIPCION DE LA EDIFICACION........................................................3

NOMBRE DEL EDIFICIO:............................................................................3UBICACIÓN:..............................................................................................3PLANO DE UBICACIÓN:.............................................................................3DESCRIPCIÓN:..........................................................................................4

2) ESQUEMAS EN PLANTA:........................................................................53) ESQUEMAS EN ELEVACIÓN:..................................................................64) ELEMENTOS RESISTENTES A CARGAS VERTICALES Y A CARGAS LATERALES:

………………………………………………………………………………………….11SISTEMA ESTRUCTURAL DE MUROS CORTANTES (PLACAS):..................11LAS PLACAS SOPORTAN CARGAS VERTICALES Y LATERALES.................11

5) DENSIDAD DE LOS ELEMENTOS RESISTENTES EN EL PRIMER PISO:. . .126) METODO DE FUERZAS ESTATICAS EQUIVALENTES.............................127) ANALISIS ESTRUCTURAL TRIDIMENCIONAL (ETABS DEL EDIFICIO)......288) DIAGRAMA DE MOMENTO, FUERZAS CORTANTES, DE CADA EJE PORTANTE

………………………………………………………………………………………….295) DESPLAZAMIENTOS:............................................................................34

Sistemas resistentes a cargas laterales y Análisis símico estático 1

RESUMEN:

El presente trabajo consiste en realizar el análisis de una estructura de 8 pisos, para así conocer sus elementos estructurales, identificar los elementos resistentes a cargas verticales y laterales, calcular la densidad de muros, aplicar el método de fuerzas estáticas equivalentes para determinar las fuerzas sísmicas actuantes, además se modeló dicha estructura en ETABS, de esta manera podemos identificar los diagramas de momentos, diagramas de fuerzas cortantes y el desplazamiento de cada entrepiso.

Primero se procedió a identificar la estructura, se realizó el metrado de cargas, así hallamos el peso de la carga muerta, y por reglamento también determinamos la carga viva, con estos datos y con el uso de la Norma E030 – Diseño Sismo resistente se podrá hallar las fuerzas sísmicas actuantes, posteriormente se procedió hallar la densidad de muros, finalmente se modeló la estructura en el programa ETABS para determinar los diagramas de momentos, diagramas de fuerza cortante y el desplazamiento de cada entrepiso.


1) DESCRIPCION DE LA EDIFICACION

NOMBRE DEL EDIFICIO:

EDIFICIO MULTIFAMILIAR BORGOÑO

UBICACIÓN:

La Edificación de Vivienda Multifamiliar se encuentra ubicada en la Calle Gral. Borgoño Nº 394, Esq. con Calle Piura, Distrito de Miraflores, Provincia y Región Lima, proyectado para un área construida total de 1,690.55m².

PLANO DE UBICACIÓN:


Edificio Multifamiliar Borgoño:

Calle General Borgoño N°394

DESCRIPCIÓN:El propietario del edificio es CONSTRUCTORA GAEL S.A.C. El diseño estructural fue realizado por el Ingeniero Civil Jorge Avendaño A.

La Arquitectura del conjunto presenta un edificio de siete (07) pisos con servicio de 1 ascensor.

Hay 6 departamentos del tipo Flat distribuidos en los pisos 2º, 3º, 4º, 5º, 6º y 7º; y 3 departamentos del tipo dúplex en los pisos 2º, 5º y 7º; haciendo un total de 9 departamentos.

Descripción estructural:

El área del edificio es de m2.Todos los pisos tienen la misma altura y es de 2.65 m. Se han definido tres pisos típicos: el primero, cuarto y quinto tienen la misma configuración estructural; el segundo, tercero y sexto también tienen la misma configuración estructural y el séptimo constituye el tercer piso típico. El edificio está estructurado a base de pórticos y placas de concreto armado, siendo las placas las que soportan mayor cortante; ascensor y escaleras. La losa es Aligerada hecha a base de viguetas pretensadas.


Piso Departamento

2do 201202

3er 3014to 4015to 501

5026to 6017mo 701

702

2) ESQUEMAS EN PLANTA:


3) ESQUEMAS EN ELEVACIÓN:

EJE A-A


EJE C-C

EJE F-F

EJE K-KSistemas resistentes a cargas laterales y Análisis símico estático 7

EJE M-M

DIRECCION X

EJE 2-2Sistemas resistentes a cargas laterales y Análisis símico estático 8

EJE 4-4

EJE 5-5


EJE 10-10

EJE 13-13


4) ELEMENTOS RESISTENTES A CARGAS VERTICALES Y A CARGAS LATERALES:

SISTEMA ESTRUCTURAL DE MUROS CORTANTES (PLACAS):El sistema estructural está constituido por pórticos y placas en ambas direcciones, siendo las placas las de mayor configuración estructural; por ese motivo lo hace un sistema de “Muros cortantes”.

LAS PLACAS SOPORTAN CARGAS VERTICALES Y LATERALES

5) DENSIDAD DE LOS ELEMENTOS RESISTENTES EN EL PRIMER PISO:

D=∑ Acol+∑ Aplacas

Atechada%


∑ Acol=1.71m2

∑ Aplacas=6.08m 2

Atechada=224.21m 2

D=3.47 %

METODO DE FUERZAS ESTATICAS EQUIVALENTES

Datos del edificio:

Datos ClasificaciónUbicación Lima Zona3 , Z=0.4Suelo Grava S1=1 , Tp=0.4sUso Vivienda S/C 200Kg/cm2 Categoría C,U=1,%S/C=25%Rx Muros de corte R=6Ry Muros de corte R=6

Metrado de cargas del edificio:

PISO TIPICO 1 (Pisos 1, 4, 5)

Piso 1

Altura 2.65 m

P.E CONCRETO 2.4 T/M3

Peso

323.64

Columnas

B(m) H(m) A(m2) H(m)VOLUMEN(m3 CANTIDAD

VOL TOTAL(m3

PESO (T)

A. TOTAL (m2)

C1 A1 0.3 1.1 0.33 2.65 0.8745 3 2.6235 6.30 0.99C2 A2 0.3 0.8 0.24 2.65 0.636 1 0.636 1.53 0.24

C3 A4 0.3 1 0.3 1.325 0.3975 1 0.3975 0.95 0.3A5 0.3 0.8 0.24 1.325 0.318 1 0.318 0.76

C4 A6 0.3 0.8 0.24 2.65 0.636 1 0.636 1.53 0.2411.07 1.77

Losa Aligerada

Peso Propio Firth 335

kg/m2

Peso Propio Tipica 350

kg/m2

Anexo 1 Norma E.020


Peso Propio Concreto (e=0.25) 600

kg/m3

Area (m2)

Peso (T)

A1 11.16 3.91

A2 28.6210.02

A3 4.25 1.49

A4 22.31 7.81

A5 1.74 0.61

A6 6.32 2.21

A7 48.0516.10

A8 38.7013.55

A9 9.96 3.49

A10 9.95 5.9765.13

VigasP.E. concreto 2400 kg/m3

B(m) H(m) A(m2) L(m)VOLUMEN(m3)

PESO (T)

V-1 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-2 0.25 0.60 0.15 4.5 0.675 1.62V-3 0.20 0.60 0.12 2.3 0.276 0.66V-4 0.25 0.60 0.15 4.15 0.6225 1.49V-5 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-6 0.25 0.60 0.15 4.5 0.675 1.62V-7 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-8 0.25 0.60 0.15 4.85 0.7275 1.75V-9 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-10 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-11 0.25 0.60 0.15 4.85 0.7275 1.75

V-12 0.25 0.250.0625 4.85 0.303125 0.73

V-13 0.25 0.60 0.15 4.15 0.6225 1.49


V-14 0.25 0.30 0.075 4.85 0.36375 0.87V-15 0.25 0.30 0.075 4.15 0.31125 0.75

V-16 0.25 0.250.0625 1.6 0.1 0.24

V-17 0.25 0.250.0625 1.05 0.065625 0.16

V-18 0.50 0.25 0.125 7.25 0.90625 2.1826.09

Acabados 100 kg/m2

A. Bruta (m2)

A. Column (m2) A. Muros (m2)

A. Acab (m2) Peso (T)

228.9 1.77 23.77 203.36 20.34Tabiqueria 150 kg/m2

A. Acab (m2) Tabique (kg/m2) Peso (T)203.36 150 30.50

Placas

Area (m2) H (m)

Volumen (m3)

Peso (T)

P1 5.04 2.65 13.35229 32.05

P2 4.48 2.65 11.872 28.49

P3 14.25 2.65 37.773365 90.66

151.19Escalera 2400 kg/m3

Escalera N°1

Área Ancho VolumenPeso (kg) Peso (tn)

Tramo 1 0.61 1.20 0.731760.47 1.76

Tramo 2 0.37 1.20 0.441054.22 1.05

Tramo 3 0.54 1.20 0.651556.71 1.56

Escalera N°2Área Ancho Volumen Peso Peso (tn)


(kg)

Tramo 10.573325 1.2 0.68799

1651.176 1.651176

Tramo 2 0.3 1.2 0.36 864 0.864Tramo 3 0.52 1.2 0.624 1497.6 1.4976

Escalera N°3

Área Ancho VolumenPeso (kg) Peso (tn)

Tramo 11.148875 1.2 1.37865

3308.76 3.30876

11.69Sobrecarga

A. Acab (m2) %S/C Tabique (kg/m2) Peso (T)203.36 25% 150 7.63

PISO TIPICO 2 (Pisos 2, 3,6)Piso 5

Altura 2.65 m

P.E CONCRETO

2.4 T/M3

Peso

323.47

Columnas

B(m) H(m)A(m2)

H(m)

VOLUMEN(m3)

CANTIDAD

VOL TOTAL(m3)

PESO (T)

A. TOTAL (m2)

C1 A1 0.3 1.1 0.332.65 0.8745 3 2.6235

6.30 0.99

C2 A3 0.3 0.8 0.242.65 0.636 1 0.636

1.53 0.24

C3 A6 0.3 0.8 0.242.65 0.636 1 0.636

1.53 0.24

C4 A3 0.3 0.8 0.242.65 0.636 1 0.636

1.53 0.2410.88 1.71

Losa Aligerada


kg/m2

PesoPropio Tipica 350

kg/m2

Anexo 1 Norma E.020

PesoPropio Concreto

600 kg/m3


(e=0.25)

Area (m2)Peso (T)

A1 11.16 3.91

A2 28.6210.02

A3 4.25 1.49

A4 22.31 7.81

A5 1.74 0.61

A6 6.32 2.21

A7 48.0516.10

A8 38.7013.55

A9 9.96 3.49

A10 9.95 5.9765.13


B(m) H(m) A(m2) L(m)VOLUMEN(m3)

PESO (T)

V-1 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-2 0.25 0.60 0.15 4.5 0.675 1.62V-3 0.20 0.60 0.12 2.3 0.276 0.66V-4 0.25 0.60 0.15 4.15 0.6225 1.49V-5 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-6 0.25 0.60 0.15 4.5 0.675 1.62V-7 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-8 0.25 0.60 0.15 4.85 0.7275 1.75V-9 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-10 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-11 0.25 0.60 0.15 4.85 0.7275 1.75

V-12 0.25 0.250.0625 4.85 0.303125 0.73

V-13 0.25 0.60 0.15 4.15 0.6225 1.49V-14 0.25 0.30 0.075 4.85 0.36375 0.87


V-15 0.25 0.30 0.075 4.15 0.31125 0.75

V-16 0.25 0.250.0625 1.6 0.1 0.24

V-17 0.25 0.250.0625 1.05 0.065625 0.16

V-18 0.50 0.25 0.125 7.25 0.90625 2.1826.09

Acabados 100 kg/m2

A. Bruta (m2)

A. Column (m2) A. Muros (m2)

A. Acab (m2) Peso (T)

228.9 1.71 23.77 203.42 20.34

Tabiqueria 150 kg/m2

A. Acab (m2)

Tabique (kg/m2) Peso (T)

203.42 150 30.51

Placas

Area (m2) H (m)

Volumen (m3) Peso (T)

P1 5.04 2.65 13.35229 32.05

P2 4.48 2.65 11.872 28.49

P3 14.25 2.6537.773365 90.66

151.19Escalera 2400 kg/m3

Escalera N°1

Area Ancho Volumen Peso (kg) Peso (tn)Tramo 1 0.61 1.20 0.73 1760.47 1.76Tramo 2 0.37 1.20 0.44 1054.22 1.05Tramo 3 0.54 1.20 0.65 1556.71 1.56


Escalera N°2Area Ancho Volumen Peso (kg) Peso (tn)

Tramo 1 0.573325 1.2 0.68799 1651.18 1.651176Tramo 2 0.3 1.2 0.36 864.00 0.864Tramo 3 0.52 1.2 0.624 1497.60 1.4976

Escalera N°3Area Ancho Volumen Peso (kg) Peso (tn)

Tramo 1 1.148875 1.2 1.37865 3308.76 3.3087611.69

Sobrecarga

A. Acab (m2) %S/C

Tabique (kg/m2) Peso (T)

203.42 25% 150 7.63

PISO TIPICO 3 (Piso 7)

Piso 6 Altura 2.65 mP.E CONCRETO 2.4 T/M3

Peso 259.75

Columnas

B(m) H(m)A(m2)

H(m)

VOLUMEN(m3)

CANTIDAD

VOL TOTAL(m3)

PESO (T)

A. Colu (m2)

C1 A1 0.3 1.1 0.33

1.325 0.43725 3 1.31175 3.15 0.99

C2 A3 0.3 0.8 0.24

1.325 0.318 1 0.318 0.76 0.24

C3 A6 0.3 0.8 0.24

1.325 0.318 1 0.318 0.76 0.24

C4 A3 0.3 0.8 0.24

1.325 0.318 1 0.318 0.76 0.24

C5 B1 0.25 0.4 0.1

1.325 0.1325 3 0.3975 0.95 0.3

C6 B2 0.25 0.25

0.0625

1.325

0.0828125 6 0.496875 1.19 0.375

C7 B3 0.25 0.6 0.15

1.325 0.19875 1 0.19875 0.48 0.15

C8 B4 0.25 0.5

0.125

1.325

0.165625 1 0.165625 0.40 0.125

5.44 2.66


Losa Aligerada


kg/m2

Peso Propio Tipica 350kg/m2

Anexo 1 Norma E.020

Peso Propio Concreto (e=0.25) 600

kg/m3

Area (m2)

Peso (T)

A1 10.86 3.80

A2 17.95 6.28

A3 2.34 0.82

A4 5.10 3.06

A5 6.00 3.60

A6 2.07 1.24

A7 2.18 0.76

A8 12.19 4.27

A9 14.07 8.44

A10 10.53 3.68

A11 1.74 0.61

A12 6.32 2.21

A13 18.50 6.20

A14 26.60 9.31

A15 4.68 2.81

A16 1.62 0.97

A17 1.45 0.87

A18 19.17 6.4265.36


B(m) H(m) A(m2) L(m) VOLUMEN PESO


(m3) (T)V-1 0.25 0.60 0.15 4.85 0.7275 1.75V-2 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-3 0.20 0.60 0.12 4.5 0.54 1.30V-4 0.25 0.60 0.15 4.85 0.7275 1.75V-5 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-6 0.25 0.60 0.15 4.5 0.675 1.62V-7 0.45 0.25 0.1125 4.85 0.545625 1.31V-8 0.25 0.60 0.15 4.85 0.7275 1.75V-9 0.25 0.25 0.0625 1.8 0.1125 0.27V-10 0.25 0.60 0.15 7.2 1.08 2.59V-11 0.25 0.25 0.0625 2.65 0.165625 0.40V-12 0.20 1.20 0.24 2 0.48 1.15V-13 0.25 0.60 0.15 4.15 0.6225 1.49V-14 0.30 0.25 0.075 2.5 0.1875 0.45V-15 0.30 0.25 0.075 1.45 0.10875 0.26V-16 0.20 1.60 0.32 1.05 0.336 0.81V-17 0.25 0.60 0.15 4.15 0.6225 1.49V-18 0.20 1.20 0.24 2.4 0.576 1.38V-19 0.15 1.20 0.18 2.4 0.432 1.04V-20 0.25 0.60 0.15 1.55 0.2325 0.56V-21 0.15 1.20 0.18 1 0.18 0.43V-22 0.60 0.25 0.15 7.25 1.0875 2.61V-23 0.50 0.25 0.125 7.25 0.90625 2.18V-24 0.50 0.25 0.125 4.6 0.575 1.38V-25 0.20 1.25 1.25 5.9 7.375 17.70V-26 0.25 0.60 0.15 5.05 0.7575 1.82V-27 0.25 1.00 0.25 1.95 0.4875 1.17V-28 0.25 1.00 0.25 2.2 0.55 1.32

55.15Acabados 100 kg/m2

A. Bruta (m2)

A. Column (m2)

A. Muros (m2)

A. Acab (m2)

Peso (T)

228.9 2.66 23.77 202.4720.25

Tabiqueria 150 kg/m2

A. Acab (m2) Tabique Peso (T)


(kg/m2)202.47 150 30.37

Placas

Area (m2) H (m)Volumen (m3) Peso (T)

P1 5.04 1.325 6.676145 16.02P2 4.48 1.325 5.936 14.25

P3 14.25 1.32518.8866825 45.33

75.60

Sobrecarga

A. Acab (m2) %S/CTabique (kg/m2) Peso (T)

202.47 25% 150 7.59

APLICACIÓN DEL MÉTODO:

Edificio de 7 pisos, hn = 18.55m.

Cada piso tiene: 2.65 m

Factor de amplificación sísmica C:C=2.5 x Tp

T

Determinación del periodo T: CTX =CTY =45

T=

hnCTX

=18 .5545

=0 .412 s

Artículo 17 (17.2)

CX=2 .5 x0 .3090 .4

=3 .23≤2 .5→C=2 .5

Artículo (7)

Cortante en la dirección X:


V X=ZUSC XRX

P =0,4 x1,0 x1 x2 .56

x 2190.96=365 .16

T=0 .412<0 .7 s Por lo tanto no se incluye la distribución de fuerza sísmica en altura. Articulo 17 (17.4)

PISO H Ht P Ht*P FT CORTE

7 2.65 18.55 259.754818.3655

877.340853

877.340853

8

6 2.65 15.9 324.885165.5801

682.914086

3 160.25494

5 2.65 13.25 323.474285.9345

168.794662

5229.04960

3

4 2.65 10.6 320.163393.6747

554.472766

3283.52236

9

3 2.65 7.95 317.50 2524.103740.515052

6324.03742

1

2 2.65 5.3 321.571704.3171

927.356443

6351.39386

5

1 2.65 2.65 323.64857.64680

913.766314

6 365.1601818.55 2190.96 22749.62

1

2

3

4

5

6

7

13.7663145922815

27.356443578407

40.5150525617468

54.4727663439955

68.7946624799448

82.9140862814882

77.3408537871362

FUERZAS SISMICAS


ANALISIS DE IRREGULARIDADES

Piso A Condicion 1 Condicion 21 25.5427 Regular Regular2 24.9727 Regular Regular3 25.72 Regular Regular4 25.48 Regular Regular5 25.48 Regular -6 25.48 Regular -7 26.43 Regular -


1

2

3

4

5

6

7

365.160179625

351.393865032719

324.037421454311

283.522368892565

229.049602548569

160.254940068624

77.3408537871362

FUERZA CORTANTE

Piso M(Tn) Condicion 1 Condicion 2 Por lo tanto1 323.64 Regular Regular regular2 321.22 Regular Regular regular3 317.43 Regular Regular regular4 320.16 Regular Regular regular5 323.47 Regular Regular regular6 324.88 Regular Regular regular7 259.75


En los planos de estructuras no se presentan desalineamiento vertical en ninguno de los muros ni placas.


DT 10.2D1 3.7

Condición irregular

ANALISIS DEL METODO CON IRREGULARIDAD

VARIABLES DATOSZ3 = 0.4S = 1U = 1C = 2.5R = 6CT = 60Tp = 0.4H = 18.55T = 0.30916667P = 2190.55V = 486.78824

PISO H Ht P Ht*P FT CORTE7 2.65 18.55 259.75 4818.36558 103.112427 103.1124276 2.65 15.9 324.88 5165.58016 110.542776 213.6552025 2.65 13.25 323.47 4285.93451 91.7184677 305.373674 2.65 10.6 320.16 3393.67475 72.6242193 377.9978893 2.65 7.95 317.43 2523.55515 54.0037676 432.0016572 2.65 5.3 321.22 1702.48869 36.433047 468.4347041 2.65 2.65 323.64 857.646809 18.3535355 486.78824

18.55 2190.55 22747.25


1

2

3

4

5

6

7

18.3535354935939

36.4330470175425

54.0037675889591

72.6242193454826

91.7184676502606

103.112426755301

110.54277564886

FUERZAS SISMICAS

1

2

3

4

5

6

7

486.7882395

468.434704006406

432.001656988864

377.997889399905

305.373670054422

213.655202404161

103.112426755301

FUERZA CORTANTE


6) ANALISIS ESTRUCTURAL TRIDIMENCIONAL (ETABS DEL EDIFICIO)

MODELACIÓN EN ETABS


7) DIAGRAMA DE MOMENTO, FUERZAS CORTANTES, DE CADA EJE PORTANTE

PLANTA DEL PRIMER PISO PRINCIPALES EJES RESISTENTES

CORTANTE RECIBIDO POR CADA ELEMENTO

DIRECCION X


EJE 2-2

EJE 4-4

EJE 5-5


EJE 10-10

EJE 13-13


DIRECCION Y

EJE A-A

EJE C-C


EJE F-F


5) DESPLAZAMIENTOS:

Sismo en Dirección X-X Sismo en Dirección Y-YPISO Δ(máx mm) Δ(Relativo) PISO Δ(máx mm) Δ(Relativo)

7 24.7 0.00136 7 43.6 0.002346 21.1 0.00151 6 37.4 0.002645 17.1 0.00162 5 30.4 0.002874 12.8 0.00162 4 22.8 0.002983 8.5 0.00151 3 14.9 0.002832 4.5 0.00121 2 7.4 0.002111 1.3 0.00049 1 1.8 0.00068

0 0

Tabla N° 8

LIMITES PARA DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ENTREPISO

Estos límites no son aplicables a naves industriales

Material Predominante ( i / hei )

Concreto Armado 0,007

Acero 0,010

Albañilería 0,005

Madera 0,010

De acuerdo a la norma E-030 DE DISEÑO SISMORRESISTENTE LOS DESPLAZAMIENTOS ESTAN DENTRO DE LO PERMITIDO POR LA NORMA.


ingenieria sismo resistente y desastres naturales

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