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ANÁLISIS SÍSMICO DEL EDIFICIO ADMINISTRATIVO DEL

SENCICO (PABELLÓN A) PARA LA ELABORACIÓN DE

PROPUESTA DE SENSORIZACIÓN PARA EVALUACIÓN

DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

Profesional: Dr. Ing. Miguel Augusto DÍAZ FIGUEROA

C.I.P. 116123

DICIEMBRE 2020

Dr. Ing. Miguel Augusto DÍAZ FIGUEROA

Consultor en Ingeniería Estructural

REG. C.I.P. N° 116123

Cel. (51) 989333116 / Tel. (511) 3144261 Correo: [email protected]

INFORME SERVICIO DE ANÁLISIS SÍSMICO DEL EDIFICIO ADMINISTRATIVO DEL SENCICO (PABELLÓN A) PARA LA

ELABORACIÓN DE PROPUESTA DE SENSORIZACIÓN PARA EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL 2

CONTENIDO

CONTENIDO .............................................................................................................. 2

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... 3

LISTA DE TABLAS ..................................................................................................... 8

1 ANTECEDENTES ................................................................................................ 9

2 OBJETIVO ........................................................................................................... 9

3 DESCRIPCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL .............................. 9

4 ANÁLISIS DINÁMICO MODAL ESPECTRAL DEL PABELLÓN A ..................... 12

4.1 Descripción del modelo matemático ............................................................ 12

4.2 Propiedades de los materiales .................................................................... 14

4.3 Demanda de cargas .................................................................................... 14

4.4 Puntos de control ......................................................................................... 16

4.5 Respuesta estructural del edificio considerando la participación de los muros

de albañilería ......................................................................................................... 18

4.6 Respuesta estructural sin considerar la participación de los muros de

albañilería .............................................................................................................. 23

5 ANÁLISIS INELÁSTICO DEL PABELLÓN A ..................................................... 26

5.1 Descripción del modelo matemático ............................................................ 26

5.2 Análisis estático no lineal ............................................................................ 29

5.3 Análisis dinámico no lineal tiempo historia .................................................. 32

5.3.1 Respuestas sísmicas ............................................................................ 33

5.3.2 Respuesta máxima promedio ............................................................... 57

6 EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA ......................................... 61

6.1 Respuesta sísmica obtenidas de análisis elásticos equivalentes ................ 61

6.2 Respuesta sísmica obtenidas de análisis inelásticos .................................. 61

7 PROPUESTAS DE DISTRIBUCIÓN DE SENSORES DE ACELERACIÓN ....... 66

8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................... 71

mailto:[email protected]



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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Ubicación del edificio en estudio ............................................................... 10

Figura 2. Vista del edificio en estudio (Pabellón A) .................................................. 10

Figura 3. Modelo matemático lineal tridimensional. Vista frontal. ............................. 12

Figura 4. Modelo matemático lineal tridimensional. Vista en posterior. .................... 12

Figura 5. Modelo matemático lineal tridimensional. Vistas en planta ....................... 13

Figura 6. Distribución de puntos de control para el análisis de deformaciones laterales

en el primer piso ....................................................................................................... 16


en el segundo piso ................................................................................................... 17


en el tercer piso ........................................................................................................ 17


en el cuarto piso ....................................................................................................... 17


en el quinto piso ....................................................................................................... 17

Figura 11. Modos de vibración del edificio considerando los muros de albañilería .. 18

Figura 12. Distorsiones en el edificio considerando los muros de albañilería .......... 20

Figura 13. Esfuerzos cortantes en el edificio considerando los muros de albañilería

bajo la carga sísmica en la dirección X. Unidades MPa ........................................... 21


bajo la carga sísmica en la dirección Y. Unidades MPa ........................................... 22

Figura 15. Modos de vibración del edificio sin considerar los muros de albañilería . 23

Figura 16. Distorsiones en el edificio sin considerar los muros de albañilería .......... 25

Figura 17. Modelo matemático no lineal tridimensional ............................................ 26

Figura 18. Modelo histerético para flexión de vigas. Manual del STERA3D. ............ 27

Figura 19. Modelo histerético para corte de vigas. Manual del STERA3D. .............. 27

Figura 20. Modelo histerético del acero en las columnas. Manual del STERA3D. ... 28

Figura 21. Modelo histerético del concreto en las columnas. Manual del STERA3D.

................................................................................................................................. 28

Figura 22. Modelo histerético del concreto en muros. Manual del STERA3D. ......... 29




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Figura 23. Análisis no lineal estático en la dirección X+ ........................................... 30

Figura 24. Análisis no lineal estático en la dirección X- ............................................ 30

Figura 25. Análisis no lineal estático en la dirección Y+ ........................................... 31

Figura 26. Análisis no lineal estático en la dirección Y- ............................................ 31

Figura 27. Espectros amplificados al espectro de diseño considerando los criterios de

la NTE E030 ............................................................................................................. 33

Figura 28. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima 1966 34

Figura 29. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima 1966 34

Figura 30. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima 1966

................................................................................................................................. 34

Figura 31. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima 1966

................................................................................................................................. 35

Figura 32. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Lima 1966 . 35

Figura 33. Desplazamiento relativo en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima

1966 ......................................................................................................................... 36

Figura 34. Desplazamiento relativo en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima

1966 ......................................................................................................................... 36

Figura 35. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970

................................................................................................................................. 37

Figura 36. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970

................................................................................................................................. 37

Figura 37. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970

................................................................................................................................. 37

Figura 38. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970

................................................................................................................................. 38

Figura 39. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970

................................................................................................................................. 38

Figura 40. Desplazamiento relativo en la dirección X bajo el sismo amplificado de

Huaraz 1970 ............................................................................................................. 39

Figura 41. Desplazamiento relativo en la dirección Y bajo el sismo amplificado de

Huaraz 1970 ............................................................................................................. 39

Figura 42. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima 1974oct

................................................................................................................................. 40




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Figura 43. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima 1974oct

................................................................................................................................. 40

Figura 44. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima

1974oct ..................................................................................................................... 40

Figura 45. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima

1974oct ..................................................................................................................... 41

Figura 46. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Lima 1974oct

................................................................................................................................. 41


1974oct ..................................................................................................................... 42


1974oct ..................................................................................................................... 42

Figura 49. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima 1974nov

................................................................................................................................. 43

Figura 50. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima 1974nov

................................................................................................................................. 43


1974nov .................................................................................................................... 43


1974nov .................................................................................................................... 44

Figura 53. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Lima 1974nov

................................................................................................................................. 44


1974nov .................................................................................................................... 45


1974nov .................................................................................................................... 45

Figura 56. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Iquique 2005

................................................................................................................................. 46

Figura 57. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Iquique 2005

................................................................................................................................. 46

Figura 58. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Iquique 2005

................................................................................................................................. 46

Figura 59. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Iquique 2005

................................................................................................................................. 47




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Figura 60. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Iquique 2005

................................................................................................................................. 47


Iquique 2005 ............................................................................................................. 48


Iquique 2005 ............................................................................................................. 48

Figura 63. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Pisco 2007

................................................................................................................................. 49

Figura 64. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Pisco 2007

................................................................................................................................. 49

Figura 65. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Pisco 2007

................................................................................................................................. 49

Figura 66. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Pisco 2007

................................................................................................................................. 50

Figura 67. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Pisco 2007 50

Figura 68. Desplazamiento relativo en la dirección X bajo el sismo amplificado de Pisco

2007 ......................................................................................................................... 51

Figura 69. Desplazamiento relativo en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Pisco

2007 ......................................................................................................................... 51

Figura 70. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Tacna 2010

................................................................................................................................. 52

Figura 71. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Tacna 2010

................................................................................................................................. 52

Figura 72. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Tacna 2010

................................................................................................................................. 52

Figura 73. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Tacna 2010

................................................................................................................................. 53

Figura 74. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Tacna 2010 53


Tacna 2010 ............................................................................................................... 54


Tacna 2010 ............................................................................................................... 54

Figura 77. Desplazamientos máximos ...................................................................... 58

Figura 78. Velocidades máximas .............................................................................. 58




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Figura 79. Aceleraciones máximas ........................................................................... 59

Figura 80. Desplazamientos relativos máximos ....................................................... 59

Figura 81. Distorsiones máximas ............................................................................. 60

Figura 82. Fuerzas cortantes de entrepiso máximas ................................................ 60

Figura 83. Respuesta máxima representado sobre la curva de comportamiento por

entrepiso para la dirección X+ .................................................................................. 62

Figura 84. Respuesta máxima representado sobre la curva de capacidad para la

dirección X+ .............................................................................................................. 62


entrepiso para la dirección X- ................................................................................... 63


dirección X- ............................................................................................................... 63


entrepiso para la dirección Y+ .................................................................................. 64


dirección Y+ .............................................................................................................. 64


entrepiso para la dirección Y- ................................................................................... 65


dirección Y- ............................................................................................................... 65

Figura 91. Distribución en Piso 2 .............................................................................. 68

Figura 92. Distribución en Piso 3 .............................................................................. 69

Figura 93. Distribución en el Piso 5 (techo) .............................................................. 70




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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Área y esquema.......................................................................................... 11

Tabla 2. Cargas muertas (D) en kgf/m2 .................................................................... 14

Tabla 3. Cargas vivas (L) en kgf/m2 ......................................................................... 15

Tabla 4. Combinaciones a Servicio (E.020).............................................................. 15

Tabla 5. Combinaciones a Rotura (E.060) ............................................................... 15

Tabla 6. Peso del edificio ......................................................................................... 16

Tabla 7. Desplazamientos laterales en los puntos de control del edificio considerando

los muros de albañilería............................................................................................ 18

Tabla 8. Distorsiones máximas y promedios del edificio considerando los muros de

albañilería ................................................................................................................. 20

Tabla 9. Desplazamientos laterales en los puntos de control del edificio sin considerar

los muros de albañilería............................................................................................ 23

Tabla 10. Distorsiones máximas y promedios del edificio sin considerar los muros de

albañilería ................................................................................................................. 25

Tabla 11. Juego de registros usados en el análisis dinámico no lineal tiempo historia

................................................................................................................................. 32

Tabla 12. Resultados máximos por juego de registros amplificados ........................ 55

Tabla 13. Resultados máximos promedio ................................................................ 57

Tabla 14. Distribución de sensores de aceleración .................................................. 67




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ANÁLISIS SÍSMICO DEL EDIFICIO ADMINISTRATIVO DEL SENCICO (PABELLÓN A)

PARA LA ELABORACIÓN DE PROPUESTA DE SENSORIZACIÓN PARA

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

1 ANTECEDENTES

En fecha 19 de OCTUBRE del 2020, el SERVICIO NACIONAL DE CAPACITACIÓN

PARA LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - SENCICO, solicitó cotizar el servicio

de análisis sísmico del edificio administrativo del SENCICO (Pabellón A) para la

elaboración de propuesta de sensorización para evaluación del comportamiento

estructural.

Mediante correo electrónico, el Departamento de Abastecimiento de SENCICO,

notificó al suscrito sobre la emisión de la Orden de servicio No 0000997-2020, para

ser ejecutada en un plazo de 50 días calendarios a partir de la notificación de la orden

de servicio en mención.

2 OBJETIVO

Elaborar el análisis sísmico del edificio administrativo del SENCICO (Pabellón a) para

la elaboración de propuesta de sensorización que conducirá a la evaluación del

comportamiento estructural.

Este estudio conducirá a la implementación de sensores mediante una distribución

eficiente que permitan la investigación del Monitoreo de la salud estructural del

Pabellón A del SENCICO.

3 DESCRIPCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL

El edificio en estudio, denominado Pabellón A, está ubicado entre las Av. Canadá, Av.

de la Poesía con Av. de la prosa, en el distrito de San Borja. (Ver Figura 1).




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Figura 1. Ubicación del edificio en estudio

Asimismo, el Pabellón A se encuentra sobre un terreno de 872 m2 de área

aproximadamente, conformado por cinco pisos, además cuenta con dos escaleras y

un ascensor. (Ver Figura 2)

Figura 2. Vista del edificio en estudio (Pabellón A)

El Pabellón A consiste en una estructura conformado por placas, columnas y vigas de

concreto armado con losas aligeradas y losas macizas. Asimismo, el edificio presenta

plantas no típicas, reduciéndose a medida que se incrementa los niveles, como se

observa en la Tabla 1.




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Tabla 1. Área y esquema

N° de

Piso

Área

Construida(m2)

Esquema por

entrepiso

1 piso 871.7

2 piso 764.0

3 piso 676.6

4 piso 596.6

5 piso 510.8




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4 ANÁLISIS DINÁMICO MODAL ESPECTRAL DEL PABELLÓN A

4.1 Descripción del modelo matemático

El modelo matemático tridimensional se desarrolló en el programa de cómputo

SAP2000. El análisis empleado fue del tipo lineal elástico, donde las vigas y columnas

se representaron mediante elementos tipo barra, los muros y las losas se modelaron

como tipo cáscara que transmiten cargas sobre los elementos en la dirección

correspondiente. La Figura 3, Figura 4, Figura 5 muestran el modelo matemático

tridimensional.

Para el análisis sísmico se empleó el análisis dinámico modal espectral especificado

en la norma sismorresistente peruana E.030-2018. No es alcance de este estudio

determinar las propiedades mecánicas de los materiales, por lo que se asumió los

valores considerados en los planos, las normas de edificaciones vigentes para la

elaboración del modelo matemático y los valores recomendados en otros estudios.

Figura 3. Modelo matemático lineal tridimensional. Vista frontal.

Figura 4. Modelo matemático lineal tridimensional. Vista en posterior.

X

Y

Z

X

Y Z




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Primer piso

Segundo piso

Tercer piso

Cuarto piso

Quinto piso

Figura 5. Modelo matemático lineal tridimensional. Vistas en planta

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y




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4.2 Propiedades de los materiales

Concreto

La resistencia a compresión del concreto armado existente ha sido considerada

tomando los valores señalados en los planos, f’c=210kgf/cm2.

Acero

Las varillas de refuerzo de acero están catalogadas como ASTM A615 grado 60.

Resistencia a la fluencia de f’y=4200kgf/cm2.

Albañilería

La resistencia a compresión de albañilería para muros con unidades King kong

considera f’m= 35kgf/cm2. Se analizaron dos casos del edificio mediante el análisis

dinámico modal espectral.

El primer caso considera los muros de albañilería que sirven de divisiones que aportan

rigidez a la estructura en una fase inicial, con el fin de analizar los niveles de esfuerzos

que deberían encontrarse alrededor del 0.6MPa para evitar su daño severo. Basados

en los resultados, la rigidez de los muros de albañilería fue degradada al 50%. El

segundo caso no considera los muros de albañilería, bajo el supuesto que los

elementos de concreto armado son los únicos que toman las cargas sísmicas. Se

consideró las rigideces de la columna y vigas degradadas al 70%, mientras que los

muros en un 80%.

4.3 Demanda de cargas

La Tabla 2 muestra la carga muerta (D) que se ha considerado en el modelo

matemático. Para el análisis estructural, la carga debido a los acabados en el primer

piso y segundo piso, además de la tabiquería.

Tabla 2. Cargas muertas (D) en kgf/m2

Elemento Carga muerta

Acabados, tabiquería, otros 150




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La Tabla 3 muestra la carga viva (L), se han diferenciado según su uso lo indicado en

la NTE E.020 (norma de cargas).

Tabla 3. Cargas vivas (L) en kgf/m2

Elemento Carga viva *

Corredores 400

Oficinas 250

Se consideró un suelo rígido (S1) para el análisis sísmico. En ese sentido, se tiene

para el caso de las cargas ante sismo (E) los siguientes parámetros Z=0.45, U=1.00,

S=1.00 (Tipo de Suelo 1), Tp=0.4 s, TL=2.5 s, Rxo=8 (sistema basado en pórticos de

concreto armado) en la dirección longitudinal, Ryo=8 (sistema basado en pórticos de

concreto armado), presenta irregularidad en planta por esquina entrante (I=0.9).

Según la norma sismorresistente peruana NTE E.030-2018, se debe incluir un

porcentaje de la carga viva en el análisis sísmico dependiendo de la categoría de la

edificación. Para esta evaluación, ya que la edificación califica como categoría C, se

ha empleado un 25 % de la carga viva en todos los pisos. El peso del edificio se

muestra en la Tabla 6.

La Tabla 4 muestra las combinaciones en servicio que propone la NTE E.020 Cargas;

mientras que en la Tabla 5 se muestran las combinaciones a rotura empleadas para

el caso de los elementos de concreto sugeridas en la Sección 9 de la norma peruana

de Concreto Armado (NTE E.060).

Tabla 4. Combinaciones a Servicio (E.020)

Combinación A Servicio

1 D

2 D+L

3 D ± 0.7E

Tabla 5. Combinaciones a Rotura (E.060)

Combinación A Servicio

1 1.4D+1.7L

2 1.25 (D+L) ± E

3 0.9D ± E




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Tabla 6. Peso del edificio

Piso

Área

(m2)

Peso

(kN)

1 821.89 11889

2 726.85 10514

3 621.66 8993

4 538.01 7783

5 454.35 5258

Total 3162.75 44437

4.4 Puntos de control

En el modelo matemático elástico se tomaron algunos puntos de control, los cuales

se señalan en la Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9 y Figura 10, para el primer,

segundo, tercer, cuarto y quinto piso.

Figura 6. Distribución de puntos de control para el análisis de deformaciones

laterales en el primer piso




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laterales en el segundo piso


laterales en el tercer piso


laterales en el cuarto piso


laterales en el quinto piso




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4.5 Respuesta estructural del edificio considerando la participación de los muros de albañilería

Mediante el análisis modal se obtiene que el periodo predominante en la dirección X

es 0.28s y en la dirección Y es 0.30s. El periodo predominante en la dirección

rotacional Z es 0.22s. La Figura 11 muestra los modos de vibración del edificio

considerando los muros de albañilería.

Dirección X (modo 2)

T=0.28s

Mpart.=72%

Dirección Y (modo 1)

T=0.30s

Mpart.=62%

Dirección rZ (modo 4)

T=0.22s

Mpart.=61%

Figura 11. Modos de vibración del edificio considerando los muros de albañilería

La Tabla 7 muestra los desplazamientos laterales obtenidos en el análisis

considerando el caso del edificio sin la influencia de los muros de albañilería, utilizando

los puntos de control señalados en Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9 y Figura 10.

La Tabla 8 muestra las distorsiones máximas y promedios por cada nivel.

Tabla 7. Desplazamientos laterales en los puntos de control del edificio

considerando los muros de albañilería

Punto Nivel Nudo

(modelo)

Desplazamiento relativo

Distorsión

(cm) (cm/cm)

X Y X Y

1

5 103 0.2991 0.2766 0.0010 0.0009

4 98 0.4234 0.3673 0.0014 0.0012

3 92 0.4583 0.4004 0.0015 0.0013

2 80 0.3966 0.3023 0.0013 0.0010

1 1 0.4186 0.2447 0.0010 0.0006

2

5 261 0.3278 0.5895 0.0011 0.0020

4 257 0.4097 0.7212 0.0014 0.0024

3 253 0.4358 0.7217 0.0015 0.0024

2 247 0.3970 0.6083 0.0013 0.0020

1 10 0.4288 0.6236 0.0011 0.0016




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Punto Nivel Nudo

(modelo)


Distorsión

(cm) (cm/cm)

X Y X Y

3

5 263 0.4396 0.5810 0.0015 0.0019

4 259 0.5306 0.7270 0.0018 0.0024

3 255 0.5306 0.7239 0.0018 0.0024

2 249 0.4198 0.6037 0.0014 0.0020

1 42 0.3258 0.6279 0.0008 0.0016

4

5 213 0.4290 0.5774 0.0014 0.0019

4 210 0.5272 0.7443 0.0018 0.0025

3 207 0.5569 0.8940 0.0019 0.0030

2 109 0.4310 0.5750 0.0014 0.0019

1 39 0.3663 0.3459 0.0009 0.0009

5

5 201 0.4309 0.5255 0.0014 0.0018

4 198 0.5180 0.7208 0.0017 0.0024

3 120 0.5355 0.7384 0.0018 0.0025

2 119 0.4547 0.6293 0.0015 0.0021

1 38 0.3864 0.3232 0.0010 0.0008

6

5 171 0.4476 0.4034 0.0015 0.0013

4 166 0.5001 0.5191 0.0017 0.0017

3 161 0.5109 0.6186 0.0017 0.0021

2 155 0.4800 0.4841 0.0016 0.0016

1 36 0.4029 0.2955 0.0010 0.0007

7

5 104 0.4671 0.2936 0.0016 0.0010

4 99 0.4907 0.3680 0.0016 0.0012

3 93 0.5137 0.3904 0.0017 0.0013

2 81 0.4946 0.2757 0.0016 0.0009

1 34 0.3868 0.2259 0.0010 0.0006

8

4 102 0.4367 0.3995 0.0015 0.0013

3 97 0.5077 0.5329 0.0017 0.0018

2 90 0.5666 0.1288 0.0019 0.0004

1 63 0.4717 0.1843 0.0012 0.0005

9

4 168 0.4375 0.4911 0.0015 0.0016

3 163 0.4971 0.6174 0.0017 0.0021

2 157 0.5961 0.4995 0.0020 0.0017

1 59 0.4480 0.2947 0.0011 0.0007

10

3 117 0.4319 0.7444 0.0014 0.0025

2 116 0.6104 0.6481 0.0020 0.0022

1 61 0.4577 0.2743 0.0011 0.0007

11 2 111 0.5947 0.5270 0.0020 0.0018

1 62 0.4613 0.2106 0.0012 0.0005

12 1 68 0.4460 0.1432 0.0011 0.0004

13 2 158 0.5729 0.5045 0.0019 0.0017

1 65 0.4659 0.2943 0.0012 0.0007

14 2 90 0.5666 0.1288 0.0019 0.0004

1 63 0.4717 0.1843 0.0012 0.0005




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Tabla 8. Distorsiones máximas y promedios del edificio considerando los muros de

albañilería

Nivel

Distorsión máxima Distorsión promedio

(cm) (cm/cm)

X Y X Y

5 0.0016 0.00196 0.0014 0.0015

4 0.0018 0.00248 0.0014 0.0017

3 0.0019 0.00298 0.0017 0.0021

2 0.0020 0.00216 0.0017 0.0015

1 0.0012 0.00157 0.0011 0.0008

Se observa que las distorsiones son menores al 50% de la distorsión límite (0.035).

La distorsión máxima supera 1.3 veces la distorsión promedio cuando se aplica la

carga sísmica en la dirección Y, con mayor afectación en el primer piso. Sin embargo,

no se consideraría irregularidad torsional. La Figura 12 muestra la comparación de la

distorsión de entrepiso del edificio sin considerar los muros.

Figura 12. Distorsiones en el edificio considerando los muros de albañilería




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La cortante dinámica en la dirección X es 4979kN y en la dirección Y es 4459kN.

Ambos valores superan al cortante mínimo en la base, el cual es 6249kN. Por lo que

la demanda sísmica se amplificaría para el análisis de las fuerzas internas en el

edificio.

A continuación, se muestran los esfuerzos cortantes desarrollados en los muros de

albañilería, considerando que presentan una interacción con el sistema estructural.


bajo la carga sísmica en la dirección X. Unidades MPa




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bajo la carga sísmica en la dirección Y. Unidades MPa




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4.6 Respuesta estructural sin considerar la participación de los muros de albañilería

Mediante el análisis modal se obtiene que el periodo predominante en la dirección X

es 0.31s y en la dirección Y es 0.33s. El periodo predominante en la dirección

rotacional Z es 0.26s. La Figura 15 muestra los modos de vibración del edificio sin

considerar los muros albañilería.

Dirección X (modo 2)

T=0.31s

Mpart.=69%

Dirección Y (modo 1)

T=0.33s

Mpart.=63%

Dirección rZ (modo 3)

T=0.26s

Mpart.=61%

Figura 15. Modos de vibración del edificio sin considerar los muros de albañilería

La Tabla 9 muestra los desplazamientos laterales obtenidos en el análisis

considerando el caso del edificio sin la influencia de los muros de albañilería, utilizando

los puntos de control señalados en Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9 y Figura 10.

La Tabla 10 muestra las distorsiones máximas y promedios por cada nivel.

Tabla 9. Desplazamientos laterales en los puntos de control del edificio sin

considerar los muros de albañilería

Punto Nivel Nudo

(modelo)


Distorsión

(cm) (cm/cm)

X Y X Y

1

5 103 0.6789 0.8332 0.0023 0.0028

4 98 0.7766 0.9209 0.0026 0.0031

3 92 0.7492 0.8060 0.0025 0.0027

2 80 0.6010 0.4788 0.0020 0.0016

1 1 0.4807 0.2666 0.0012 0.0007

2

5 261 0.6819 0.8287 0.0023 0.0028

4 257 0.7506 0.9341 0.0025 0.0031

3 253 0.7343 0.8566 0.0024 0.0029

2 247 0.6557 0.6144 0.0022 0.0020

1 10 0.4976 0.5775 0.0012 0.0014




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Punto Nivel Nudo

(modelo)


Distorsión

(cm) (cm/cm)

X Y X Y

3

5 263 0.8081 0.8073 0.0027 0.0027

4 259 0.8836 0.9477 0.0029 0.0032

3 255 0.8583 0.8928 0.0029 0.0030

2 249 0.5076 0.5790 0.0017 0.0019

1 42 0.4011 0.5792 0.0010 0.0014

4

5 213 0.7781 0.8223 0.0026 0.0027

4 210 0.8659 1.0151 0.0029 0.0034

3 207 0.8388 1.1706 0.0028 0.0039

2 109 0.5867 0.7029 0.0020 0.0023

1 39 0.4354 0.3094 0.0011 0.0008

5

5 201 0.7847 0.8128 0.0026 0.0027

4 198 0.8542 1.0199 0.0028 0.0034

3 120 0.8266 1.1365 0.0028 0.0038

2 119 0.6163 0.7240 0.0021 0.0024

1 38 0.4507 0.2999 0.0011 0.0007

6

5 171 0.7886 0.8067 0.0026 0.0027

4 166 0.8451 1.0309 0.0028 0.0034

3 161 0.8229 0.9881 0.0027 0.0033

2 155 0.6357 0.6173 0.0021 0.0021

1 36 0.4663 0.3037 0.0012 0.0008

7

5 104 0.8068 0.8371 0.0027 0.0028

4 99 0.8413 0.8824 0.0028 0.0029

3 93 0.8137 0.7785 0.0027 0.0026

2 81 0.6543 0.4553 0.0022 0.0015

1 34 0.4529 0.2657 0.0011 0.0007

8

4 102 0.9497 0.9334 0.0032 0.0031

3 97 0.9914 0.9829 0.0033 0.0033

2 90 0.5730 0.1969 0.0019 0.0007

1 63 0.5093 0.2414 0.0013 0.0006

9

4 168 0.9481 1.0557 0.0032 0.0035

3 163 0.9545 0.9717 0.0032 0.0032

2 157 0.6153 0.6323 0.0021 0.0021

1 59 0.4968 0.3069 0.0012 0.0008

10

3 117 0.9363 1.1980 0.0031 0.0040

2 116 0.6206 0.7333 0.0021 0.0024

1 61 0.5077 0.2503 0.0013 0.0006

11 2 111 0.6162 0.6347 0.0021 0.0021

1 62 0.5094 0.1676 0.0013 0.0004

12 1 68 0.5007 0.1104 0.0013 0.0003

13 2 158 0.5728 0.6406 0.0019 0.0021

1 65 0.5082 0.3077 0.0013 0.0008

14 2 90 0.5730 0.1969 0.0019 0.0007

1 63 0.5093 0.2414 0.0013 0.0006




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Tabla 10. Distorsiones máximas y promedios del edificio sin considerar los muros de

albañilería

Nivel

Distorsión máxima Distorsión promedio

(cm) (cm/cm)

X Y X Y

5 0.0027 0.0028 0.0025 0.0027

4 0.0032 0.0035 0.0026 0.0029

3 0.0033 0.0040 0.0028 0.0033

2 0.0022 0.0024 0.0020 0.0018

1 0.0013 0.0015 0.0012 0.0008

La distorsión máxima supera 1.3 veces la distorsión promedio cuando se aplica la

carga sísmica en la dirección Y en el primer y segundo piso, con mayor afectación en

el primer piso. Sin embargo, no se consideraría irregularidad torsional debido a que

las distorsiones en esos niveles son menores al 50% de la distorsión límite (0.035). La

Figura 16 muestra la comparación de la distorsión de entrepiso del edificio sin

considerar los muros.

Figura 16. Distorsiones en el edificio sin considerar los muros de albañilería

La cortante dinámica en la dirección X es 4199kN y en la dirección Y es 3864kN.

Ambos valores superan al cortante mínimo en la base, el cual es 6249kN. Por lo que

la demanda sísmica se amplificaría para el análisis de las fuerzas internas en el

edificio.




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5 ANÁLISIS INELÁSTICO DEL PABELLÓN A

El análisis inelástico se ha desarrollado considerando características de los materiales

que señalan en la sección 4.2, que han sido tomado de los planos estructurales

proporcionados por el SENCICO. Se plantean dos tipos de análisis: el análisis estático

no lineal y el análisis dinámico no lineal tiempo historia.

5.1 Descripción del modelo matemático

El modelo matemático tridimensional se desarrolló en el programa de cómputo

STERA3D v10.8. El análisis empleado fue del tipo inelástico, donde las vigas y

columna se representaron mediante elementos tipo barra, los muros y losas se

modelaron como tipo área. La Figura 17 muestra el modelo matemático no lineal

tridimensional asumido para el análisis inelástico del edificio.

Figura 17. Modelo matemático no lineal tridimensional

Es importante notar que los sentidos del eje global Y del modelo matemático lineal

(ver Sección 4.1) y modelo matemático no lineal son opuestos.




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Los modelos histeréticos considerados en la viga corresponden a relaciones bajo

cargas antisimétricas, cuya envolvente es representada por curvas trilineales. El

modelo histerético trilineal con deslizamiento es considerado, que incluye el

estrechamiento de los lazos histerético.

Figura 18. Modelo histerético para flexión de vigas. Manual del STERA3D.

Figura 19. Modelo histerético para corte de vigas. Manual del STERA3D.




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Los modelos histeréticos para las columnas consideran la interacción P-Mx-My, cuya

envolvente es representada por curvas trilineales. El concreto y el acero se consideran

con modelos multiresortes; donde cada material se modela con diferentes reglas de

carga y descarga (histéresis).

Figura 20. Modelo histerético del acero en las columnas. Manual del STERA3D.

Figura 21. Modelo histerético del concreto en las columnas. Manual del STERA3D.

Los modelos histeréticos considerados para muros de concreto armado consideran la

interacción P-Mx o P-My, cuya envolvente es representada por curvas trilineales. El

concreto y el acero se consideran con modelos multiresortes; donde cada material se

modela con diferentes reglas de carga y descarga (histéresis). Los modelos

histeréticos para el corte son los mismos que los elementos viga.




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Figura 22. Modelo histerético del concreto en muros. Manual del STERA3D.

5.2 Análisis estático no lineal

El patrón de cargas considera las recomendaciones del IBC (Internacional Building

Code) que hacen referencias al ASCE7 “Seismic Design Requirements for Building

Structures”.

Se ha realizado el análisis estático no lineal mediante cargas incrementales en sentido

positivo y negativo de la dirección X y de la dirección Y; considerando como referencia,

los ejes mostrados en la Figura 17.

La Figura 23 y Figura 24 muestran el mecanismo de falla durante la aplicación de la

carga en la dirección X positivo (X+) y X negativo (X-), respectivamente. La Figura 25

y Figura 26 muestran el mecanismo de falla durante la aplicación de la carga en la

dirección Y positivo (Y+) y Y negativo (Y-), respectivamente.

La Figura 83, Figura 85, Figura 87 y Figura 89 muestran la curva de comportamiento

frente a cargas incrementales laterales en términos de la cortante de entrepiso y

desplazamientos relativos para cargas sísmicas en sentidos X+, X-, Y+ y Y-,

respectivamente. Mientras, la Figura 84, Figura 86, Figura 88 y Figura 90 muestran la

curva de capacidad en términos de la aceleración y desplazamiento espectral para

cargas sísmicas en sentidos X+, X-, Y+ y Y-, respectivamente.




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Figura 23. Análisis no lineal estático en la dirección X+

Figura 24. Análisis no lineal estático en la dirección X-




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Figura 25. Análisis no lineal estático en la dirección Y+

Figura 26. Análisis no lineal estático en la dirección Y-




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5.3 Análisis dinámico no lineal tiempo historia

Se han considerado siete juegos de registros para llevar a cabo el análisis dinámico

no lineal tiempo historia, como se lista en la Tabla 11. Estos registros se han obtenidos

en estaciones sobre perfiles de suelo tipo I. Para amplificar los registros se ha utilizado

los criterios establecidos en la NTE E030 2018. La raíz cuadrada de la suma (SRSS)

de las aceleraciones horizontales de los espectros han sido amplificadas hasta

satisfacer las condiciones establecidas en el artículo 30.1.3 de la NTE E030 2018,

como se muestra en la Figura 27. Las máximas aceleraciones obtenidas luego de

amplificar los registros sísmicos se muestran en la Tabla 11.

Tabla 11. Juego de registros usados en el análisis dinámico no lineal tiempo historia

Registro Id. Sismo Estación EW NS UD

Acc(gal) Acc(gal) Acc(gal)

1 Lima 1966 PQR 271 414 179

2 Huaraz 1970 PQR 354 330 150

3 Lima 1974 oct PQR 375 334 163

4 Lima 1974 nov PQR 266 412 167

5 Iquique2005 UJB 313 412 173

6 Pisco 2007 UNI 417 257 135

7 Tacna 2010 UJB 407 528 212

Estaciones PQR: Parque de la Reserva, UJB: Universidad Jorge Basadre Grohmann, UNI: Universidad

Nacional de Ingeniería

Para un consumo más eficiente en el cómputo de las respuestas dinámicas se han

considerado los dominios con mayor aceleración de la base, entre 20 y 160 segundos.




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Figura 27. Espectros amplificados al espectro de diseño considerando los criterios

de la NTE E030

5.3.1 Respuestas sísmicas

A continuación, se muestran las siguientes respuestas para los siete juegos de

registros sísmicos amplificados:

o Aceleraciones en la dirección X. Considera las aceleraciones en la dirección X del

piso 1 al piso 5.

o Aceleraciones en la dirección Y. Considera las aceleraciones en la dirección Y del

piso 1 al piso 5.

o Desplazamiento en la dirección X. Considera los desplazamientos en la dirección

X del piso 1 al piso 5.

o Desplazamiento en la dirección Y. Considera los desplazamientos en la dirección

Y del piso 1 al piso 5.

o Orbitas desarrolladas por piso. Considera los desplazamientos en la dirección X y

en la dirección Y del piso 1 al piso 5.

o Desplazamiento relativo en la dirección X. Considera los desplazamientos relativos

en la dirección X del piso 1 al piso 5.

o Desplazamiento relativo en la dirección Y. Considera los desplazamientos relativos

en la dirección Y del piso 1 al piso 5.




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Lima 1966

Figura 28. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima 1966

Figura 29. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima 1966

Figura 30. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima 1966




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Figura 31. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima 1966

Figura 32. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Lima 1966




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Lima 1966


Lima 1966




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Huaraz 1970

Figura 35. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970

Figura 36. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970

Figura 37. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Huaraz

1970




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Figura 38. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Huaraz

1970

Figura 39. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Huaraz 1970




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Huaraz 1970


Huaraz 1970




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Lima 1974oct

Figura 42. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima

1974oct

Figura 43. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima

1974oct


1974oct




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1974oct

Figura 46. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Lima 1974oct




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Lima 1974oct


Lima 1974oct




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Lima 1974nov

Figura 49. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Lima

1974nov

Figura 50. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Lima

1974nov


1974nov




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1974nov

Figura 53. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Lima 1974nov




REG. C.I.P. N° 116123





Lima 1974nov


Lima 1974nov




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Iquique 2005

Figura 56. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Iquique 2005

Figura 57. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Iquique 2005

Figura 58. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Iquique

2005




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Figura 59. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Iquique

2005

Figura 60. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Iquique 2005




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Iquique 2005


Iquique 2005




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Pisco 2007

Figura 63. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Pisco 2007

Figura 64. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Pisco 2007

Figura 65. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Pisco 2007




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Figura 66. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Pisco 2007

Figura 67. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Pisco 2007




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Pisco 2007


Pisco 2007




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Tacna 2010

Figura 70. Aceleraciones en la dirección X bajo el sismo amplificado de Tacna 2010

Figura 71. Aceleraciones en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Tacna 2010

Figura 72. Desplazamiento en la dirección X bajo el sismo amplificado de Tacna

2010




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Figura 73. Desplazamiento en la dirección Y bajo el sismo amplificado de Tacna

2010

Figura 74. Orbitas desarrolladas por piso bajo el sismo amplificado de Tacna 2010




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Tacna 2010


Tacna 2010

La Tabla 12 lista los valores máximos alcanzados en los análisis dinámicos tiempo

historia.




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Tabla 12. Resultados máximos por juego de registros amplificados

Piso Valor Lima

1966

Huaraz

1970

Lima

1974oct

Lima

1974nov

Iquique

2005

Pisco

2007

Tacna

2010

1

sdx(cm) 0.728 1.013 0.759 1.099 0.801 0.648 0.994

sdy(cm) 0.93 0.848 1.296 0.877 0.608 0.907 1.319

sfx(kN) 10530 13850 11460 14760 12070 9831 13550

sfy(kN) 12550 12090 15200 12280 9413 12340 16320

dx(cm) 0.728 1.013 0.759 1.099 0.801 0.648 0.994

dy(cm) 0.93 0.848 1.296 0.877 0.608 0.907 1.319

rz(rad) 0 0 0.001 0 0.0000 0 0

vx(cm/s) 10.91 14.95 11.39 14.19 12.73 9.645 12.17

vy(cm/s) 13.24 13.05 17.19 14.64 11.96 11.12 16.32

ax(gal) 229.8 232.7 238.4 325.4 244.3 212.5 320.5

ay(gal) 334.5 238.7 327.4 317.4 296.5 349.7 445.1

2

sdx(cm) 0.393 0.597 0.499 0.628 0.47 0.399 0.505

sdy(cm) 0.681 0.556 0.927 0.67 0.464 0.711 0.906

sfx(kN) 9916 12190 9345 12170 10910 8089 10430

sfy(kN) 11320 9883 13460 11660 8578 10270 13710

dx(cm) 1.102 1.61 1.238 1.727 1.268 1.046 1.483

dy(cm) 1.587 1.404 2.214 1.54 1.071 1.616 2.194

rz(rad) 0 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001

vx(cm/s) 17.35 23.06 18.34 21.18 20.02 14.26 18.34

vy(cm/s) 20.5 19.39 27.69 23.41 17.45 18.52 26.7

ax(gal) 238.1 268.5 252.4 381.6 253.3 237.1 314.8

ay(gal) 339.3 297.1 358.8 304.1 330.8 363.5 438.9

3

sdx(cm) 0.54 0.615 0.774 0.661 0.482 0.535 0.697

sdy(cm) 1.152 0.838 1.573 1.189 0.738 1.164 1.493

sfx(kN) 8229 9421 7043 9008 8734 6415 7934

sfy(kN) 9313 7747 10910 9889 7242 8444 10530

dx(cm) 1.6 2.223 1.911 2.266 1.745 1.5 2.075

dy(cm) 2.678 2.163 3.764 2.723 1.809 2.772 3.541

rz(rad) 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001

vx(cm/s) 25.78 30.12 26.97 27.3 26.92 19.27 26.87

vy(cm/s) 30.46 29.85 40.32 35.62 23.81 30.02 40.32

ax(gal) 267.4 363.7 288.3 380.5 338.4 255.4 344.1

ay(gal) 350.5 298.8 406 332.6 283.4 331.1 435.1




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Piso Valor Lima

1966

Huaraz

1970

Lima

1974oct

Lima

1974nov

Iquique

2005

Pisco

2007

Tacna

2010

4

sdx(cm) 0.439 0.485 0.649 0.557 0.393 0.41 0.533

sdy(cm) 1.065 0.763 1.371 1.018 0.695 1.049 1.389

sfx(kN) 5831 6172 5188 6076 6023 4748 5167

sfy(kN) 6731 5935 7892 7252 5139 5969 7501

dx(cm) 2.025 2.709 2.537 2.766 2.131 1.884 2.573

dy(cm) 3.711 2.806 5.132 3.741 2.502 3.821 4.824

rz(rad) 0.001 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001

vx(cm/s) 33.11 37.69 33.95 33.45 32.7 24.24 33.75

vy(cm/s) 46.56 41.38 52.76 46.86 32.07 40.31 52.19

ax(gal) 396.9 443 359.4 419.1 433.1 319.8 393.4

ay(gal) 487.8 431 567 521.9 350.5 419 565.2

5

sdx(cm) 0.413 0.454 0.694 0.5 0.348 0.457 0.52

sdy(cm) 0.674 0.563 1.139 0.734 0.554 0.874 1.175

sfx(kN) 2851 2632 2383 2831 2701 2273 2343

sfy(kN) 2976 2722 3661 3395 2601 2741 3509

dx(cm) 2.435 3.121 3.221 3.193 2.454 2.233 3.043

dy(cm) 4.328 3.183 6.163 4.442 3.042 4.695 5.847

rz(rad) 0.001 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 0.002

vx(cm/s) 40.03 43.97 41.49 38.95 37.36 27.61 40.95

vy(cm/s) 57.49 47.96 64.68 57.16 38.25 48.86 61.5

ax(gal) 526.8 494.3 480.8 523 508.7 438.2 435.8

ay(gal) 567.3 545.1 705.6 658.6 515.1 525.2 680.3

Donde:

sdx(cm) y sdy(cm): desplazamiento relativo en cm.

sfx(kN) y sfy(kN): cortante de entrepiso en kN

dx(cm) y dy(cm): desplazamientos en cm.

rz(rad): rotación en la dirección Z.

vx(cm/s) y vy(cm/s): velocidad en cm/s.

ax(gal) y ay(gal): aceleración en gal (cm/s2).




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5.3.2 Respuesta máxima promedio

La Tabla 13 muestra la respuesta máxima promedio obtenidas de los análisis

dinámicos tiempo historia bajo los siete juegos de sismos amplificados a la demanda

sísmica de diseño.

Tabla 13. Resultados máximos promedio

Piso 1 2 3 4 5

sdx(cm) 0.863 0.499 0.615 0.495 0.484

sdy(cm) 0.969 0.702 1.164 1.050 0.816

sfx(kN) 12293 10436 8112 5601 2573

sfy(kN) 12885 11269 9154 6631 3086

dx(cm) 0.863 1.353 1.903 2.375 2.814

dy(cm) 0.969 1.661 2.779 3.791 4.529

rz(rad) 0.000 0.001 0.001 0.001 0.001

vx(cm/s) 12.284 18.936 26.176 32.699 38.623

vy(cm/s) 13.931 21.951 32.914 44.590 53.700

ax(gal) 257.657 277.971 319.686 394.957 486.800

ay(gal) 329.900 347.500 348.214 477.486 599.600

driftX 0.0022 0.0017 0.0020 0.0017 0.0016

driftY 0.0024 0.0023 0.0039 0.0035 0.0027

Donde:

sdx(cm) y sdy(cm): desplazamiento relativo en cm.

sfx(kN) y sfy(kN): cortante de entrepiso en kN

dx(cm) y dy(cm): desplazamientos en cm.

rz(rad): rotación en la dirección Z.

vx(cm/s) y vy(cm/s): velocidad en cm/s.

ax(gal) y ay(gal): aceleración en gal (cm/s2).

driftX y driftY: distorsión de entrepiso.

La Figura 77, Figura 78, Figura 79, Figura 80, Figura 81 y Figura 82 muestran para

cada piso el desplazamiento, velocidad, aceleración, desplazamientos relativos,

distorsiones y fuerzas cortantes de entrepiso, respectivamente.




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Figura 77. Desplazamientos máximos

Figura 78. Velocidades máximas




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Figura 79. Aceleraciones máximas

Figura 80. Desplazamientos relativos máximos




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Figura 81. Distorsiones máximas

Figura 82. Fuerzas cortantes de entrepiso máximas




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6 EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

6.1 Respuesta sísmica obtenidas de análisis elásticos equivalentes

Se observa daño moderado en los muros de albañilería, los esfuerzos cortantes

máximos encontrados están al 50% de capacidad estimada. Bajo este escenario, la

hipótesis de considerar al modelo matemático representados únicamente por el

sistema estructural aporticado con muros de concreto armado es válido.

En el análisis modal se observa que los periodos predominantes en las direcciones

horizontales traslacionales y vertical rotacional no cambian drásticamente por

incorporación de los muros de albañilería, si fuera el caso de existir interacción con

los pórticos de concreto armado del edificio.

Las deformaciones laterales máximas son mayores que 1.3 veces la deformación

lateral promedio cuando las demandas sísmicas en la dirección Y son aplicadas, con

mayor afectación en el primer piso. Mientras que en la dirección X no se observa este

comportamiento.

La dirección Y (transversal) es la más flexible, sin embargo, bajo la demanda sísmica

establecida en la sección 4.3 (de acuerdo a los planos de diseño estructural), no se

alcanza distorsiones mayores al 50% del límite establecida en la NTE E030 2018 en

el primer y segundo piso, como se muestra en la Tabla 10. Por lo que no se

consideraría irregularidad torsional.

Las distorsiones máximas observadas corresponden al tercer piso, siendo 0.0033 y

0.0040 en la dirección X y la dirección Y, respectivamente.

6.2 Respuesta sísmica obtenidas de análisis inelásticos

Para una mejor representación del comportamiento sísmico bajo la demanda sísmica

de diseño según los criterios de la NTE E030 2018 se grafican los desempeños

obtenidos en las curvas de comportamiento de los entrepisos y la curva de capacidad

obtenidas mediante procedimientos estáticos no lineales.

La Figura 83, Figura 85, Figura 87 y Figura 89 muestran la curva de comportamiento

frente a cargas incrementales laterales en términos de la cortante de entrepiso y

desplazamientos relativos para cargas sísmicas en sentidos X+, X-, Y+ y Y-,

respectivamente. Mientras, la Figura 84, Figura 86, Figura 88 y Figura 90 muestran la

curva de capacidad en términos de la aceleración y desplazamiento espectral para

cargas sísmicas en sentidos X+, X-, Y+ y Y-, respectivamente.




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entrepiso para la dirección X+


dirección X+




REG. C.I.P. N° 116123





entrepiso para la dirección X-


dirección X-

Se observa que existe una gran diferencia en la capacidad lateral del edificio cuando

se considera la dirección X. Siendo el sentido positivo (X+) el más desfavorable.




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entrepiso para la dirección Y+


dirección Y+




REG. C.I.P. N° 116123





entrepiso para la dirección Y-


dirección Y-

Las distorsiones máximas observadas corresponden al tercer piso, siendo 0.0020 y

0.0039 en la dirección X y la dirección Y, respectivamente. Se observa que el edificio

incursiona en el rango inelástico de su comportamiento, sin llegar al nivel de fluencia

del edificio en ambas direcciones y ambos sentidos. Por lo que se esperaría para la

demanda sísmica adoptada un nivel de desempeño operativo, cercano a la ocupación

inmediata.




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7 PROPUESTAS DE DISTRIBUCIÓN DE SENSORES DE ACELERACIÓN

La implementación de sensores en el edificio consiste en disponer acelerómetros

biaxiales o triaxiales en los puntos del edificio que describan mejor la respuesta

sísmica, el comportamiento sísmico y el nivel de daño crítico o más representativo del

edificio. Los sensores que se implementen deben encontrarse en una red para poder

observar la vibración en el mismo dominio del tiempo.

Es importante mencionar que, luego de un proceso de filtrado del registro de la

aceleración producto de la observación de la vibración del edificio, se puede

determinar la velocidad y desplazamiento por punto de medición desde la base.

Adicionalmente, las formas de vibración observadas durante los movimientos sísmicos

combinadas con aquellas reproducidas sintéticamente mediante modelos

matemáticos proporcionan información de la respuesta en los demás puntos del

edificio; por lo que puede determinarse la respuesta sísmica, el comportamiento

sísmico y el nivel de daño de manera más aproximada con una distribución eficiente

de los sensores.

Las características más relevantes del edificio que condujeron a la formulación de las

propuestas de distribución de sensores son las siguientes:

a) El edificio al estar cimentado sobre un perfil de suelo rígido no está expuesto a

sufrir interacción suelo estructura, como el fenómeno de Sway o rocking. En este

sentido, podría disponerse un sensor sobre cualquier punto de la cimentación (no

el piso).

b) El edificio no tiene plantas típicas. Sin embargo, existe un bloque rectangular que

se mantiene hasta el piso 5, como se observa en la Figura 10. En este sentido, el

punto 5 (punto de control) se toma como referencia para la disposición del sensor.

c) La distorsión, que se asocia al nivel de daño, es más crítica en el entrepiso 3. En

este sentido, se dispondría un sensor en el tercer piso cercano al punto 10 (punto

de control), como se observa en la Figura 8.

d) Si bien es cierto, la respuesta sísmica puede ser inferida mediante la combinación

de formas de vibración observadas y aquellas reproducidas sintéticamente con

modelos matemáticos, se podría obtener la distorsión de manera más realista si

se dispone un sensor en los extremos del entrepiso a observar. En este sentido,

se dispondría un sensor en el piso 2, cercano al punto 10 (punto de control), como

se observa en la Figura 7, para poder medir la distorsión del entrepiso 3 (más

crítica) de manera más realista.

e) La aproximación de la respuesta sísmica en puntos no observados mediante la

combinación de formas de vibración observadas y aquellas reproducidas

sintéticamente con modelos matemáticos mejoraría cuando se tenga más puntos

observados que se encuentren alineados verticalmente. En este sentido, se

dispondría un sensor en el tercer piso cercano al punto 5 (punto de control), como

se observa en la Figura 8.




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La Tabla 14 muestra las propuestas de distribución de sensores de aceleraciones:

Tabla 14. Distribución de sensores de aceleración

Piso Distribución

A

c/ 2 sensores

B

c/ 3 sensores

C

c/ 4 sensores

D

c/ 5 sensores

Base Sobre cualquier

cimentación

Sobre cualquier

cimentación

Sobre cualquier

cimentación

Sobre cualquier

cimentación

1 - - - -

2 - - Punto 10 Punto 10

3 - Punto 10 Punto 10 Punto 10 y

Punto 5

4 - - - -

5 (Techo) Punto 5 Punto 5 Punto 5 Punto 5

Características tomadas en

cuenta a) y b) a), b) y c) a), b), c) y d) a), b), c), d) y e)

La Figura 91, Figura 92 y Figura 93 muestran la posición de los sensores de

aceleración, que podrían disponerse directamente sobre la losa, o sobre una caja de

acero adosada al fondo de la losa. La caja de acero debe estar conectada de tal forma

que garantice que las aceleraciones de losa y la caja de acero en el punto presentan

diferencias despreciables.




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INFORME SERVICIO DE ANÁLISIS SÍSMICO DEL EDIFICIO ADMINISTRATIVO DEL SENCICO (PABELLÓN A) PARA LA ELABORACIÓN DE PROPUESTA DE SENSORIZACIÓN PARA EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

68

Figura 91. Distribución en Piso 2

9 8 7 6 5 4 3 2 1

A

6.3

8

A´

B

B´

C

D

4.95

7.9

5

C'

4.95 4.95 4.95 4.95 4.95 4.95 4.95

.88

2.8

26.0

12.4

5

Para la distribución:

C (c/ 4 sensores) y

D (c/ 5 sensores)




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69

Figura 92. Distribución en Piso 3

7.9

5

C'

4.95 4.95 4.95 4.95 4.95 4.95 4.95

.88

2.8

26

.01

2.4

5

9 8 7 6 5 4 3 2 1

A

A´

B

B´

C

4.95

D

6.3

8


D (c/ 5 sensores)


B (c/ 3 sensores),

C (c/ 4 sensores) y

D (c/ 5 sensores)




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70

Figura 93. Distribución en el Piso 5 (techo)

D

6.3

8

9 8 7 6 5 4 3 2 1

A

A´

B

B´

C

4.95

7.9

5

C'

4.95 4.95 4.95 4.95 4.95 4.95 4.95

.88

2.8

26

.01

2.4

5

Para todas las

distribuciones

Cubierta ligera




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8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En base a los resultados del presente estudio se concluye lo siguiente:

Existiría daño moderado en los muros de albañilería si se considera que interactúa

con el sistema estructural, los esfuerzos cortantes máximos encontrados están al 50%

de capacidad estimada bajo la demanda de diseño.

En el análisis modal se observa que los periodos predominantes en las direcciones

horizontales traslacionales y vertical rotacional no cambian drásticamente por

incorporación de los muros de albañilería, de existir interacción con los pórticos de

concreto armado del edificio.

Bajo un escenario de sismo severo, la hipótesis de considerar al modelo matemático

representado únicamente por el sistema estructural aporticado con muros de concreto

armado es válida.

Las deformaciones laterales máximas son mayores que 1.3 veces la deformación

lateral promedio cuando las demandas sísmicas en la dirección Y son aplicadas, con

mayor afectación en el primer piso. Mientras que en la dirección X no se observa este

comportamiento.

La dirección Y (transversal) es la más flexible, sin embargo, bajo la demanda sísmica

establecida en la sección 4.3 (de acuerdo a los planos de diseño estructural), no se

alcanza distorsiones mayores al 50% del límite establecida en la NTE E030 2018 en

el primer y segundo piso. Por lo que no se consideraría irregularidad torsional.

En el análisis dinámico modal espectral se observó que las distorsiones máximas

corresponden al tercer piso, siendo 0.0033 y 0.0040 en la dirección X y la dirección Y,

respectivamente.

En el análisis estático no lineal se observa que existe una gran diferencia en la

capacidad lateral del edificio cuando se considera la dirección X. Siendo el sentido

positivo (X+) el más desfavorable.

En el análisis dinámico no lineal tiempo historia las distorsiones máximas observadas

corresponden al tercer piso, siendo 0.0020 y 0.0039 en la dirección X y la dirección Y,

respectivamente. Se observa que el edificio incursiona en el rango inelástico de su

comportamiento, sin llegar al nivel de fluencia global del edificio en ambas direcciones

y ambos sentidos. Por lo que se esperaría para la demanda sísmica adoptada un nivel

de desempeño operativo, cercano a la ocupación inmediata.

Se proponen cuatro distribuciones de sensores de aceleración que deberían estar en

una misma red con el objetivo de que las vibraciones registradas en los puntos de

medición estén en el mismo dominio del tiempo.




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Como resultado del estudio se recomienda lo siguiente:

Llevar a cabo el replanteo del edificio, además de estudios de inspección, de

materiales y de vibraciones para precisar las hipótesis vertidas en el presente informe,

con el objetivo de mejorar la estimación de la vulnerabilidad sísmica del Pabellón A.

Adicionalmente, se recomienda revisar si existe interacción nula, parcial o total entre

el sistema estructural y muros de albañilería.

Realizar la auscultación de los refuerzos de acero para replantear y completar los

planos estructurales, con el objetivo de mejorar el modelo matemático que describe el

comportamiento inelástico del edificio.

En el caso de encontrar concreto de baja resistencia, menores a 140 kgf/cm2, se

recomienda realizar un estudio experimental del concreto con el fin de precisar la curva

de esfuerzo y deformación.

Si bien es cierto el edificio fue diseñado bajo una norma anterior, la estructura del

edificio satisface los requerimientos de la norma sismorresistente vigente (NTE E030-

2018). Sin embargo, se recomienda una revalorización del nivel de importancia del

edificio de acuerdo a las componentes que contiene y las actividades que realiza.

Se proponen cuatro distribuciones de sensores de aceleración en el edificio. De

acuerdo a la calidad de recopilación de información que se obtendría, se recomienda

la distribución D (set de cinco sensores).

La implementación de sensores de aceleración permitirá el mejoramiento de los

modelos matemáticos, con énfasis en aquellos con irregularidad, y plantas no típicas,

como el Pabellón A del SENCICO. Adicionalmente, la acumulación de registros de

vibración del edificio por sismo, o alguna fuente dinámica, permitirá mejorar el

conocimiento del comportamiento estructural del Pabellón A, que conduciría a

determinar su vulnerabilidad y capacidad sísmica.

Dr. Ing. Miguel Augusto Díaz Figueroa


anÁlisis sÍsmico del edificio administrativo del … · 2020. 12. 18. · figura 28....

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