memoria de calculo estructural

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1 ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL DE INSTITUCION EDUCATIVA PRIMARIA N° 36788 - CUYAO 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 las edificaciones en el proyecto; “MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA E IMPLEMENTACION DE LA INSTITUCION EDUCATIVA N° 36788 - CUYAO, DISTRITO DE HUANDO, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO HUANCAVELICA”, tengan 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 consiste en la construcción de infraestructura educativa, laboratorios, servicios complementarios y acondicionamiento de ambientes, los cuales deberán de desarrollarse con la finalidad de garantizar un comportamiento que haga posible: a) Resistir sismos leves sin daño. b)Resistir sismos moderados considerando la posibilidad de daños estructurales leves. 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 GOBIERNO REGIONAL HUANCAVELICA

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL DE INSTITUCION EDUCATIVA PRIMARIA N° 36788 - CUYAO

ANÁLISIS SÍSMICO DINAMICO1.01.00 ALCANCES.

De acuerdo a los criterios que establece la norma E-30 Diseño Sismo resistente, establece los requisitos mínimos para que las edificaciones en el proyecto; “MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA E IMPLEMENTACION DE LA INSTITUCION EDUCATIVA N° 36788 - CUYAO, DISTRITO DE HUANDO, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO HUANCAVELICA”, tengan 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 consiste en la construcción de infraestructura educativa, laboratorios, servicios complementarios y acondicionamiento de ambientes, los cuales deberán de desarrollarse con la finalidad de garantizar un comportamiento que haga posible:

a) Resistir sismos leves sin daño.

b) Resistir sismos moderados considerando la posibilidad de daños estructurales leves.

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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Tabla N° 01FACTORES DE ZONA

ZONA FACTOR DE ZONA - Z (g)

321

0.40.3

0.15

FACTOR Z

ZONA FACTOR Z

123

0.150.300.40

El presente proyecto se encuentra ubicado en la zona 2 cuyo factor de zona Z=0.30

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

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objetivo principal la determinación de los parámetros de diseño.

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

Resistencia al corteTípica en condición

nodrenada (kPa)

Espesor del estrato(m)(*)

BlandosMedianamente compactosCompactosMuy compactos

< 2525 - 50

50 - 100100 - 200

20254060

Suelos granulares

Valores N típicos enensayos de penetración

estándar (SPT)

Espesor del estrato(m)(*)

Sueltos Medianamente densos

Densos

4-1010-30

Mayor que 30

4045

100

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(*) Suelo con velocidad de onda de corte menor que el de una roca.

d) Perfil tipo S4: Condiciones excepcionales.

A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente flexibles y los sitios donde las condiciones geológicas y/o topográficas sean particularmente desfavorables.

Deberá considerarse el tipo de perfil que mejor describa las condiciones locales, utilizando los correspondientes valores de Tp, 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° 02Parámetros de Suelo

Tipo Descripción Tp (s) S

S1

S2

S3

S4

Roca o suelos muy rígidosSuelos intermediosSuelo flexibles o con estratos de gran espesorCondiciones excepcionales

0.40.60.9*

1.01.21.4*

(*) Los valores Tp y S para este caso serán establecidos por el especialista pero en(*) 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.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) = 0.60 Y S = 1.20

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

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 expresión:

Donde:

CT = 35 para edificios cuyos elementos resistentes en la dirección considerada sea únicamente pórticos

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

CT = 45 para edificios de concreto armado cuyos elementos sismorresistentes sean pórticos y las cajas de ascensores y escaleras.

CT = 60 para estructuras de mampostería y para todos los edificios de concreto armado cuyos elementos sismorresistentes sean fundamentalmente muros de corte.

T = 4.50 = 0.075

60

C = 2.5 * 0.60 = 20

0.075

Donde C ≤ 2.50

El valor de C no se tomara menor que 0.16 ni mayor que 2.50 por lo que adoptaremos el valor de C = 2.50

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 mas 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

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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. 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 E-30.

La edificación que se diseña pertenece a la categoría a (edificaciones Esenciales) cuyo factor U es 1.50

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).

La presente estructura se califica como una estructura regular, puesto que no 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 el presente el Sistema Estructural le corresponde a un sistema de albañilería armada y confinada; en la que los elementos verticales y horizontales permiten la disipación de la energía, manteniendo la estabilidad de la estructura; cuyo coeficiente de reducción R, para estructuras regulares es 6.

9.06.00 DESPLAZAMIENTOS LATERALES.

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

9.06.01 Desplazamientos laterales Permisibles.

El máximo desplazamiento relativo de entrepiso, calculado con el análisis estructural realizado con el Sap 2000 No lineal, esta no deberá exceder la fracción de la altura de entrepiso que se indica en la tabla N° 08.

Tabla N° 08Límites para desplazamiento Lateral de Entrepiso

Material Predominante ( i / he¡ )

Concreto ArmadoAcero (*)

AlbañileríaMadera

0.0070.0100.0050.010

(*) 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+0.004 * (650-500) =3.60 cm

S > 3.60 cm _____se considera para el proyecto S=5.00 cm

Donde h es la altura medida desde el nivel del terreno natural hasta el nivel considerado para evaluar.

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

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frente a solicitaciones sísmicas severas. Por tanto las solicitaciones sísmicas de diseño se considerarán como una fracción de la solicitación sísmica máxima elástica.

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. De la edificación de índole Educativo, se tomará el 50% de la carga viva.

LABORATORIO DE COMPUTO Y AULAS.

ELEMENTO PESO/UNIT. UND TOTAL

VIGAS 2.40 Tn 31.38

COLUMNAS 2.40 Tn 18.90

LOSA ALIGERADA 0.30 Tn 39.85

PLACA 2.40 Tn

TABIQUERIA 0.21/0.34 Tn 36.46

ACABADOS 0.05 Tn 10.72

ESCALERAS 2.40 Tn

SOBRECARGAS 0.30/0.10 Tn 16.02

PESO PARCIAL DE LA EDIFICACION 153.33

+ 50% DE CARGA VIVA 8.01

PESO TOTAL DE LA EDIFICACION 161.34

PROPIEDADES GEOMETRICAS DEL MODELOPRIMER PISO  

Area= 167.60      Ixx= 1273.81 Pp (Ton) 153.33 XCC 8.775Iyy= 4301.83 PL (Ton) 16.02 YCC 4.775

         

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PISOS PESO Ton MASA (Ton-m/s2)   Inercia Rotacional  1° 161.34 16.45   547.127           

TOTAL 161.34

SERVICIOS HIGIENICOS.

ELEMENTO PESO/UNIT. UND TOTAL

VIGAS 2.40 Tn 14.19

COLUMNAS 2.40 Tn 7.04

LOSA ALIGERADA 0.30 Tn 19.04

PLACA 2.40 Tn

TABIQUERIA 0.21/0.34 Tn 46.80

ACABADOS 0.05 Tn 17.47

ESCALERAS 2.40 Tn

SOBRECARGAS 0.30/0.10 Tn 7.60

PESO PARCIAL DE LA EDIFICACION 112.44

+ 50% DE CARGA VIVA 3.80

PESO TOTAL DE LA EDIFICACION 116.24

PROPIEDADES GEOMETRICAS DEL MODELOSS.HH.  

Area= 77.81      Ixx= 1273.81 Pp (Ton) 112.44 XCC 8.775Iyy= 4301.83 PL (Ton) 7.6 YCC 4.775

         PISOS PESO Ton MASA (Ton-m/s2)   Inercia Rotacional  

1° 116.24 11.85   849.130           

TOTAL 116.24

TANQUE CISTERNA Y ELEVADO.

ELEMENTO PESO/UNIT. UND TOTAL

VIGAS 2.40 Tn 1.19

COLUMNAS 2.40 Tn 2.55

LOSA ALIGERADA 0.30 Tn 7.66

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

PLACA 2.40 Tn

TABIQUERIA 0.21/0.34 Tn 2.80

ACABADOS 0.05 Tn 1.33

ESCALERAS 2.40 Tn

SOBRECARGAS 0.30/0.10 Tn 8.30

PESO PARCIAL DE LA EDIFICACION 25.63

+ 50% DE CARGA VIVA 4.15

PESO TOTAL DE LA EDIFICACION 29.78

PROPIEDADES GEOMETRICAS DEL MODELOTANQUE CISTERNA Y ELEVADO  

Area= 10.64      Ixx= 6.95 Pp (Ton) 25.63 XCC 1.900Iyy= 12.80 PL (Ton) 8.3 YCC 1.400

         PISOS PESO Ton MASA (Ton-m/s2)   Inercia Rotacional  

1° 29.78 3.04   5.636           

TOTAL 29.78

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 SAP 2000 No lineal, tiene entre 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 especifica 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 edificios de pórticos de concreto armado, con lo que adoptamos una posición un tanto conservadora puesto que la zona de sismicidad de HUANCAVELICA está en la sierra del Perú.

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

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

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:

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.

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

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.

Debiendo considerarse C/R ≥ 0.125, como valor mínimo.

Verificando la condición: C=2.50; R=6; C/R=0.42, con lo que queda cumplida la premisa.

LABORATORIO DE COMPUTO Y AULAS:

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

V= ZUSC . P

R

V= (0.30 x 1.50 x 1.20 x 2.50) x 161.34 = 36.30 Tn.

6

V min= 36.30 x 0.80 = 29.04 Tn.

DEL MODELO SAP:

Por lo cual se concluye que: V min= 29.04 Tnf < 48.76 Tnf. Cumpliendo así la condición de diseño.

SERVICIOS HIGIENICOS:

V= ZUSC . P

R

V= (0.30 x 1.50 x 1.20 x 2.50) x 116.24 = 26.15 Tn.

6

V min= 26.15 x 0.80 = 20.92 Tn.

DEL MODELO SAP:

Por lo cual se concluye que: V min= 20.92 Tnf < 32.11 Tnf. Cumpliendo así la condición de diseño.

TANQUE CISTERNA Y ELEVADO:

V= ZUSC . P

R

V= ( 0.30 x 1.50 x 1.20 x 2.50 ) x 29.78 = 6.70 Tn.

6

V min= 6.70 x 0.80 = 5.36 Tn.

DEL MODELO SAP:

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

Por lo cual se concluye que: V min= 5.36 Tnf < 5.22 Tnf. En este caso habrá que escalar este resultado excepto los desplazamientos.

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 SAP 2000

La idealización del sistema pórtico es como se muestra en las siguientes figuras en la que se muestran el sistema de cargas repartidas en cada uno de los pórticos y muros de albañilería para luego idealizados tridimensionalmente:

1.11.01 SAP 2000 No Lineal

Este programa es uno de los mas completos en cuanto al análisis estructural se refiere, tiene una capacidad de hasta 1500 nudos, realiza el análisis estático y dinámico no lineal, tiempo historia y análisis No lineal Pushover. Permite el diseño automatizado en acero y concreto armado.

1.11.02 Preparación de los Datos a Ingresar.

Antes de utilizar el programa debemos 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 de precisión y 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

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2. Materiales3. Secciones transversales4. Nudos5. Elementos6. Restricciones7. Cargas8. Calculo Estructural 9. Resultados10. Evaluación e interpretación

Modelación.- Se realizo de la siguiente manera; se idealizo los pórticos con vigas peraltadas y las secundarias de amarre, estas últimas descansando en muros portantes de ladrillo.

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

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 : 0.245 tn/mPeso por unidad de Volumen : 2.40 tn/m3Módulo de elasticidad : 2173706.5Razón de poison : 0.2f’c : 2100 tn/m3fy : 42000 tn/m3f’ys : 28000 tn/m3

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

Secciones Transversales.- En el análisis ingresamos todos los datos reales del pórtico, es decir los datos de predimensionamiento que se calcularon en el capitulo IV.

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION 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.

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

Elementos. Una vez 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 ítem 09.11.00, en estas se encuentran las cargas muertas, las cargas vivas y también se definen las diferentes combinaciones con las amplificaciones

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

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 UTILIZADAS:

COMB1 = 1.5 ( D + F)COMB2 = 1.4 D + 1.7 ( V + H ) COMB3 = 1.25 D + 1.7 V + U1COMB4 = 1.25 D + 1.7 V + U2COMB5 = 1.25 D + V + 0.5 S

ENVOL = Sumatoria de las 05 combinaciones.

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.

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

Resultados.- Necesariamente aquí 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.

AULAS PORTICO EJE 1-1

AULAS PORTICO EJE 2-2

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AULAS PORTICO EJE A-A

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SS.HH. PORTICO EJE A-A

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

SS.HH. PORTICO EJE B-B

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

SS.HH. PORTICO 3-3

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TANQUE CISTERNA Y ELEVADO - PORTICO A-A

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

TANQUE CISTERNA Y ELEVADO - PORTICO 3-3

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

MUROS DE ALBAÑILERIA Y LOSA CISTERNA EJE 2-2; EJE C-C

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LOSA SUPERIOR DE CISTERNA

LOSA DE TECHO CASETA

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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. En los ejes 1A, 2A, 1C, 2C; del Laboratorio de cómputo y aula

ubicados en los extremos de la estructura se encuentran los máximos desplazamientos, en la dirección del eje X e Y, en el último nivel, que corresponden a los nudos número 45, 32, 53, 29 respectivamente; esto debido a su altura y la separación de la mayores luces, pero estos desplazamientos son controlados; y es de la forma que sigue:

3. En los ejes 1A, 2A, 1C, 2C; del Servicio Higiénico ubicados en los extremos de la estructura se encuentran los máximos desplazamientos, en la dirección del eje X e Y, en el último nivel, que corresponden a los nudos número 45, 32, 49, 35 respectivamente; esto debido a su altura y la separación de la mayores luces, pero estos desplazamientos son controlados; y es de la forma que sigue:

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ANALISIS DINAMICO DE LA ESTRUCTURA POR SUPERPOSICION MODAL ESPECTRAL

4. En los ejes 2B, 3B, 2C, 3C; TANQUE CISTERNA Y ELEVADO ubicados en los extremos de la estructura se encuentran los máximos desplazamientos, en la dirección del eje X e Y, en el último nivel, que corresponden a los nudos número 5, 7, 1, 3 respectivamente; esto debido a su altura y la separación de la mayores luces, pero estos desplazamientos son controlados; y es de la forma que sigue:

1. Se observa que el desplazamiento (U1) se dividió por la altura (h) Y se multiplica por R=6 que es un Coeficiente de Reducción sísmica al 75% que se ha reducido en el diseño del espectro y ahora se le incrementa para los desplazamientos respectivos

2. En las dirección transversal X, los desplazamientos son mínimos esto se encuentra por debajo de los limites permitidos.

3. Los desplazamientos en los demás nudos también se encuentran controlados.

4. Estos valores presentados son las envolventes de cada nudo, por lo que es la combinación total de todas las combinaciones que se presentaron anteriormente.

5. Los resultados mostrados son de acuerdo al análisis realizado con el programa SAP 2000, 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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