presentación_construmat_v6_2

5/27/2018 Presentaci n_construmat_V6_2

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METODOLOGA PARA EL ANLISIS DINMICO DEEDIFICIOS SOMETIDOS A ACCIONES SSMICAS, CONINCORPORACIN DEL EFECTO DE LOS ELEMENTOS

NO ESTRUCTURALES Y DESARROLLO DEHERRAMIENTA SOFTWARE CON MODELO BIM


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OBJETIVOS DEL PROYECTO

Desarrollar una herramienta de clculo innovadora basada en unmodelo de anlisis con soporte normativo internacional, quepermita mejorar la seguridad de los edificios frente a la accin ssmica.

Hacer viable la consideracin en el clculo de los elementos noestructurales, tal como exige la aplicacin de la normativa. Aspectonormalmente no considerado en los programas de clculo

tradicionales.

Generar conocimiento sobre el comportamiento estructural de lasedificaciones en situacin ssmica considerando varios modelos decomportamiento diferentes.

Expansin modal y combinacin de esfuerzos ssmicos con el resto

de hiptesis de los diferentes modelos generados por el programa. Generacin automtica de listados que verifiquen elcomportamiento a partir de los datos considerados, basados en lanormativa en vigor.

Incorporacin al anlisis de los parmetros necesarios para elclculo correspondientes a particiones utilizando modelo decomunicacin BIM.

Metodologa para el anlisis dinmico de edificios sometidos a acciones ssmicas, con incorporacin

del efecto de los elementos no estructurales y desarrollo de herramienta software con modelo BIM

Objetivos del proyecto

Antecedentes

Descripcin tcnica del proyecto

Innovaciones tecnolgicas delproyecto y tecnologa a aplicar


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ANTECEDENTES

El estudio de los efectos producidos por el sismo sucedido enLorca (Espaa), pone de manifiesto la necesidad de potenciarel desarrollo de herramientas de clculo que faciliten el anlisisde estructuras en situacin ssmica con mayor rigor que en laactualidad.




Antecedentes



Estructura con cerramientosy particiones, cuya

contribucin de rigidez

puede variar a lo largo delfenmeno ssmico.

Clculo de los elementosresistentes (estructura

desnuda)

Esfuerzos de diseo Comportamiento REAL


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ANTECEDENTES

Modificacin de rigidez durante el evento ssmicoLas rigideces aportadas por los diferentes elementos noestructurales pueden cambiar durante la accin ssmica debidoa las grietas y roturas que van apareciendo sucesivamente.




Antecedentes



Esfuerzos elevados en pilares

Los esfuerzos elevados en pilares de plantas difanas o en

pilares cortos, provocan fallos en los mismos si no estncorrectamente diseados.


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ANTECEDENTES

Modificacin de rigidez

Las tabiqueras y cerramientos dotan a la estructura de rigidezadicional, modificando la ordenada espectral de los modos devibracin.



Estructuraresistente

Consideracinde loselementos noestructurales

Espectro de diseo

Rangode

periodos

Rigidez


Antecedentes



Rangode

periodos

Espectro de diseo

Periodos


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ANTECEDENTES

Modificacin de rigidez



Espectro de diseo

Rang

ode

perio

dos


Antecedentes



Rangode

periodos

Espectro de diseo

Rangode

periodos

Con un modelo dinmico basadoexclusivamente en elementosestructurales no se consideraadecuadamente este tipo desituaciones.


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DESCRIPCIN TCNICA DEL PROYECTO

Procedimientos de clculo generales contemplados por lasnormativas sismorresistentes actuales.

Anlisis esttico (mtodo simplificado para estructurassimples)

Anlisis modal espectral (mtodo general)



Espectrode diseo

Esfuerzos

Desplazamientos


Antecedentes



Modos devibracin


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Antecedentes



Normas ssmicasimplementadasen CYPECAD

Procedimientos de clculoimplementados en CYPECAD

ANLISIS MODALESPECTRAL


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Anlisis modal espectral (con evolucin de rigidez)



Respuestamxima [1]

Modelodinmico

de la

estructura

Modos devibracin

de la

estructuram1

m2

m3

k1

k2

k3[M]:matriz masaEvolucin rigidez

[K1]:matriz rigidez

[K2]:matriz rigidez

[Kn]:matriz rigidez

|K1-12M| =0

|K2-22M| =0

|Kn-n2M| =0


Antecedentes



Modos devibracin [1]

Modos devibracin [2]

Modos devibracin [n]

T1 Ti Tn

T1 Ti Tn

T1 Ti Tn

Combinacinmodal [1]

Combinacinmodal [2]

Combinacinmodal [n]

Respuestamxima [2]

Respuestamxima [n]

Respuestamxima


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Antecedentes




Varios modelos de clculo dinmicoLa consideracin de varios modelos de clculo en los que seconsideren los aspectos anteriores, incrementa la seguridad delas edificaciones, y proporciona al proyectista un mayorconocimiento sobre el comportamiento de las estructuras.

Respuestamodelo [1]

Respuestamodelo [2]

Respuestamodelo [3]

Respuestamodelo [4]

Envolvente de Estados

Estado [1] Estado [2] Estado [3] Estado [4]


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Importacin mediante modelos BIM

Uno de los objetivos del proyecto es conseguir que el programade clculo sea capaz de realizar la importacin de elementosconstructivos desde un modelo BIM seleccionando eincorporando la informacin necesaria para poder generarposteriormente los modelos de anlisis.




Antecedentes




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Introduccin de la estructura



Los diferentes modelos de clculo que se analizan son generadosautomticamentepor el propio programa.

El mayor nmero de modelos no requiere una mayor cantidad de datos yde elementos a introducir por parte del usuario.

La introduccin de la estructura en el programa es un proceso idntico alrealizado hasta ahora, con la diferencia de que las particiones ycerramientos estn caracterizados elsticamente, lo que permite tener encuenta la evolucin de la rigidez de dichos elementos para los diferentesestados de la estructura que se analizan.


Antecedentes




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Introduccin de la estructura




Antecedentes




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Consideracin en el clculo de los elementos noestructurales, tal como exige la aplicacin de la normativa.




Antecedentes



NCSE-02 (Espaa)

Eurocdigo 8

ASCE-7 10

IS 1893 (India)

CIRSOC 103 - Parte 1 (Argentina)

NSR 10 (Colombia)

Actualmente no existen en el mercado herramientasinformticas para el calculo estructural que integren laposibilidad de considerar de forma sencilla tales elementos.


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Consideracin de elementos no estructurales

La norma NCSE-02establece en su articulado la consideracinen el clculo de los elementos no estructurales.

El apartado 4.2.3 de la Norma de Construccin Sismo-resistente,establece la necesidad de considerar la diferencia de rigidez que se

produce ante la existencia de plantas de diferente esbeltez odifanas en edificios, como pueda ser el caso de plantas bajas enedificios de viviendas.

Del mismo modo, el artculo 4.2.4, marca que; los elementos noestructurales, como muros de cerramiento, tabiqueras, etc., que

puedan desarrollar rigidez y resistencia suficientes para alterar las

condiciones de la estructura, se tendrn en cuenta para la confeccin

del modelo de anlisis estructural y se comprobarn para las

acciones que se deriven del clculo




Antecedentes




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NCSE-02




Antecedentes




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El Eurocdigo 8establece en su articulado la consideracin enel clculo de los elementos no estructurales.

4.3.6 Additional measures for masonry infilled frames4.3.6.1 General(5) If engineered masonry infills constitute part of the seismic resistant structural system,

analysis and design should be carried out in accordance with the criteria and rules given inClause 9 for confined masonry.

4.3.6.3 Irregularities due to masonry infills4.3.6.3.2 Irregularities in elevation(1)P If there are considerable irregularities in elevation (e.g. drastic reduction of infills in one

or more storeys compared to the others), the seismic action effects in the vertical elements of

the respective storeys shall be increased.

(2) If a more precise model is not used, (1)P is deemed to be satisfied if the calculated seismic

action effects are amplified by a magnification factor

9.4 Structural analysis(1)P The structural model for the analysis of the building shall represent the stiffness

properties of the entire system.

(2)P The stiffness of the structural elements shall be evaluated taking into account both their

flexural and shear flexibility and, if relevant, their axial flexibility. Uncracked elastic stiffness

may be used for analysis or, preferably and more realistically, cracked stiffness in order to

account for the influence of cracking on deformations.




Antecedentes




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Eurocdigo 8




Antecedentes




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El cdigo ASCE-7 10 establece en su articulado laconsideracin en el clculo de los elementos no estructurales.

12.7.3 Structural ModelingA mathematical model of the structure shall be constructed for the

purpose of determining member

forces and structure displacements resulting from applied loads and any

imposed displacements or P-delta effects. The model shall include the

stiffness and strength of elements that are significant to the distribution

of forces and deformations in the structure and represent the spatial

distribution of mass and stiffness throughout the structure.

In addition, the model shall comply with the following:

a. Stiffness properties of concrete and masonry elements shall consider

the effects of cracked sections.




Antecedentes




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ASCE 7 - 10




Antecedentes




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La norma IS 1893 Part 1 : 2002establece en su articulado laconsideracin en el clculo de los elementos no estructurales.

7.10 Buildings with Soft Storey

7.10.1 In case buildings with a flexible storey, such as the ground storeyconsisting of open spaces for parking that is Stilt buildings, special

arrangement needs to be made to increase the lateral strength and

stiffness of the soft/open storey.

7.10.2 Dynamic analysis of building is carried out including the strength

and stiffness effects of infills and inelastic deformations in the members,

particularly, those in the soft storey, and the members designed

accordingly.




Antecedentes




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IS 1893 Part 1 : 2002




Antecedentes




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El reglamento CIRSOC 103 - Parte I : 2008 establece en suarticulado la consideracin en el clculo de los elementos noestructurales.

7.1.3. Modelo vibratorio de anlisis

El modelo analtico debe incluir todos los elementos que puedan restringir ladeformacin de la construccin, sean reglamentariamente considerados estructurales

o no. (Ver el artculo 8.3.)

8.3.3. Componentes o sistemas considerados no estructuralesSe deben comprobar las posibles influencias desfavorables de la interaccin entre

componentes o elementos considerados no estructurales y los elementos o

componentes estructurales, durante la deformacin de la construccin por las

acciones ssmicas.

Se deben tomar en cuenta los cambios de tipo estructural que pudieran resultar de esainteraccin y afectar desfavorablemente a la capacidad de absorcin de energa de la

construccin. La estructura debe analizarse con y sin la presencia de componentes no

estructurales.

8.3.4. Influencia de rellenos en prticosEn las zonas prximas a los nudos de las piezas concurrentes y al menos en una

distancia igual a la de la altura de la pieza respectiva se debe comprobar la capacidad a

corte para soportar el empuje de la biela de compresin que se origina en el relleno

cuando son solidarios.




Antecedentes




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CIRSOC 103 - Parte I : 2008




Antecedentes




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El reglamento NSR-10 establece en su articulado laconsideracin en el clculo de los elementos no estructurales.

A.3.4.3RIGIDEZ DE LA ESTRUCTURA Y SUS ELEMENTOS Las rigideces que seempleen en el anlisis estructural para el diseo ssmico deben ser definidas por el

ingeniero diseador de acuerdo con su criterio, teniendo en cuenta los preceptosdados para cada material estructural en el Ttulo correspondiente de este Reglamento.

A.5.2.3RIGIDEZ EN LOS MTODOS DINMICOS ELSTICOS La rigidez que seutilice en los elementos estructurales del sistema de resistencia ssmica cuando se

empleen mtodos dinmicos elsticos, debe seleccionarse cuidadosamente y debe ser

representativa de la rigidez cuando stos se vean sometidos a los movimientos

ssmicos de diseo. En las estructuras de concreto y mampostera, la rigidez que se

asigne debe ser consistente con el grado de fisuracin que puedan tener los diferentes

elementos al verse sometidos a las deformaciones que imponen los movimientos

ssmicos de diseo. Cuando haya variaciones apreciables en la rigidez de los diferentes

elementos verticales del sistema de resistencia ssmica que contribuyen a la resistencia

de las mismas componentes del movimiento, la rigidez que se le asigne a cada uno de

ellos debe ser consistente con los niveles de deformacin.




Antecedentes




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NSR-10




Antecedentes




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Clculo de la estructura



Estructura 1 Estructura 2


Antecedentes




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Clculo de la estructuraGeneracin automtica de modelos de clculo (estados de la estructura)




Antecedentes



Estado 1(elementos resistentes) Estado 2(estructura rgida) Estado 3

Estado 4 Estado 5 Estado 6
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura01_X_Est6_Modo1/Estructura01_X_Est6_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura01_X_Est5_Modo1/Estructura01_X_Est5_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura01_X_Est4_Modo1/Estructura01_X_Est4_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura01_X_Est3_Modo1/Estructura01_X_Est3_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura01_X_Est2_Modo1/Estructura01_X_Est2_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura01_X_Est1_Modo1/Estructura01_X_Est1_Modo1.mp4


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Clculo de la estructuraGeneracin automtica de modelos de clculo (estados de la estructura)




Antecedentes



Estado 1(elementos resistentes) Estado 2(estructura rgida) Estado 3 Estado 4

Estado 5 Estado 6 Estado 7
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura02_Y_Est6_Modo1/Estructura02_Y_Est6_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura02_Y_Est5_Modo1/Estructura02_Y_Est5_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura02_Y_Est4_Modo1/Estructura02_Y_Est4_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura02_Y_Est3_Modo1/Estructura02_Y_Est3_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura02_Y_Est2_Modo1/Estructura02_Y_Est2_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura02_Y_Est1_Modo1/Estructura02_Y_Est1_Modo1.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/diaposit_28-29_Videos/Estructura02_Y_Est7_Modo1/Estructura02_Y_Est7_Modo1.mp4


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Salida de resultados. Implementacin de nuevos listados.

Con el objetivo de conseguir un mayor grado deinternacionalizacin, el programa se debe adaptar a lasnormativas de los distintos pases, y se deben desarrollarnuevos listados donde quede constancia de las distintasverificaciones efectuadas.




Antecedentes



Listado de

Justificacin

ssmica

Listado de

Comprobacinde vigas

Listado de

Comprobacin

de pilares

Requisitos de

armado por

sismo

Esfuerzos por

estado

Requisitos de hormign

Requisitos ssmicosDiseo por capacidad

Requisitos de hormign

Requisitos ssmicos

Diseo por capacidad

M t d l l li i di i d difi i tid i i i i


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Salida de resultados. Listados de justificacin ycomprobacin.




Antecedentes



Listado de Justificacin

ssmica

Listado de Comprobacin

de vigas

Listado de Comprobacin

de pilares

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/PDFs_presentacion/Comprobaciones%20del%20pilar%20P6%20en%20el%20tramo%20'Segunda%20planta'.pdfhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/PDFs_presentacion/Comprobaciones%20ELU%20y%20ELS%20(Viga).pdfhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/PDFs_presentacion/Justificaci%C3%B3n%20de%20la%20acci%C3%B3n%20s%C3%ADsmica.pdf


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Requisitos y disposiciones de armado




Antecedentes



NCSE-02 Art.4.5.3

NCSE-02 Art.4.5.2



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Requisitos y disposiciones de armadopara los elementos estructurales, en

funcin del criterio de ductilidadasignado a los mismos.


Antecedentes



Metodologa para el anlisis dinmico de edificios sometidos a acciones ssmicas con incorporacin


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Requisitos y disposiciones de armadopara los elementos estructurales, en

funcin del criterio de ductilidadasignado a los mismos.


Antecedentes





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Diseo por capacidad




Antecedentes



EHE 08 Anejo 10

NCSE-02 Art.4.2.3



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Diseo por capacidad




Antecedentes





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Diseo por capacidad (pilares)




Antecedentes





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Diseo por capacidad (vigas)




Antecedentes





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Comprobacin por cortante basal




Antecedentes



NSR-10 A.5.4.5



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Comprobacin por cortante basal




Antecedentes



Listado deJustificacin ssmica



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INNOVACIONES TECNOLGICAS DEL PROYECTO YTECNOLOGA A APLICAR

Generacin automtica del modelo de clculo, incluyendo elefecto de los elementos no estructurales a partir de la definicinde elementos constructivos.

Importacin de elementos constructivos al programa declculo desde un modelo BIM.

Verificacin de los criterios normativos relativos a sismo conimplementacin de nuevos listados de comprobacin.

Expansin modal y combinacin de los esfuerzos obtenidospor modo de vibracin, junto con el resto de hiptesis de carga




Antecedentes



presentación_construmat_v6_2

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