CAPITULO I

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE CIVIL
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
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DE
INFLUENCIA DE LA DERIVA LIMITE EN EL DAÑO
ESTRUCTURAL DE PORTICOS PLANOS DE CONCRETO
ARMADO SISMORRESISTENTE.
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL
TITULO DE INGENIERO CIVIL PRESENTADO ANTE LA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
Vegas Winnibell
C.I. 17.804.822
Saavedra Betxi
C.I. 17.184.081
Tutor: Ing. Xiomara Orozco
Maracaibo, Septiembre de 2.006
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INFLUENCIA DE LA DERIVA LIMITE EN EL DAÑO
ESTRUCTURAL DE PORTICOS PLANOS DE CONCRETO
ARMADO SISMORRESISTENTE.
I
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a Dios por darme la Fuerza para seguir adelante
todos los días, a Mami y Papi, por su apoyo y comprensión cuando más lo he
necesitado. Por haberme dado la oportunidad de vivir y crecer a su lado.
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A mis hermanitos Winston, Winniely y Wendy, por hacerme reír en los peores
momentos. A Juan Pablo por su paciencia, ayuda y apoyo Incondicional.
Gracias a todos.
Winnibell Vegas.
II
DEDICATORIA
Primero a dios y a la virgen por sobre todas las cosas, por sentir siempre que
están a mi lado en las buenas y en las malas, y por ayudarme cada día de mi
vida.
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A mi madre Beatriz Uzcategui por toda su colaboración, amor y comprensión.
Y por guiarme siempre por buen camino.
A mis hermanos Xiomara y Ronny a quienes quiero mucho.
A mi tía Janine Uzcategui por Creer siempre en mí.
A mi novio Ricardo, por su paciencia, ayuda y apoyo Incondicional.
Gracias a todos.
Betxi Saavedra.
III
AGRADECIMIENTO
En primer lugar, a un amigo que nunca falla DIOS y a la VIRGEN,
quienes todo lo pueden, quienes indudablemente tienen mucho que ver no
sólo con este logro, sino con nuestra vida misma, por protegernos, por ser un
modelo a seguir.
A todos los profesores que día a día me enseñaron a querer aprender
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cada vez más, por regalarme un poco de su tiempo en la digna e invaluable
labor de la enseñanza. Al Ing. Sebastián Delgado, Richard Manares, Betsy
Vera y a nuestra tutora Xiomara Orozco por su apoyo condicional y
confianza.
A nuestros Padres y Hermanos por su apoyo infinito, muchas Gracias,
por tenerme paciencia.
A todos ellos MUCHAS GRACIAS.
Winnibell Vegas.
IV
AGRADECIMIENTO
En primer lugar, DIOS y a la VIRGEN, quienes todo lo pueden.
A mi madre por enseñarme perseverancia y ser mi ángel en la tierra, a
mis hermanos y a mi tía que siempre mostraron su apoyo incondicional,
muchas Gracias, por tenerme paciencia.
A todos los profesores que día a día nos guiaron y nos regalaron un
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D Delgado, Richard Manares, Betsy Vera y a nuestra tutora Xiomara
Sebastián
poco de su tiempo en la digna e invaluable labor de la enseñanza. A los Ing.
Orozco por su apoyo incondicional.
A la Universidad Rafael Urdaneta por haberme brindado la
oportunidad de desarrollar una carrera y ser una profesional especialmente al
departamento de Orientación a cargo de la Lic. Zulia Vasquez.
A todos ellos ustedes MUCHAS GRACIAS.
Betxi Saavedra.
V
SAAVEDRA UZCATEGUI, Betxi Coromoto y VEGAS URDANETA, Winnibell
Vanessa “INFLUENCIA DE LA DERIVA LIMITE EN EL DAÑO
ESTRUCTURAL DE PORTICOS PLANOS DE CONCRETO ARMADO
SISMORRESISTENTE” Tesis de Grado. Facultad de Ingeniería. Escuela de
Ingeniería Civil. URU 2006.
RESUMEN
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La norma COVENIN 1756-01, establece parámetros para el análisis y diseño
de estructuras de concreto armado. Dentro de las cuales esta el valor de
deriva limite de 0.018.
En este trabajo se estudio la influencia de la deriva en el daño estructural en
pórticos planos de concreto armado. Estableciendo valores limites de derivas
diferentes a la reflejada en la norma COVENIN 1756-01. Utilizando para el
diseño el STAAD PRO y para la verificación el programa portal de daños
desarrollado por un grupo de Universidades Venezolanas. Se estudiaron
pórticos planos, ubicados en zona sísmica (Z3) y (Z7), cimentados en suelo
tipo S2 y S4, diseñadas según el nivel de diseño III señalado en dicha
normativa , resultando que los pórticos Z3S4, Z7S2, Z7S4 mostraron para la
deriva limite de 0.010 con un incremento de Costos promedio de 1.23%.
Palabras Claves:
Pórticos, deriva, STAAD, Portal de Daño, Consumo, Acero, Concreto.
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ÍNDICES
VII
ÍNDICE GENERAL
APROBACIÓN DEL JURADO
DEDICATORIA……………………………………………………………………II
AGRADECIMIETOS……………………………………………………………...IV
RESUMEN…………………………………………………………………………VI
ÍNDICE GENERAL……………………………………………………………….VIII
ÍNDICE DE FIGURAS……………………………………………………………XI
INDICE DE TABLAS……………………………………………………………..XIV
INTRODUCCION…………………………………………………………………XVI
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CAPÍTULO I: EL PROBLEMA
1.1. Planteamiento y Formulación del Problema………………………………..1
1.2. Objetivos de la Investigación…………………………………………...........5
1.2.1. Objetivo General……………………………………………………..5
1.2.2. Objetivos Específicos….…………………………………………....5
1.3. Delimitación de la Investigación……….………….………………………….5
1.4. Justificación e Importancia de la Investigación…………………………6
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes de la Investigación.…………………………….…………….8
2.2. Bases Teóricas………………………..………………………...…………15
2.2.1. Amenaza Sísmica……………………………………………….. ...15
2.2.2. Normas Covenin Sismorresistente 1756-2001 ………………..17
2.2.2.1. Zonificación Sísmica………………………………….. ...18
2.2.2.2. Movimiento de Diseño…………………………………19
2.2.2.3.
Forma
espectral
típicas
de
los
terrenos
de
fundación……………………………………………………………………………20
VIII
2.2.2.4. Clasificación de edificaciones según el uso, nivel de
diseño, tipo de sistemas estructural…………………………………………22
2.2.2.5. Espectros de Diseño…………………………………..29
2.2.2.6. Desplazamiento Laterales totales………………………31
2.2.5. Programas de Análisis y Diseño………………………………….33
2.2.5.1 Programa STAAD………………………………………... 33
2.2.5.2. Programa Portal de Daños……………………………..35
2.2.6 Ley de Comportamiento ante excitaciones Sísmicas………….36
2.2.7 Niveles de Daño……………………………………………………37
2.3. Definición de Términos Básicos
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CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO
3.1. Tipo de Investigación……………………………………………………...…43
3.2. Diseño de Investigación…………………………………..…………………43
3.3. Población y Muestra de estudio…………………………………………….44
3.3.1. Técnicas e instrumentos de recolección de datos……………..44
3.3.2. Adecuación de los datos, recolección de los pórticos………….45
3.3.3. Características Geométricas………………………………………46
3.3.4. Cargas Consideradas……………………………………………...47
3.3.5. Cargas Accidentales………………………………………….……48
3.3.6 Combinaciones de Cargas…………………………………………49
3.3.7. Espectro de Diseño……………………………………………...…50
3.3.8. Calculo de las Variables en estudio………………………………52
3.4. Determinación de análisis y diseño de pórticos………………………..…52
3.4.2 Software utilizados……………………………………………...…..54
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS
RESULTADOS
4.1. Análisis de los resultados…………………………………………………57
IX
4.2. Comparación de características dinámicas de los pórticos……………57
4.2.1 Desplazamientos y derivas de los programa Staad PRO vs.
Programa Portal de Daño………………………………………………………..59
4.2.2 Efectos de los Análisis de Daño…………………………………..82
4.2.3 Parámetros Para el Consumo Promedio………………………101
CONCLUSIONES………………………………………………………………113
RECOMENDACIONES…………………………………………………………114
BIBLIOGRAFÍA.…………………………………………………………………115
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INDICE DE FIGURAS.
Figura 3.1 Pórtico Estudiado (Pórtico B)……………………………….………46
Figura 3.2 Altura entre niveles…………………………………………….…….47
Figura 3.3 Espectro Elástico Z3S2……………………………………………..51
Figura 3.4 Espectro Elástico Z3S4……………………………………………..51
Figura 3.5 Espectro Elástico Z7S2……………………………………………..51
Figura 3.6 Espectro Elástico Z7S4……………………………………………..52
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Figura 4.1 Desplazamientos 4PZ3S2R6 para diferentes derivas limites…..66
Figura 4.2 Desplazamientos 4PZ3S4R6 para diferentes derivas limites…..67
Figura 4.3 Desplazamientos 4PZ7S2R6 para diferentes derivas limites…..68
Figura 4.4 Desplazamientos 4PZ7S4R6 para diferentes derivas limites…..69
Figura 4.5 Deriva 4PZ3S2 (DERIVA 0.018)……………………………………70
Figura 4.6 Deriva 4PZ3S2 (DERIVA 0.010)……………………………..…….71
Figura 4.7 Deriva 4PZ3S2 (DERIVA 0.005)……………………………………72
Figura 4.8 Deriva 4PZ3S4 (DERIVA 0.018)……………………………………73
Figura 4.9 Deriva 4PZ3S4 (DERIVA 0.010)….…………………….…………74
Figura 4.10 Deriva 4PZ3S4 (DERIVA 0.005)……………………………..…..75
Figura 4.11 Deriva 4PZ7S2 (DERIVA 0.018)………………………….………76
Figura 4.12 Deriva 4PZ7S2 (DERIVA 0.010)………………………………….77
Figura 4.13 Deriva 4PZ7S2 (DERIVA 0.005)………………………………….78
Figura 4.14 Deriva 4PZ7S4 (DERIVA 0.018)…………………………………..79
XI
Figura 4.15 Deriva 4PZ7S4 (DERIVA 0.010)……………………..………81
Figura 4.16 Deriva 4PZ7S4 (DERIVA 0.005)……………………..………82
Figura 4.17 Mapa de Daño 4PZ3S2R6 (DERIVA 0.018)………………..84
Figura 4.18 Mapa de Daño 4PZ3S2R6 (DERIVA 0.010)………………..85
Figura 4.19 Mapa de Daño 4PZ3S2R6 (DERIVA 0.005)………………..86
Figura 4.20 Mapa de Daño 4PZ3S4R6 (DERIVA 0.018)………………..87
Figura 4.21 Mapa de Daño 4PZ3S4R6 (DERIVA 0.010)………………..88
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D Mapa de Daño 4PZ7S2R6 (DERIVA 0.018)………………..90
Figura 4.23
Figura 4.22 Mapa de Daño 4PZ3S4R6 (DERIVA 0.005)………………..89
Figura 4.24 Mapa de Daño 4PZ7S2R6 (DERIVA 0.010)………………..91
Figura 4.25 Mapa de Daño 4PZ7S2R6 (DERIVA 0.005)………………..92
Figura 4.26 Mapa de Daño 4PZ7S4R6 (DERIVA 0.005)………………..93
Figura 4.27 Mapa de Daño 4PZ7S4R6 (DERIVA 0.010)………………..94
Figura 4.28 Mapa de Daño 4PZ7S4R6 (DERIVA 0.005)………………..95
Figura 4.29 Deriva vs. Índice de Confiabilidad 4PZ3S2R6……..……….96
Figura 4.30 Deriva vs. Índice de Confiabilidad 4PZ3S4R6……..……….97
Figura 4.31 Deriva vs. Índice de Confiabilidad 4PZ7S2R6……..……….97
Figura 4.32 Deriva vs. Índice de Confiabilidad 4PZ7SR6……..……...….98
Figura 4.33 Deriva vs. Daño 4PZ3S2R6………………………….…….….99
Figura 4.34 Deriva vs. Daño 4PZ3S4R6………………………….…….….99
Figura 4.35 Deriva vs. Daño 4PZ7S2R6………………………….…….….100
Figura 4.36 Deriva vs. Daño 4PZ7S4R6………………………….…….….100
XII
Figura 4.38 Variación consumo de Concreto 4PZ3S2R6…………………..107
Figura 4.39 Variación consumo de Concreto 4PZ3S4R6…………………..107
Figura 4.40 Variación consumo de Concreto 4PZ7S2R6…………………..108
Figura 4.41 Variación consumo de Concreto 4PZ7S4R6…………………..108
Figura 4.42 Variación consumo de Acero 4PZ3S2R6….....………………..109
Figura 4.43 Variación consumo de Acero 4PZ3S4R6…………………..…..109
Figura 4.44 Variación consumo de Acero 4PZ7S2R6……………...………..110
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Figura 4.45 Variación consumo de Acero 4PZ7S4R6…………………...…..110
XIII
INDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 2.2.1 valores de Ao. NC 1756-2001………………………………...….19
Tabla 2.2.2 Forma Espectral y Factor de Corrección. NC 1756-2001..……21
Tabla 2.2.3 Factor de Importancia. NC 1756-2001……………………….….23
Tabla 2.2.4 Niveles de Diseño ND. NC 1756-2001…………………………26
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Tabla 2.2.5 Factores de Reducción R. NC 1756-2001………………..….…29
Tabla 2.2.6 Valores de
. NC1756-2001………………………..…….30
Tabla 2.2.7 Valores Característico del Espectro. NC 1756-2001….……...30
Tabla 2.2.8 Valores limites δi / (hi –hi-1). NC 1756-2001…………………...32
Tabla 3.1 Cargas de Permanentes de la Edificación………………………..47
Tabla 3.2 Cargas de Servicio…………………………………………...……..48
Tabla 3.3 Combinación de Cargas……………………………………………49
Tabla 3.4 Información Básica………………………………………………….50
Tabla 3.5 Limite de Índice de Daños…………………………………………..56
Tabla 4.1 Área tributaria………………………………………………………...59
Tabla 4.2 Desplazamientos y Derivas 4PZ3S2R6…………………………..62
Tabla 4.3 Desplazamientos y Derivas 4PZ3S4R6…………………………...63
Tabla 4.4 Desplazamientos y Derivas 4PZ7S2R6………………………..…64
Tabla 4.5 Desplazamientos y Derivas 4PZ7S4R6…………………………..65
XIV
Tabla 4.6 Limites Valores de Daño…………………………………………….82
Tabla 4.7. Derivas vs. Índice de confiabilidad…………………………………96
Tabla 4.8 Derivas vs. Daño Máximo………………………...………………….98
Tabla 4.9 Consumo de concreto para pórticos 4PZ3S2R6………………..103
Tabla 4.10 Consumo de concreto para pórticos 4PZ3S4R6………………103
Tabla 4.11 Consumo de concreto para pórticos 4PZ7S2R6………………104
Tabla 4.12 Consumo de concreto para pórticos 4PZ7S4R6………………104
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D Consumo de Acero para pórticos 4PZ3S4R6………………….105
Tabla 4.14
Tabla 4.13 Consumo de Acero para pórticos 4PZ3S2R6………………….105
Tabla 4.15 Consumo de Acero para pórticos 4PZ7S2R6………………….106
Tabla 4.16 Consumo de Acero para pórticos 4PZ7S4R6………………...106
Tabla 4.17 Porcentaje de variación en costos diferentes Derivas límites.111
Tabla 4.18 Resumen de resultados. Comparación entre el % de variación en
costos, % de disminución de daños e índices de confiabilidad……………..112
XV
INTRODUCCIÓN
Gran parte de la construcción y la economía de Venezuela depende,
del consumo de acero y concreto de las edificaciones. Las edificaciones
frecuentemente son sometidas a sismos severos, lo cual sufren daños
significativos.
Los diferentes criterios a la hora de utilizar un programa especifico
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estudioD
comparativo entre dos de los principales programas
para el cálculo y diseño de pórticos, manifiesta la necesidad de hacer un
como son
STAAD y Portal de Daño. Los pórticos deben cumplir con algunos
parámetros restringidos definidos en la Norma COVENIN.
Para ello se diseñan pórticos cumpliendo con derivas establecidas en
las Normativas sismorresistentes y derivas menores, diferentes a la norma.
Este estudio debe tener el conocimiento necesario de estos dos programas
con la finalidad de comparar entre ellos, utilizando pórticos modelos de altura
de cuatro pisos para diferentes Zonas y Suelos que se definirán en el
desarrollo de este trabajo de grado. El objetivo del contenido con el cálculo
de diseño de pórticos sencillos y así aportar datos comparativos que sirvan
de marco referencial para futuros estudios y próximas investigaciones.
Se presenta a continuación la información en forma clara y simple con el
objeto de exponer los resultados obtenidos del análisis comparativo al igual
que aquellos aspectos por las que se rige cada programa.
XVI
El desarrollo de este trabajo de grado esta estructurado en cuatro
capítulos que se describen a continuación.
En el Capitulo I que es el presentador del proyecto se especifica el
problema plateado al igual que su justificación formulación, objetivos y
delimitación espacial y temporal.
En el Capitulo II nos muestra la parte de la definición de hipótesis que
además de barajar está, contiene los antecedentes de la investigación, las
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El D
Capitulo III comprende el marco metodológico, donde se detalla el
bases teóricas y variables de la investigación.
tipo de investigación, los programas y métodos utilizados, la población
muestra y las técnicas de análisis empleadas.
En el Capitulo IV es donde se reflejan los resultados de toda la
investigación, así como el análisis de los mismos.
Por último se introducen los anexos para la comprobación de lo
determinado, toda esta información se presenta de una manera ordenada
para el mejor entendimiento de la misma.
XVII
,1
CAPITULO I, EL PROBLEMA
CAPITULO I
EL PROBLEMA
1.1 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
La Tierra es un ente en constante movimiento, constituido por
placas, las cuales desde la creación de la misma han sido las causantes
de los cambios en el relieve terrestre, ejerciendo su función a través de
los llamados terremotos.
Las acciones sísmicas han ocasionado destrucciones en ciudades
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centenares de miles de victimas cobradas por los sismos, se debe al
y poblados de todos los continentes de la tierra. Un elevado porcentaje de
derrumbe de construcciones hechas por el hombre.
El fenómeno sismo se ha ido transformando así en una amenaza
de importancia creciente en la medida en que las áreas urbanas han
crecido y se han hecho más densas. Las soluciones constructiva mas
duraderas han sido aquellas capaces de resistir las acciones externas, en
vastas extensiones de el planeta.
En Venezuela están documentadas las Normas de diseño que
especifican con hecho probabilístico las acciones sísmicas a las que
estarán expuestas en determinadas zonas geográficas, dichas normas se
han transformado con el pasar del tiempo, producto de prácticas
aprendidas con terremotos ocurridos, e implantando en ellas estrategias
de diseño, que se orientan no solo a evitar el colapso de las estructuras y
1
,2
CAPITULO I, EL PROBLEMA
sus trágicas consecuencias, si no, aminorar los daños a repararse y a
mantener operativas las edificaciones esenciales.
Uno de los parámetros de gran importancia relevante que
establece las Normas COVENIN -1756 en una edificación sometida a
excitaciones sísmicas es el Desplazamiento Lateral entre Niveles
consecutivos denominado Deriva. La Norma COVENIN muestra valores
limites para el control de los desplazamientos con el propósito de
disminuir los daños en los elementos no estructurales, también como la
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DE
de los miembros.
de minimizar que se excedan las capacidades de deformación inelásticas
Las Normas COVENIN -1756 establecen en su Teoría de
Investigación que los desplazamientos producidos por las acciones
sísmicas se podrán analizar suponiendo comportamiento elástico lineal,
consecuentemente permite el cálculo de los desplazamientos laterales de
una edificación para fuerzas sísmicas
de diseño presumiendo que la
estructura se comporta como tal, los cuales son afectados por un factor
de reducción de respuesta denominado “R” con el propósito de simular el
comportamiento inelástico de la estructura.
La Norma COVENIN muestra los valores de reducción “R” que
provienen de estudios analíticos o experimentales con estructuras
plasmadas, además estos valores han sido discutidos. La Norma
manifiesta que los valores limites para el control de deriva es de 0.018.
2
,3
CAPITULO I, EL PROBLEMA
En las edificaciones se debe garantizar no tan solo que resista los
efectos de las acciones sísmicas, sino también limitar los daños en los
elementos estructurales, escaleras, juntas y otros elementos, como
consecuencia de las derivas laterales excesivas. Los límites establecidos
para las derivas tabuladas en la norma COVENIN SISMORRESISTENTE
están fundamentalmente orientados a reducir los daños excesivos. Para
el diseño se debe tomar en cuenta el control de las derivas, para la
estimación y control de daños, también para protección de vidas.
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DE
Actualmente la Norma COVENIN prescribe que una estructura
sometida a sismos moderados puede experimentar daño estructural
reparable.
El Daño estructural es de importancia en el tratamiento del
problema sismorresistente, pues, engloba todos los aspectos del
comportamiento inelástico (deformaciones plásticas, ductilidad disponible,
degradación de rigidez, degradación de resistencia, capacidad de
absorción de energía, etc.) y principalmente, porque representa la
consecuencia del fenómeno sismo.
Las enseñanzas de los movimientos sísmicos ocurridos indican que
en los países donde se diseña con una buena normativa sismorresistente
y en el cual la construcción es sometida a una supervisión estricta y el
sismo de diseño es representativo de la amenaza sísmica real de la zona,
3
,4
CAPITULO I, EL PROBLEMA
el daño sobre la infraestructura es marginal en comparación con el
observado en sitios donde no se han dado estas circunstancias.
Cuando los movimientos sísmicos son aun mayores el daño
posterior es tal que la edificación puede sufrir un colapso parcial o total
como consecuencia de la degradación de la rigidez o de la resistencia del
sistema portante ante las fuerzas laterales, la deformación lateral
permanente de la estructura o la disminución de su capacidad para
soportar cargas verticales.
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El objetivo fundamental de esta investigación se basa en comparar
las derivas límite
y cuantificar el daño estructural. Basándose en la
Norma COVENIN 1756 -2001.
En tal sentido ¿Cómo incide la comparación de la Influencia
de la Deriva limite en el daño estructural de pórticos planos de
concreto armado sismorresistente?
4
,5
CAPITULO I, EL PROBLEMA
1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.2.1 OBJETIVO GENERAL:
o Comparar la Influencia de la Deriva límite en el daño estructural de
pórticos planos de concreto armado sismorresistente.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
o Diseñar pórticos según Normas COVENIN. Ubicados en Zonas
Sísmicas tres (Z3) y siete (Z7) y cimentadas sobre Suelos tipo (S2)
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o Analizar cálculos utilizando métodos estáticos (programa STAAD).
y (S4) y según derivas menores diferentes a la Norma COVENIN.
o Determinar los daños en los pórticos con el (programa PORTAL de
Daño).
o Comparar los mapas de daño resultantes entre pórticos diseñados
para diferentes derivas limites.
o Comparar el consumo del Acero y Concreto para los diferentes
pórticos diseñados según las derivas consideradas.
1.3
DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
La presente investigación se realizará en la Universidad Rafael
Urdaneta ubicada en el municipio Maracaibo, Estado Zulia. La
investigación se realizara en el periodo correspondiente a Enero de 2006
a Agosto de 2006.
5
,6
1.4
CAPITULO I, EL PROBLEMA
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
Los mapas de zonificación sísmica en Venezuela, publicados o
utilizados a lo largo de los últimos años, muestran en forma reiterada que
un porcentaje importante de los centros urbanos del país se encuentran
en zonas donde ya han ocurrido o se esperan sismos intensos, de aquí,
que una fracción mayoritaria de la población habita en las zonas de mayor
peligrosidad sísmica de Venezuela. Es evidente entonces, el crecimiento
de las inversiones de capital en estas zonas. Por tradición y economía la
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tipo pórtico fabricados predominantemente de Concreto armado.
mayoría de las edificaciones construidas hasta la fecha, son estructuras
Toda
las
estructuras
son
afectadas
cuando
ocurre
algún
movimientos sísmicos, por ello es necesario determinar como influyen las
derivas y el grado de daño que sufren los pórticos cuando ocurre este
hecho natural.
En el diseño y construcción
de edificaciones aporticadas de
concreto armado, se debe considerar la deriva límite estimando así el
daño estructural que este causa al ser sometidas acciones sísmicas y en
consecuencia es necesario poseer información
que relacionen las
prescripciones de la Norma COVENIN 1756-2001.
En consecuencia las edificaciones sometidas a sismos severos
sufren daños significativos. Para el ingeniero estructural es muy
importante la predicción y estimación del daño estructural. Es por esto,
que surge la necesidad de establecer valores límites de las derivas, según
6
,7
CAPITULO I, EL PROBLEMA
criterios de la normas COVENIN SISMORRESISTENTE 1756-2001
Indicando la deriva limite de 0.018.
En busca de mayor confiabilidad y resistencia de la estructura se
desarrollaran diferentes diseños indicando valores limites de derivas, los
cuales son asumidos y no se encuentran especificados según la norma
COVENIN 1756-2001.
Esta solución que se pretende generar es de carácter inédito y
original, lo cual justifica su realización con características de aporte al
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nivel del desarrollo técnico y científico de la universidad.
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CAPITULO II, MARCO TEORICO
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES
Toda investigación se fundamenta en la búsqueda de información
que integrada a una estrategia eficiente de respuestas a la problemática
planteada, es por esto que se realizó la recopilación de trabajos los cuales
guardan relación con la presente investigación. A continuación se
presenta una síntesis de estos trabajos, los resultados obtenidos y los
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aportes que de estos se derivan.
•
DELGADO
SEBASTIAN,
“CUANTIFICACIÒN
DEL
DAÑO
ESTRUCTURAL EN PORTICOS PLANOS DE CONCRETO ARMADO
DISEÑADOS SEGUN LA NORMA COVENIN 1756-98 SOMETIDO A
EXCITACIONES
SISMICAS”.
Universidad
del
Zulia.
División
de
postgrado. Facultad de Ingeniería 2002.
El propósito de esta investigación fue a evaluar el comportamiento
inelástico experimentado por estructuras diseñada según zona sísmica 3
de la Norma Covenin, a través de cuantificación del daño , su distribución
en la estructura y la cuantificación de la derivas inelásticas.
Se utilizo el modelo de daño concentrado, desarrollado desde 1993
en la universidad de los Andes, Mérida el cual se ha incrementado como
un elemento de usuario dentro del programa comercial de elemento finito
denominado ABAQUS. Se analizaron
pórticos planos de concreto
8
CAPITULO II, MARCO TEORICO
armado de 4, 8, 12,16 y 20 pisos. A cada uno de ellos se aplico cinco
acelerogramas cuyos espectros de respuesta promedian el espectro de
diseño. Se cuantifico el daño positivo y negativo en ambos extremos de
cada elemento, se dibujo el patrón de daños y se efectuó comparación
entre
los
casos
elásticos
e
inelásticos
para
cortes
totales,
desplazamientos de piso y envolventes de derivas.
Los resultados indican que; 1) La respuesta de daño en pórticos de
concreto armado diseñados según COVENIN al ser sometidos a sismo de
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amplificación dinámico, es posible que se desarrollen rotulas plásticas en
diseño, puede ser no reparables. 2) En condiciones de alto factor de
ambos extremos de todas las columnas de un mismo nivel, conformando
un mecanismo frágil. 3) Debe garantizarse suficiente estribos de
confinamiento en ambos extremos de las vigas. 4) Es conveniente lograr
una resistencia requerida en columnas con mayores dimensiones y menor
porcentaje de refuerzo.
Por otro lado estos resultados serán una referencia para futuras
ediciones para futuras ediciones de la Norma COVENIN que contengan
previsiones límites de daño para un diseño seguro.
9
CAPITULO II, MARCO TEORICO
•
MATA GONZALES, RAFAEL A. “CUANTIFICACIÓN DEL DAÑO
ESTRUCTURAL ASOCIADO A LA DERIVA Y LA COMPARACIÓN DE
DERIVAS OBTENIDOS SIGUIENDO LA NORMA COVENIN 1756-2001 Y
ANÁLISIS INELÁSTICO” Universidad del Zulia. División de postgrado.
Facultad de Ingeniería 2003.
Con la publicación de la norma “Edificaciones Sismorresistente”
COVENIN 1756-1998, se admite que estructuras sometidas a sismos de
diseño, experimente deformaciones inelástica que ocasionan daño
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metodología para su cuantificación.
estructural. Sin embargo, la norma no define el concepto de daño, ni la
Se presupone en este trabajo, evaluar el comportamiento de
estructuras de concreto armado a través de la cuantificación del daño
estructural asociado a la deriva, y realizar la comparación de los valores
de la deriva obtenidas según los procedimientos presentados en la norma
COVENIN 1756-2001“Edificaciones Sismorresistente”, así como siguiendo
los procedimientos de la misma norma con la modificación de los valores
de reducción de Respuesta “R= ductilidad” a R=√(2*Ductilidad -1) y las
obtenidas mediante análisis inelástico con la finalidad de visualizar las
desviaciones entre estas.
El trabajo consistirá de cinco partes, en el capitulo uno, se
planteara el problema, su justificación, los objetivos y las limitaciones de
la investigación, en el capitulo dos, se describirán modelos histereticos y
modelos de cuantificación de daños, en el capitulo tres, se describirán las
10
CAPITULO II, MARCO TEORICO
característica de los pórticos a utilizar en el capitulo cuatro se analizaran y
discutirán los resultados y finalmente en el capitulo cinco se establecerán
las conclusiones y recomendaciones.
Se espera demostrar, que los daños sufridos en edificaciones
diseñadas según la Norma, sean reparables, que los de mayor magnitud
se ubiquen predominantemente en las vigas y que las derivas inelástica
sean menores que los limites permitidos por la Norma.
Esta
investigación
arrojara
resultados
importantes
para
la
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pisos el cual el daño asociados a las derivas de las edificaciones
ingeniería estructural venezolana, por cuanto suministrara niveles de 4
diseñadas con apego a la norma, aportando información que permita
definir el nivel de seguridad suministrado por la misma.
•
PÉREZ GONZÁLEZ, OSLEVI.
ESTRUCTURAL
EN
PÓRTICOS
“ÍNDICES DE CONFIABILIDAD
SISMORRESISTENTES
DE
CONCRETO ARMADO”. Universidad del Zulia. División de postgrado.
Facultad de Ingeniería 2004.
La norma COVENIN “Edificaciones Sismorresistentes” ha sufrido
constantes modificaciones, siendo la del 2001 su última publicación. La
Norma
admite
que
estructuras
sometidas
al
sismo
de
diseño,
experimenten deformaciones inelásticas que ocasionan daño estructural.
Daños severos en estructuras, producto de los movimientos sísmicos,
indican que es necesaria la revisión de los procedimientos y parámetros
11
CAPITULO II, MARCO TEORICO
empleados en el diseño estructural. Es por esto, que en este trabajo se
establecerá un procedimiento que permita determinar índices de
confiabilidad estructural, con base al estado límite de daño referencial, de
modo que sea posible evaluar el nivel de seguridad suministrado por la
Norma, al caracterizar la respuesta de los pórticos, obtenida mediante un
análisis inelástico.
Se busca evaluar el comportamiento de estructuras ubicadas en las
zonas sísmicas III y IV, en suelos tipo S2 y S4, diseñadas según el nivel
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través de la cuantificación del daño, y la determinación de la correlación
de diseño III señalado en las normativas sismorresistentes 1756-2001; a
entre un mapa de daño y los índices de confiabilidad obtenidos. Se
investiga además, la influencia de la resistencia relativa entre vigas y
columnas a nivel de nodos, en dichos índices de confiabilidad.
Del análisis de los resultados se establece 1.60 como valor límite del
índice de confiabilidad β, basado en un daño de referencia cercano a
aquel que se alcanza, cuando comienza la fluencia del acero en la
sección. Los resultados indican que el cumplimiento de la Norma no
garantiza el valor mínimo de β. Por otro lado, la respuesta de la
edificación mejora para el caso de pórticos diseñados con columnas mas
fuertes, garantizando un factor ∑ØMnc/∑ØMnv=1.50, pues se obtiene un
valor promedio del índice de confiabilidad cercano al valor crítico
establecido.
12
CAPITULO II, MARCO TEORICO
•
MORENO MEDINA, ADA ISABEL. “INFLUENCIA DEL FACTOR
DE REDUCCIÓN DE RESPUESTA EN EL DAÑO ESTRUCTURAL DE
PORTICOS DE CONCRETO ARMADO SOMETIDO A SOLICITACIONES
SÍSMICAS”.Universidad del Zulia. División de postgrado. Facultad de
Ingeniería 2005.
La Norma de diseño sismorresistente especifica con case
probabilística
las acciones sísmicas a la que se estará expuesta en
determinadas Zonas geográficas, uno
de los parámetros para la
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(R),el cual disminuye la fuerza de los espectros elásticos con la finalidad
identificación de estas acciones es el factor de Reducción de Respuesta
que las estructuras tengan instrucciones en el dominio inelástico, en el
diseño sismorresistente se considera importante y es necesario de que la
estructura sea capaz de deformarse de manera dúctil cuando se somete a
ciclos de carga laterales que penetran en el rango inelástico.
Una manera de evaluar el comportamiento de estructuras de 4,8 y
12 niveles diseñados para diferentes valores de R, entre estos el dado
por la norma COVENINI 1756-2001, ubicada en las Zonas Sísmicas III y
IV, en suelo tipo S2 y S4 y diseñadas según el nivel de diseño III, a través
de la cuantificación del daño utilizando el modelo de daño concentrado
desarrollado en la Universidad de los Andes, Mérida, con la finalidad de
tener información que permita establecer juicio objetivo sobre el factor de
reducción de respuesta dado por la norma poniéndolo en perspectiva con
otros factores dados en la bibliografía. Los resultados indican que:
13
CAPITULO II, MARCO TEORICO
En pórticos de 4 pisos, (periodo bajo) el uso de un factor de R igual
a 6.00 resulta en un comportamiento deficiente y derivas superiores a los
valores, mientras el uso del valor de 3.32 resulta en una mejora
significativa de comportamiento con reducciones de daño y derivas a
valores aceptables, con incremento de costos razonables al beneficio
obtenido, para pórticos de periodos altos el uso de un valor R igual a 6.00
tal como lo especifica la Norma COVENIN resulta en comportamientos
adecuados.
JERILEE S. “ANÁLISIS D
INELÁSTICO
DE
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DERECH
PORTICOS PLANOS DE CONCRETO ARMADO SOMETIDOS A
•
PECHARD
C.
CARGAS SISMICAS”. Universidad Rafael Urdaneta. División de
pregrado. Facultad de Ingeniería 2006.
La Norma COVENIN “Edificaciones Sismorresistentes ha sufrido
constates modificaciones, siendo la del 2001 admite que estructuras
sometidas al sismo de diseño, experimentan deformaciones inelásticas
que ocasionan daño estructural. Daños severos en estructuras, producto
de los movimientos sísmicos, indican que es necesaria la revisión de los
procedimientos
que
permita
determinar
índices
de
confiabilidad
estructural, con base al estado límite de daño referencial, de modo que
sea posible evaluar el nivel de seguridad suministrado por la Norma, al
caracterizar la respuesta de los pórticos, obtenida mediante un análisis
inelástico.
14
CAPITULO II, MARCO TEORICO
El propósito de esta investigación es evaluar el comportamiento de
estructuras ubicadas en las zonas sísmicas III y IV, en suelos tipo S2 y
S4, diseñadas según el nivel de diseño III señalado en las normativas
sismorresistentes 1756-2001 a través de la cuantificación del daño,
utilizando el modelo de Daño Concentrado, desarrollado en la Universidad
de los Andes, Mérida, el cual se ha implementado como un elemento de
usuario dentro de un programa de elemento finito, para analizar pórticos
planos de concreto armado de 4,8 y 12 pisos, con la finalidad de
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distribución del mismo en la estructura y realizar comparaciones del daño
cuantificar el daño en los extremos de cada miembro, determinar la
estructural en las diferentes edificaciones diseñadas.
El análisis de los resultados indican que: los pórticos analizados
con el uso de un factor de resistencia en nodos igual a 1.50 resultaron
con una mejora significativa en su comportamiento con reducciones de
daños e incremento en el índice de confiabilidad de los mismos.
2.2 BASES TEÓRICAS
2.2 .1 AMENAZA SÍSMICA:
La estimación de la amenaza sísmica se puede realizar mediante
métodos probabilísticas (también existen metodologías determinísticas)
teniendo en cuenta variables como:
- Tipo y características de las fuentes sismo génicas que pueden
potencialmente producir sismos que afecten la ciudad y estudios
15
CAPITULO II, MARCO TEORICO
geológicos, sismológicos y geotectónicos aportan información en este
contexto.
- Sismicidad histórica de la zona - Aspectos como magnitudes máximas
de acuerdo a las fallas y longitudes de ruptura probables.
- Distribución espacio-temporal de los sismos en o cerca de la zona a
estudiar.
- Atenuación de las ondas sísmicas.
- Registros acelerográficos disponibles.
aceptadas
para la
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evaluación de la amenaza sísmica que involucran en mayor o menor
Existen en la actualidad metodologías
grado cada una de las variables o características anteriores. Es
importante aclarar en este punto que la intensidad del sismo esperable en
el sitio debe ser entendida en términos generales como los valores de
aceleración, velocidad, desplazamiento o coordenadas espectrales de
cualquier variable que permita inducir sobre la estructura solicitaciones
que requieran su respuesta ante ella dinámicamente.
Específicamente para el estudio del caso desarrollado, se usó
como variable representativa de la amenaza, la estimación de la
aceleración máxima esperable en el sitio, a nivel de basamento rocoso
calculada mediante el modelo de Línea Fuente (Der-Kiureghian, 1975). En
términos generales, cualquier otro modelo probabilística o determinístico
puede emplearse para la estimación de la amenaza en el sitio, y aunque
el programa de computador usa como dato de entrada la aceleración en
16
CAPITULO II, MARCO TEORICO
el sitio, ésta puede ser sustituida fácilmente por cualquier otro parámetro
que induzca a la estructura solicitaciones dinámicas (incluso registros
reales o sintéticos de historias contra el tiempo de aceleraciones,
velocidades, desplazamiento, demandas energéticas, etc.). De esta
manera no existe limitación práctica para la aplicación de la metodología
propuesta.
2.2.2 NORMAS COVENIN SISMORRESISTENTE 1756-2001
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“EDIFICACIONES SISMORRESISTENTE”
Esta norma sustituye a la norma COVENIN-MINDUR 1756-1998
Las normas para el diseño de elementos de concreto armado en
zonas sísmicas, además de suministrar la resistencia y rigidez necesaria
para soportar las solicitaciones máximas previsibles, tienen como objetivo
evitar la falla prematura generalmente de tipo frágil. Ello requiere criterios
de diseño y análisis y el respeto a disposiciones constructivas adicionales
a las que son de uso común en el diseño para soportar acciones
gravitacionales, con el propósito de proteger vidas, aminorar en lo posible
los daños esperados, así como mantener operativas las edificaciones
esenciales después de sufrir los efectos de vibraciones intensas del
terreno.
17
CAPITULO II, MARCO TEORICO
El desempeño esperado de las edificaciones debe sastifacer los
requisitos mínimos mencionados en la norma bajo la acción de sismos
intensos.
Se admite que para los sismos de diseño la estructura puede
incursionar en el rango inelástico, aun cuando se establezcan límites de
deformaciones para atenuar los daños no-estructurales.
2.2.2.1 ZONIFICACION SISMICA
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población venezolana se encuentra ubicada en zonas de alto
Según las Normas COVENIN-MINDUR 1756-2001 el 80% de la
riesgo
sísmico por ello el país ha sido dividido en ocho zonas dependiendo del
peligro sísmico que estas tengan: desde la zona 0, donde no se requiere
la consideración de acciones sísmicas, hasta la zona 7 donde el
coeficiente de aceleración horizontal Ao es igual a 0.40 debido a que su
peligro sísmico es mas elevado. Los valores establecidos a continuación
se consideran representativos de probabilidad de excedencia de 10%
para la vida útil de 50 años, es decir periodos de retorno de 475 años y ha
sido tomado como base para la zonificación del país.
18
CAPITULO II, MARCO TEORICO
Tabla 2.1 valores de Ao.
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Norma COVENIN 1756-2001.
En forma general en la norma se considera de elevado peligro
sísmico aquellas áreas donde se prescriben aceleraciones de diseño de
por lo menos 0.30 g (Zonas 5,6 y 7). Áreas donde se prescriben
movimientos de terreno inferiores a 0.20g son de bajo peligro sísmico
(zona 1 y 2) y las zonas 3 y 4 son de peligro sísmico intermedio.
2.2.2.2 MOVIMIENTOS DE DISEÑO
Los valores asignado a cada zona sísmica están asociados a
valores prefijados de la probabilidad de excedencia de los movimientos de
terreno, basados en un modelo sismo tectonico y en la vida útil (t) de la
construcción. Las acciones sísmicas de diseño esta caracterizada por los
espectros
de
respuesta.
Esta
herramienta
permite
describir
cuantitativamente, tanto la intensidad como el contenido de frecuencias
19
CAPITULO II, MARCO TEORICO
esperado en una determinada localidad, incorporando las actividades las
fuentes sismos génicos y las condiciones locales del subsuelo.
2.2.2.3 FORMAS ESPECTRALES TIPIFICADAS DE LOS TERRENOS
DE FUNDACION
Esta norma considera cuatro formas espectrales tipificadas (S1 y
S4) y un factor de corrección para el coeficiente de aceleración horizontal
(φ)
los cuales dependen de la característica del perfil geotécnico del
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terreno de fundación.
Las formas espectrales tipificadas S1 y S4 toman en cuenta
además de los parámetros mencionados en la normas, la distancia
epicentral, las propiedades sismo elásticas locales, el tipo de suelo, la
dirección de aproximación de ondas sísmicas, la profundidad de los
depósitos y la estratigrafía.
Para la selección de la forma S4 para los perfiles con suelos duros
a densos (materiales medianamente rígidos) de gran profundidad (H≥
50m) en zonas de 1 a 4 .Para la zonas 5 a 7 se ha tenido cuidado de
verificar que las amplificaciones producidas por los sismos lejanos en ese
mismo tipo de depósitos no sobrepasa los valores de la forma espectral
S3, recomendada para esa zonas.
Para la selección de la forma espectral y el factor
(φ)
observar
tabla a continuación:
20
CAPITULO II, MARCO TEORICO
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Norma COVENIN 1756-2001.
Tabla 2.2 Forma Espectral y Factor de Corrección.
a) Si A0 ≤ 0.15 úsese S4
b) El espesor de los estrato blandos o sueltos (Vsp <170 m/s) debe
ser mayor que 0.1 H
c) Si H1 ≥ 0.25 H y A0 ≤ 0.20 úsese S3
Donde:
Vps= Velocidad promedio de las ondas de corte en el perfil geotécnico.
H= Profundidad a la cual se consigue material cuya velocidad de las
ondas de corte, Vs, es mayor que 500m/s.
Φ = Factor de corrección del coeficiente de aceleración horizontal.
H1= Profundidad desde la superficie hasta el tope del estrato blando.
21
CAPITULO II, MARCO TEORICO
2.2.2.4 CLASIFICACION DE EDIFICACIONES SEGÚN EL USO, NIVEL
DE DISEÑO, TIPO DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
Para los efectos de la aplicación de la norma, las edificaciones
quedaran clasificadas según su uso, nivel de diseño, tipo y regularidad
estructural (capitulo 6).
¾ CLASIFICACION SEGÚN EL USO
La clasificación según su uso de las construcciones no tipificables
tomara cuenta su importancia y el riesgo sísmico asociado, considerando
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DE
indirectas, así como el eventual impacto ambiental.
el número de personas o población expuesta, pérdidas directas e
La edificación deberá quedar clasificada en uno de los siguientes grupos:
•
GRUPO A:
Edificaciones que albergan instalaciones esenciales, de
funcionamiento vital en condiciones de emergencia o cuya falla
pueda dar lugar a cuantiosas pérdidas humanas o económicas.
•
GRUPO B1:
Edificaciones de uso público o privado, densamente
ocupadas, permanentemente o temporalmente.
•
GRUPO B2
Edificaciones de uso público o privado, de baja ocupación,
que no excedan los límites indicados en el grupo B1.
22
CAPITULO II, MARCO TEORICO
•
GRUPO C
Construcciones no clasificables en los grupos anteriores, ni
destinadas a la habitación o al uso publico y cuyo derrumbe no pueda
causar daños a edificaciones de los tres primeros grupos.
A continuación se mostrara una tabla donde es indicado el
FACTOR DE IMPORTANCIA (
) dependiendo del grupo establecido:
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DE
Tabla 2.3 Factor de Importancia.
Norma COVENIN 1756-2001.
¾ CLASIFICACION SEGÚN EL NIVEL DE DISEÑO
En esta sección se clasifican las edificaciones de acuerdo a los criterios
de diseños utilizados en el dimensionamiento y detallado de los miembros
y conexiones que forman parte del sistema de sismo. El concepto de los
niveles de diseño fue incorporado en la norma con el fin de uniformizar la
presentación Básica de las exigencias de detallado, permitiendo el uso de
niveles de diseño mas exigentes en zonas sísmicas de menor amenaza.
23
CAPITULO II, MARCO TEORICO
¾ NIVELES DE DISEÑO
El Nivel de Diseño de una Estructura se considera un elemento
rígido, ya sea estructural o no, que por su naturaleza, ubicación y número
puedan afectar la el resultado dinámico de la edificación. Se debe tomar
en cuenta la falla de cualquier elemento que no es perteneciente al
sistema de sismo resistente.
El Nivel de Diseño general es llamado Diseño a la Rotura, requiere
que las cargas de servicio o las solicitaciones correspondientes se
factores de mayoración de
solicitaciones
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especificados para obtener la Resistencia requerida y que se reduzca las
incrementen
mediante
resistencias nominales calculadas por medio de factores de minoración de
resistencia especificados ,llamados resistencia de diseño.
A continuación se indican los Niveles de Diseño reflejados en la
Norma COVENIN 1756-2001:
El Nivel de Diseño 1: Corresponde a sistemas estructurales
diseñados sin que se exija el cumplimiento de las especificaciones
COVENIN para el diemensionamiento y detalle de miembros y conexiones
en zonas sísmicas. Pero deben diseñarse para resistir mayores
solicitaciones sísmicas que con los otros niveles de diseño, debido a los
menores valores admitidos del Factor de reducción R.
Se considera que el cumplimiento de las especificaciones y detalle
de cargas gravitacionales y de viento confiere a la estructura una pequeña
ductilidad, que es asumida mediante valores de R algo mayor de 1.
24
CAPITULO II, MARCO TEORICO
Nivel de diseño 2: Solo requiere la aplicación de algunas
especificaciones COVENIN
para el diseño y construcción en zonas
sísmicas; están encaminadas a conferir una cierta ductilidad al sistema
resistente a sismo y a evitar fallas prematuras en las regiones críticas de
los elementos portantes del sistema.
“Nivel de diseño 3”: Requiere de la aplicación estricta de todas
las disposiciones COVENIN para el diseño y construcción en zonas
sísmicas.
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DE
mecanismos, estables con una gran disipación de energía y requiere el
El nivel de diseño 3 asegura el desarrollo de seleccionados
cumplimiento de todas las prescripciones contenida en la Norma
COVENIN 1756 -2001.
La mayor parte del respaldo experimental y de las evidencias de
campo que han servido de base para establecer estas prescripciones de
diseño, proviene de movimientos reales o de acciones simuladas de la
severidad esperada en áreas donde Ao excede 0.20 aproximadamente.
Se ha encontrado que al conferir suficiente ductilidad local a
determinadas zonas donde pueden aceptarse deformaciones inelástico,
junto con el adecuado mantenimiento de ciertos miembros y conexiones
en rango inelástico, permite disipar gran cantidad de energía sin perdida
de estabilidad de la edificación.
25
CAPITULO II, MARCO TEORICO
¾ NIVELES DE DISEÑOS REQUERIDOS
Se usara uno de los niveles de diseño ND indicados en la tabla
mostrada a continuación. En el detallado de elementos que formen partes
de estructuras irregulares, independientemente de la zona sísmica, se
aplicara el nivel de diseño 3 (ND3) en los siguientes casos: 1.) donde
excepcionalmente se presenten las irregularidades anotadas en la tabla,
2.) en los sistemas Tipo I de redundancia limitada, tales como: edificios
con menos de tres líneas resistentes en unas de sus direcciones y
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Para que la relación entre la resistencia asignada y la intensidad de
edificios con columnas discontinuas.
los movimientos de diseño sea independiente de la zona sísmica, la
ductilidad global debe mantenerse y por tanto los requisitos de detalle en
las regiones críticas de la estructura deben ser los mismos en todas las
zonas.
Tabla 2.4 Niveles de Diseño ND.
Norma COVENIN 1756-2001.
26
CAPITULO II, MARCO TEORICO
¾ CLASIFICACION SEGÚN EL TIPO DE ESTRUCTURA
A los fines de la norma, se establecen los tipos de sistemas
estructurales en función a los componentes del sistema resistente a
sismos. Una estructura puede clasificar en tipos diferentes, en sus dos
direcciones ortogonales de análisis.
Todos los tipos de estructura, con excepción del tipo IV, deberán
poseer diagramas con la rigidez y resistencia necesarias para distribuir
eficazmente las acciones sísmicas entre los diferentes miembros
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los sistemas de pisos sin vigas, ni pisos donde todas las vigas sean
resistentes a sismos. En las zonas sísmicas de la 3 a la 7, no se permiten
planas del mismo espesor de la losas.
•
TIPOS
DE
SISTEMA
ESTRUCTURALES
RESISTENTE
A
SISMOS
TIPO I: Estructuras capaces de resistir la totalidad de las acciones
sísmicas mediante sus vigas y columnas, tales como los
sistemas estructurales constituidos por pórticos. Los ejes de
columnas deben mantenerse continuos hasta su fundación
TIPO II: Estructuras constituidas por combinaciones de los tipos I y III,
teniendo ambos el mismo nivel de diseño. Su acción conjunta
debe ser capaz de resistir la totalidad de la fuerza sísmica. Los
pórticos por si solos deberán estar en capacidad de resistir por
lo menos el veinticinco por ciento (25%) de esas fuerzas.
27
CAPITULO II, MARCO TEORICO
TIPO III: Estructuras capaces de resistir la totalidad de las acciones
sísmicas
mediante
pórticos
diagonalizados
o
muros
estructurales de concreto armado o de sección mixta aceroconcreto, que soportan la totalidad de las cargas permanentes y
variables. Los últimos son sistema comúnmente llamados de
muros. Se consideran igualmente dentro de este grupo las
combinaciones de los tipos I y III, cuyos pórticos no sean
capaces de resistir por si solos por lo menos el veinticinco por
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DEdiseño, el nivel de diseño adoptado para toda la estructura. Se
ciento (25%) de las fuerzas sísmicas totales, respetando en su
distinguen como Tipo III a los sistemas conformados por muros
de concreto armado acoplados con dinteles o vigas dúctiles, así
como los pórticos de aceros diagonales excéntricas acopladas
con eslabones dúctiles.
TIPO IV: Estructuras que no posean diafragma con la rigidez y
resistencia necesarias para distribuir eficazmente las fuerzas
sísmicas entre los diversos miembros verticales. Estructuras
sustentadas por una sola columna. Edificaciones con losas sin
vigas.
28
CAPITULO II, MARCO TEORICO
¾ LOS FACTORES DE REDUCCION
Dependiendo del tipo de estructura (Reflejada en el capitulo 6 de la
Norma COVENIN SISMORRESISTENTE), para estructuras de concreto.
La ordenadas del espectro de diseño se obtienen dividiendo las
ordenadas de espectro de respuesta entre el factor de reducción de
respuesta.
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DE
Tabla 2.5 Factores de Reducción R.
Norma COVENIN 1756-2001.
2.2.2.5 ESPECTROS DE DISEÑOS
Las ordenadas Ad de los espectros de diseño, quedan definidas en
función de su periodo T, tal como se indica a continuación:
Formulas para las ordenadas espectrales de respuesta y diseño:
29
CAPITULO II, MARCO TEORICO
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Tabla 2.6 Valores de
.
Norma COVENIN 1756-2001.
Tabla 2.7 Valores Característico del Espectro
30
CAPITULO II, MARCO TEORICO
2.2.2.6 DESPLAZAMIENTOS LATERALES TOTALES
Para el desplazamiento lateral total de nivel i, Δl en cada plano
resistente
(pórticos,
muros,
desplazamientos elástico Δ
etc.)
se
calculara
mayorando
el
por 0.8 R.
El
Los valores R son los factores de reducción R con el factor de 0.8
se acepta que parte de la reducción, en termino medio un 20%, son
efectos de sobre resistencia.
Δl=0.8*R*ΔE l
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Donde:
R= Factor de reducción de respuesta
ΔE l = Desplazamientos lateral del nivel i calculado para las fuerzas de
diseño suponiendo que la estructura se comporta elásticamente,
incluyendo los efectos traslacionales de torsión en planta y P-Δ.
¾ DERIVA
Se denomina deriva
δi
a la deferencia de los desplazamientos
laterales totales entre dos niveles consecutivos.
δi = Δi - Δl-1
31
CAPITULO II, MARCO TEORICO
Control de Derivas:
El control de derivas se debe a ciertos motivos:
•
Limitar los daños en los elementos no estructurales, escalera,
juntas y otros elementos como consecuencia de desplazamiento
laterales excesivos.
•
Los
límites
establecidos
fundamentalmente
para
orientados
los
desplazamientos
están
a reducir los daños excesivos y
para la protección de vidas.
•
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
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H
C
E
R
E de los miembros, asociadas al detallado usual
Dinelástica
Minimizar que se excedan las capacidades de deformación
de
refuerzo.
EDIFICACIONES
TIPO Y DISPOSICION DE LOS ELEMENTOS
NO ESTRUCTURALES
GRUPO
GRUPO
GRUPO
A
B1
B2
0.012
0.015
0.018
0.016
0.020
0.024
Susceptibles de sufrir daños por
deformaciones de la estructura.
No susceptibles de sufrir daños por
deformaciones de la estructura.
Tabla 2.8 Valores limites
δi / (hi –hi-1 ).
Norma COVENIN 1756-2001.
32
CAPITULO II, MARCO TEORICO
2.2.5 PROGRAMAS DE ANÁLISIS Y DISEÑOS
2.2.5.1 PROGRAMA STAAD
Según el tutoríal del programa Staad Pro III y la página Web
www.tusoftware.com, el programa Staad es un programa para la
comprensión de la ingeniería estructural que dispone de todos los
aspectos de la ingeniería estructural tales como desarrollo de modelos
para análisis, diseño, verificación y visualización. El STAAD esta basado
en los principios de
“ingeniería concurrente“. Se puede construir un
DOS
A
V
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E
S
E
R
S
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H
C
E
R
DE
resultados, ordenar y buscar la data para crear un reporte.
modelo, verificarlo gráficamente, ejecutar análisis y diseño, revisar
Seguido están las opciones útiles en los menús tales como:
•
STAAD-III Analysis and Design.
•
STAAD-PRE Graphical Input Generation.
•
STAAD-PRO.
El proceso de análisis y diseño esta integrado y puede ser
ejecutado en la misma corrida. STAAD-III usa un comando de lenguaje
basado en un formato de entrada el cual puede ser creado a través de un
editor, el STAAD-PRE grafica la entrada, o a través del CAD basado en
las generaciones de la entrada. La salida generada por STAAD-III
consiste de resultados numéricamente detallados por el análisis o diseño
y agudas representaciones que se pueden imprimir como parte de la
corrida del documento.
33
CAPITULO II, MARCO TEORICO
El STAAD-PRE facilita admitiendo la generación modelando una
estructura gráficamente. La generación de geometría facilita la generación
y vista de modelos estructurales en situaciones de 2D y 3D. Cualquier
otra especificación como propiedades de secciones, constantes en los
materiales, apoyos, cargas, análisis o diseño, estas opciones se genera
en el STAAD con el lenguaje de comando basado en el archivo de
entrada.
El STAAD-PRO deja ver los resultados de una manera simple
DOS
A
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E
S
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S
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H
C
E
R
DE
analizados mediante la generación de un reporte.
donde se detalla perfectamente el comportamiento de los miembros
La salida se origina después de ejecutar el análisis y diseño, la cual
esta defina como un Output o reporte el cual contempla una fácil
interpretación de los resultados, tales como son:
•
Solicitaciones en los Miembros.
•
Desplazamientos de las Juntas.
•
Reacciones el los Apoyos.
•
Reacciones el los Resortes.
•
Diseño en Vigas.
•
Diseño en Columnas.
•
Reacciones sobre las Fundaciones.
El programa STAAD Pro no presenta limitaciones con respecto a
geometría de los pórticos, secciones variables, diafragmas flexibles,
34
CAPITULO II, MARCO TEORICO
diseño de columnas ni pandeo en Columnas ni tampoco excentricidades
en las mismas y no presenta limitaciones con respecto al tipo de vigas.
2.2.5.2 PROGRAMA PORTAL DE DAÑOS
El portal de pórtico es un programa basado en la Web que permite
la simulación numérica del comportamiento sísmico de replicas virtuales
de edificios aporticados. Como resultado de la simulación, el programa
determina las magnitudes y localización de los daños que pueden ocurrir
DOS
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S
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C
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R
DElEprograma posee un elemento finito basado en la teoría del
en la edificación y en casos extremos, el colapso de la edificación.
daño concentrado que es un avance
venezolano,
contiene
elementos
científico completamente
originales,
y
presentan
ventajas
significativas con respecto a las teorías convencionales. Esta teoría
combina la mecánica de la fractura, la teoría del daño continuo y el
concepto de rotula plástica.
Uno de los aspectos fundamentales que diferencia al portal de
pórticos de otros programas similares es que solo puede ser usado a
través de Internet utilizando navegadores comerciales tales como exploret
o netscape.
El portal de pórticos permite:
1. Crear una cuenta nueva en un servidor.
2. Crear un archivo de entrada con la versión digitalizada de la
estructura a través de un interfaz semi-grafica (Preprocesado)
35
CAPITULO II, MARCO TEORICO
3. Correr un programa dinámico de elementos finito y monitorear el
proceso de la corrida. (Procesador).
4. Carga o descarga archivos de entrada y salida en formato de texto
5. Obtener los resultados haciendo uso de un Post procesador
grafico.
2.2.6 LEY DE COMPORTAMIENTO ANTE EXCITACIONES SÍSMICAS
Usando el Modelo Simplificado de Daño, expuesto previamente, se
DOS
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DE
caso de cargas histeréticas, siguiendo las directrices sugeridas por Florez
explican las modificaciones necesarias para implementar el modelo en el
López (1993 - 2004). Considerando la posibilidad de cargas positivas y
negativas
(cargas
histeréticas),
la
energía
de
deformación
complementaria de un miembro se puede expresar:
U* = ½ { M+ }t [ C(D+) ] { M+}+ ½ {M+}t [Fº ] { M+}+ ½ {M-}t [ C(D-) ] { M-} + ½ {M-}t [Fº ] { M-}
U*
=
½
{
M+
}
t
[Fº
(D+
)]
{M+}
½
{M-}t
[Fº
(
D-)
]
{
M-}
Donde: [Fº (D+ )] = [ C(D+) ] + [Fº ] y [Fº (D- )] = [ C(D-) ] + [Fº ] son las
matrices de flexibilidad de un miembro dañado unilateralmente. Por lo
tanto, la Ley de Estado para el modelo histerético se obtiene de forma
analógica a la utilizada en el modelo para cargas monotónicas,
obteniendo la siguiente expresión:
{φ} - {φp} = {δU*/ δΜ}= [Fº (D+)]{M+} + [Fº(D-)]{M-}
36
CAPITULO II, MARCO TEORICO
Donde {M+} y {M-} son los esfuerzos debido a acciones positivas y
negativas respectivamente, haciendo la aclaratoria de que si existen
esfuerzos positivos debido a acciones positivas, los esfuerzos negativos
son ceros y viceversa.
2.2.7 NIVELES DE DAÑO
Este modelo caracteriza el daño en una sección, con una escala
numérica cuyos límites son “O” y “1”, donde “O” representa el elemento
DOS
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C
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DE
cierto nivel de carga axial, el comportamiento de una sección de concreto
sin daño alguno, y “1” representa el elemento totalmente dañado para un
armado se describe por medio de su diagrama momento-curvatura. En la
medida que aumentan las solicitaciones, debidas a ciertas condiciones de
carga, los elementos pasan desde un estado con bajos niveles de
esfuerzos (producidos por el peso propio del elemento) hasta un valor
que causa su falla. En el instante en que el esfuerzo de tracción (debida a
la flexión) en el concreto supere su módulo de ruptura, la sección deja de
ser completamente efectiva para soportar dichos esfuerzos. Aparecen
grietas en el concreto, que disminuyen la rigidez de la sección, lo cual
hace que aumente la curvatura. Al seguir aumentando las solicitaciones,
se desarrolla en el acero una deformación mayor que la de fluencia, por lo
que el acero se alarga sin incremento del esfuerzo (comportamiento
elastoplástico del acero), ocurre una disminución en gran medida de la
rigidez de la sección a la vez que aumenta la curvatura. Las grietas
37
CAPITULO II, MARCO TEORICO
siguen aumentando, produciendo una disminución del área a compresión
e incrementando los esfuerzos por flexión, que sumados a los esfuerzos
por carga axial, alcanzan su deformación última, produciendo el colapso
de la sección por aplastamiento del concreto.
2.3 TERMINOS BASICOS
Acciones Permanentes: Representa las cargas gravitarías debidas al
peso de todos los componentes estructurales, tales como muros, pisos,
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DE
otra carga de servicio fija (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
techos, tabiques, equipos de servicio unidos a la estructura y cualquiera
Acción Sísmica: Acción accidental debida a la ocurrencia de sismo, la
cual incorpora los efectos traslacionales y rotacionales respecto al eje
vertical. (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Acciones Variables: Carga originada por el uso y ocupación del edificio,
excluidas las cargas permanentes, de viento o sismo (Norma venezolana
COVENIN 1756:2001-1).
Aceleración de Diseño: Valor de la aceleración del terreno para el
diseño sismorresistente de obras de ingeniería. (Norma venezolana
COVENIN 1756:2001-1).
Acelerografo, Acelerómetro: Instrumento específicamente diseñado
para registrar acelero gramas (Norma venezolana COVENIN 1756:20011).
38
CAPITULO II, MARCO TEORICO
Acelerograma: Registro de la variación temporal de la aceleración en un
sitio dado y en una dirección (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Adecuación: Acciones constructiva destinadas a reducir la vulnerabilidad
sísmica de una edificación, tales como: modificaciones, rehabilitación
reforzamiento, aislamiento sismico o uso de disipadores de energía.
Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Análisis dinámico: En sistema elástico es un análisis de superposición
modal para obtener la respuesta estructural a las acciones dinámicas. En
DOS
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DE
tiempo de la respuesta estructural a las acciones dinámicas.
sistemas inelástico es un análisis en el cual se calcula la historia en el
Norma
venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Análisis
Postsismico:
Análisis
estático
de
la
estabilidad
con
posterioridad a un sismo, tomando en consideración los eventuales
cambios de la resistencia del suelo como consecuencia de dicho sismo.
Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Centro de cortante: Punto donde actúa la fuerza cortante en un nivel,
considerando que las fuerzas horizontales en cada nivel actúan en los
centros de masa respectivos. Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Centro de rigidez de un nivel: Punto del nivel donde al aplicar una
fuerza cortante horizontal, el nivel se traslada sin rotar respecto al nivel
inferior. (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
39
CAPITULO II, MARCO TEORICO
Coeficiente de aceleración horizontal: Cociente de la aceleración
horizontal máxima entre la aceleración y la gravedad. (Norma venezolana
COVENIN 1756:2001-1).
Coeficiente de amortiguamiento: Mide el amortiguamiento de la
estructura como una fracción (generalmente expresada en porcentaje) del
amortiguamiento critico. El amortiguamiento crítico es el valor límite por
encima del cual el movimiento libre de la estructura no es vibratorio.
(Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
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DE
diseño que actúa en el nivel de base y el peso total por encima del mismo.
Coeficiente Sísmico: Cociente entre la fuerza cortante horizontal de
(Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Conexión: Combinación de juntas para transmitir fuerzas entre dos o más
miembros. (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Confiabilidad: Probabilidad de no excedencia de un determinado estado
limite (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Demanda
de
ductilidad:
Cociente
entre
el
máximo
valor
del
desplazamiento alcanzado por un sistema durante su respuesta sísmica y
el desplazamiento cedente. (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Deriva: Diferencia de los desplazamientos laterales totales entre dos
niveles o pisos consecutivos. (Norma venezolana COVENIN 1756:20011).
Diafragma: Parte de la estructura, generalmente horizontal, con suficiente
rigidez en su plano, diseñada para transmitir las fuerzas a los elementos
40
CAPITULO II, MARCO TEORICO
verticales del sistema resistente a sismo (Norma venezolana COVENIN
1756:2001-1).
Ductilidad: Capacidad que poseen los componentes de un sistema
estructural de hacer incursiones alternantes en el dominio inelástico, sin
pérdida apreciable en su capacidad resistente. (Norma venezolana
COVENIN 1756:2001-1).
Edificaciones:
Es
una
estructura
que
posee
diagramas,
que
compatibilizan los desplazamientos horizontales de los miembros que
DOS
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DE
Espectro de Diseño: Espectro que incorpora el factor de reducción de
llagan a ese nivel. (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
respuesta correspondiente al sistema resistente a sismo adoptado.
(Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Espectro de Respuesta: Representa la respuesta máxima de osciladores
de un grado de libertad y de un mismo coeficiente de amortiguamiento,
sometida a una historia de aceleración dada, expresada en función del
período. (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Factor de Reducción de Respuesta: Factor que divide las ordenadas de
espectro de respuesta elástica para obtener el espectro de diseño.
(Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
Fuerza sísmica: Fuerzas externas, capaces de reproducir los valores
extremos de los desplazamientos y las solicitaciones internas causadas
por la excitación sísmica actuantes en el nivel de base. (Norma
venezolana COVENIN 1756:2001-1).
41
CAPITULO II, MARCO TEORICO
Índice de Confiabilidad: Es la capacidad de una estructura de cumplir
con los propósitos de diseño, durante un lapso de tiempo determinado.
Representa una medida de la seguridad estructural. (Quintero Febres
Carlos, Guía de clases Tema 1 “Confiabilidad Estructural, 2003,
Postgrado en Ingeniería Estructural, UCLA.
Perfil Geotécnico: Es la representación bidimensional de la condiciones
geotécnicas de un lugar que incluye la estratigrafía y la geometría de los
depósitos de los suelos, además de los parámetros mínimos necesarios
DOS
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C
E
R
DE
Peligro Sísmico: Cuantificación la probabilidad de ocurrencia se eventos
para su caracterización. (Norma venezolana COVENIN 1756:2001-1).
sísmicos futuras que pueden afectar en forma adversa la integridad de
edificaciones y sus ocupantes. (Norma venezolana COVENIN 1756:20011).
Pórticos: Es una estructura plana con cargas actuando no solo en su
plano, no existen solicitaciones perpendiculares al plano de la estructura y
cada uno de sus nodos tiene tres grados de libertad, dos desplazamiento,
vertical y horizontal, y una rotación. (Norma venezolana COVENIN
1756:2001-1).
Zona Sísmica: Zona geográfica en la cual se admite que la máxima
intensidad esperada de las acciones sísmicas, en un periodo del tiempo
prefijado, es similar en todos sus puntos. (Norma venezolana COVENIN
1756:2001-1).
42
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
3.1 TIPO DE INVESTIGACION
Con el desarrollo de esta investigación se busca comparar la Deriva
límite en el daño Estructural de pórticos planos de concreto armado
diseñados según Norma COVENIN Sismorresistente.
Esta investigación se considera del Tipo exploratoria debido a que el
DOS
A
V
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E
R
S
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H
C
E
R
DE
o que no ha sido abordado antes” (Hernández Sampieri y otros, 1998,
objeto es,” examinar un tema o problema de investigación poco estudiado
Pág.58) (16).
Los resultados de este trabajo de grado permitirán preparar el
terreno para nuevas construcciones orientadas a este tema.
3.2 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
Consiste en la recolección de datos directamente de la realidad
donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna
(Arias, 1997, Pág. 50). El diseño de la investigación empleado para el
desarrollo de los objetivos de la “Influencia de la deriva límite en el daño
Estructural de pórticos planos de concreto armado Sismorresistente” fue
de campo, debido a que los pórticos utilizados para la realización de esta
investigación se encuentran de diseñados según la Norma COVENIN,
ubicados en zonas Sísmica tres (Z3) y siete (Z7).
43
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
3.3 POBLACION Y MUESTRA DE ESTUDIO
3.3.1 TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Las técnicas e instrumentos son los recursos utilizados para
facilitar la recolección y el análisis de los hechos observados: estos son
numerosos y varían de acuerdo con los factores a evaluarse. (Risquez,
Fuenmayor, Pereira, 1999, Pág. 56).
Para el desarrollo de los objetivos trazados en esta investigación
fue necesario utilizar las técnicas de observación directa, observación
DOS
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S
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C
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E
D
La observación directa según Rísquez, Fuenmayor y
documental o bibliográfica.
Pereira
(1999), es aquella en la cual el investigador puede observar y recoger
datos mediante su propia observación.
La observación documental o bibliográfica es definida por
Bavaresco (2001), como la revisión de todo el material escrito que guarde
relación con los estudios realizados, libros, folletos, manuales, entre otros.
La aplicación de éstas técnicas permitió recolectar y procesar la
información requerida.
La observación directa se desarrollo en pórticos previamente
diseñados según la Norma COVENIN 1756-2001, dependiendo de su
peligro sísmico ubicados en zona tres y zona siete y de acuerdo a su perfil
geotécnico cimentados sobre Suelos tipo (S2) y (S4).
44
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
En general los Pórticos se encuentran conformados por Vigas y
Columnas, son estructuras formada por miembros cuya longitud es muy
grande en comparación de sus secciones de su sección transversal. Los
mismos están contenidos en un solo plano y tiene el eje de simetría en
dicho plano. Los nodos son puntos de intersección de sus miembros y
representan conexiones rígidas entre ellos. Las fuerzas aplicadas y los
desplazamientos están en el mismo plano.
Este estudio ha sido delimitado a portitos planos de Concreto
DOS
A
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E
S
E
R
S
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H
C
E
R
DE
apego a las restricciones de la norma Covenin.
armado, que cumplen la condición de haber sido diseñados con estricto
3.3.2 ADECUACIÓN DE LOS DATOS, RECOLECCIÓN DE LOS
PÓRTICOS
En el desarrollo de la investigación se trabajo con 12 pórticos de 4
pisos diseñados con un factor de Reducción de Respuesta (R=6), ubicado
en las Zonas Sísmicas tres (Z3) y zona Sísmica siete (Z7), en Suelos tipo
S2 y S4 y diseñados según el nivel de diseño tres ND=3.
Un porcentaje de acero de dos por ciento
(As=2%) a seis por
ciento (As=6%) en el diseño de Columnas. Un factor de resistencia en
nodos mayor de 1.2 (MC/MV ≥1.2), tanto para Columnas y Vigas. Según
el uso, la edificación es para el uso de Oficinas la cual es perteneciente al
grupo B2, expresada en la Norma COVENIN.
45
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
Se trabajo con diferentes tipos de Pórticos según derivas menores,
a la Norma COVENIN.
Los diseños de pórticos y derivas se desarrollaran a continuación:
•
Deriva 0.018 (Según Norma COVENIN 1756-2001).
•
Deriva 0.010 (Derivas menores diferentes a la Norma COVENIN).
•
Deriva 0.005 (Derivas menores diferentes a la Norma COVENIN).
3.3.3 CARACTERISTICAS GEOMETRICAS
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
siete metros (7 mts) y uno interior de nueve metros (9 mts), la altura entre
Los
pórticos están constituidos por 3 tramos dos exteriores de
pisos es de tres sesenta (3.60) entre niveles superiores y en el piso
inferior la altura es de cuatro con setenta y cinco metros (4.75 mts). El
pórtico de muestra o de estudio es el señalado como pórtico B.
46
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
Figura 3.1 Pórtico Estudiado (Pórtico B).
DOS
A
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R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Figura 3.2 Alturas entre Niveles
3.3.4 CARGAS CONSIDERADAS
A continuación se presentan las cargas por metro cuadrado (m²)
que actúan en la edificación. Para el diseño del pórtico deberán calcularse
las reacciones que producen estas cargas sobre los pórticos en estudio.
CARGAS PERMANENTES
Entrepiso
Techo
Peso propio de la Losa
314 Kg/m2
314 Kg/m2
Peso por acabados
100 Kg/m.2
120 Kg/m2
Peso por cielo raso y Ductos
50Kg/m2
50Kg/m2
Peso por Tabiquería
150 Kg/m2
0 Kg/m2
47
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
Tabla 3.1 Cargas de Permanentes de la Edificación.
-
Peso propio de los elementos estructurales (Vigas y Columnas): Este
valor es calculado internamente por el programa de análisis (STAADPRO 2004).
3.3.5 CARGAS ACCIDENTALES
-
Carga viva: 300 Kg/m2.
-
Cargas sísmicas: Determinada según lo especifica la Norma
DOS
A
V
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E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
sísmica efectiva el 50% de la carga variable de servicio en entrepiso y
COVENIN 1756-2001. Según el art. 7.1 (13), se tomará como masa
el 0% en el techo. (Edificaciones con una concentración de público de
más de 200 personas).
-
Cargas eólicas: No serán consideradas en el análisis por no producir
solicitaciones críticas.
A continuación se presentan las reacciones por cargas de servicios que
se transmiten al pórtico interior de la edificación.
Cargas de servicio
Techos
Entrepiso
Carga Muerta (Kg/mts)
3197
4055
Carga Viva (Kg/mts)
720
2160
Tabla 3.2 Cargas de Servicio.
48
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
3.3.6 COMBINACIONES DE CARGAS
En el diseño de edificaciones se realizará a continuación las
solicitaciones mayoradas más exigentes producto las combinaciones
sugeridas en la propuesta de Norma FonacitSocvis.
Cargas Primarias:
Carga STAAD
CM: Carga muerta.
1
CV: Carga viva en entrepiso.
2
Sx, z: Sismo en las direcciones X y Z respectivamente.
4, 5
DOS 3
A
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S
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H
CVt:
Carga
viva
en
techo.
C
E
R
DE
Combinaciones Ultimas
Q1: 1.4CM
6
Q2: 1.2 CM+ 1.6CV±0.5 CVt
7
Q3: L2CM-s-1.6CVt±CV
8
Q4: l.2CM+CV±SX±0.3Sz
9, 10
Q5: 0.9CM ± Sx ±0.3 Sz
11,12
Q6: 1.2CM+CV±Sz ±O.3Sx
13,14
Q7: 0.9CM tSz ± 0.3 Sx
15,16
Tabla 3.3 Combinación de Cargas.
49
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
3.3.7 ESPECTRO DE DISEÑO
Para obtener las fuerzas horizontales, todos los pórticos estudiados
fueron sometidos a un análisis espacial dinámico espectral, calculando los
efectos por el método de superposición modal considerando seis grados
de libertad por nodo. El espectro utilizado es obtenido a partir de las
formulas 7.1, 7.2 y 7.3 indicada en la norma COVENIN sismorresistente,
para lo cual se utilizaron los parámetros correspondiente a la zona tres
(Z3) y zona siete (Z7), y suelo S2 y S4. Mostradas a continuación:
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
3
3
7
R
DE
Zona sísmica
7
Forma Espectral
S2
S4
S2
S4
Φ
0.8
0.75
0.9
0.8
Grupo
B2
B2
B2
B2
Tipo Sist. Est.
Tipo I
Tipo I
Tipo I
Tipo I
Irregularidad
N
N
N
N
Tipo Est.
Concreto
Concreto
Concreto
Concreto
Parámetro para definir el Espectro de Diseño
Nivel de Diseño
ND3
ND3
ND3
ND3
Ao
0.2
0.2
0.4
0.4
To
0.18
0.33
0.18
0.33
T+
0
0
0
0
T*
0.7
1.3
0.7
1.3
Α
1
1
1
1
Β
2.6
3
2.6
3
Ρ
1
0.8
1
0.8
С
1.23
1.19
1.23
1.19
Tabla 3.4 Información Básica.
50
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
A continuación se muestra un gráfico comparativo Figura 3.3,
donde se presentan los cuatro espectros elásticos utilizados en el análisis
de los pórticos.
ESPECTRO DE ACELERACION ELASTICO
Z3S2GB2
1.2
1.0
A/g
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
PERIODO (seg)
ESPECTRO(NORMA)
ESPECTRO(SIMULADO)
OS2
DSuelo
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
Figura
3.3
Espectro
Elástico
Zona
3
C
E
R
DE
ESPECTRO DE ACELERACION ELASTICO
Z3S4GB2
1.2
1.0
A/g
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
PERIODO (seg)
ESPECTRO(NORMA)
ESPECTRO(SIMULADO)
Figura 3.4 Espectro Elástico Zona 3 Suelo 4
ESPECTRO DE ACELERACION ELASTICO
Z7S2GB2
1.2
1.0
A/g
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
0.5
1
1.5
ESPECTRO(NORMA)
2
2.5
3
3.5
PERIODO (seg)
ESPECTRO(SIMULADO)
Figura 3.5 Espectro Elástico Zona 7 Suelo 2
51
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
ESPECTRO DE ACELERACION ELASTICO
Z7S4GB2
1.2
1.0
A/g
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
0.5
1
1.5
ESPECTRO(NORMA)
2
2.5
3
3.5
PERIODO (seg)
ESPECTRO(SIMULADO)
Figura 3.6 Espectro Elástico Zona 7 Suelo 4
3.3.8 CALCULO DE LAS VARIABLES EN ESTUDIO
Para el análisis de estos pórticos se trabajara utilizando el
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
procedimiento estático (Programa STAAD) y la determinación de daños
que sufren los pórticos con el (Programa PORTAL de Daño).
De esta manera se dispuso la comparación del consumo los
daños que sufre los pórticos diseñados para diferentes derivas límites.
3.4.1 DETERMINACIÓN DE ANALISIS Y DISEÑOS DE PÓRTICOS
Para
el diseño de los Pórticos se desarrollo un modelo
tridimensional de edificio siguiendo la distribución geométrica en la parte
(característica Pórtico).
Para el desarrollo de los pórticos ya nombrados, se confirmo el
cumplimiento de los desplazamientos, haciendo una serie de cálculos,
con respecto a las dimensiones de Vigas y Columnas. Tomando en
cuenta el factor de resistencia en nodos mayor de 1.2 (MC/MV>1.2), para
Columnas y Vigas y otros parámetros establecidos en el Nivel de diseño
52
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
3. (Procedimiento se encuentra reflejado en la Norma COVENIN 17562001, capitulo 10. Pág. 57).
Se utilizaron hojas de calculo con la finalidad de cumplir el Nivel de
Diseño tres (ND3), las cuales realizan las verificaciones reflejadas en la
NORMA Fonacit – Socvis, COVENIN 1753.
Se procedió a fijar valores de derivas partiendo de la deriva reflejada
en la norma COVENIN 1756 de 0.018 y fijando derivas diferentes a la
norma de 0.010 y 0.005 respectivamente. Lo cual se desarrollaron hojas
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Se analizo para los distintos diseños de porticos, las diferentes
de cálculo para la verificación de Derivas.
dimensiones de Vigas y Columnas con el proposito de cumplir con las
derivas propuestas.
Verificación de Desplazamientos
Consiste en un valor limite de deriva reflejada en la Norma
COVENIN Capítulo 10 (13). La deriva busca minimizar que se excedan
las capacidades de deformación inelástica en los miembros.
En tal sentido se tiene:
∆ i = 0.80. R. ∆ e i
Donde:
R: Factor de ductilidad o de reducción de respuesta.
∆
e i:
Desplazamiento lateral del nivel 1 calculado para la fuerza de
diseño, suponiendo que la estructura se comporta elásticamente.
53
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
Luego de obtener las derivas reflejadas en la recolección de datos
se procede a la determinar los daños en dichos pórticos con el programa
Portal de Daño.
3.4.2 SOFTWARES UTILIZADOS
Para el análisis de los Pórticos estudiados se utilizo el PORTAL de
Daños explicado en el Capitulo 2.
El PORTAL DE DAÑO desarrollado por ULA con apoyo de UCLA y
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
externas de tal forma que los pórticos ante cargas externas, se someten
LUZ, el cual representa la respuesta física los pórticos ante cargas
a excitaciones sísmicas en su base.
Procedimiento efectuado se describe a continuación
Se requerida para estudiar los cálculos es acumular en archivos
electrónicos con extensión .frm cuyo nombre es colocado por el analista.
A continuación se presentan los dos procedimientos que se
siguieron en el análisis de los pórticos:
Se generó el archivo .inp con la ayuda del PORTAL DE DAÑOS
accesado
vía
Internet
por
la
siguiente
dirección:
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP.
•
Número de niveles, numero de tramos (el programa calcula las
coordenadas de los nodos y las incidencias de miembros.
•
Características de las secciones.
54
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
•
Características de las cargas actuantes (estáticas para el paso 1 y
detalles del archivo que contiene el registro del sismo para el paso 2).
•
Características
y
disposiciones
de
aceros
transversales
y
longitudinales en todas las secciones (para cada extremo i+,i-,j+ y j-).
•
Las Solicitaciones actuantes (Cargas distribuidas sobre las Vigas).
•
Características de los materiales (Concreto y Acero).
Introducida todos los datos necesarios se procede a generar los
archivos .INP, pidiendo como paso previo los diagramas de interacción en
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
elemento de pórticos. Para este caso se considera concreto confinado,
el agrietamiento, en la fluencia, en condiciones últimas, para cada
internamente el programa calcula los diagramas de parámetros C vs P,
My vs P, Gcr vs P y q vs P, lo cual son necesarios para el análisis y
cálculos de daños. El portal reordena las características de los pórticos,
de tal modo que genera archivos de forma que pueda ser interpretado por
el procesador y sea posible realizar los cálculos.
En último lugar se procesa cada uno de los pórticos con el
programa arroja los resultados del análisis en el archivo .fin.
Selección y comparación de los diseños de pórticos
Mediante la comparación de los pórticos diseñados según Normas
COVENIN y la influencia de Deriva limite en el daño estructural de
pórticos planos de concreto armado. Se selecciona el diseño de deriva
que demuestre, que los daños sufridos en edificaciones diseñadas según
55
CAPITULO III MARCO METODOLOGICO
la Norma, sean reparables y que obtengan límites menores permitidos en
dicha Norma.
CUANTIFICACION DEL DAÑO
-
Índice de daños de elementos (Columnas, Vigas o Muros de Corte)
-
Índice de daño del piso componentes verticales, horizontales y total
daño del piso.
A continuación se presenta una tabla donde se indican los índices de
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
armado.
daño calibrando con los daños observados en estructuras de concreto
Grado de Dañó
Apariencia Física
Índice de Daño
Estado del Edificio
Colapso
Parcial o total colapso del edificio.
> 1.00
Perdida del Edificio.
Reparable
Daño severo con aplastamiento del
Concreto y el refuerzo queda
expuesto.
0.40 – 1.00
Mas allá de
reparable.
Moderado
Agrietamiento severos y
desprendimiento del recubrimiento
localizado
< 0.40
0.20 – 0.40
Reparable
Menor
Daño ligero por agrietamiento leve
distribuido
0.10 – 0.20
Insignificante
Despreciable
Ocurrencia de agrietamiento
esporádico
0.01
– 0.10
Tabla 3.5 Limite de Índice de Daños.
*Tomando como Daño referencial 0.40.
56
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
CAPITULO IV
ANÁLISIS E INTEPRETACION DE RESULTADOS
4. 1 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Definido el procedimiento, el cálculo implica comparar la influencia
de la deriva límite en el daño estructural de pórticos planos de concreto
armado sismorresistente.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
pórticos de 4 pisos, verificando la deriva tomando como referencia la
La finalidad de experimentar el comportamiento que ocurre en
Norma COVENIN 1756-2001 y variando esas derivas menores a la
reflejada en la Norma (0.010; 0.005).
El estudio de los pórticos desarrollados y analizados con los
programas STAAD y PORTAL de DAÑO. Los daños más elevados infiere
una interpretación cualitativa del comportamiento de ellos por lo cual se
elaborarán y analizarán resultados mas adelante.
4.2 COMPARACION DE CARACTERISTICAS DINAMICAS DE LOS
PORTICOS
Una vez desarrollados los cálculos se procede a ordenar los
resultados de acuerdo a las variables a analizar, con el fin de facilitar su
interpretación.
57
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
La nomenclatura utilizada es la siguiente:
•
AREA: El área tributaria del pórtico estudiado, por el numero de
pisos, en metros cuadrados (m2 )
•
ALTURA: La altura del pórtico medida desde el nivel base hasta la
planta techo viene expresada en metro (m).
DISEÑO 1
Deriva Máxima 0.018, Norma COVENIN 1756-2001.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
• 4PZ3S4R6: 4 pisos zona 3, suelo S4, factor de reducción 6.
•
4PZ3S2R6: 4 pisos zona 3, suelo S2, factor de reducción 6.
•
4PZ3S2R6: 4 pisos zona 7, suelo S2, factor de reducción 6.
•
4PZ3S2R6: 4 pisos zona 7, suelo S4, factor de reducción 6.
DISEÑO 2
Deriva menor, diferentes a la Norma COVENIN (Deriva 0.010).
•
4PZ3S2R6: 4 pisos zona 3, suelo S2, factor de reducción 6.
•
4PZ3S4R6: 4 pisos zona 3, suelo S4, factor de reducción 6.
•
4PZ7S2R6: 4 pisos zona 7, suelo S2, factor de reducción 6.
•
4PZ7S4R6: 4 pisos zona 7, suelo S4, factor de reducción 6.
DISEÑO 3
Deriva menor, diferente de la Norma COVENIN (Deriva 0.005)
•
4PZ3S2R6: 4 pisos zona 3, suelo S2, factor de reducción 6.
58
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
•
4PZ3S4R6: 4 pisos zona 3, suelo S4, factor de reducción 6.
•
4PZ7S2R6: 4 pisos zona 7, suelo S2, factor de reducción 6.
•
4PZ7S4R6: 4 pisos zona 7, suelo S4, factor de reducción 6.
Nº de Pisos
AREA (m2)
ALTURA (m)
4
552
15.55
4.1 Tabla Área Tributaria.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
DESPLAZAMIENTOS Y DERIVAS DE LOS PORGRAMAS STAAD
PRO vs. PORTAL DE DAÑO
En las tablas 4.2 a la 4.5 se muestran los valores de desplazamiento
y derivas inelásticas según lo especifica la Norma COVENIN, calculados
en la etapa de diseño multiplicando los valores de desplazamientos
obtenidos a través del programa comercial STAAD PRO versión 2004 por
0.8*R.
Los resultados de los valores obtenidos del análisis Inelástico se
hallaron en el programa Portal de Daños.
A continuación se mostraran las tablas comparativas y figura donde
se observarán los desplazamientos y derivas, el cual se encuentra
reflejados en las tablas (4.2 a 4.5) y las derivas se mostraran en las
figuras (4.6 a la 4.17).
59
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Al comparar los desplazamientos inelásticos reales (Portal de
daños) y las predicciones inelásticas a partir del modelo elástico
(programa Staad) se tiene:
4PZ3S2R6:
El uso del programa Staad en la etapa de diseño, arrojó valores de
desplazamientos mayores a los calculados a través del programa Portal,
en excepción el primer y segundo nivel para derivas 0.018 y 0.010 las
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Daño).
cuales son menores a los reales, (calculados por el Programa Portal de
Deriva 0.018: Para este diseño no se logro alcanzar el límite reflejado en
la Norma Covenin de la deriva máxima 0.018, debido a que el factor de
resistencia en nodos es >1.2, el cual limito el análisis en el diseño.
Deriva 0.010: Para este diseño se tomo los valores del primer diseño
debido a que cumplen con el límite propuesto para el cálculo del método
elástico. Sin embargo para el método inelástico, la deriva no cumple con
el límite establecido desempeñada aun así con la deriva reflejada en la
Norma.
Deriva 0.005: Las derivas calculadas por el programa STAAD Pro son
superiores a las calculadas por el programa Portal.
60
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
4PZ3S4R6:
Para los Desplazamientos ocurre la situación anterior.
Deriva 0.018: La deriva calculada por el programa Portal exceden los
parámetros establecidos, por lo cual no cumplen con las especificaciones
de la norma
Para Derivas 0.010 y 0.005 cumple con el rango propuesto, los valores
menores a las derivas límites establecidos.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Los desplazamientos calculados para las diferentes derivas
4PZ7S2R6
el
programa STAAD Pro. Arrojo valores mayores a los calculados por el
programa Portal de Daños. Por lo tanto para las diferentes derivas limites
cumplen con los parámetros establecidos y propuestos respectivamente.
4PZ7S4R6:
Los desplazamientos por parte de la
Deriva Máxima 0.018, son
mayores a los calculados por el programa STAAD Pro.
Por otro lado, los desplazamientos de las Derivas Limites 0.010 y
0.005, calculadas por el programa STAAD son mayores a las del
programa Portal.
La Deriva Máxima 0.018, excede el valor reflejado en la Norma
Covenin.
61
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Para derivas 0.010 y 0.005 se encuentran, por debajo de los valores
establecidos.
DERIVA NORMA 0,018 - 4PZ3S2R6
PISO
ALTURA
4
3
2
3.6
3.6
3.6
1
0
4.75
0
PISO
4
3
2
1
0
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
11.23
9.71
7.10
Δi
9.94
9.17
7.89
3.79
5.71
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
δx/(hi-h(i-1))
0.0042
0.0072
0.0092
0.00216
0.00354
0.00607
0.018
0.018
0.018
0.008
0
0.01201
0
0.018
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
DOS
A
V
R
E
DERIVA
0,010
-S
4PZ3S2R6
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
ALTURA
3.6
3.6
3.6
4.75
0
0
0
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
11.23
9.71
7.10
3.79
0
Δi
9.96
9.24
8.02
5.84
0
DERIVA
NORMA
0.018
DERIVA
0,010
δx/(hi-h(i-1))
0.0042
0.0072
0.0092
0.008
0
0.00201
0.00337
0.00607
0.01229
0
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
DERIVA 0,005 - 4PZ3S2
PISO
4
3
2
1
0
ALTURA
3.6
3.6
3.6
4.75
0
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
5.47
4.65
3.33
1.68
0
Δi
2.13
1.82
1.28
0.69
0
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
DERIVA
0,005
δx/(hi-h(i-1))
0.0023
0.0037
0.0046
0.0035
0
0.00087
0.0015
0.00165
0.00144
0
0.005
0.005
0.005
0.005
0.005
Tabla 4.2 Desplazamientos y Derivas 4PZ3S2R6
62
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DERIVA NORMA 0,018 - 4PZ3S4R6
PISO
ALTURA
4
3
2
3.6
3.6
3.6
1
0
4.75
0
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
21.81
18.87
13.75
Δi(cm.)
18.96
18.17
16.03
7.28
10.1
0
0
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
DERIVA
NORMA
δx/(hi-h(i-1))
0.0082
0.0142
0.018
0.00217
0.00596
0.01646
0.018
0.018
0.018
0.0153
0
0.02127
0
0.018
0.018
DERIVA 0,010 - 4PZ3S4R6
DOS
A
DERIVA
DERIVA
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
STAAD
PORTAL
PISODE
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
4
3
2
1
0
3.6
3.6
3.6
4.75
0
Δe(x)*0.8*R
12.69
10.67
7.50
3.96
0
Δi
10.22
9.33
7.58
4.72
0
DERIVA
0,010
δx/(hi-h(i-1))
0.0056
0.0088
0.0098
0.0083
0
0.00245
0.00486
0.00795
0.00994
0
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
DERIVA 0,005 - 4PZ3S4
PISO
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
4
3
2
1
0
Δe(x)*0.8*R
6.29
5.33
3.82
1.91
0
3.6
3.6
3.6
4.75
0
Δi(cm.)
3.88
3.57
2.83
1.61
0
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
DERIVA
0,005
δx/(hi-h(i-1))
0.0027
0.0042
0.0053
0.004
0
0.00088
0.00205
0.00339
0.00339
0
0.005
0.005
0.005
0.005
0.005
Tabla 4.3 Desplazamientos y Derivas 4PZ3S4R6.
63
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DERIVA NORMA 0,018 - 4PZ7S2R6
PISO
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
Δi (cm.)
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
DERIVA
NORMA
δx/(hi-h(i-1))
4
3
2
1
3.6
3.6
3.6
4.75
22.09
19.07
14.49
8.32
16.43
15.01
13.07
8.36
0.0084
0.0127
0.0171
0.0175
0.00396
0.00537
0.01308
0.01761
0.018
0.018
0.018
0.018
0
0
0
0
0
0
0.018
DERIVA 0,010 - 4PZ7S2R6
DERIVA
DOS
A
V
R
PORTAL
E
S
E
PISO
R
S
O
H
C
E
R
DE
4
3
2
1
0
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
Δi
3.6
11.29
5.96
3.6
9.37
5.03
3.6
6.69
3.61
4.75
3.35
1.84
0
0
0
DERIVA
STAAD
δx/(hi-h(i-1))
0.0053
0.00256
0.0075
0.00395
0.0093
0.00491
0.0071
0.00388
0
0
DERIVA
0,010
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
DERIVA 0,005 - 4PZ7S2
PISO
4
3
2
1
0
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R Δi(cm.)
3.6
6.07
2.91
3.6
5.14
2.57
3.6
3.65
1.88
4.75
1.80
0.95
0
0
0
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
δx/(hi-h(i-1))
0.0026
0.00093
0.0041
0.00191
0.0051
0.0026
0.0038
0.00199
0
0
DERIVA
0,005
0.005
0.005
0.005
0.005
0.005
Tabla 4.4 Desplazamientos y Derivas 4PZ7S2R6.
64
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DERIVA NORMA 0,018 - 4PZS4R6
PISO
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
4
3
2
1
3.6
3.6
3.6
4.75
Δe(x)*0.8*R
23.47
19.52
14.62
7.97
Δi(cm.)
32
30.47
28.12
19.02
0
0
0
0
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
δx/(hi-h(i-1))
0.011
0.00425
0.0136
0.00653
0.0185
0.02525
0.0168
0.04005
0
0
DERIVA
NORMA
0.018
0.018
0.018
0.018
0.018
DERIVA 0,010 - 4PZ7S4R6
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
Δi
3.6
12.20
7.67
3.6
10.22
6.52
3.6
7.25
4.74
4.75
3.56
2.49
0
0
0
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
δx/(hi-h(i-1))
O
H
C
E
R
DE
4
0.0055
0.0032
PISO
3
2
1
0
0.0083
0.0103
0.0075
0
0.00496
0.00624
0.00524
0
DERIVA
0,010
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
DERIVA 0,005 - 4PZ7S4
PISO
4
3
2
1
0
DESPLAZAMIENTOS
(cm.)
ALTURA
STAAD
PORTAL
Δe(x)*0.8*R
Δi
3.6
6.00
3.74
3.6
5.00
2.63
3.6
3.50
2.04
4.75
1.68
0.95
0
0
0
DERIVA
STAAD
DERIVA
PORTAL
δx/(hi-h(i-1))
0.0028
0.00193
0.0042
0.00280
0.005
0.00308
0.0035
0.00196
0
0
DERIVA
0,005
0.005
0.005
0.005
0.005
0.005
Tabla 4.5 Desplazamientos y Derivas 4PZ7S4R6.
65
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Desplazamientos:
Des plazam iento (Deriva Lim ite 0,018 - 4PZ3S2R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
De s plazam ie nto
20
25
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Des plazam ie nto (De riva Lim ite 0,010 - 4PZ3S2R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
10
15
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
20
25
De splazam ie nto
De splazam iento (De riva Lim ite 0,005 - 4PZ3S2R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
De splazam iento
20
25
Fig. 4.1 Desplazamientos 4PZ3S2R6 Para Diferentes Derivas limites
(Staad vs. Portal)
66
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Desplazam iento (Deriva Lim ite 0,018 - 4PZ3S4R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
Desplazam iento
Desplazam iento (Deriva Lim ite 0,010 - 4PZ3S4R6)
(Staad vs Portal)
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
Des plazam iento
Desplazam iento (Deriva Lim ite 0,005 - 4PZ3S4R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
Desplazam iento
Fig. 4.2 Desplazamientos 4PZ3S4R6 Para Diferentes Derivas Limites
(Staad vs. Portal)
67
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Des plazam ie nto(Deriva Lim ite 0,018 - 4PZ7S2R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
De splazam ie nto
20
25
De s plazam ie nto(De riva Lim ite 0,010-4PZ7S2R6)
(Staad vs Portal)
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
20
25
De s plazam ie nto
De s plazam ie nto(De riva Lim ite 0,0054PZ7S2R6)
(Staad
vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
De s plazam ie nto
20
25
Fig. 4.3 Desplazamientos 4PZ7S2R6 Para Diferentes Derivas Limites
(Staad vs. Portal)
68
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Des plazam ie nto(De riva Lim ite 0,018 - 4PZ7S4R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
5
10
15
20
De splazam iento
25
30
35
Desplazam iento (Deriva Lim ite 0,010 - 4PZ7S4R6)
(Staad vs Portal)
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
10
20
30
40
Desplazamiento
De splazam ie nto (De riva Lim ite 0,005 - 4PZ7S4R6)
(Staad vs Portal)
Staad
Portal
4
Pisos
3
2
1
0
0
10
20
30
40
De splazam ie nto
Fig. 4.4 Desplazamientos 4PZ7S4R6 Para Diferentes Derivas Limites
(Staad vs. Portal)
69
Piso
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.0072
0.01
Derivas
0.015
0,018
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.01201
portal
0.0092
0.008
0.00607
0.0042
0.00354
0.00216
Staad
Deriva Limite 0,018 - 4PZ3S2R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
GRAFICAS DERIVAS
Fig. 4.5 Derivas 4PZ3S2R6 (Deriva 0.018)
Staad vs. Portal
70
Pisos
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.00337
0.0072
0.01
0.015
0.010
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.01229
portal
Derivas
0.0092
0.008
0.00607
0.002010.0042
Staad
Deriva Limite 0,010 - 4PZ3S2R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.6 Derivas 4PZ3S2R6 (Deriva 0.010)
(Staad vs. Portal)
71
Piso
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.0035
0.00144
0.00165 0.0046
0.0015 0.0037
0.0023
0.00087
0.01
Staad
Derivas
0.015
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
portal
0.005
Deriva Limite 0,005 - 4PZ3S2R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.7 Derivas 4PZ3S2R6 (Deriva 0.005)
(Staad vs. Portal)
72
Derivas
0
1
2
3
4
0
0
0.00217
0.005
0.00596
Staad
0.01
portal
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.015
0,018
Deriva Limite 0,018 - 4PZ3S4R6
(Staad vs Portal)
0.01646
0.02
0.02127
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Piso
Fig. 4.8 Derivas 4PZ3S4R6 (Deriva 0.018)
(Staad vs. Portal)
73
Pisos
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.0088
0.01
0.0083
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Derivas
0.015
portal
0.00994
0.00795
0.0098
0.0056
0.00486
0.00245
Staad
0.010
Deriva Lim ite 0,010 - 4PZ3S4R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.9 Derivas 4PZ3S4R6 (Deriva 0.010)
(Staad vs. Portal)
74
0
1
2
3
4
0
0
0.0042
0.005
0.00339
0.004
0.0053
0.00339
0.00205
0.0027
0.00088
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Piso
0.01
Staad
Derivas
portal
0.015
0.005
Deriva Limite 0,005 - 4PZ3S4R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.10 Derivas 4PZ3S4R6 (Deriva 0.005)
(Staad vs. Portal)
75
Piso
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.00537
0.00396
Staad
0.01
0.0084
0.015
0.01308
0.0127
0,018
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Derivas
portal
Deriva Limite 0,018 - 4PZ7S2R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.01761
0.0175
0.0171
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.11 Derivas 4PZ7S2R6 (Deriva 0.018)
(Staad vs. Portal)
76
0
1
2
0
0
0.00395
3
0.005
0.00388
0.01
0.015
portal
0.010
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Derivas
0.0093
0.0075
0.0071
0.00491
0.00256 0.0053
4
Pisos
Staad
Deriva Limite 0,010 - 4PZ7S2R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.12 Derivas 4PZ7S2R6 (Deriva 0.010)
(Staad vs. Portal)
77
3
4
0
1
2
Piso
0
0
0.005
0.0038
0.00199
0.0026 0.0051
0.0041
0.00191
0.0026
0.00093
0.01
Staad
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Derivas
0.015
portal
0.005
Deriva Limite 0,005 - 4PZ7S2R6
(Staad vs Portal)
0.02
0.025
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.13 Derivas 4PZ7S2R6 (Deriva 0.005)
(Staad vs. Portal)
78
Piso
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.01
0.00653
0.00425
0.015
0.0185
portal
0.025
0.03
0.02525
0,018
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Derivas
0.02
0.0168
0.0136
0.011
Staad
Deriva Limite 0,018 - 4PZ7S4R6
(Staad vs Portal)
0.035
0.04
0.045
0.04005
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.14 Derivas 4PZ7S4R6 (Deriva 0.018)
(Staad vs. Portal)
79
Pisos
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.01
0.015
0.0103
0.0075
0.00524
0.00624
0.0083
0.00496
0.0055
0.0032
0.025
portal
0.010
0.03
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Derivas
0.02
Staad
Deriva Limite 0,010 - 4PZ7S4R6
(Staad vs Portal)
0.035
0.04
0.045
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.15 Derivas 4PZ7S4R6 (Deriva 0.010)
(Staad vs. Portal)
80
Piso
0
1
2
3
4
0
0
0.005
0.0035
0.00196
0.005
0.00308
0.0028
0.0042
0.0028
0.00193
0.01
0.015
portal
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.02
0.025
Derivas
Staad
0.03
0.005
Deriva Limite 0,005 - 4PZ7S4R6
(Staad vs Portal)
0.035
0.04
0.045
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
Fig. 4.16 Derivas 4PZ7S4R6 (Deriva 0.005)
(Staad vs. Portal)
81
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
EFECTOS DE LOS ANALIISIS DE DAÑO
A continuación se mostraran los resultados de Mapas de Daño. Se
podrán observar los máximos Daños reflejados tanto para Columnas,
Vigas y el Índice de Confiabilidad dependiendo del Tipo de Suelo y Zona
donde esta situada la estructura.
Grado de Dañó
Índice de Daño
Colapso
Progresivo Grave
0.40 - 1.00
0.20 - 0.40
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
0
0.20
Insignificante
C
E
R
DE
Reparable
Tabla 4.6 Límites Valores de Daño.
* Tomando como Daño referencial 0.40.
4PZ3S2R6
Deriva 0.018 (Norma Covenin): El máximo daño reflejado es de
0.45 considerado como daño grave, con un índice de confiabilidad de
2.63
Derivas 0.010: Es el mismo diseño, por lo tanto el rango de daño y
el índice de confiabilidad es igual al diseño mencionado anteriormente.
Deriva 0.005: Este diseño el máximo daño es de 0.25 considerado
como insignificante con un índice de confiabilidad de 4.91.
82
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
4PZ3S4R6
Deriva 0.018 (Norma Covenin): el máximo daño es de 0.51
considerado como grave con un índice de confiabilidad de 1.98.
Derivas 0.010: El máximo daño es de 0.40 considerado reparable
y el índice de confiabilidad de2.65.
Deriva 0.005: El daño Máximo es de 0.26 considerado
insignificante y el índice de confiabilidad de 4.61.
4PZ7S2R6
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.43 considerada como reparables y por su parte el Índice
Deriva 0.018 (Norma Covenin): En este diseño el Máximo daño es
de
de
Confiabilidad es de 1.90, el pórtico no es tan confiable.
Derivas 0.010 y Deriva 0.005: Estos diseños se consideran
insignificativo el daño Máximo y el índice de confiabilidad son 4.24 y 5.95
respectivamente.
4PZ7S4R6
Deriva 0.018 (Norma Covenin): Los daños son Graves se
consideran que el elemento sufre un colapso progresivo y por su parte el
índice de confiabilidad es de 1.15 considerado como no confiable.
Derivas 0.010: Este diseño los valores de daño se consideran
insignificativo y el índice de confiabilidad es considerado confiable.
Deriva 0.005: en este diseño se observo que el máximo daño es el
reflejado en las vigas con un valor de 0.14 y el índice de confiabilidad es
de 6.59.
83
0.16
0.10
0.10
0.22
0.18
0.06
0.18
0.30
0.33
0.28
0.18
0.13
0.16
0.37
0.43
0.23
0.14
0.09
0.32
0.44
0.12
0.39
0.12
0.42
0.24
0.30
0.30
0.26
0.31
0.24
0.15
0.45
0.22
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.16
0.15
0.14
0.11
0.15
0.13
0.06
0.06
0.12
0.19
0.08
0.12
0.19
0.01
0.03
0.07
0.15
0.04
0.13
0.08
0.03
0.09
0.17
0.10
0.14
0.15
0.12
0.13
0.05
0.07
0.12
0.18
0.07
0.12
0.09
0.05
0.09
0.15
0.15
0.04
0.13
0.14
0.08
0.13
0.15
0.04
0.10
0.18
0.17
0.13
0.14
0.08
0.12
0.05
0.06
0.12
0.17
0.03
0.08
0.10
0.19
0.15
0.09
0.01
0.03
0.07
0.10
0.21
0.12
0.06
0.19
0.06
0.16
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
0.17
0.14
0.23
0.14
0.25
0.15
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.45
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.25
INDICE DE CONFIABILIDAD: 2.63
Fig. 4.17 Mapa de Daños 4PZ3S2R6 (DERIVA 0.018)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
84
0.16
0.10
0.10
0.22
0.18
0.06
0.18
0.30
0.33
0.28
0.18
0.13
0.16
0.37
0.43
0.23
0.14
0.09
0.32
0.44
0.12
0.39
0.12
0.42
0.24
0.30
0.30
0.26
0.31
0.24
0.15
0.45
0.22
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.16
0.15
0.14
0.11
0.15
0.13
0.06
0.06
0.12
0.19
0.08
0.12
0.19
0.01
0.03
0.07
0.15
0.04
0.13
0.08
0.03
0.09
0.17
0.10
0.14
0.15
0.12
0.13
0.05
0.07
0.12
0.18
0.07
0.12
0.09
0.05
0.09
0.15
0.15
0.04
0.13
0.08
0.04
0.10
0.18
0.13
0.15
0.14
0.17
0.13
0.05
0.08
0.12
0.17
0.06
0.12
0.10
0.03
0.08
0.14
0.19
0.15
0.09
0.01
0.03
0.07
0.10
0.21
0.12
0.06
0.19
0.06
0.16
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
0.17
0.14
0.23
0.14
0.25
0.15
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.45
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.25
INDICE DE CONFIABILIDAD: 2.63
Fig. 4.18 Mapa de Daños 4PZ3S2R6 (DERIVA 0.010).
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
85
0.01
0.08
0.05
0.04
0.03
0.05
0.05
0.05
0.03
0.06
0.24
0.24
0.25
0.24
0.16
0.04
0.25
0.05
0.05
0.16
0.18
0.13
0.24
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.02
0.15
0.12
0.00
0.18
0.11
0.08
0.11
0.11
0.02
0.11
0.10
0.08
0.04
0.05
0.05
0.04
0.05
0.07
0.01
0.00
0.07
0.02
0.08
0.06
0.16
0.11
0.02
0.17
0.11
0.00
0.08
0.10
0.09
0.08
0.10
0.02
0.01
0.06
0.11
0.04
0.03
0.04
0.01
0.00
0.08
0.02
0.09
0.06
0.17
0.12
0.02
0.15
0.12
0.00
0.11
0.10
0.09
0.11
0.11
0.02
0.02
0.09
0.12
0.07
0.02
0.04
0.02
0.00
0.06
0.04
0.05
0.05
0.04
0.08
0.10
0.03
0.01
0.00
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
0.20
0.12
0.19
0.12
0.18
0.12
0.20
0.12
0.17
0.13
MAXIMO DAÑO EN COLUMNAS: 0.25
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.20
INDICE DE CONFIABILIDAD:
4.91
Fig. 4.19 Mapa de Daños 4PZ3S2R6 (DERIVA 0.005)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
86
0.13
0.07
0.14
0.17
0.18
0.04
0.08
0.20
0.36
0.27
0.32
0.19
0.07
0.28
0.48
0.36
0.20
0.06
0.20
0.50
0.07
0.26
0.06
0.47
0.09
0.29
0.22
0.19
0.33
0.35
0.19
0.51
0.20
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.09
0.23
0.16
0.12
0.27
0.14
0.02
0.10
0.13
0.33
0.07
0.11
0.19
0.01
0.03
0.21
0.18
0.17
0.26
0.17
0.01
0.04
0.33
0.17
0.14
0.19
0.21
0.14
0.16
0.04
0.12
0.29
0.07
0.08
0.06
0.02
0.05
0.33
0.19
0.16
0.26
0.31
0.12
0.23
0.14
0.03
0.05
0.34
0.25
0.16
0.19
0.06
0.13
0.15
0.11
0.12
0.28
0.01
0.04
0.10
0.15
0.13
0.07
0.01
0.03
0.24
0.12
0.20
0.15
0.03
0.29
0.02
0.11
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
0.32
0.17
0.36
0.22
0.35
0.17
MAXIMO DAÑO EN COLUMNAS: 0.51
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.36
INDICE DE CONFIABILIDAD:
1.98
Fig. 4.20 Mapa de Daños 4PZ3S4R6 (DERIVA 0.018)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
87
0.21
0.15
0.14
0.08
0.39
0.20
0.20
0.19
0.40
0.28
0.15
0.28
0.15
0.39
0.28
0.15
0.18
0.27
0.15
0.38
0.26
0.15
0.15
0.13
0.39
0.28
0.15
0.40
0.14
0.30
0.27
0.15
0.12
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.14
0.24
0.15
0.24
0.25
0.15
0.06
0.10
0.12
0.28
0.13
0.12
0.04
0.02
0.06
0.17
0.03
0.08
0.07
0.12
0.09
0.25
0.15
0.26
0.13
0.24
0.14
0.11
0.23
0.14
0.09
0.13
0.12
0.27
0.11
0.13
0.14
0.03
0.07
0.22
0.03
0.08
0.11
0.13
0.07
0.26
0.16
0.26
0.12
0.25
0.15
0.12
0.24
0.15
0.10
0.15
0.12
0.26
0.10
0.12
0.13
0.03
0.07
0.22
0.02
0.05
0.10
0.17
0.20
0.12
0.10
0.12
0.16
0.19
0.22
0.22
0.03
0.04
0.11
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.40
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.28
INDICE DE CONFIABILIDAD:
2.65
Fig. 4.21 Mapa de Daños 4PZ3S4R6 (DERIVA 0.010)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
88
0.00
0.07
0.04
0.04
0.25
0.02
0.06
0.05
0.26
0.16
0.07
0.16
0.13
0.24
0.20
0.12
0.06
0.18
0.12
0.25
0.19
0.12
0.07
0.03
0.26
0.19
0.13
0.25
0.06
0.15
0.18
0.13
0.03
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.00
0.14
0.12
0.06
0.17
0.11
0.00
0.10
0.10
0.10
0.11
0.10
0.02
0.01
0.00
0.02
0.01
0.01
0.10
0.01
0.00
0.07
0.01
0.13
0.03
0.16
0.11
0.01
0.16
0.11
0.00
0.05
0.10
0.11
0.07
0.09
0.01
0.00
0.01
0.14
0.00
0.01
0.04
0.00
0.00
0.08
0.01
0.12
0.04
0.16
0.11
0.01
0.14
0.12
0.00
0.08
0.10
0.10
0.11
0.09
0.02
0.00
0.02
0.15
0.02
0.00
0.03
0.01
0.00
0.05
0.07
0.03
0.01
0.02
0.09
0.11
0.03
0.01
0.00
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA.: 0.26
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.20
INDICE DE CONFIABILIDAD:
4.61
Fig. 4.22 Mapa de Daños 4PZ3S4R6 (DERIVA 0.005)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
89
0.25
0.10
0.23
0.11
0.33
0.26
0.26
0.30
0.41
0.27
0.32
0.32
0.18
0.42
0.32
0.17
0.29
0.31
0.16
0.41
0.28
0.16
0.32
0.10
0.31
0.34
0.17
0.43
0.25
0.29
0.29
0.18
0.29
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.17
0.22
0.15
0.23
0.23
0.14
0.05
0.15
0.12
0.35
0.13
0.13
0.09
0.05
0.08
0.20
0.04
0.11
0.25
0.22
0.19
0.27
0.21
0.40
0.32
0.22
0.13
0.18
0.22
0.13
0.21
0.13
0.12
0.28
0.12
0.12
0.21
0.05
0.11
0.41
0.05
0.12
0.31
0.21
0.19
0.29
0.20
0.41
0.32
0.24
0.14
0.19
0.22
0.15
0.21
0.15
0.13
0.27
0.13
0.13
0.26
0.05
0.09
0.41
0.04
0.12
0.31
0.23
0.23
0.10
0.25
0.30
0.22
0.24
0.25
0.36
0.11
0.04
0.20
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.43
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.32
INDICE DE CONFIABILIDAD:
1.90
Fig. 4.23 Mapa de Daños 4PZ7S2R6 (DERIVA 0.018)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
90
0.08
0.03
0.01
0.14
0.04
0.03
0.02
0.03
0.25
0.22
0.18
0.21
0.14
0.20
0.21
0.15
0.03
0.18
0.14
0.23
0.20
0.13
0.04
0.01
0.25
0.19
0.15
0.21
0.04
0.16
0.22
0.14
0.04
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.04
0.19
0.14
0.03
0.22
0.13
0.00
0.15
0.15
0.05
0.20
0.13
0.01
0.11
0.10
0.14
0.06
0.08
0.02
0.14
0.09
0.06
0.01
0.07
0.04
0.18
0.14
0.18
0.21
0.13
0.08
0.16
0.13
0.07
0.18
0.12
0.01
0.03
0.07
0.08
0.04
0.06
0.03
0.15
0.10
0.05
0.01
0.06
0.04
0.19
0.14
0.17
0.21
0.13
0.09
0.17
0.14
0.07
0.18
0.13
0.01
0.06
0.09
0.08
0.12
0.09
0.03
0.12
0.07
0.02
0.03
0.03
0.00
0.16
0.04
0.06
0.01
0.00
0.06
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.25
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.21
INDICE DE CONFIABILIDAD: 4.24
Fig. 4.24 Mapa de Daños 4PZ7S2R6 (DERIVA 0.010)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
91
0.00
0.00
0.00
0.02
0.00
0.00
0.01
0.00
0.09
0.01
0.01
0.15
0.13
0.01
0.01
0.15
0.12
0.12
0.14
0.13
0.01
0.14
0.12
0.15
0.14
0.12
0.01
0.01
0.12
0.14
0.13
0.11
0.00
0.10
0.15
0.12
0.01
0.01
0.01
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.02
0.13
0.13
0.00
0.14
0.12
0.02
0.11
0.12
0.01
0.12
0.12
0.02
0.00
0.11
0.02
0.01
0.00
0.03
0.00
0.06
0.10
0.03
0.13
0.12
0.01
0.13
0.12
0.00
0.12
0.11
0.04
0.12
0.11
0.00
0.06
0.10
0.03
0.01
0.00
0.03
0.00
0.06
0.10
0.03
0.14
0.12
0.01
0.13
0.12
0.00
0.12
0.12
0.04
0.11
0.12
0.00
0.05
0.10
0.03
0.02
0.00
0.02
0.00
0.11
0.02
0.00
0.00
0.02
0.00
0.01
0.00
0.00
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNAS: 0.15
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.15
INDICE DE CONFIABILIDAD:
5.95
Fig. 4.25 Mapa de Daños 4PZ7S2R6 (DERIVA 0.005)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
92
0.21
0.11
0.18
0.05
0.16
0.28
0.17
0.26
0.43
0.47
0.27
0.47
0.53
0.62
0.43
0.43
0.18
0.63
0.35
0.22
0.48
0.40
0.16
0.52
0.31
0.20
0.42
0.34
0.47
0.45
0.17
0.63
0.40
0.58
0.34
0.23
0.20
0.25
0.32
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.21
0.24
0.14
0.02
0.23
0.14
0.46
0.17
0.11
0.07
0.13
0.14
0.13
0.04
0.06
0.35
0.18
0.18
0.23
0.10
0.05
0.11
0.50
0.24
0.13
0.17
0.22
0.14
0.17
0.12
0.11
0.20
0.11
0.13
0.10
0.05
0.10
0.38
0.18
0.18
0.24
0.10
0.05
0.11
0.51
0.25
0.13
0.17
0.22
0.15
0.18
0.15
0.12
0.17
0.15
0.12
0.09
0.04
0.09
0.38
0.18
0.19
0.06
0.03
0.10
0.31
0.14
0.15
0.21
0.09
0.40
0.03
0.10
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.63
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.43
INDICE DE CONFIABILIDAD: 1.15
Fig. 4.26 Mapa de Daños 4PZ7S4R6 (DERIVA 0.018)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
93
0.05
0.04
0.01
0.02
0.24
0.13
0.02
0.02
0.28
0.21
0.03
0.22
0.15
0.23
0.24
0.15
0.02
0.20
0.15
0.27
0.22
0.14
0.04
0.01
0.28
0.21
0.16
0.24
0.04
0.16
0.24
0.14
0.02
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.00
0.20
0.15
0.04
0.23
0.14
0.00
0.16
0.15
0.05
0.21
0.12
0.01
0.11
0.11
0.13
0.14
0.11
0.05
0.10
0.01
0.06
0.00
0.06
0.04
0.19
0.15
0.11
0.22
0.14
0.02
0.17
0.14
0.10
0.20
0.12
0.01
0.12
0.12
0.07
0.14
0.11
0.03
0.10
0.01
0.07
0.00
0.06
0.05
0.20
0.15
0.11
0.23
0.13
0.01
0.18
0.14
0.10
0.19
0.13
0.00
0.12
0.12
0.08
0.12
0.10
0.04
0.12
0.03
0.03
0.03
0.03
0.01
0.14
0.06
0.07
0.01
0.00
0.02
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.28
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.24
INDICE DE CONFIABILIDAD:
3.80
Fig. 4.27 Mapa de Daños 4PZ7S4R6 (DERIVA 0.010)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
94
0.02
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.01
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
0.10
0.09
0.09
0.14
0.11
0.11
0.13
0.12
0.00
0.13
0.11
0.10
0.13
0.12
0.01
0.00
0.08
0.13
0.12
0.10
0.00
0.10
0.13
0.12
0.01
0.01
0.00
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.00
0.13
0.12
0.00
0.13
0.12
0.01
0.10
0.11
0.00
0.11
0.10
0.00
0.10
0.00
0.01
0.01
0.00
0.02
0.00
0.07
0.07
0.02
0.13
0.11
0.01
0.12
0.12
0.00
0.11
0.10
0.02
0.10
0.10
0.00
0.10
0.06
0.02
0.01
0.00
0.02
0.01
0.00
0.14
0.12
0.06
0.07
0.02
0.13
0.12
0.01
0.11
0.10
0.00
0.10
0.11
0.02
0.10
0.06
0.00
0.00
0.00
0.01
0.07
0.02
0.01
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO DAÑO EN COLUMNA: 0.10
MAXIMO DAÑO EN VIGAS:
0.14
INDICE DE CONFIABILIDAD: 6.59
Fig. 4.28 Mapa de Daños 4PZ7S4R6 (DERIVA 0.005)
http://www.portalofdamage.ula.ve:8O8O/PDP
95
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
GRÁFICOS COMPARATIVOS DE INDICE DE CONFIABILIDAD vs.
DERIVA
A continuación se muestran las tablas indicando el índice de
confiabilidad presente en la estructura para las diferentes derivas, tipos de
suelos y Zonas.
En las figuras 4.29 a la 4.32 se muestra unas graficas la cual se
observa que a medida que la deriva es menor el índice de confiabilidad
aumenta.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
INDICE
DE
CONFIABILIDAD
O
H
C
E
R
DE
DERIVAS LIMITES
Pórtico
4PZ3S2R6
4PZ3S4R6
4PZ7S2R6
4PZ7S4R6
0.018
2.63
1.98
1.9
1.15
0.01
2.63
2.65
4.24
3.8
0.005
4.91
4.61
5.95
6.59
Tabla 4.7 Índice de confiabilidad vs. derivas
INDICE DE CONFIABILIDAD vs DERIVAS
INDICE DE CONFIABILIDA
8
6
4.91
4
2.63
2.63
2
0
0
0.005
0.01
DERIVAS
0.015
0.02
Fig. 4.29 Derivas vs. Índice de confiabilidad 4PZ3S2R6
96
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DERIVAS vs. INDICE DE CONFIABILIDAD
INDICE DE CONFIABILIDA
8
6
4.61
4
2.65
2
1.98
0
0
0.005
0.01
DERIVAS
0.015
0.02
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
E 4.30 Derivas vs. Índice de confiabilidad 4PZ3S4R6
DFig.
DERIVAS vs. INDICE DE CONFIABILIDAD
INDICE DE CONFIABILIDA
8
6
5.95
4.24
4
2
1.9
0
0
0.005
0.01
DERIVAS
0.015
0.02
Fig. 4.31 Derivas vs. Índice de confiabilidad 4PZ7S2R6
97
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DERIVAS vs. INDICE DE CONFIABILIDAD
INDICE DE CONFIABILIDA
8
6.59
6
4
3.8
2
1.15
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
DERIVAS
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
E 4.32 Derivas vs. Índice de confiabilidad 4PZ7S4R6
DFig.
GRÁFICOS COMPARATIVOS DE MAXIMO DAÑO vs. DERIVA
A continuación se muestran las tablas indicando el Máximo daño
presente en la estructura para las diferentes derivas, tipos de suelos y
Zonas.
En las figuras 4.33 a la 4.36 se muestra unas graficas la cual se
observa que a medida que la deriva es menor el máximo daño en la
estructura Disminuye.
Pórtico
4PZ3S2R6
4PZ3S4R6
4PZ7S2R6
4PZ7S4R6
DAÑO MAXIMO
DERIVAS LIMITES
0.018
0.01
0.45
0.45
0.51
0.4
0.43
0.25
0.63
0.28
0.005
0.25
0.26
0.15
0.14
Tabla 4.8 Máximo Daño vs. Derivas.
98
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DERIVAS vs. MAXIMO DAÑO
0.7
0.6
0.5
DAÑOS
0.45
0.45
0.4
0.3
0.25
0.2
0.1
0
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0
0.005
0.01
0.015
0.02
DERIVAS
Fig. 4.33 Derivas vs. Máximo Daño 4PZ3S2R6
DERIVAS vs. MAXIMO DAÑO
0.7
0.6
0.51
DAÑOS
0.5
0.4
0.4
0.3
0.26
0.2
0.1
0
0
0.005
0.01
DERIVAS
0.015
0.02
Fig. 4.34 Derivas vs. Máximo Daño 4PZ3S4R6
99
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DERIVAS vs. MAXIMO DAÑO
0.7
0.6
DAÑOS
0.5
0.43
0.4
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
DERIVAS
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE Fig. 4.35 Derivas vs. Máximo Daño 4PZ7S2R6
DERIVAS vs. MAXIMO DAÑO
0.7
0.63
0.6
DAÑOS
0.5
0.4
0.3
0.28
0.2
0.14
0.1
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
DERIVAS
Fig. 4.36 Derivas vs. Máximo Daño 4PZ7S4R6
100
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
PARAMETROS PARA EL CONSUMO PROMEDIO
Dichos parámetros muestran un valor promedio de la cantidad de
concreto y acero por metros cuadrados (m²), las siguientes tablas
muestran alturas y de el pórtico.
Las Tablas 4.9 a la 4.12, se muestra los parámetros de consumo de
Concreto en Vigas, y Columnas, y el consumo total para las diferentes
derivas, suelos y zonas estudiadas. De igual manera en las tablas 4.13 a
la 4.16 se muestran los consumos de acero.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
En general se observo que para los pórticos con mayor consumo de
concreto y acero fueron los ubicados en Z7S2 y Z7S4 para la deriva 0.005
En las figuras 4.37 a la 4.40 se observan las variaciones en el
consumo total de concreto de igual manera en las figuras 4.40 a la 4.44
se muestran las variaciones de acero.
En los pórticos Ubicados en Z3S2 entre la deriva 0.018 y 0.010 no
ocurrió ninguna variación debido a que se calculo el mismo diseño para
ambas derivas, sin embargo la deriva 0.005 la variación de costos doblo
la cifra para la deriva 0.018.
Es de relevancia mencionar el costo de concreto en bolívares por un
metro cúbico (m3) para resistencia 210 es de 342000 bs/ m3 y el costo del
101
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
acero en kilogramos (kg.) es de 2300 bs/kg. La unidad tributaria con un
costo de 33600bs.
A continuación el la tabla 4.17 se muestran los valores totales de
concreto y acero expresado en unidad tributaria por metro cuadrado de
construcción (UT/m2), y la variación de costos para las diferentes derivas,
zonas y suelos.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
102
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
CONSUMO DE CONCRETO
Nº DE PISOS
m3
4
19.1
4PZ3S2R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
COLUMNAS
TOTAL
3
2
3
3
2
3
m /m
m
m /m
m
m3/m2 %
%
%
0.0346 51.45 18.02 0.0326 48.55 37.12 0.067 100
4PZ3S2R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
COLUMNAS
TOTAL
3
3
2
3
3
2
3
Nº DE PISOS
m
m /m
m
m /m
m
m3/m2 %
%
%
4
19.1
0.0346 51.45 18.02 0.0326 48.55 37.12 0.067 100
4PZ3S2R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
VIGAS
COLUMNAS
TOTAL
Nº DE PISOS
m3
m3/m2
m3/m2
m3 m3/m2 %
%
m
%
4
32.05
0.0581 43.33 41.91 0.0759 56.67 73.96 0.134 100
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Tabla 4.9 Consumo de concreto para pórticos 4PZ3S2R6.
4PZ3S4R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
Nº DE PISOS
4
m
3
3
m /m
2
COLUMNAS
%
m
3
3
m /m
2
TOTAL
%
19.2 0.0348 54.38% 16.11 0.0292 45.62%
m
3
m3/m2
35.31
%
0.064 100%
4PZ3S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
Nº DE PISOS
m
3
3
m /m
2
COLUMNAS
%
m
3
3
m /m
2
TOTAL
%
m
3
m3/m2
4 22.31 0.0404 49.89% 22.41 0.0406 50.11% 44.721
%
0.081 100%
4PZ3S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
VIGAS
Nº DE PISOS
4
m
3
3
m /m
2
COLUMNAS
%
m
3
35.6 0.0645 44.32% 44.73
3
m /m
2
TOTAL
%
0.081 55.68%
m
3
80.33
m3/m2
%
0.146 100%
Tabla 4.10 Consumo de concreto para pórticos 4PZ3S4R6.
103
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
4PZ7S2R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
3
Nº DE PISOS
m
4
25.01
3
m /m
2
0.045
COLUMNAS
%
m
3
3
m /m
2
TOTAL
%
56.49% 19.3 0.0349 43.51%
m
3
44.27
m3/m2
%
0.0802 100%
4PZ7S2R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
3
Nº DE PISOS
m
4
33.72
3
m /m
2
0.061
COLUMNAS
%
m
3
3
m /m
2
TOTAL
%
m
3
m3/m2
%
42.26% 46.1 0.0835 57.74% 79.792 0.1446 100%
4PZ7S2R6
DOSTOTAL
A
V
R
E
S
VIGAS
COLUMNAS
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Nº DE PISOS m
m /m
m m /m
m
m /m
%
%
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
3
4
48.85
3
2
0.088
3
3
2
3
3
2
%
37.51% 81.4 0.1474 62.49% 130.22 0.2359 100%
Tabla 4.11 Consumo de concreto para pórticos 4PZ7S2R6.
4PZ7S4R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
3
Nº DE PISOS
m
4
26.07
3
m /m
2
0.047
COLUMNAS
3
%
m
52.38%
23.7
TOTAL
m/m
%
0.043
47.62%
m
3
m3/m2
49.77
%
0.0902 100%
4PZ7S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
3
Nº DE PISOS
m
4
33.61
3
m /m
2
0.061
COLUMNAS
%
m
3
41.22% 47.94
m/m
0.087
TOTAL
%
m
3
m3/m2
58.78% 81.547
%
0.1477 100%
4PZ7S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
VIGAS
Nº DE PISOS
m3
m3/m2
4
48.61
0.088
COLUMNAS
%
m3
m/m
36.06%
86.2
0.156
TOTAL
%
m3
63.94% 134.81
m3/m2
%
0.2442 100%
Tabla 4.12 Consumo de concreto para pórticos 4PZ7S4R6.
104
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
CONSUMO DE ACERO
4PZ3S2R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
Nº DE
PISOS
Kg.
Kg./m2
4
3783.2
6.854
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
Kg./m2
%
25.01
100%
27.404% 10022.4 18.156 72.596% 13805.59
4PZ3S2R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
Nº DE
PISOS
Kg.
Kg./m2
4
3783.2
6.854
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
Kg./m2
%
25.01
100%
27.404% 10022.4 18.157 72.596% 13805.64
4PZ3S2R6
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
VIGAS
no DE
PISOS
Kg.
Kg./m2
4
4681.4
8.481
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
Kg./m2
%
40.559% 6860.8 12.429 59.441% 11542.21 20.910 100%
Tabla 4.13 Consumo de Acero para pórticos 4PZ3S2R6.
4PZ3S4R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
COLUMNAS
TOTAL
Nº DE PISOS
Kg.
Kg./m2
%
Kg.
Kg./m
%
Kg. Kg./m2
%
4
3740.7 6.777 25.993% 10650 19.294 74.007% 14391 26.071 100%
4PZ3S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
COLUMNAS
TOTAL
Nº DE PISOS
Kg.
Kg./m2
%
Kg.
Kg./m
%
Kg. Kg./m2
%
4
3363.2 6.093 24.031% 10632 19.261 75.969% 13995 25.354 100%
4PZ3S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
VIGAS
COLUMNAS
TOTAL
Nº DE PISOS
Kg.
Kg./m2
%
Kg.
Kg./m
%
Kg. Kg./m2
%
4
3582.1 6.489 27.245% 9565.4 17.329 72.755% 13148 23.818 100%
Tabla 4.14 Consumo de Acero para pórticos 4PZ3SR6.
105
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
4PZ7S2R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
Nº DE PISOS
Kg.
4 4238.7
Kg./m2
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
Kg./m2
%
7.679 26.583% 11706.3 21.207 73.417% 15945 28.886 100%
4PZ7S2R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
Nº DE PISOS
Kg.
4 4008.7
Kg./m2
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
Kg./m2
%
7.262 19.987% 16047.7 29.072 80.013% 20056 36.334 100%
4PZ7S2R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
COLUMNAS
TOTAL
S
O
D
A
V
R
E
S Kg./m % Kg. Kg./m2 %
Nº DE PISOS Kg. C
HOS% REKg.
E Kg./m2
DE4R4821.9
8.735 10.548% 40894.1 74.084 89.452% 45716 82.819 100%
VIGAS
Tabla 4.15 Consumo de Acero para pórticos 4PZ7S2R6.
4PZ7S4R6
DERIVA NORMA COVENIN 0.018
VIGAS
Nº DE PISOS
Kg.
Kg./m2
4
4199.7
7.608
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
27.487% 11079 20.071 72.513% 15279.09
Kg./m2
%
27.68
100%
4PZ7S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.010)
VIGAS
Nº DE PISOS
Kg.
Kg./m2
4
4054.2
7.345
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
19.736% 16488 29.870 80.264% 20542.24
Kg./m2
%
37.21
100%
4PZ7S4R6
DERIVA DIFERENTE A LA NORMA COVENIN ( Deriva 0.005)
VIGAS
Nº DE PISOS
Kg.
Kg./m2
4
4832.9
8.755
COLUMNAS
%
Kg.
Kg./m
TOTAL
%
Kg.
Kg./m2
%
10.824% 39816 72.130 89.176% 44648.73 80.885 100%
Tabla 4.16 Consumo de Acero para pórticos 4PZ7S4R6.
106
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
GRÁFICOS COMPARATIVOS DE CONSUMO DE CONCRETO:
4PZ3S2R6
0.200
0.160
0.134
m 3/m 2
0.120
0.080
0.067
0.067
0.040
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
0.000
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Derivas
Fig. 4.37 Consumo de concreto 4PZ3S2R6
4PZ3S4R6
0.200
0.160
m3/m2
0.146
0.120
0.081
0.080
0.064
0.040
0.000
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Deriva
Fig. 4.38 Consumo de concreto 4PZ3S4R6
107
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
4PZ7S2R6
0.250
0.236
0.200
0.150
m3/m2
0.145
0.100
0.080
0.050
0.000
0
0.005
0.01
0.015
0.02
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Deriva
Fig. 4.39 Consumo de concreto 4PZ7S2R6
4PZ7S4R6
0.300
0.250
0.244
m 3/m 2
0.200
0.150
0.148
0.100
0.090
0.050
0.000
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Derivas
Fig. 4.40 Consumo de concreto 4PZ7S4R6
108
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
GRAFICO COMPARATIVO DE CONSUMO DE ACERO:
4PZ3S2R6
26.500
25.500
25.010
24.659
K g /m 2
24.500
23.500
22.500
21.500
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
20.910
20.500
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Derivas
Fig. 4.41 Consumo de Acero 4PZ3S2R6
4PZ3S4R6
26.500
26.071
25.500
25.354
kg /m 2
24.500
23.818
23.500
22.500
21.500
20.500
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Derivas
Fig. 4.42 Consumo de Acero 4PZ3S4R6
109
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
4PZ7S2R6
100.000
82.819
80.000
kg /m 2
60.000
40.000
36.334
28.886
20.000
0.000
0
0.005
0.01
0.015
0.02
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Derivas
Fig. 4.43 Consumo de Acero 4PZ7S2R6
4PZ7S4R6
100.000
80.885
k g/m 2
80.000
60.000
40.000
37.214
27.680
20.000
0.000
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Derivas
Fig. 4.44 Consumo de Acero 4PZ7S4R6
110
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Tabla 4.17 Porcentaje de variación en costos diferentes
Derivas límites.
111
CAPITULO IV, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
Tabla 4.18 Resumen de resultados. Comparación entre el % de
variación en costos, % de disminución de daños e índices de
confiabilidad.
112
BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA
•
www.tusoftware.com
•
http://portaldeporticos.ula.ve
•
DELGADO SEBASTIAN, “CUANTIFICACIÒN DEL DAÑO
ESTRUCTURAL EN PORTICOS PLANOS DE CONCRETO ARMADO
DISEÑADOS SEGUN LA NORMA COVENIN 1756-98 SOMETIDO A
EXCITACIONES SISMICAS”. UNIVERSIDAD DEL ZULIA. DIVISIÓN
DE POSTGRADO. FACULTAD DE INGENIERÍA 2002
•
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
MATA GONZALES, RAFEL A. CUANTIFICACIÓN DEL DAÑO
ESTRUCTRURAL ASOCIADO A LA DERIVA Y LA COMPARACIÓN
DE DERIVAS OBTENIDAS SIGUIENDO LA NORMA COVENIN 17562001 Y ANÁLISIS INELÁSTICO 2003. UNIVERSIDAD DEL ZULIA.
DIVISIÓN DE POSTGRADO. FACULTAD DE INGENIERÍA.
•
PÉREZ GONZÁLEZ, OSLEVI. “ÍNDICES DE CONFIABILIDAD
ESTRUCTURAL EN PÓRTICOS SISMORRESISTENTES DE
CONCRETO ARMADO”. UNIVERSIDAD DEL ZULIA. DIVISIÓN DE
POSTGRADO. FACULTAD DE INGENIERÍA 2004
•
MORENA MEDINA, ADA ISABEL. INFLUENCIA DE REDUCCIÓN DE
RESPUESTA EN EL DAÑO ESTRUCTURAL DE PÓRTICOS DE
CONCRETO ARMADO SOMETIDOS A SOLICITACIONES SÍSMICAS.
UNIVERSIDAD DEL ZULIA. DIVISIÓN DE POSTGRADO. FACULTAD
DE INGENIERÍA (2005).
BIBLIOGRAFIA
•
PECHARD C. JERILEE S. “ANÁLISIS INELÁSTICO DE PORTICOS
PLANOS DE CONCRETO ARMADO SOMETIDOS A CARGAS
SISMICAS”. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA. DIVISIÓN DE
PREGRADO. FACULTAD DE INGENIERÍA 2006.
•
NORMA COVENIN 1756-01 “EDIFICACIONES SISMORRESISTENTE”
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
A continuación en la relación de los análisis inelásticos obtenidos se
puede concluir lo siguiente:
1. Los resultados muestran que al aplicar la Norma en pórticos
ubicados sobre Suelos S2 el comportamiento es mejor que los
ubicados en suelos S4. De manera similar ubicados en Zonas Z3
para el mismo Suelo tienen un comportamiento mejor que los
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
DE
2. Cuando se toma limite de Deriva el valor de 0.010 (diferente al
ubicados en Z7.
0.018 de la Norma). Los Daños máximos se reducen en un 20.17%
promedio,
la
confiabilidad
aumenta
resultando
en
un
comportamiento mejor con un incremento de costos esperado en
promedio de 23 %, siendo los valores máximos; 42% en Z7S2 y
44% en Z7S4.
3. Cuando se toma como limite de Deriva el valor de 0.005 (diferente
al 0.018 de la Norma). Los Daños máximos se reducen en un 24%,
la confiabilidad aumenta mucho mas que para el caso de 0.010,
pero el incremento de costo esperado también sube en promedio
209%. siendo los valores máximos: 293% en Z7S2 Y 285% Z7S4.
113
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
RECOMENDACIONES
El resultado de la investigación realizada, los valores obtenidos y las
conclusiones se presenta la siguiente propuesta
1. Se recomienda tomar como valor de diseño un limite de deriva
entre 0.010 y 0.018, con el cual se espera una reducción en el
daño y un aumento en la confiabilidad con incremento del costo
moderado.
DOS
A
V
R
E
S
E
R
S
O
H
C
E
R
E por debajo de la deriva limite 0.018 (de la Norma)
Dderivas,
2. Realizar mayor número de análisis en pórticos con un rango de
y no
menores a 0.010.
3. Se recomienda hacer estudios en zonas de alta sismicidad (Z5, Z6
y Z7) y suelos suaves (S3 y S4), ya que estos pueden resultar en
diseños inseguros.
114