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ANALISIS SISMICO ESTATICO CON SAP 2000

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ANALISIS SISMICO ESTATICO
Analisis y Diseño de un Edificio, según la figura siguiente:
Especificaciones
fy =
4,200.00
Kgf/cm2
Sistema Estructural:
4.00
Ly (Tramo) =
6.00
Aporticado
Lx (Tramo) =
1)
PREDIMENSIONAMIENTO 1.1)
Predimensionamiento de Losa :
TIPO
ZONA 1 -2
ZONA 3-4
Losa
Maciza
Losa
Aligerada
Losa Aligerada:
Lugar:
Lima (Zona 4)
ln =
4.00
t=
m
0.20
m
1.2) Predimensionamiento de Vigas :
ELEMENTOS
VIGAS
VIGAS
PRINCIPALES
SECUNDARIAS
𝑙𝑛 𝑙𝑛
Peralte
Base
𝑡=
𝑎
10
12
𝑙𝑛 𝑙𝑛
𝑡=
𝑎
14 16
𝑡
𝑏=
𝑏=
2
Vigas Principales
(Direccion "Y")
500.00
Kgf/cm2
S/C =
Uso:
Centro Comercial
ln =
6.00
m
t=
0.60
m
b=
0.30
m
Vigas Secundarias (Direccion "X")
b=
0.15
m
1.2)
Predimensionamiento
de Columnas (ACI 318)
ln =
4.00
m
t=
0.29
m
𝑨𝒈=𝒃𝒙𝑫
Donde:
P=
t=
0.30
m
Carga Axial
Mayorada (Combinacion de
Carga E.060)
Ag = Area Bruta de la
Seccion de la Columna
D=
Direccion de Seccion
de la Columna en Direccion de Analisis
b = Otra Dimension de la Columna
f'c=
Resistencia del Concreto a los 28 dias
𝑨≥
𝑷
𝑷
⇒ 𝒃𝒙𝑫 ≥
𝑨𝒈 𝒙𝒇′ 𝒄
𝟎. 𝟑𝟎𝒙𝒇′ 𝒄
Metrado de Cargas
Peso estimado por piso hasta el Sexto piso
Elemento
Peso
Und
Columna
Estimado
60.00
Kgf/m2
Viga
Estimado
100.00
Kgf/m2
Losa (20 cm)
E.020
300.00
Kgf/m2
Tabiqueria
Estimado
100.00
Kgf/m2
Tarrajeo
e = 3 cm
60.00
Kgf/m2
Acabado
Estimado
100.00
Kgf/m2
Sub Total (CM)
720.00
Kgf/m2
Sub Total (CV)
500.00
Kgf/m2
Total/Piso
1,220.00
Kgf/m2
Peso estimado de la Azotea
Elemento
Peso
Und
Losa (20 cm)
E.020
300.00
Kgf/m2
Tabiqueria
Estimado
100.00
Kgf/m2
Tarrajeo
e = 3 cm
60.00
Kgf/m2
Acabado
Estimado
100.00
Kgf/m2
Sub Total (CM)
560.00
Kgf/m2
Sub Total (CV)
100.00
Kgf/m2
Total/Piso
660.00
Kgf/m2
𝑷 = 𝑵° 𝒑𝒊𝒔𝒐𝒔 𝒊𝒈𝒖𝒂𝒍𝒆𝒔 𝒙 𝑷 𝒄𝒂𝒅𝒂 𝒑𝒊𝒔𝒐 𝒙 𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑻𝒓𝒊𝒃𝒖𝒕𝒂𝒓𝒊𝒂
+𝑷𝒆𝒔𝒐 𝑨𝒛𝒐𝒕𝒆𝒂 𝒙 𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑻𝒓𝒊𝒃𝒖𝒕𝒂𝒓𝒊𝒂
Ancho Tributario 01 =
4.00
m
Ancho Tributario 01 =
6.00
m
Area Tributaria = 4 m x 6m =
P=
191,520.00
24.00
Kgf
Haciendo b = D
𝑫=
D=
𝑷
=
𝟎. 𝟑𝟎𝒙𝒇′ 𝒄
51.05
𝟏𝟗𝟏𝟓𝟐𝟎 𝒌𝒈𝒇
𝟎. 𝟑𝟎𝒙𝟐𝟒𝟓 𝒌𝒈𝒇/𝒄𝒎𝟐
cm
m2
2) ANALISIS SISMICO ESTATICO DE UN PORTICO CENTRAL
Tomando un valor aproximado a multiplo superior de "5":
D=
55.00
cm
2.1) Metrado de Cargas del Portico
Para los 05 Niveles
RESUMEN
Concreto
245 Kgf/cm
2
Columnas
0.60 m x
0.60m
Vigas
Principales
0.30 m x
0.60m
Vigas
Secundarias
0.20 m x
0.30m
Losa Aligerada
0.20 m
Kgf/m2
Ancho
Tributar
Kgf/m
Losa
e=20cm
Tabiqueria
Tarrajeo
e=3cm
300.00
4.00
1,200.00
100.00
60.00
4.00
4.00
400.00
240.00
Acabados
100.00
4.00
Elemento
Carga
Muerta
Carga
Viva
400.00
2,240.00
500.00
4.00
2,000.00
Para el Ultimo Nivel (Azotea)
Elemento
Kgf/m2
Ancho
Tributar
Losa e=20cm
300.00
4.00
Resumen de Cargas
Kgf/m
1,200.00
Tabiqueria
Tarrajeo
e=3cm
Acabados
100.00
60.00
4.00
4.00
100.00
4.00
Carga
Muerta
Carga Viva
400.00
240.00
400.00
2,240.00
100.00
4.00
Niveles
Carga Muerta
CM
Carga Viva
CV
1°
2,240.00
2,000.00
2°
2,240.00
2,000.00
3°
2,240.00
2,000.00
4°
2,240.00
2,000.00
5°
2,240.00
2,000.00
Azotea
2,240.00
400.00
400.00
2.2) SOLUCION SAP 2000 V 19.2.1 01) Definir
Unidades:
02) Selección del Modelo:
• Modificación de Ejes: 3) Definición de las Condiciones de Borde – Restricciones
4) Definición de Propiedades de Materiales – Concreto 245 kgf/cm2
5) Definición de las secciones de los elementos:
•
•
Viga 30 x 60
Columna 55 x 55 (X = 0.55, Y = 0.55)
6) Asignar las Secciones a los Elementos
7) Definir Sistemas de Cargas:
8) Asignar Cargas Actuantes (Carga Muerta en Vigas del 1° al 5° Nivel)
•
Carga Muerta en vigas del Sexto Nivel (Azotea)
• Carga Viva en Vigas del 1° al 5° Nivel
• Carga Viva en Vigas del 6° Nivel – Azotea
•
Carga de Sismo: CS = 1.0 CM + 0.5 CV
9) Analizar la Estructura:
Cálculo del Peso de la Edificación:
•
Peso Columnas del Sexto Nivel:
Peso Columnas del 6° Nivel = 10.6287+19.3051+10.6287=40.5625 Tn
•
Peso Columnas del Primer al Sexto Nivel:
Peso columnas del 1° al 6° Nivel = 76.8214+139.2562+76.8214 = 292.899 Tn
Peso columnas del 1° al 5° Nivel = 292.899-40.5625 = 252.3365 = 252.34 Tn
De los Resultados del Sap 2000
Resumen
Niveles
Peso (Tn)
6°
5°
4°
3°
2°
1°
Total
40.56
50.16
50.16
50.16
50.16
51.69
292.89
Acumulado
40.56
90.72
140.88
191.04
241.20
292.89
CALCULO DEL PESO
Elemento
b
t
l
Densidad
(m)
(m)
(m)
Tn/m3
Columna
0.55
0.55
3.50
2.40
3.00
7.62
Viga
0.30
0.60
12.00
2.40
1.00
5.18
12.00
2.24
1.00
26.88
CM Dist
N°
Veces
Peso
( Tn )
C Muerta
39.69
C Viva
0.50
12.00
2.00
1.00
Total
12.00
51.69
2 ° AL 5° NIVEL
Elemento
b
t
l
Densidad
(m)
(m)
(m)
Tn/m3
Columna
0.55
0.55
2.80
2.40
12.00
24.39
Viga
0.30
0.60
12.00
2.40
4.00
20.74
12.00
2.24
4.00
107.52
CM Dist
N°
Veces
Peso
( Tn )
C Muerta
152.65
C Viva
0.50
12.00
2.00
4.00
Total
48.00
200.65
6 ° NIVEL (AZOTEA )
Elemento
b
t
l
Densidad
(m)
(m)
(m)
Tn/m3
Columna
0.55
0.55
2.80
2.40
3.00
6.10
Viga
0.30
0.60
12.00
2.40
1.00
5.18
12.00
2.24
1.00
26.88
CM Dist
N°
Veces
( Tn )
C Muerta
C Viva
38.16
0.50
12.00
Total
PESO TOTAL =
Peso
292.90
Tn
0.40
1.00
2.40
40.56
FUERZA CORTANTE EN LA BASE
Ubicación:
Lima
Zona 4:
4
Z=
0.45
U=
1.30
Factor de Suelo (S1):
S=
Factor de Amplificacion Sismica
1.00
Uso (Centro Comercial):
Periodo Natural
17.5
hn =
CT =
35
T=
0.5
seg
De la Tabla 04 de la Norma E.030
Tp =
0.4
seg
TL =
2.5
seg
Se tiene:
C=
Tp < T < TL
2
R0 =
8.00
Porticos
Ia =
1.00
Regular en Altura
Ip =
1.00
Regular en Planta
R=
8.00
V=
42.84
V=
0.14625 P
Factor =
0.14625
FUERZA '(6,6023253,62
Tn
n=
k=
T <= 0.5
T > 0.5
T=
T <=
0.5
N° Pisos
Exponente relacionado al Periodo T
k=1
k = (0.75 + 0.5T) <=
0
.
5
2
se
g
Entonce
s
Pi
k=1
NIVE
L
hi
V
F
i
6
17.50
40.56
1
7
.
5
0
70
9.8
0
0.
2
3
6
8
4
2
.
8
4
1
0
.
1
4
5
14.70
50.16
1
4
.
7
0
73
7.3
5
0.
2
4
6
0
4
2
.
8
4
1
0
.
5
4
4
11.90
50.16
1
1
.
9
0
59
6.9
0
0.
1
9
9
1
4
2
.
8
4
8
.
5
3
3
9.10
50.16
9
.
1
0
45
6.4
6
0.
1
5
2
3
4
2
.
8
4
6
.
5
2
2
6.30
50.16
6
.
3
0
31
6.0
1
0.
1
0
5
4
4
2
.
8
4
4
.
5
2
1
3.50
51.69
3
.
18
0.9
2
0.
0
6
4
2
.
2
.
(
𝒉 (𝒉𝒊
𝒊
)𝒌
𝒊
)
𝜶
𝒊
𝒌
5
0
TOT
AL
292.
89
0
4
2,
9
9
7.
4
4
8
4
5
9
10) Asignación de Cargas de Sismo en Sap 2000
1° Nivel
2° Nivel
3° Nivel
4° Nivel
5° Nivel
6° Nivel
11) Asignar Brazos Rígidos:
12) Combinaciones de Carga
•
Servicio
•
Resistencia
U1 = 1.4 CM + 1.7 CV Linear Add
U2 = 1.25 CM + 1.25 CV + 1.0 CS Linear Add
U3 = 1.25 CM + 1.25 CV - 1.0 CS Linear Add
U4 = 0.9 CM + 1.0 CS Linear Add
U5 = 0.9 CM - 1.0 CS Linear Add
Envolvente = U1 + U2 + U3 + U4 + U5 Envelope
13) Análisis de la Estructura
14) Deformada y Rotaciones en las Juntas o Nodos
Desplazamientos Laterales
1° Nivel = 0.0065
4° Nivel =0.0253
2° Nivel = 0.0134
5° Nivel =0.0292
6° Nivel =0.0316
3° Nivel =0.0199
3) CONTROL DE DESPLAZAMIENTOS LATERALES
Configuracion Estructural: Regular (Portico)
Direccion: Eje X
R=
8
Nivel
hei (m)
Sap 2000
δi (m)
Di = δi(0.75*R)
Deriva
Maximo
Verificacion
Relativo
Δi/hei
Permitido
Absoluto
Δi < 0.007
1°
3.5
0.0065
0.039
0.039
0.011143
0.007
No Cumple
2°
2.8
0.0134
0.0804
0.0414
0.014786
0.007
No Cumple
3°
2.8
0.0199
0.1194
0.039
0.013929
0.007
No Cumple
4°
2.8
0.0253
0.1518
0.0324
0.011571
0.007
No Cumple
5°
2.8
0.0292
0.1752
0.0234
0.008357
0.007
No Cumple
6°
2.8
0.0316
0.1896
0.0144
0.005143
0.007
Si Cumple
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