UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIRIA CIVIL LABORATORIO N° 05 DOCENTE: ING. JOSÉ ENRIQUE RAMIREZ RAMIREZ ELABORADO POR: AREVALO FLORES ALEXIS AREVALO FLORES CLAUDIA CORAL LOZANO ARIANA JIMENA GRANDEZ HERNANDEZ ERICK ROMERO GARCÍA JEREMY RUIZ TENAZOA KEVIN INDICAR LA CORRESPONDENCIA, ESCRIBIENDO EN EL RECUADRO LIBRE DE LA TABLA 2, LA CARACTERISTICA, RELACIÓN O DEFINICIÓN QUYE LO RELACIONA CON LA TABLA 1, JUSTIFICANDO SUS RESPUESTAS Peligro Probabilidad de que ocurra un fenómeno físico, como consecuenci a de un sismo, provocando efectos adversos a la actividad humana. riesgo Posibles pérdidas humanas, materiales, económicas o ambientales, causadas por un sismo, que es una de las manifestacio nes propias de la dinámica de la tierra DESASTRE NATURAL RESISTENCIA DE DISEÑO Son procesos con origen en la naturaleza que provocan alteraciones en el medio circundante. Es la capacidad que tienen los elementos estructurales, de aguantar los esfuerzos a los que están sometidos sin romper. VULNERABILIDAD Predisposición intrínseca de una estructura, grupo de estructuras o de una zona urbana completa de sufrir daño ante la ocurrencia de un movimiento sísmico de una severidad determinada. 5 3 4 2 1 PROBLEMA 6 Se tiene un perfil de suelo, constituido por suelo cohesivo, cuya resistencia al corte típico en condición no drenada es de 40kPa. El estrato tiene 25m de espesor sobre roca. i) Clasifique el perfil de acuerdo a la Norma E030 y establezca los valores de S y Tp que le corresponde ii) Si el estrato fuera ahora de 20m ¿Cuál sería el tipo de perfil que le corresponde y cuáles serían sus valores de S y Tp? SOLUCIÓN i) Corresponde a tipo de suelos flexibles con velocidades de propagación de onda de corte Vs menor o igual a 180 m/s, incluyéndose en los casos en los que se cimienta sobre: PERFIL TIPO S3 – SUELOS BLANDOS: Suelo cohesivo blando, con una resistencia al corte en una condición no drenada. Su, entre 25 kPa y 50 Kpa, con un incremento gradual de las propiedades mecánicas con la profundidad. S = 1.4 Tp =1s ii) Como el estrato es de 20 m, en concordancia con la Norma E030, dichas características se encuentran: PERFIL TIPO S2 – SUELOS INTERMEDIOS: Este tipo corresponde a suelos medianamente rígidos, con velocidades de propagación de onda de corte Vs entre 180 m/s y 500 m/s S = 1.2 Tp =0.6s PROBLEMA 7 Se tiene un edificio de cinco pisos que en la dirección Y está conformado por dos pórticos a los extremos y otros dos que están conformados por una columna y un muro de albañilería. Los muros tienen 25 cm de espesor y en el primer piso se levanta desde el nivel 0,10 m porque está apoyado en un sobrecimiento armado. Las columnas y vigas son de concreto armado y tienen 25 cm x 40 cm. La losa del techo es maciza y tiene 20 cm de espesor. No considerar tabiquería. Todos los pisos tienen una altura de 2,8m. La profundidad de desplante (contacto con la platea de cimentación) es 0,6m. El edificio está ubicado en Chiclayo, donde el suelo es arenoso, con una capacidad portante de 1kg/cm2 y será destinado para vivienda Determinar las fuerzas sísmicas en cada piso en las direcciones XeY solución METRADO DE CARGAS PISO 5: CARGA MUERTA *Losa Maciza: *Columnas: *Muros: *Vigas Transversales: *Vigas Longitudinales: CARGA VIVA *Techo: 2,4x12x8x0.2 8x2.4x0.25x0.4x2.6 2x1.8x0.25x2x2.4 2X2.4X0.25X0.2X3.625 2X2.4X0.25X0.2X7.625 4X2.4X0.25X0.2X3.4 2X2.4X0.25X0.2X7.35 =46.080 =4.992 =4.320 =0.870 =1.830 =1.632 61.488 =1.764 0.1X12X8X0.25 = 2.400 P piso 5 = 61.488 + 2.400 = 63.888 T PISOS 2, 3 Y 4: CARGA MUERTA *Losa Maciza: *Columnas: *Muros: *Vigas Transversales: *Vigas Longitudinales: 2,4x12x8x0.2 8x2.4x0.25x0.4x2.6 2x1.8x0.25x2x2.4 2X2.4X0.25X0.2X3.625 2X2.4X0.25X0.2X7.625 4X2.4X0.25X0.2X3.4 2X2.4X0.25X0.2X7.35 =46.080 =4.992 =4.320 =0.870 =1.830 =1.632 =1.764 61.488 CARGA VIVA *Techo: 0.2X12X8X0.25 = 4.800 Ppiso 2 =Ppiso 3 = Ppiso 4 = 61.488 + 4.800 = 66.288 T PISOS 1: CARGA MUERTA *Losa Maciza: *Columnas: *Muros: *Vigas Transversales: *Vigas Longitudinales: 2,4x12x8x0.2 8x2.4x0.25x0.4x3.2 2x1.8x0.25x2x2.3 2X2.4X0.25X0.2X3.625 2X2.4X0.25X0.2X7.625 4X2.4X0.25X0.2X3.4 2X2.4X0.25X0.2X7.35 =46.080 =6.144 =4.140 =0.870 =1.830 =1.632 =1.764 62.460 CARGA VIVA *Techo: 0.2X12X8X0.25 = 4.800 Ppiso 1 = 62.460 + 4.800 = 67.260 T DISTRIBUCIÓN DE LAS CARGAS SISMO X (+) FUERZA CORTANTE EN LA BASE Periódo Fundamental: Factor de amplificación sismica: C = 2.5 DISTRIBUCIÓN DE LA FUERZA SISMICA POR LA ALTURA SISMO Y (+) Como los muros no están confinados, solo trabajarán como portantes y no de corte, siendo absorbida la fuerza sísmica únicamente por los pórticos, se debe de clasificar al sistema estructural como aporticado e irregular en la dirección Y . El período fundamental, la fuerza cortante en la base y la distribución de las fuerzas sísmicas por la altura serán las mismas que en la dirección X PROBLEMA 8 Se tiene una edificación de 4 pisos y destinada para centro comercial, proyectada en la ciudad de Lima, con sistema estructural aporticado, tal como se muestra en la figura y con altura de entrepiso de 4m. Realice un análisis sísmico estático, considerando el suelo rígido por la Norma E030 y: *Resistencia a la compresión del concreto f’c =2100T/ m2 *Módulo de elasticidad del concreto Ec = 2173706T/ m2 *Coeficiente de Poisson del concreto Uc = 0,2 *Losa de techo maciza de espesor e =15cm (pisos 1, 2 y 3) e = 12cm (piso 4) *Vigas transversales (eje horizontal del plano) 40cm x 50cm *Vigas longitudinales (eje vertical del plano) 50cm x 50cm *Pesos para el análisis sísmico Piso 1 = 178,286T Piso 2 = 170,606T Piso 3 = 170,606T Piso 4 = 122,080T *Zapatas aisladas de dimensiones 1,5m x 1,4m x 0,5m *Profundidad de desplante (contacto con zapata) 1m SOLUCIÓN i. Determinar el periodo fundamental y el factor de amplificación sísmica Cálculo de la altura total : Para cinco pisos y una altura de 4m; hn= 20m Ct= 35 debido a que se trata de pórticos. ℎ𝑛 20 𝑇= = = 0.571𝑠 𝐶𝑡 35 Tipo S1 por ser suelos rígidos. Factor de amplificación sísmica De la norma E030 se obtienen los valores de Tp= 0.4 y TL= 2.5 𝑇𝑝 0.4 𝐶 = 2.5 = = 1.751 𝑇𝐿 2.5 ii. Calcular la fuerza cortante en la base 𝑍𝑈𝐶𝑆 𝑅𝑋 𝑇𝑃 𝑉 = 1.32.34 𝑇 𝑉= iii. Determinar las fuerzas sísmicas por la altura del edificio 𝐹1 = 179.609 ∗ 4 ∗ 132.34 = 9.17𝑇 179.609 ∗ 4 + 175.609 ∗ 8 + 177.609 ∗ 12 + 168.609 ∗ 16 + 170.609 ∗ 20 175.609∗8∗132.34 10364.54 = 17.94𝑇 𝐹3 = 177.609∗12∗132.34 10364.54 = 27.21𝑇 𝐹4 = 168.609∗16∗132.34 10364.54 = 34.45𝑇 𝐹2 = iv. Calcular la excentricidad accidental 𝑒𝑥 = 0.05 ∗ 15.5 = 0.775𝑚 𝑒𝑦 = 0.05 ∗ 16.4 = 0.82𝑚 v. Modelar con el SAP2000 determinar los desplazamientos máximos del edificio y las fuerzas internas máximas, indicando donde ocurre. Desplazamiento fuerza interna Común (sismo X+) Común (sismo Y+) Xmáx (edificio) 335.04 mm - Ymáx - 367.87 mm Nmáx 33.36 T 40.06 T Vmáx 10.98 T 10.93 T Mmáx 27.69 T.m 26.41 T.m vi. Efectuar el control de desplazamientos para sismo x+ y sismo y+ e indicar si es necesario reforzar la estructura. SISMO X+ PISO DESPLAZAMIENTO CONTROL CUMPLE 5 335.04 mm 0.004 Sí 4 303.46 mm 0.008 No 3 251.101 mm 0.011 No 2 182.15 mm 0.012 No 1 101.64 mm 0.015 No SISMO Y+ PISO DESPLAZAMIENTO CONTROL CUMPLE 5 367.87 mm 0.005 Sí 4 335.94 mm 0.009 No 3 282.38 mm 0.012 No 2 211.97 mm 0.015 No 1 129.29 mm 0.018 No
