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ANLISIS MODAL: Su objetivo es determinar las frecuencias naturales y modos de vibrar de un estructura durante vibracin libre.

COMBINACIN ESPECTRAL:

A. TIEMPO HISTORIA: se realiza suponiendo comportamiento lineal y elstico y debern utilizarse no menos de cinco registros de aceleraciones horizontales, correspondientes a sismos reales o artificiales.

EspecificacionesDatos Iniciales:

Se tiene una edificacin de concreto armado de 5 pisos, tipo aporticado con zapatas aisladas cuyas caractersticas y especificaciones son las siguientes:

Especificaciones:

Concreto: 210 Kg/cm2Acero: 4200 kg/cm2Segn Norma (E060)

Ubicacin:

Provincia de Lima, Departamento de Lima.

Datos para el DiseoDimensiones en Planta:L1: 6.00 mL2: 6.00 m L3: 5.00 mDiafragma Horizontal:Tipo: Losa MacizaUso:Oficina, planta tpica BTipo de Suelo:Suelo IntermedioAsumimos una resistencia de suelo de 3.50 Kg/cm2

Vista de Planta y Elevacin de la Edificacin

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

ELEMENTOS ESTRUCTURALES-ZAPATASZAPATAS ESQUINERASZAPATAS CENTRADAS

ELEMENTOS ESTRUCTURALES-ZAPATASZAPATAS EXCENTRICAS

METRADO DE CARGA POR SISMOREFERENCIA : RNE

EXCENTRICIDAD ACCIDENTAL=0.05=0.05

ex=0.875ey=0.925

Lx =17.5mLy =18.5m

ANALISIS DINAMICO SISMICO ESPECTRAL

ANALISIS ESPECTRAL

MASA A NIVEL DE ENTREPISO

METRADO SISMICO1203.992194.393194.394194.395194.39

a=17.50b=18.50a^2+b^2=648.50

Piso 1Mt=20.794tn.s^2/mRt=1123.742tn.s^2.m





ANALISIS ESPECTRAL

Z=0.4U=1S=1.2g=9.81R=8

FE=ZUSg=0.5886R

C=2.5

MODOSPERIODO(s)FREC (HZ)10.797171.2544420.778251.2849330.59641.6767140.250683.9891650.244824.0845860.188035.3184170.136387.3326280.133217.50672

SUELO INTERMEDIOTp=0.6TC02.50.62.50.72.140.81.870.91.6711.520.7530.540.3850.360.2570.2180.19

ANALISIS ESPECTRAL 5%


DESPLAZAMIENTOS

SISMO XU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 5126.4733000.0032CUMPLEPISO 4116.0633000.0055CUMPLEPISO 397.8833000.0076NO CUMPLEPISO 272.7733000.0093NO CUMPLEPISO 141.9233000.0127NO CUMPLE

SISMO XU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 5128.4633000.003CUMPLEPISO 4117.7633000.006CUMPLEPISO 399.1633000.008NO CUMPLEPISO 273.4833000.010NO CUMPLEPISO 142.0733000.013NO CUMPLE

FUERZAS INTERIORESSISMO XSISMO Y Xmax (mm)126.470Y max(mm)0128.46N (TN)14.4914.28V (TN)9.018.52M (TN.m)21.420.77

ANALISIS DINAMICO TIEMPO HISTORIA

ANALISIS TIEMPO HISTORIASe utiliz el acelerograma del sismo de Lima de 1974

ANALISIS TIEMPO HISTORIA

SISMO XU(mm)U ampli (mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 541.91251.4633000.0060CUMPLEPISO 438.60231.6033000.0099NO CUMPLEPISO 333.18199.0833000.0147NO CUMPLEPISO 225.07150.4233000.0191NO CUMPLEPISO 114.5887.4833000.0265NO CUMPLE

SISMO YU(mm)U(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 542.39254.3433000.006CUMPLEPISO 439.24235.4433000.010NO CUMPLEPISO 333.51201.0633000.015NO CUMPLEPISO 225.53153.1833000.020NO CUMPLEPISO 114.7788.6233000.027NO CUMPLE

FUERZAS INTERIORES AMPLIFICADASSISMO XSISMO Y Xmax (mm)251.460Y max(mm)0254.34N (TN)30.5529.82V (TN)18.2417.49M (TN.m)45.6645.92

INNOVACIN PLACAS

ANALISIS ESPECTRAL

PLACASMODOSPERIODO(s)FREC (HZ)10.144426.9242320.142777.0044930.0716413.9588540.0368127.1668350.0366327.303260.0197750.5758770.0193451.7089480.0192252.01596

SISMO XU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 56.275533000.0004CUMPLEPISO 44.910433000.0004CUMPLEPISO 33.497533000.0004CUMPLEPISO 22.136533000.0004CUMPLEPISO 10.968433000.0003CUMPLE

SISMO YU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 56.407333000.0004CUMPLEPISO 45.005633000.0004CUMPLEPISO 33.558133000.0004CUMPLEPISO 22.168733000.0004CUMPLEPISO 10.978833000.0003CUMPLE

TIEMPO HISTORIA

SISMO XU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 55.5533000.0019CUMPLEPISO 44.3433000.0020CUMPLEPISO 33.1033000.0019CUMPLEPISO 21.9333000.0017CUMPLEPISO 10.8633000.0014CUMPLE

SISMO YU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 55.5333000.002CUMPLEPISO 44.3333000.002CUMPLEPISO 33.0733000.002CUMPLEPISO 21.9133000.002CUMPLEPISO 10.8633000.001CUMPLE

COMPARATIVO

DATOS GENERALES

Piso 5194.39tnPiso 4194.39tnPiso 3194.39tnPiso 2194.39tnPiso 1203.99tn

Ezap=9.00E+08tn/m2Elemento Infinitamente=0.05RgidoPe=2.4tn/m3Co=1.8kg/cm3

Resumen por tipo de Zapata

ZAPATAS ESQUINERAS

Mt=MX=My=Mz0.220T.s2/mMx=0.053T.s2.mMy=0.063T.s2.mMz=0.083T.s2.m


ZAPATAS CENTRADAS

Mt=0.612T.s2/mMx=0.351T.s2.mMy=0.356T.s2.mMz=0.637T.s2.m


ZAPATAS EXCENTRICAS 1


Calculo de los Coeficientes de Rigidez por Barkkan= ( +)/=(1)/(10.5 )

ZAPATAS ESQUINERAS

Dimensiones de zapataa=1.5mb=1.5mc=0.4mAzapata=22500cm2Azapata=2.25m2Area tribut9m2Area planta306m2

Pedif x zap=28869.34kgPzapat2160kg=1.379kg/cm2o=0.200kg/cm2=1.000m-1

Do=1.754kg/cm3

Cx= 16.89kg/cm316886.63T/m3Cy= 16.89kg/cm316886.63T/m3Cz=17.33kg/cm317331.01T/m3Cx=Cy=29.94kg/cm329935.39T/m3

Ix=0.42m^4Iy=0.42m^4Kx=Ky=37994.91T/mKz=38994.78T/mKx=12628.99T.mKy=12628.99T.m

ZAPATAS CENTRADAS

Dimensiones de zapataa=2.5mb=2.5mc=0.4mAzapata=62500cm2Azapata=6.25m2Area tribut31.8m2Area planta306m2

Pedif x zap=102005.00kgPzapat6000kg=1.728kg/cm2o=0.200kg/cm2=1.000m-1

Do=1.754kg/cm3




Dimensiones de zapataa=1.7mb=1.7mc=0.4mAzapata=28900cm2Azapata=2.89m2Area tribut18m2Area planta306m2

Pedif x zap=57738.68kgPzapat2774.4kg=2.094kg/cm2o=0.200kg/cm2=1.000m-1

Do=1.754kg/cm3




Dimensiones de zapataa=1.7mb=1.7mc=0.4mAzapata=28900cm2Azapata=2.89m2Area tribut16.5m2Area planta306m2

Pedif x zap=52927.12kgPzapat2774.4kg=1.927kg/cm2o=0.200kg/cm2=1.000m-1

Do=1.754kg/cm3



BARKKAN-DESPLAZAMIENTOS

SISMO XU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 5187.2333000.00526 CUMPLEPISO 4162.3433000.00635CUMPLEPISO 3144.3433000.00443 CUMPLEPISO 2113.7533000.00547 CUMPLEPISO 182.533000.00468 CUMPLE

SISMO YU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 5175.7533000.0042 CUMPLEPISO 4157.3433000.0063 CUMPLEPISO 3138.5633000.0034CUMPLEPISO 2102.5433000.0025 CUMPLEPISO 175.2333000.0048 CUMPLE

BARKKAN-FUERZAS INTERIORES


ANALISIS SISMICO DINAMICO NORMA RUSA

ZAPATAS ESQUINERAS

Cz= 7770.46T/m3Cx= 5439.32T/m3Cy=5439.32T/m3Cx= Cy15540.93T/m3Cz=7770.46T/m3

Ix=0.42m^4Iy=0.42m^4Iz=0.84T/mKx=Ky=12238.48T/mKz=17483.54T.mKx=6556.328T.mKy=6556.328T.mKz=6556.328T.m


ZAPATAS CENTRADAS




ZAPATAS EXCENTRICA 1



Mt=MX=My=Mz0.283Mx=0.083My=0.093Mz=0.136

ZAPATAS EXCENTRICA 2




NORMA RUSA-DESPLAZAMIENTOS

SISMO XU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 5175.3433000.00426CUMPLEPISO 4153.5633000.00535 CUMPLEPISO 3137.3533000.00443CUMPLEPISO 2106.4533000.00647 CUMPLEPISO 193.533000.00568 CUMPLE

SISMO YU(mm)H x piso (mm)i=CUMPLE PISO 5174.4533000.0061 CUMPLEPISO 4152.1233000.0063 CUMPLEPISO 3126.4533000.0034CUMPLEPISO 2112.3433000.0055 CUMPLEPISO 191.2333000.0058 CUMPLE

NORMA RUSA-FUERZAS INTERIORES


ANALISIS ESPECTRALBARKAN ESPECTRALNORMA RUSASISMO XSISMO Y SISMO XSISMO Y SISMO XSISMO Y N (TN)14.4914.2813.2313.3414.0213.04V (TN)9.018.528.568.039.148.65M (TN.m)21.420.7718.4717.3419.9520.73

SISMO XSISMO Y

Qu son los disipadores ssmicos viscosos?Los disipadores viscosos o dampers son elementos que se adosan a los prticos estructurales y que en un movimiento ssmico disipan energa ssmica a travs del paso de fluido viscoso en su interior ocasionando una resistencia al movimiento libre del edificio.

Ventajas funcionales:-Estticos. -Fcil montaje e instalacin. -Regresan a su posicin original luego de un fuerte terremoto.Cules son los beneficios de los disipadores viscosos Taylor?Ventajas tcnicas:-Reducen los desplazamientos de la estructura ante un sismo. -Constituyen un elemento estructural adicional. -Disipan entre un 20% y 50% la energa ssmica. -Las fuerzas de disipacin incrementan con la velocidad por lo que ante un evento telrico muy grande el comportamiento del disipador viscoso es el ideal. -Ideales para aplicaciones en edificios nuevos y tambin para reforzamientos. -No incorporan esfuerzos adicionales a la estructura.

Ventajas EconmicasCules son los beneficios de los disipadores viscosos Taylor?-Por los aos usados en la industria militar y aeroespacial son los nicos disipadores que son fabricados a prueba de averas. -No requieren mantenimiento. -Permiten reducir volumen de concreto y acero con menores espesores de placas, columnas y vigas. -Disminuyen daos en equipamiento y elementos no estructurales. -No requieren reemplazo.

Cmo se instalan los disipadores viscosos?-Los amortiguadores de fluido viscoso se pueden instalar como miembros diagonales de varias maneras, o puede atarse en los arriostres(Chevron braces). -Requieren adicionalmente de ir conectados a una estructura metlica.Cmo pueden los disipadores viscosos Taylor reducir el desplazamiento y el esfuerzo al mismo tiempo?El disipador de fludo viscoso reduce los esfuerzos y la deflexin al mismo tiempo porque la fuerza del disipador est completamente fuera de fase con las esfuerzos debido a la flexin de las columnas. Esto slo se cumple con el amortiguamiento de fluido viscoso, donde la fuerza del disipador vara con la velocidad

CARGAS POR AREA TRIBUTARIA

Eje xPISO5Carga MuertaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Losa 2.425.50.2515.3Viga2.40.185.52.376Total17.676Carga VivaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Azotea0.125.512.55Total2.55Peso ssmico18.3135 T


EjexPISO 1,2,3 y 4Carga MuertaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Losa 2.425.50.2515.3Viga2.40.185.52.376Total17.676Carga VivaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Azotea0.2525.516.375Total6.375Peso ssmico19.26975 T


EJE YPISO5Carga MuertaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Losa 2.4270.2516.2Viga2.40.185.52.376Total18.576Carga VivaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Azotea0.12712.7Total2.7Peso ssmico19.251T


EJE YPISO 1,2,3 y 4Carga MuertaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Losa 2.4270.2516.2Viga2.40.185.52.376Total18.576Carga VivaPeso especificoreaLongitudPeso(tn)Azotea0.252716.75Total6.75Peso ssmico20.2635 T

g=981r1=1.25444Sd1=0.4T1=0.79717B1d=1.2Droof=82.8302279mm

28.81PISOwr1r1^2r1^3/2cos^3/20.82Piso119.2697522.369634.2892105.732305PIso219.2697538.9229189.1698242.805907Piso319.2697552.4653031.3463379.963981Piso419.2697562.2274599.5304490.789214Piso518.313567.7784109.7465557.899829250564.0821.77719124

Bvi0.43.496Droof82.8302279Cd=164.35T.s/mt0.02kd820.15T/m

FACTOR DE ESCALA 2.03844E-05

28.81PISOwr1r1^2r1^3/2cos^3/20.82Piso120.263535.7325869.0508213.574562PIso220.263562.679407.7933495.292213Piso320.263584.64145166.287778.688Piso420.2635100.56204910.8671008.41175Piso519.251109.64231414.9161148.0308686768.9143.64399733

Bvi0.43.496Droof82.8302279Cd=223.89T.s/mt0.02kd1100.89T/m

FACTOR DE ESCALA 2.03844E-05

Resultados: Desplazamientos - Desplazamientos Mximos y Fuerzas Internas

FUERZAS INTERIORES:

AXIALCORTEMOMENTOEMPOTRADO52.8531.9780.48C/DISIPADOR46.8225.7673.28

Conclusiones:

De acuerdo a los resultados obtenidos, nos damos cuenta de que el efecto interaccin suelo-estructura incrementa los periodos de vibracin y los desplazamientos laterales.Con relacin a las fuerzas internas se puede apreciar que se reduce en ambas direccin debido a que la zapata absorbe una parte del sismo.Con incorporacin de placas nos damos cuenta que las fuerza cortante es absorbida por estas y disminuye la fuerza que llega a las columnas.En la norma Rusa se puede apreciar un mayor desplazamiento en la estructura en comparacin con el mtodo de Barkan.

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