ALUMNA: SICCHA SANTOS, Asly
INGENIERÍA SÍSMICAVII CICLO
ANÁLISIS DINÁMICO - EJERCICIO 2
Datos de la edificación:
Planta Típica
N° Pisos : 3 pisos VP : 6
Altura e/p : 3.8 m VS : 6
F'c : 210 Longitud entre Ejes:
Fy : 4200 A - B : 5.40
Pacab. : 100 B - C : 5.20
S/C : 400 1 - 2 : 7.20
Espesor de losa 20 cm 2 - 3 : 7.40P. Propio Losa: 300
Área Total de paños 135 Longitud de Vigas:
Área Total : 165.00 VP - 1: 7.00
Ɣ Concreto: 2400 VP - 2: 6.80
Columnas: N° = 9 VS - 1: 5.00C-1 : 0.40 x 0.40 m VS - 2: 4.80
Vigas :
kg/cm2
kg/cm2
kg/m2
kg/m2
kgf/m2
m2
m2
kgf/m3
VP (.40 x .60) VP (.40 x .60)
VP (.40 x .60) VP (.40 x .60)
VP (.40 x .60) VP (.40 x .60)
VS
(.4
0 x
.40)
VS
(.4
0 x
.40)
VS
(.4
0 x
.40)
VS
(.4
0 x
.40)
VS
(.4
0 x
.40)
VS
(.4
0 x
.40)
7.2 7.4
5.4
5.2
76.8
4.8
5
A
B
C
321
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VP : 0.40 x 0.60 m
VS : 0.40 x 0.40 m
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1. Estableciendo el modelo Dinámico:
Según el modelo se tiene: 3 GDL
Entonces la amtriz de rigidez lateral es
2. Metrado de Cargas:
10
0%
DESCRIPCIÓN NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3
Peso de la losa 40572.00 Kg 40572.00 Kg 40572.00 Kg
Peso de acabados 13524.00 Kg 13524.00 Kg 13524.00 Kg
Peso VP 23846.40 Kg 23846.40 Kg 23846.40 Kg
Peso VS 11289.60 Kg 11289.60 Kg 11289.60 Kg
Peso C-1 13132.80 Kg 13132.80 Kg 13132.80 Kg
50
% S/C 66000.00 Kg 66000.00 Kg 66000.00 Kg
Peso por Nivel 135364.8 Kg 135364.8 Kg 135364.8 Kg
PESO TOTAL 406094.4 Kg 406.09 Tn
Gráficamente
P3 : 128.80 Tn
P2 : 135.36 Tn
P1 : 135.36 Tn
k3x3
F3
F2
F1
P3 , m3
K3 , u3
P2 , m2
K2 , u2
P1 , m1
K1 , u1
Vb=zucs
R P
P3
P2
P1
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P.Total = 399.53 Tn
P3
P2
P1
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3. Cálculo de las rigideces por el Método Aproximado "Muto"
Inercias: 213333.33 720000
a. Pórticos Ejes A y C:
Kv = 1000 Kv = 972.973
Kc = 561 561.4 561.4ǩ = 1.73 3.51 1.73
a = 0.46 0.64 0.46
K = 4.71 K = 6.46 K = 4.71
Kc = 561 561.4 561.4
ǩ = 1.73 3.51 1.73
a = 0.46 0.64 0.46
K = 4.71 K = 6.46 K = 4.71
Kc = 561 561.4 561.4
ǩ = 1.78 3.51 1.73
a = 0.60 0.73 0.60
K = 6.12 K = 7.38 K = 6.07
4. Modelo Dinámico:
128.80 Tn
###
47.64 Tn/cm
135.36 Tn###
47.64 Tn/cm
135.36 Tn
###58.70 Tn/cm
IC-1: cm4 IVP: cm4
P3=
m3 =
K3 =
P2=m2 =
K2 =
P1=
m1 =K1 =
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1.-Hallando la matriz de masa y rigidez:
Matriz de rigidez Matriz de masas
106.34 -47.64 0 0.14 0 0
-47.64 95.28 -47.64 0 0.14 0
0 -47.64 47.64 0 0 0.13
2.-Calculando las frecuencias:
106.34 -47.64 0 0.14 0 0
= 0-47.64 95.28 -47.64 0 0.14 0
0 -47.64 47.64 0 0 0.13
106.34 -47.64 0 0.14 x 0 0
-47.64 95.28 -47.64 0 0.14 x 0
0 -47.64 47.64 0 0 0.13 x
106.34 - 0.14x -47.64 0
-47.64 95.28 - 0.14x -47.64 = 0
0 -47.64 47.64 - 0.13x
Hallando la determinante:
482647.55 -1330.21 -699.01 1.93 -626.28 1.73 0.91
0.00 0.00 0.00 0.00 -241323.77 313.14 -108108 297.95
### 4.560 x^2 ### ### = 0
= 78.224 = 8.84
= 588.71 = 24.26
= 1157.16 = 34.02
= 0.71 s
Si: w2= x
w21 w1
w22 w2
w23 w3
T1
|𝑲|−𝒘^𝟐 |𝒎|=𝟎|■8(𝒌_𝟏+𝒌_𝟐& −〖 𝒌〗 _𝟐 @█( −〖 𝒌〗 _𝟐@𝟎)&█(𝒌_𝟐+ _𝒌 𝟑@ −〖 𝒌〗 _𝟑 ))■8(𝟎@−〖 𝒌〗 _𝟑@ _𝒌 𝟑 )|−𝒘^𝟐 |■8(𝒎_𝟏&𝟎@█(𝟎@𝟎)&█(𝒎_𝟐@𝟎))■8(𝟎@𝟎@ _𝒎𝟑 )|=𝟎
− 〖𝒘〗^𝟐−
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= 0.26 s
= 0.18 s
T2
T3
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3.- Modos de vibración:
●MODO 1: = 78.22
106.34 -47.64 0.00 0.14 0.00 0.00
-47.64 95.28 -47.64 0.00 0.14 0.00
0.00 -47.64 47.64 0.00 0.00 0.13
106.34 -47.64 0 10.79 0 0
-47.64 95.28 -47.64 0 10.79 0
0 -47.64 47.64 0 0 10.3
95.55 -47.64 0.00
-47.64 84.48 -47.64
0.00 -47.64 37.37
1
2.01 =
2.56
●MODO 2: = 588.71
106.34 -47.64 0.00 0.14 0.00 0.00
-47.64 95.28 -47.64 0.00 0.14 0.00
0.00 -47.64 47.64 0.00 0.00 0.13
106.34 -47.64 0 81.23 0 0
-47.64 95.28 -47.64 0 81.23 0
0 -47.64 47.64 0 0 77.3
25.11 -47.64 0.00
-47.64 14.04 -47.64
0.00 -47.64 -29.66
1
0.53 =
w21
ø11
ø21
ø31
ø11
ø21
ø31
w22
ø11
ø21
ø31
ø11
ø21
|𝑲|−𝒘^𝟐 |𝒎|{∅_𝑰𝑱 }=𝟎
{∅_𝑰𝑱 }=𝟎− 〖𝒘〗^𝟐− {∅_𝑰𝑱 }=𝟎
=𝟎
{∅_𝑰𝑱 }=𝟎− 〖𝒘〗^𝟐− {∅_𝑰𝑱 }=𝟎
=𝟎
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0.85 ø31
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●MODO 3: = 1157.16
106.34 -47.64 0.00 0.14 0.00 0.00
-47.64 95.28 -47.64 0.00 0.14 0.00
0.00 -47.64 47.64 0.00 0.00 0.13
106.34 -47.64 0 159.673 0 0
-47.64 95.28 -47.64 0 159.7 0
0 -47.64 47.64 0 0 152
-53.33 -47.64 0.00
-47.64 -64.40 -47.64
0.00 -47.64 -104.29
1
-1.12 =
0.51
Matriz de Eigen Vectores:
ϕ1 1.00 1
= 2.006 0.53 -1.12
2.557 0.85 0.51
4.- Matriz de Frecuencias:
78.22 0 0
= 0 588.71 0
0 0 ###
5.- Matriz de Aceleraciones:
Donde: Z = 0.40 Si : T1 = ### s
U = 1.50 T2 = ### s
Tp = 0.60 T2 = ### s
C = 2.50S = 1.20 Para : C = 2.11
R = 8.00 C = 2.50
w23
ø11
ø21
ø31
ø11
ø21
ø31
Ω2
{∅_𝑰𝑱 }=𝟎− 〖𝒘〗^𝟐− {∅_𝑰𝑱 }=𝟎
=𝟎
𝑆_𝑎=𝑍𝑈𝐶𝑆/𝑅∗𝑔 𝐶=2.5(𝑇𝑝/𝑇)≤2.5
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g = 981.00 C = 2.50
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0.190
0.225
0.225
A186.42 0 0
= 0 220.725 0
0 0 220.725
6.- Matriz Modal normalizada
MODO 1 MODO 2 MODO 3
1.26 0.52 0.57
ϕ0.792 1.91 1.74
= 1.588 1.00 -1.95
2.024 1.61 0.89
7- Matriz de Participación:
P
0.792 1.59 2.02 0.14 0 0 1
= 1.906 1.00 1.61 0.00 0.14 0 1
1.740 -1.95 0.89 0.00 0 0.13 1
P0.1093 0.2191 0.266 1
= 0.263 0.1386 0.212 1
0.2401 -0.269 0.117 1
P
0.59
= 0.61
0.09
P
0.59 0 0
= 0 0.61 0
Sa1=
Sa2=
Sa3=
𝜙_𝑗𝑛=𝑢_𝑗𝑛/√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗 ^2 〗 )
√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )= √(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )=√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )=
[𝑃]=[𝜙]^𝑇∙[𝑀]∙{1}
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INGENIERÍA SÍSMICAVII CICLO
P
0 0 0.09
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8.- Matriz de desplazamientos:
U
0.792 ### 1.7403
*0.59 0 0
*186.42 0 0
= 1.588 ### -1.948 0.00 0.61 0 0.00 ### 0
2.024 ### 0.89 0.00 0 0.09 0.00 0 ###
-1
78.2 0.0 0.0
0.0 ### 0.0
0.0 0.0 1157.2
U
0.47 1.17 0.1534
*186.4 0 0
*0.013 ### ###
= 0.944 0.62 -0.172 0.0 ### 0 0.000 ### ###
1.203 0.99 0.0784 0.0 0 ### 0.000 ### ###
U87.7 258 33.856
*0.013 ### ###
= 176 136 -37.9 0.000 ### ###
224 219 17.314 0.000 ### ###
U
1.121 0.44 0.029
= 2.249 0.23 -0.033
2.867 0.37 0.015
Entonces los desplazamientos máximos resultantes son:
U1 = 1.20 cm
U2 = 2.26 cm
U3 = 2.89 cm
9.- Matriz de Fuerzas Laterales:
Fs
106.34 -47.64 0.00
*1.12 0.4 0.029
= -47.64 95.28 ### 2.25 0.2 -0.033
0.00 -47.64 47.64 2.87 0.4 0.015
Fs
12.101 35.62 4.672
= 24.27 -16.56 -5.23
√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )=
[𝑈]=[Φ][𝑃][𝐴] [Ω^2 ]^(−1)
[𝐹_𝑠 ]=[𝐾][𝑈]
ALUMNA: SICCHA SANTOS, Asly
INGENIERÍA SÍSMICAVII CICLO
Fs
29.441 6.6752 2.273
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Fuerzas aplicadas:
F1 37.91 Tn
F2 = 29.84 Tn
F3 30.27 Tn
10.- Cortante Basal:
V =
12.1 24.3 29.4
*1
35.6 -16.6 6.7 1
4.7 -5.2 2.3 1
V =
65.81
25.74
1.717
Finalmente:
Vb = 70.69 Tn
11. Modelo Dinámico Final
30.27 Tn
128.80 Tn
0.13 Tn/cm
47.64 Tn/cm
29.84 Tn 135.36 Tn
###
47.64 Tn/cm
135.36 Tn###
37.91 Tn
58.70 Tn/cm
Vb = 70.69 Tn
P3=
m2 =
K3 =
P2=
m2 =
K2 =
P1=m1 =
K1 =
[𝑉]=([𝐹]^𝑇 {1})^𝑇
SICCHA SANTOS, Asly
ANÁLISIS DINÁMICO - EJERCICIO 1
80 Tn
0.0815
7.00 Tn/cm La estructura corresponde
a un colegio de Trujillo
90 Tn
0.0917
11.00 Tn/cm
1.-Hallando la matriz de masa y rigidez:
Matriz de rigidez Matriz de masas
18.00 -7.00 0.09 0
-7 7.00 0 0.08
2.-Calculando las frecuencias:
18.00 -7.00 0.09 0
-7.00 7.00 0 0.08
18.00 -7.00 0.09 0
-7.00 7.00 0 0.08
18.00 - 0.09 x -7.00
-7.00 7 - 0.08x
Hallando la determinante:
0 = [(18.00-0.09x)(7-0.08x)-(49)
Teniendo 77 - -2.11 x + 0.0075 = 0
W2 =
m2 =
K2 =
W1 =
m1 =
K1 =
Si: w2= x
x2
|𝑲|−𝒘^𝟐 |𝒎|=𝟎|■8(𝒌_𝟏+𝒌_𝟐& −〖 𝒌〗 _𝟐@ −〖 𝒌〗 _𝟐&𝒌_𝟐 )|−𝒘^𝟐 |■8(𝒎_𝟏&𝟎@𝟎&𝒎_𝟐 )|=𝟎
− 〖𝒘〗^𝟐=𝟎
− 𝒙 =𝟎=𝟎
(126 −1.47 𝑥−0.64𝑥+〖 0.01𝑥〗^2 )−49
SICCHA SANTOS, Asly
a = 0.007 b = -2.1101 c = 77
= 238.97 = 43.07
Luego:
= 15.46 = 6.56
Período: = 0.41 s = 0.96 s
3.- Modos de vibración:
●MODO 1: = 43.07
18.00 -7.00 - 43.07 0.09 0.00
-7.00 7.00 0.00 0.08
14.05 -7.00 1
-7.00 3.49
= 1.00 cm
= 2.01 cm
●MODO 2: = 238.97
18.00 -7.00 - 239.0 0.09 0.00
-7.00 7.00 0.00 0.08
-3.92 -7.00 1
-7.00 -12.5
= 1.00 cm
= -0.56 cm
Finalmente matriz Eigen Vectores:
ø = 1.00 1.00
2.01 -0.56
w22 w2
1
w2 w1
T2 T1
w21
ø21
ø11
ø21
w22
ø21
ø11
ø21
|𝑲|−𝒘^𝟐 |𝒎|{∅_𝑰𝑱 }=𝟎
{∅_𝑰𝑱 }=𝟎=𝟎
{∅_𝑰𝑱 }=𝟎=𝟎
SICCHA SANTOS, Asly
MODO 1 MODO 2
2.0 cm -0.56 cm
1.0 cm 1.0 cm
T1 = 0.957 s T2 = 0.41 s
4.- Matriz de Frecuencias:
=43.07 0
0 238.97
5.- Matriz de aceleraciones:
Donde: Z = 0.40 Si : T1 = 0.957
U = 1.50 Si : T2 = 0.41
Tp = 0.60
C = 2.50 Para : C = 1.567
S = 1.20 Para : C = 2.50
R = 8.00
g = 9.81 0.141 g
0.225 g
A =138 0
0 221
6.- Matriz Modal Normalizada:
MODO 1 MODO 2
Ω2
Sa1=
Sa2=
𝑆_𝑎=𝑍𝑈𝐶𝑆/𝑅∗𝑔 𝐶=2.5(𝑇𝑝/𝑇)≤2.5
𝜙_𝑗𝑛=𝑢_𝑗𝑛/√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗 ^2 〗 )√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )=√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )=
SICCHA SANTOS, Asly
0.68 0.33
Finalmente:
ϕ =1.47 3.05
2.96 -1.71
7.- Matriz de Participación:
P =1.47 2.96 . 0.09 0 . 1
3.05 -1.71 0 0.08 1
P =0.135 0.241 . 1
0.28 -0.1396 1
P =0.376
0.141
P =0.376 0
0 0.1406
8.- Matriz de desplazamientos:
U =1.472 3.055
*0.3761 0
*138 0
*0.023 0.000
2.955 -1.712 0 0.14061 0 221 0.000 0.004
U =0.5537 0.43
*138.3 0.00
*### 0.000
1.1113 -0.241 0.00 220.73 ### 0.004
U =76.59 94.8
*0.023 0.000
153.72 -53.14 0.000 0.004
U =1.8 0.4
3.6 -0.2
Entonces los desplazamientos máximos resultantes son:
= 1.8 cm
= 3.6 cm
9.- Matriz de Fuerzas Laterales:
U1
U2
√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )=√(∑▒〖𝑚 _𝑗𝑗∙〖𝑢 _𝑗𝑛〗^2 〗 )=
[𝑃]=[𝜙]^𝑇∙[𝑀]∙{1}
[𝑈]=[Φ][𝑃][𝐴] [Ω^2 ]^(−1)
[𝐹_𝑠 ]=[𝐾][𝑈]
SICCHA SANTOS, Asly
Fs =18.00 -7.00
*1.8 0.4
-7.00 7.00 3.6 -0.2
Fs =7.027 8.6974
12.54 -4.3336
= 11.2 Tn
= 13.3 Tn
10.- Cortante Basal:
V =7.027 12.535
*1
8.697 -4.3336 1
V =19.56
4.364
Finalmente:
Vb = 20.04 Tn
11. Modelo Dinámico Final
13.3 Tn P2 = 80.00 Tn
m2 = 0.0815
3.6 cm
11.2 Tn W1 = 90.00 Tn
m2 = 0.09
1.8 cm
20.04 Tn
F1
F2
Tn.s2/cm
u2=
Tn.s2/cm
u1=
[𝑉]=([𝐹]^𝑇 {1})^𝑇