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RESUMENEl presente estudio corresponde al trabajo final del curso deComportamiento y Diseño Avanzado de Concreto Reforzado...
CONSIDERACIONES PREVIASDescripción.- La estructura a modelar es una edificación deconcreto armado de 06 niveles con luces ...
Análisis y Diseño Estructural en base a las Normas:•E.020: Cargas•E.030: Sismo Resistente•E.060: Concreto ArmadoSe ha defi...
1. ETAPA: MODELAMIENTO EN ETABS   GEOMETRÍA EN PLANTA UNIDADES EN METROS S/C=500KG/M2
ESPECTRO DE RESPUESTA NORMA E030
PERIODO CON LA NORMA E020 E030 Y E060 T1=0.6559S T2=0.5821S
DRIFT X-X=2.6/1000, EN EL ULTIMO PISO
RESULTADOS
DISEÑO DE MURO M1X EN EL SEXTO PISOMuro con malla electrosoldada espaciado a 0.15 m no chequea
Muro con malla corrugada espaciadas a 0.10m chequea acero 3/8”
En el primer piso no chequea la placa M1X , no chequea corte, ni con doblemalla #6 @ 10cm
En el 6to piso si chequea la placa M1X con una malla de 3/8” @ 10cm
NOCHEQUEAen el primernivel y sicumple en el6to piso conlasconsideracionesacotadas.
GRAFICA COLUMNA CALIBRADAName:   Tanaka and Park 1990, No. 6Type:   Rectangular
2.   ETAPA: MODELAMIENTO EN CANNYELEVACIÓN 06 PISOS
PLANTA MODELADA EN EL CANNY
PRIMERA FORMA DE MODO (PERIODO FUNDAMENTAL T1=0.51sec)
SEGUNDA FORMA DE MODO (T2=0.44sec)
TERCERA FORMA DE MODO (T3=0.18sec)
MATERIALES CONSTITUTIVOS1.- CONCRETO 210 Kgf/cm2
2.- Malla Electrosoldada, fy=5051 kg/cm2 y FU=5,600 kg/cm2, para los muros(doble malla)
3.- Acero Corrugado Grado 60 para las demás secciones
SECCIONES USADAS
3. ETAPA: ANÁLISIS DINÁMICO INCREMENTAL (IDA)Escalamiento de los registros sísmicos, mostraremos solo para 2g. y luego el ...
DESPLAZAMIENTO EN EL ULTIMO PISOY así escalmos desde 0.5g a 10g.
PAR DE REGISTRO SÍSMICOS 7038 Y 7039       DESPLAZAMIENTO EN EL ULTIMO PISOY así escalmos desde 0.5g a 10g.
PAR DE REGISTRO SISMICOS 7050 Y 7051       DESPLAZAMIENTO EN EL ULTIMO PISOY así escalmos desde 0.5g a 10g.
DESPLAZAMIENTO HALLADOS CON EL CANNY                   DEL ULTIMO NIVEL CON LOS SISMOSSa (0.60 seg,                       ...
DRIFT HALLADOS DEL ÚLTIMO NIVEL CON LOS SISMOSSe ha convertido los desplazamientos de milímetros a metros, y para hallar l...
GRAFICO IDA
NORMA E.030 ART. 18.3 y ART. 15.1Sismos y Verificación de la Máxima Deformación de Entrepiso   Sismo      Max. DRIFT Sismo...
COMPARACIÓN ENTRE LA RIGIDEZ ESTRUCTURAL TEÓRICA   Y LA PROMEDIO ANTE LOS REGISTROS SÍSMICOSKx = 6943.3/60.955 = 113.91 KN...
Sa QUE IMPLICA UN DRIFT GLOBAL DE 0.007, CON UN 50% DE NIVEL                         DE CONFIANZA             7035     703...
Sa QUE IMPLICA UNA PROBABILIDAD DE COLAPSO DE 50%Se asume que el colapso se da en un Drift Global del 2%, 5 de los 6 regis...
DUCTILIDAD POR DESPLAZAMIENTO CON UN 50% DEL NIVEL DE                      CONFIANZA
CURVAS DE PELIGRO T=0.60 Segundos 22 Registros – 5 %               AMORTIGUAMIENTO
DRIFT GLOBAL PARA UN SISMO DE SERVICIO, DISEÑO Y ULTIMO          CON UN NIVEL DE CONFIANZA DEL 50%
DRIFT GLOBAL PARA UN SISMO DE SERVICIO, DISEÑO Y ULTIMO  CON UN NIVEL DE CONFIANZA DEL VALOR MEDIO MAS UNA                ...
CONCLUSIONES  • El uso de procedimientos mas sofisticados, en el modelamiento inelástico de  estructuras para simular comp...
CONCLUSIONESPROCEDIMIENTOS DE ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURASLos principales procedimientos de análisis sísmico son los si...
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Analisis sismico-incremental
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Analisis sismico-incremental

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Analisis sismico-incremental

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  • Buen dia ingenieros del futuro, deseo ser parte de ustedes y estoy realizando un IDA a un edificio de sistema MDL de 5 pisos (evitando calculos de pandeo) para determinar la resistencia del edificio para sismos ocasionales, mi trabajo va a ser casi parecido al de ustedes, solo desearia saber de donde sacaron su teoria, yo tambien cuento con la mia pero en parte la mayoria esta en ingles como la FEMA o ATC que resultaron de la SEA y comité VISIO 2000, y en español como el caso de los Ing. Mario Paz e Ing. Chopra lo toman muy ligero el tema de Pushover y peor uno como el Pushover ciclico o el IDA. Les agradeceria incondicionalmente si me pueden ofrecer teoria o alguna referencia, a la vez estaba en utilizar el programa Perform 3D o Ansys, pero con el programa CANNY que presentan estaria en duda, pues el Etabs no cuenta con algunos analisis. Por otra parte, mi tesis la ofrecere gratis a cualquier ingeniero que desee aprender más ... Gracias de antemano :(
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Analisis sismico-incremental

  1. 1. RESUMENEl presente estudio corresponde al trabajo final del curso deComportamiento y Diseño Avanzado de Concreto Reforzado, el cualha sido dividido en tres etapas:1.- Modelamiento y Diseño de la estructura usando el softwareETABS.2.- Modelamiento y análisis no lineal con el software CANNY.3.- Análisis dinámico incremental.
  2. 2. CONSIDERACIONES PREVIASDescripción.- La estructura a modelar es una edificación deconcreto armado de 06 niveles con luces de 30ft aprox. Lascolumnas son cuadradas de 16”x16”; las vigas interiores yperimétricas son de 40cmx100cm, los muros son de e=40cmy una longitud aproximada de 4.88m; las losas son deespesor de 20cm.El concreto utilizado es de f c=210kg/cm2, el acero encolumnas y vigas es fy=4200kg/cm2 y malla electrosoldadaen los muros (doble malla); con un fy=5050kg/cm2El uso de esta edificación esta en la categoría de CentroComercial, y se desplantara en la ciudad de Lima.
  3. 3. Análisis y Diseño Estructural en base a las Normas:•E.020: Cargas•E.030: Sismo Resistente•E.060: Concreto ArmadoSe ha definido los refuerzos de las columnasSe ha definido los refuerzos de los murosLos entrepisos se modelaron como Membrana, y se usoDiafragma Rígido de Área
  4. 4. 1. ETAPA: MODELAMIENTO EN ETABS GEOMETRÍA EN PLANTA UNIDADES EN METROS S/C=500KG/M2
  5. 5. ESPECTRO DE RESPUESTA NORMA E030
  6. 6. PERIODO CON LA NORMA E020 E030 Y E060 T1=0.6559S T2=0.5821S
  7. 7. DRIFT X-X=2.6/1000, EN EL ULTIMO PISO
  8. 8. RESULTADOS
  9. 9. DISEÑO DE MURO M1X EN EL SEXTO PISOMuro con malla electrosoldada espaciado a 0.15 m no chequea
  10. 10. Muro con malla corrugada espaciadas a 0.10m chequea acero 3/8”
  11. 11. En el primer piso no chequea la placa M1X , no chequea corte, ni con doblemalla #6 @ 10cm
  12. 12. En el 6to piso si chequea la placa M1X con una malla de 3/8” @ 10cm
  13. 13. NOCHEQUEAen el primernivel y sicumple en el6to piso conlasconsideracionesacotadas.
  14. 14. GRAFICA COLUMNA CALIBRADAName: Tanaka and Park 1990, No. 6Type: Rectangular
  15. 15. 2. ETAPA: MODELAMIENTO EN CANNYELEVACIÓN 06 PISOS
  16. 16. PLANTA MODELADA EN EL CANNY
  17. 17. PRIMERA FORMA DE MODO (PERIODO FUNDAMENTAL T1=0.51sec)
  18. 18. SEGUNDA FORMA DE MODO (T2=0.44sec)
  19. 19. TERCERA FORMA DE MODO (T3=0.18sec)
  20. 20. MATERIALES CONSTITUTIVOS1.- CONCRETO 210 Kgf/cm2
  21. 21. 2.- Malla Electrosoldada, fy=5051 kg/cm2 y FU=5,600 kg/cm2, para los muros(doble malla)
  22. 22. 3.- Acero Corrugado Grado 60 para las demás secciones
  23. 23. SECCIONES USADAS
  24. 24. 3. ETAPA: ANÁLISIS DINÁMICO INCREMENTAL (IDA)Escalamiento de los registros sísmicos, mostraremos solo para 2g. y luego el reportede todas las corridas. PAR DE REGISTRO SÍSMICOS 7035 Y 7036
  25. 25. DESPLAZAMIENTO EN EL ULTIMO PISOY así escalmos desde 0.5g a 10g.
  26. 26. PAR DE REGISTRO SÍSMICOS 7038 Y 7039 DESPLAZAMIENTO EN EL ULTIMO PISOY así escalmos desde 0.5g a 10g.
  27. 27. PAR DE REGISTRO SISMICOS 7050 Y 7051 DESPLAZAMIENTO EN EL ULTIMO PISOY así escalmos desde 0.5g a 10g.
  28. 28. DESPLAZAMIENTO HALLADOS CON EL CANNY DEL ULTIMO NIVEL CON LOS SISMOSSa (0.60 seg, Factor de 5%) g 7035 -7036 7038 -7039 7050 -7051 Escalamiento X Y X Y X Y Fx Fy 0.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 34.211 48.081 39.096 32.298 60.955 58.407 2.04 1.22 1.0 84.908 64.317 80.824 58.503 73.325 93.134 4.08 2.45 1.5 83.155 81.868 168.310 68.440 150.150 138.950 6.12 3.67 2.0 113.220 101.710 137.360 81.214 237.510 119.190 8.16 4.89 2.5 104.050 146.520 146.510 76.505 282.020 190.580 10.20 6.11 3.0 111.510 179.740 215.580 78.371 359.240 249.710 12.24 7.33 3.5 144.300 210.730 289.790 122.440 428.030 315.760 14.28 8.55 4.0 202.320 242.830 229.810 101.190 706.970 398.930 16.32 9.77 4.5 287.210 270.870 229.600 128.100 860.270 514.820 18.36 10.99 5.0 322.500 287.000 289.490 174.510 923.140 554.160 20.40 12.21 6.0 525.440 309.960 311.300 287.440 1150.500 904.260 24.48 14.66 7.0 445.930 327.780 393.520 290.650 3397.800 1213.300 28.56 17.11
  29. 29. DRIFT HALLADOS DEL ÚLTIMO NIVEL CON LOS SISMOSSe ha convertido los desplazamientos de milímetros a metros, y para hallar losDRIFT se ha dividido entre la altura (22.86 m). 7035 -7036 7038 -7039 7050 -7051 Sa (0.60 seg, 5%) g X Y X Y X Y 0.0 0 0 0 0 0 0 0.5 0.001497 0.002103 0.001710 0.001413 0.002666 0.002555 1.0 0.003714 0.002814 0.003536 0.002559 0.003208 0.004074 1.5 0.003638 0.003581 0.007363 0.002994 0.006568 0.006078 2.0 0.004953 0.004449 0.006009 0.003553 0.010390 0.005214 2.5 0.004552 0.006409 0.006409 0.003347 0.012337 0.008337 3.0 0.004878 0.007863 0.009430 0.003428 0.015715 0.010923 3.5 0.006312 0.009218 0.012677 0.005356 0.018724 0.013813 4.0 0.008850 0.010622 0.010053 0.004427 0.030926 0.017451 4.5 0.012564 0.011849 0.010044 0.005604 0.037632 0.022521 5.0 0.014108 0.012555 0.012664 0.007634 0.040382 0.024241 6.0 0.022985 0.013559 0.013618 0.012574 0.050328 0.039556 7.0 0.019507 0.014339 0.017214 0.012714 0.148635 0.053075 10.0 0.041986 0.029828 0.036206 0.010839 0.400516 0.079313
  30. 30. GRAFICO IDA
  31. 31. NORMA E.030 ART. 18.3 y ART. 15.1Sismos y Verificación de la Máxima Deformación de Entrepiso Sismo Max. DRIFT Sismo 7035 0.0015 Sismo 7036 0.0021 Sismo 7038 0.0017 Sismo 7039 0.0014 Sismo 7050 0.0027 Sismo 7051 0.0026•Promedio: 0.0019•Limite: 0.0070•Mayor: 0.0027Sismos Escalados a PGA=0.40g
  32. 32. COMPARACIÓN ENTRE LA RIGIDEZ ESTRUCTURAL TEÓRICA Y LA PROMEDIO ANTE LOS REGISTROS SÍSMICOSKx = 6943.3/60.955 = 113.91 KN/mmKy =8409.0/58.407 = 143.97 KN/mmLa Rigidez Teórica en X = 8745.35/46.95 = 186.27 KN/mmLa Rigidez Teórica en Y = 9394.23/39.51 = 237.29 KN/mm
  33. 33. Sa QUE IMPLICA UN DRIFT GLOBAL DE 0.007, CON UN 50% DE NIVEL DE CONFIANZA 7035 7036 7038 7039 7050 7051 3.65 2.66 2.60 4.90 1.55 2.38Promedio (50% de Confianza) = 2.63 g para un Drift Global de 0.007Z=0.40 U=1.30 S=1.00 C=2.5 R= 6ZUSC = 0.40 x 1.30 x 1.00 x 2.50 = 1.3 gZUSC/R = 0.40 x 1.30 x 1.00 x 2.50 /6 = 0.21 g
  34. 34. Sa QUE IMPLICA UNA PROBABILIDAD DE COLAPSO DE 50%Se asume que el colapso se da en un Drift Global del 2%, 5 de los 6 registros cruzan esteDrift.El 50% de la probabilidad del colapso se da con una aceleración Sa de 5.81 g, tresregistros lo hacen en valor menor a 5.81 g.Esto implica que 5.81 g es el Sa con P (colapso) = 0,5 aprox.
  35. 35. DUCTILIDAD POR DESPLAZAMIENTO CON UN 50% DEL NIVEL DE CONFIANZA
  36. 36. CURVAS DE PELIGRO T=0.60 Segundos 22 Registros – 5 % AMORTIGUAMIENTO
  37. 37. DRIFT GLOBAL PARA UN SISMO DE SERVICIO, DISEÑO Y ULTIMO CON UN NIVEL DE CONFIANZA DEL 50%
  38. 38. DRIFT GLOBAL PARA UN SISMO DE SERVICIO, DISEÑO Y ULTIMO CON UN NIVEL DE CONFIANZA DEL VALOR MEDIO MAS UNA DESVIACIÓN ESTÁNDAR
  39. 39. CONCLUSIONES • El uso de procedimientos mas sofisticados, en el modelamiento inelástico de estructuras para simular comportamientos y predecir respuestas, se va a convertir en trabajo cotidiano en las oficinas de ingeniería estructural, conforme el Diseño Sísmico Basado en Desempeño se abra paso en nuestro medio. • En términos estadísticos diríamos que la incertidumbre en la determinación de las acciones basadas en resistencia es inferior a la que se halla presente en las basadas en desplazamientos. Todo este razonamiento mas consideraciones económicas han creado el marco en el que se viene desarrollando el Diseño Sísmico Basado en Desempeño, (Jalayer y Cornell, 2003). Este enfoque aun no es incorporado en nuestras Normas, pero indefectiblemente ello ocurrirá en los próximos años. La realidad de nuestras estructuras es inelástica y aleatoria.
  40. 40. CONCLUSIONESPROCEDIMIENTOS DE ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURASLos principales procedimientos de análisis sísmico son los siguientes (FEMA,1997):1. Análisis Estáticos Lineales (ALE), conocidos como Estáticos Equivalentes, como se especifica en el artículo 17 de nuestra Norma E.030 (RNE, 2006).2. Análisis Dinámicos Lineales (ALD), normados en nuestro reglamento por elartículo 18 de la mencionada Norma. Se usan dos tipos: a. Tiempo Historia, cuando se usan registros de aceleración y las respuestas estructurales se conocen a lo largo de toda a duración del evento sísmico. b. Espectro de Respuesta, cuando se trabaja con los espectros obtenidos de los registros de aceleración, combinando los aportes de cada modo, a fin de obtener un valor representativo de la respuesta, ya que la falta de simultaneidad de las máximas respuestas en cada modo de vibración implican la necesidad de combinarlas adecuadamente.3. Análisis Estáticos No Lineales (ANLE), mas conocidos como Push – Over, por sunombre en inglés, cuya principal característica es la de usar sistemas equivalentesde un grado de libertad, para modelar una estructura de múltiples grados de libertady que únicamente nos permiten apreciar respuestas globales de la estructura.
  41. 41. CONCLUSIONESPROCEDIMIENTOS DE ANALISIS SISMICO DE ESTRUCTURAS4. Análisis Dinámicos No Lineales (ANLD), cuando conociendo las propiedades delos materiales constitutivos de nuestra estructura y de los elementos de los sistemasestructurales, hacemos uso de registros de aceleración, en un cierto número de ellos,para predecir las respuestas de nuestro sistema, generalmente las basadas endesplazamientos. Las herramientas mas conocidas, desde la óptica de ladiscretización, son:a. Elementos Finitos, sumamente poderoso, pero consumidor de ingentes recursosde hardware, que lo hace prohibitivo en su uso en la mayoría de los casos, de talmodo que solamente ciertas instituciones tienen los equipos y el software capaces demanejar en forma aceptable los requerimientos que implican el modelar unaestructura. Permite predecir respuestas de resistencia y desplazamiento al detalle.b. Macro Elementos, que usando las curvas esfuerzo – deformación y el método delas fibras por un lado e incorporando modelos histeréticos para diversos elementos(vigas, columnas, muros, rotulas, resortes, cables, etc.) por otro, permiten predecir deuna forma no tan onerosa, la respuesta de nuestro sistema estructural. Ideal pararespuestas de desplazamiento (rotaciones, curvaturas, deformaciones de entrepiso,etc.)

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