LIBRO DE ANÁLISIS SÍSMICO DE EDFICIOS

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email

El Perú se halla ubicado en una de las zonas de mayor peligrosidad sísmica del mundo, de tal forma que los proyectistas estructurales tienen que diseñar sus edificios considerando que lo más importante es la acción sísmica. Es importante crear conciencia de que los sismos no matan, lo que matan son las estructuras si es que no han sido diseñadas en forma adecuada. Para tener una verdadera visión del problema se inicia el capítulo estudiando el origen de los sismos, luego de ello se pasa a ver la sismicidad en el Ecuador, luego se indica como se realizan los estudios de peligrosidad sísmica y se presenta el mapa de zonificación del Código Ecuatoriano de la Construcción CEC-2000.
Posteriormente se presenta en forma rápida la filosofía de diseño en la forma clásica y en la nueva forma recomendada por el Comité VISION 2000, en la cual se necesita conocer los sismos de diseño para cuatro eventos denominados: frecuente, ocasional, raro y muy raro. Actualmente la mayor parte de las normativas sísmicas establecen un solo sismo de diseño y es el correspondiente al sismo raro, de tal forma que si se desea realizar un análisis y diseño sísmico por desempeño, de acuerdo a la nueva visión se debe empezar por definir la forma que tienen estos cuatro sismos.
La forma de los sismos de análisis y de diseño se lo representa mediante espectros, tema que es tratado en el próximo capítulo, donde se presenta una forma de hallar los espectros para los sismos: frecuente, ocasional, raro y muy raro, a partir de los espectros estipulados en las normativas sísmicas.

PORTADA 2

ESPECTROS DE DISEÑO Y FACTOR DE REDUCCIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS

La definición de espectros de respuesta y de diseño, es fundamental en el análisis sísmico de edificios, razón por la cual se inicia el capítulo con ésta temática. De igual manera es importante el estudio de los espectros elásticos e inelásticos, saber que con los espectros elásticos no se espera daño en las estructuras y con los espectros inelásticos si se espera daño.
Es fundamental conocer como las normativas sísmicas obtienen los espectros inelásticos dividiendo los espectros elásticos para el producto epRφφ. Donde R es el factor de reducción de las fuerzas sísmicas debido a comportamiento inelástico de la estructura; epφφ, factores con los cuales se penaliza las irregularidades en planta y elevación. Estos tres factores son objeto de estudio, con mucho detenimiento en el presente capítulo, ya que una selección inapropiada de estas cantidades puede conducir a un diseño con fuerzas sísmicas muy bajas, siendo la estructura vulnerable ante la acción de los sismos o puede conducir a sobredimensionar la acción sísmica con lo que se obtiene un diseño muy costoso.
Se analiza, con cierto detenimiento los factores de reducción de las fuerzas sísmicas para edificios de hormigón armado, compuestos por vigas y columnas, sin muros de corte, de las normativas sísmicas de: Venezuela, Colombia, Ecuador, Perú y Chile. Para poder comparar el factor R de estas normativas se debe diferenciar si los espectros formulados son a nivel de servicio o últimos, se debe tener en cuenta la deriva máxima de piso permitida, si esta deriva es elástica o inelástica, se debe conocer como se obtienen los desplazamientos inelásticos a partir de los desplazamientos elásticos. Todas estas variables influyen en el cálculo del factor R.

MATRIZ DE RIGIDEZ: LATERAL Y EN COORDENADAS DE PISO

Uno de los modelos más utilizados para el análisis sísmico espacial de edificios es el considerar tres grados de libertad por planta, que implica suponer que la losa es completamente rígida en su plano. Realmente se trata de un pseudo análisis espacial ya que se trabaja con pórticos planos unidos por una losa rígida pero es muy utilizado en el mundo. Para este modelo de análisis se determina la matriz de rigidez en coordenadas de piso, en el presente capítulo.
Para hallar la matriz de rigidez en coordenadas de piso, se necesita conocer la matriz de rigidez lateral de cada uno de los pórticos, razón por la cual se presenta en forma práctica el cálculo de la matriz de rigidez lateral para los siguientes casos: sin considerar nudos rígidos, considerando nudos rígidos y sin nudos rígidos pero considerando el aporte de la mampostería.
Para facilitar el cálculo se presentan los programas: RLAXINFI, que sirve para pórticos formados por vigas y columnas sin muros de corte; RLAXINFIMURO que halla la matriz de rigidez lateral en pórticos con muros de corte y RLAXINFIMAMPOSTERIA que encuentra la matriz de rigidez lateral en pórticos planos, sin muros de corte pero con el aporte de la mampostería, la misma que es modelada de acuerdo a la normativa de Perú.
Se presentan nueve modelos para obtener el ancho equivalente de la mampostería para la diagonal equivalente y de estos se seleccionó el de Paulay y Priestley (1992) que fue acogido por la Norma de Perú.
Por considerarlo de interés se presentan las lecciones dejadas en el sismo del Perú de 2007 en el Bloque de Enfermería de la Universidad San Luis Gonzaga de la ciudad de Ica, donde se desacopló la mampostería mediante la construcción de subpórticos conformados por columnetas y viguetas los mismos que confinan a la mampostería. Pero la falta de anclaje del hierro longitudinal de las columnetas en la viga principal llevó a que falle las bases del subpórtico.

MÉTODO ESTÁTICO Y TORSIÓN ESTÁTICA

Se presenta la teoría y dos programas de computación para realizar el análisis sísmico de estructuras que tienen menos de 10 pisos y que son regulares en planta y elevación. En el primer programa denominado ANALISISESTATICONEW se considera un modelo con un grado de libertad por planta y en el segundo programa ANALISISESTATICO2GDL se considera un modelo de dos grados de libertad por planta. En los dos programas el usuario debe ingresar como dato la matriz de rigidez lateral obtenido con inercias gruesas, de los pórticos en el sentido de análisis sísmico.
En el programa ANALISISESTATICONEW las fuerzas debido a torsión accidental se obtienen mayorando un 10% las fuerzas estáticas. Mientras que en el programa ANALISISESTÁTICO2GDL se calcula las fuerzas en cada uno de los pórticos por efecto de los momentos de torsión accidental.
En los dos programas la acción sísmica está definida por un espectro de diseño inelástico, el mismo que se obtiene dividiendo las ordenadas del espectro elástico para el factor de reducción de las fuerzas sísmicas R indicado en el capítulo 2. Los programas están realizados para el nivel de diseño de disipación de energía elevada. Posteriormente, cuando se realicen las combinaciones de carga, el estado de fuerzas que se obtiene del análisis sísmico, no se debe ser mayorar y se deberá cumplir que la deriva máxima de piso, inelástica sea menor al 1.5%. S
Se presenta, en primer lugar, un estudio desarrollado en la Universidad Técnica de Manabí, Aguiar et al (2006) en el que se obtuvo el período de vibración de 36 estructuras de 1 a 6 pisos, empleando una de las fórmulas que recomienda el CEC-2000 para calcular el período en función de la altura total del edificio, el mismo que es comparado con los que se encuentran de la solución del problema de vibraciones libres en sistemas de múltiples grados de libertad sin considerar amortiguamiento, para dos condiciones a saber: con inercias gruesas y considerando inercias agrietadas y con la recomendada por Goel y Chopra (1997).

ANÁLISIS SÍSMICO ESPACIAL POR EL MÉTODO DE SUPERPOSICIÓN MODAL

Se presenta el análisis sísmico espacial de edificios considerando tres grados de libertad por planta, ante la acción de un espectro de diseño inelástico. Con este modelo numérico es factible realizar el análisis sísmico de estructuras de menos de diez pisos que sean irregulares en planta y elevación, situados en cualquier zona sísmica, siempre y cuando la estructura pueda ser modelada como piso rígido. Para edificios de más de diez pisos también es aplicable el método siempre que la estructura sea regular en planta y elevación.
Se indica el procedimiento de análisis sísmico espacial, aplicando el Método de Superposición Modal y se presenta el programa denominado MODALESPACIAL3GDLNEW que sirve para encontrar las fuerzas estáticas equivalentes en cada uno de los pórticos de acuerdo a lo establecido en el CEC-2000 pero utilizando el factor de reducción de las fuerzas sísmicas indicado en el capítulo 2, para estructuras conformadas por vigas y columnas sin muros de corte.

boton descargar

Autor :Dr. Ing. Roberto Aguiar Falconí

EL DOCTOR MARIO PAZ Y SU SOLUCIONADOR
Christian Asmat Vidarte
EL DOCTOR MARIO PAZ Y SU SOLUCIONADOR

Con un libro que nos permite tener al alcance cada uno de los métodos con los que es posible la solución de problemas icónicos en

EL MEJOR SOLUCINARIO DE DINAMICA ESTRUCTURAL
Christian Asmat Vidarte
EL MEJOR SOLUCINARIO DE DINAMICA ESTRUCTURAL

La dinámica estructural es una materia que gira en torno a la dinámica, que se conceptualiza como cuerpos o estructuras en movimiento. La dinámica aplicada

MANUAL DE ALIGERAMIENTO DE ESTRUCTURAS

El poliestireno expandido EPS, es un material conocido por los agentes implicados en la edificación, debido a las diferentes funciones que realiza, especialmente en el campo del aislamiento térmico

Christian Asmat Vidarte
Egresado de Ingeniería Civil en la Universidad Privada Antenor Orrego , con conocimientos en los software de SAP2000 , Civil 3D , AutoCAD, Revit , Risa 3D.
Deja tu comentario