CURSO: ALBAILERA ESTRUCTURAL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
MODELACIN DE ALBAILERA
CONFINADA MEDIANTE EL METODO DE
ELEMENTOS FINITOS
DOCENTE:
ING. JOSEFA GUTIERREZ ADRIANZEN
ALUMNOS:
GARCIA OLAYA, WILLIAM MANUEL.
OGOA ABAD, LEYLI YANET.
CHUNGA TEMOCHE, FRANCISCO.
ANCAJIMA SERNAQUE, ALEX.
MODELACIN DE ALBAILERA CONFINADA MEDIANTE EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS
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INDICE
I. INTRODUCCION
II. OBJETIVOS
III. GENERALIDADES
3.1. METODOS DE MODELACION ESTRUCTURAL EN ALBAILERIA CONFINADA.
3.2. DESCRIPCION DE LA EDIFICACION.
3.3. NORMAS EMPLEADAS.
3.4. CARGAS DE DISEO.
3.5. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.
IV. PREDIMENSIONAMIENTO
4.1. LOSA MACIZA.
4.2. VIGAS PRINCIPALES Y SECUNDARIAS.
4.3. MUROS DE ALBAILERIA.
4.4. MUROS DE CONCRETO ARMADO.
4.5. ESCALERA.
V. METRADO DE CARGAS.
VI. MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACION DE ALBAILERIA CONFINADA
UTILIZANDO EL SOFTWARE ETABS.
VII. ANALISIS SISMICO DE LA EDIFICACION.
7.1. GENERALIDADES.
7.2. PARAMETROS SISMICOS.
7.3. FUERZAS DE INERCIA.
7.4. VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTO LATERALES.
7.5. DISTORSION INELASTICAS Y REGULARIDAD TORSIONAL.
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I. INTRODUCCION:
El presente trabajo tiene como objetivo principal el MODELAMIENTO ESTRUCTURAL de una
edificacin de albailera confinada, utilizando como software ETABS. La modelacin se realiza
mediante el mtodo de ELEMENTOS FINITOS.
La edificacin corresponde a un edificio de oficinas que consta de 4 plantas (8.0mx24.1m) con la
misma distribucin arquitectnica y una altura libre de piso de 2.4m.
En cuanto a la estructuracin del edificio, se emplearon muros de corte tanto de albailera
confinada y de concreto armado. Se busc una distribucin que garantice una rigidez adecuada en
ambas direcciones con la finalidad de controlar los desplazamientos laterales y evitar problemas
de torsin, en conjunto con el uso de dinteles y vigas peraltadas en la zona correspondiente a la
caja de la escalera.
Definido lo anterior, se procedi a pre-dimensionar los elementos estructurales principales (losas
macizas, vigas, columnas, muros de albailera y de concreto armado), siguiendo los criterios y
recomendaciones de la norma peruanas de albailera y de concreto armado, adems de
bibliografa de autores reconocidos en nuestro medio.
A continuacin se procedi a realizar el metrado de cargas verticales para el anlisis ssmico,
cumpliendo con lo estipulado en las normas E.020 y E.030 de Cargas y de Diseo Sismo Resistente,
respectivamente, con especial nfasis en las solicitudes de la norma E.070 de Albailera para los
muros respectivos.
Finalmente se muestran los resultados y conclusiones del trabajo realizado.
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II. OBJETIVOS:
2.1. OBJETIVO GENERAL:
Modelacin estructural de una edificacin de ALBAILERA CONFINADA,
mediante el mtodo de ELEMENTOS FINITOS.
2.2. OBJETIVOS PARTICULARES:
Conocer los diferentes mtodos de modelacin estructural en albailera
confinada.
Estructuracin de la edificacin de albailera confinada.
Predimensionamiento de los elementos estructurales.
Anlisis ssmico de la edificacin de albailera confinada ante sismo
moderado.
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III. GENERALIDADES:
3.1. METODOS DE MODELACION ESTRUCTURAL EN ALBAILERIA CONFINADA.
Las tcnicas de modelacin estructural en albailera de mayor aceptacin entre
los profesionales dedicados al anlisis estructural son: Elementos Finitos, Prticos
planos, Prticos planos interconectados y Prtico espacial. Siendo algunas ms
refinadas que otras, las cuatro tcnicas se describen a continuacin:
TECNICA DE ELEMENTO FINITOS: Los muros y a las losas se modelan en forma
espacial mediante una malla de elementos finitos (tipo shell), mientras que
las vigas y columnas se modelan mediante barras.
TECNICA DE PRTICOS PLANOS: Esta tcnica es la que tradicionalmente se usa
en el modelaje estructural. Los muros son modelado como barras que en
conjunto con las vigas forman una serie de prticos planos interconectados
por diafragmas rgidos (losas de techo).
Las vigas dinteles se modelan como barras, cuya seccin considera una porcin
de la losa con un ancho efectivo igual a 4 veces el espesor de la losa, lo que
proporciona vigas de secciones L (vigas perimtricas) y T (vigas centrales),
adems se debe tomar en cuenta la porcin de viga a considerar como brazo
rgido como la distancia que existe entre el eje del muro hasta los extremos del
mismo.
TECNICA DE PORTICOS PLANOS INTERCONECTADOS: Esta tcnica de modelaje
es similar a la segunda tcnica, pero los prticos planos ortogonales se les hizo
compatibles en desplazamiento vertical en su punto de interseccin. Esta
compatibilidad se logra alcanzar mediante la unin de los extremos de los
prticos ortogonales con elementos rgidos, con un mdulo de elasticidad 100
veces mayor al mdulo de elasticidad del concreto.
TECNICA DE PORTICO ESPACIAL: Bajo esta tcnica, se modela al edificio como
si fuese un slo prtico compuesto por barras espaciales agregando los
diafragmas rgidos. Las vigas se modelan como barras cuya seccin considera
una porcin de la losa con un ancho efectivo igual a 4 veces el espesor de la
losa, lo que origina vigas de secciones L y T. Cada muro se model como una
barra vertical (tipo frame) con secciones tipo E y U conectadas con vigas
cuyos brazos rgidos fueron simulados a travs de barras y un mdulo de
elasticidad 100 veces mayor al mdulo de elasticidad del concreto.
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3.2. DESCRIPCION DE LA EDIFICACION.
La edificacin corresponde a un edificio de oficinas que consta de cuatro plantas
iguales. Cada planta consta de 4 oficinas, 2 salas, 2 kitchenet, 2 SS.HH, 1 HALL,
reas libres y una escalera que permite unir los niveles en cada planta.
Se buscado que la edificacin cumpla condiciones adecuadas de ventilacin y
asoleamiento. Adems de buscar simetra entre los ambientes para que la
edificacin pueda desempearse adecuadamente durante un sismo.
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3.3. NORMAS EMPLEADAS.
Metrado de cargas: Norma E.020 de Cargas.
Anlisis Ssmico: Norma E.030 de Diseo Sismo Resistente.
Diseo de cimentaciones: Norma E.050 de Suelos y Cimentaciones.
Diseo de concreto: Norma E.060 de Concreto Armado.
Diseo de albailera: Norma E.070 de Albailera.
3.4. CARGAS DE DISEO.
Las cargas consideradas para el anlisis y diseo del edificio son cargas de
gravedad y cargas de sismo, las cuales deben cumplir lo especificado en la
normativa peruana.
Carga Muerta (CM).
Es una carga gravitacional permanente que acta durante la vida til de la
estructura como es: el peso propio de la edificacin, el peso de los elementos que
ste soporta, los cuales son los tabiques, acabados, maquinaria para ascensores y
cualquier otro dispositivo que quede fijo a la estructura.
Carga Viva (CV).
Es una carga gravitacional de carcter movible que podra actuar en forma
espordica sobre los ambientes del edificio. Entre estas solicitaciones se tiene el
peso propio de los ocupantes, muebles, agua, equipos removibles y otros
elementos mviles soportados por la edificacin. La carga se supone
uniformemente distribuida como se indica en la NTE E.020 Cargas.
Carga de Sismo (CS).
Es una carga dinmica que se produce cuando las ondas ssmicas generan
aceleraciones en la masa de la estructura. Esta conjuncin produce las fuerzas de
inercia que varan durante el sismo.
3.5. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.
A continuacin se muestran las propiedades mecnicas de los materiales a
emplear:
Concreto:
Resistencia a la Compresin: fc = 210 kg/cm2
Deformacin Unitaria Mxima: cu = 0.003
Mdulo de Elasticidad: Ec = 15,000fc Ec = 217,000 kg/cm2
Mdulo de Poisson: v = 0.15
Mdulo de Corte: G = Ec/2.3 G = 94,500
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Albailera: King Kong Industrial
Resistencia a Compresin Axial de las Unidades: fb = 145 kg/cm2
Resistencia a Compresin Axial en Pilas: fm = 65 kg/cm2
Resistencia al Corte en Muretes: vm = 8.1 kg/cm2
Mdulo de Elasticidad: Em = 500fm -> Em = 32,500 kg/cm2
Mdulo de Corte: Gm = 0.4Em -> Gm = 13,000 kg/cm2
Acero de refuerzo:
Esfuerzo de Fluencia: fy = 4,200 kg/cm2
Deformacin Unitaria Mxima: s = 0.0021
Mdulo de Elasticidad: Es = 2000,000 kg/cm2
IV. PREDIMENSIONAMIENTO
Basndose en recomendaciones de diferentes bibliografas, en las especificaciones de
la Normativa peruana (E-060 Y E-070) y en las caractersticas geomtricas de la
edificacin, se predimensionan los elementos que formarn el sistema de albailera
confinada.
4.1. LOSA MACIZA.
Debido a la forma simtrica de los paos en las que no predomina una dimensin
sobre otra, se decide utilizar losas macizas en lugar de losas aligeradas. Adems
con el uso de la losas macizas armada en dos direcciones estamos generando que
los muros en ambas direcciones soporten cargas.
Tomamos el mayor pao de la losa, la luz libre mxima es de 5.5 m y un
permetro de 14.8 m, por tanto tenemos:
14.040
5.5
40
Lnh m
L08.0
180
8.14
180
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4.2. VIGAS PRINCIPALES Y SECUNDARIAS.
Para el caso de las vigas principales se ha tenido en cuenta el siguiente criterio:
Donde:
h= peralte de la viga (m)
Ln= Luz libre de la viga (m)
bw= ancho de viga (m)
Predimensionando las vigas principales, tenemos:
( ) ( )
Por lo tanto las vigas principales tendrn las siguientes dimensiones 0.25mx0.35m
En el caso de las vigas secundarias, estas tendrn las siguientes dimensiones:
0.25mx0.15m
4.3. MUROS DE ALBAILERIA.
Espesor de muro
Para el diseo del muro de albailera se utilizar ladrillos clase IV slidos (30% de
huecos) tipo King Kong Industrial (segn la Tabla N 9 de la NTE E.070), en un
amarre de soga con un espesor de 0.13 m. Se verifica el espesor mnimo requerido
mediante el Artculo 19 de la NTE E.070 en relacin a la altura libre h entre los
elementos de arriostre horizontales:
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Por lo tanto, todo los muros corresponden a un amarre de soga con un espesor de
0.13 m es correcto.
A excepcin de los muros perimetrales extremos en la direccin Y-Y que se ha
considerado un amarre de cabeza con un espesor de 0.23 m.
Densidad de muros
Como parte del predimensionamiento y estructuracin del edificio, se debe
calcular la densidad mnima de muros portantes mediante la siguiente expresin
del artculo 19.2 de la NTE E.070:
Densidad de Muros Reforzados Direccion X-X Direccion Y-Y
Muro L (m) t (m) Ac (m) Nm Subtotal Muro L
(m) t (m) Ac (m) Nm Subtotal
X1 1.65 0.13 0.215 4 0.858 Y1 3.93 0.13 0.5109 4 2.044
X2 3.1 0.13 0.403 4 1.612 Y2 1.4 0.13 0.182 4 0.728
X3 2.35 0.13 0.306 4 1.222 Y3 3.38 0.13 0.4394 2 0.8788
X4 4.4 0.13 0.572 2 1.144 Y4 (CA) 3.38 0.15*6.15 3.118 2 6.236
X5 3.71 0.13 0.482 2 0.9646
X6 3 0.8 2.4 1 2.4
(Ac.Nm)/Ap = 0.0425 (Ac.Nm)/Ap = 0.0470
OK, CUMPLE DENSIDAD MINIMA
OK, CUMPLE DENSIDAD MINIMA
Ap 192.8
Z 0.4
U 1
S 1
N 4
Z.U.S.N/56 = 0.0286
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4.4. MUROS DE CONCRETO ARMADO.
Segn el artculo 21.9.3.2 de la NTE E.060, el espesor mnimo de muros de corte es
de 0.15 m, este valor ser considerado en nuestro caso inicialmente, ms adelante
ser comprobado.
4.5. ESCALERA.
Se dimensionar la escalera de la siguiente manera:
mh
t 10.025
52.2
25
Dnde:
h: altura entre pisos (m) t: espesor de la garganta de la escalera (m)
Se considerar un espesor de 0.12 m en la garganta de la escalera para una mejor distribucin de acero en el concreto. De los planos de arquitectura de la edificacin se tienen pasos de 0.25 m de longitud. Adems la escalera cuenta con 14 contra pasos cuya altura se define a continuacin:
mcp 18.014
52.2
Se debe cumplir la siguiente expresin:
64.0260.0 pxcp
64.025.018.0260.0 x
64.061.060.0
Por lo tanto, se aceptan las dimensiones indicadas para los elementos: - Paso=0.25m - Contrapaso=0.18m
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V. METRADO DE CARGAS.
5.1. PESOS UNITARIOS Y CARGAS DIRECTAS.
A continuacin se definen los pesos unitarios a emplearse para la carga muerta
(CM) y carga viva (CV) segn lo indicado en la NTE.020:
Carga Muerta (CM)
Peso del concreto armado 2.40 Tn/m3
Peso de muros de albailera 1.80 Tn/m3
Peso del tarrajeo 2.00 Tn/m3
Peso del piso terminado 0.02 Tn/cm/m2
Carga Viva (CV)
S/C
oficinas
0.250 Tn/m2
S/C corredores y
escaleras
0.400 Tn/m2
S/C azotea 0.100
Tn/m2
Las cargas actuantes en
cada muro se obtienen
sumando las cargas directas (peso propio, peso de soleras, dinteles, ventanas y
alfizares) ms las cargas indirectas (provenientes de la losa del techo: peso
propio, acabados y sobrecarga).
5.2. CARGAS DIRECTAS
Para obtener las cargas directas primeramente se determinar las cargas repartidas por unidad de
longitud en cada seccin vertical tpica (fig. 2), empleando las cargas unitarias del acpite 5.1
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Zona de muros de albailera e= 0.15 (incluyendo acabados)
- Piso tpico : 0.13 x 0.35 x 2.4 + 2.40 x 0.274 =0.77 ton/m
- Azotea : 1.20 x 0.274 + 0.13 x 0.25 x 2.4 =0.41 ton/m
Zona de muros de albailera e= 0.25 (incluyendo acabados)
- Piso tpico : 0.23 x 0.35 x 2.4 + 2.40 x 0.274 =0.85 ton/m
- Azotea : 1.20 x 0.274 + 0.13 x 0.25 x 2.4 =0.41 ton/m
Zona de alfizares con h = 1.0 m
- Piso tpico : 0.23 x 0.35 x 2.4 + 1.0 x 0.274 + 1.4 x 0.02 =0.50 ton/m
- Azotea : =0.09 ton/m
Zona de alfizares con h = 1.80 m
- Piso tpico : 0.13 x 0.23 x 2.4 + 1.80 x 0.274 + 0.8 x 0.02 =0.58 ton/m
- Azotea : =0.09 ton/m
Zona de placas Y4
- Piso tpico : 0.13 x 0.12 x 2.4 + 2.40 x 0.352 =0.88 ton/m
- Azotea : 1.20 x 0.352 + 0.13 x 0.12 x 2.4 =0.46 ton/m
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5.3. CARGAS INDIRECTAS:
Para determinar las cargas provenientes de la losa de techo, se aplic la tcnica de reas
de influencias. En la tabla se presenta un resumen de estas cargas.
VI. MODELAMIENTO ESTRUCTURAL DE LA EDIFICACION DE ALBAILERIA CONFINADA
UTILIZANDO EL SOFTWARE ETABS.
PD=AIxWD PL=AIxWL PD=AIxWD PL=AIxWL
X1 4 4.97 1.93 1.24 7.71 4.97 8.96 4.97 0.50 0.50 1.99 1.99 2.49
X2 4 4.5 1.75 1.13 6.98 4.50 8.11 4.5 0.45 0.45 1.80 1.80 2.25
X3 2 3.67 1.42 0.92 2.85 1.84 3.31 3.67 0.37 0.37 0.73 0.73 0.92
x4 2 5.22 2.03 1.31 4.05 2.61 4.70 5.22 0.52 0.52 1.04 1.04 1.31
X5 2 2.68 1.04 0.67 2.08 1.34 2.41 2.68 0.27 0.27 0.54 0.54 0.67
X6 2 3.54 1.37 0.89 2.75 1.77 3.19 3.54 0.35 0.35 0.71 0.71 0.89
Y1 4 3.38 1.31 0.85 5.25 3.38 6.09 3.38 0.34 0.34 1.35 1.35 1.69
Y2 4 5.32 2.06 1.33 8.26 5.32 9.59 5.32 0.53 0.53 2.13 2.13 2.66
Y3 2 8.97 3.48 2.24 6.96 4.49 8.08 8.97 0.90 0.90 1.79 1.79 2.24
Y4(placa) 2 5.22 2.03 1.31 4.05 2.61 4.70 5.22 0.52 0.52 1.04 1.04 1.31
PD + 0.25PL
TABLA 3. CARGAS INDIRECTAS
carga total
PISO TIPICO
carga total
AZOTEA
Cantidad
AI PD=AIxWD PL=AIxWL AI PD=AIxWD PL=AIxWL
MURO PD + 0.25PL
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PASOS A SEGUIR DURANTE LA MODELACION POR ELEMENTOS FINITOS EN EL SOFTWARE ETABS
VISTA EN PLANTA DE LA ESTRUCUTURA DE ALBAILERIA A MODELAR
DEFINIR GRILLA Y GEOMETRIA DE LA EDIFICACION
PASO 1.-Cuando creas un nuevo modelo seleccionas un botn DEFAULT.EDB y te aparece la ventana
BUILDING PLAN GRID SYSTEM AND STORY DATA DEFINITION y procedes al llenado del cuadro.
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PASO2: En la ventana antes mencionada seleccionar CUSTOM GRID SPACING y en DISPLAY GRID
seleccionamos para colocar los espacios de eje a eje.
PASO3: A continuacion se presentan las grillas del modelo a idealizar
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GUARDANDO EL AVANCE DEL MODELO:
Para guardar el avance del modelo ir al men FILE-SAVE AS , seleccionar la carpeta donde
guardara el modelo. Escriba el nombre del archivo y haga click en guardar.
DEFINICION DE PROPIEDADES DEL MATERIAL:
El material que ser utilizado para la losa es concreto armado con una resistencia a la
compresin de 210kg/cm2.
PASO 4: Luego de haber definido grillas , pasamos a definir el tipo de material, para ello
hacemos click en el men DEFINE- MATERIAL PROPERTIES, TAL COMO SE MUESTRA EN LA
FIGURA
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PASO 5: A CONTINUACION CREAMOS OTRO MATERIAL DENOMINADO ALBAILERIA
DEFINICION DE SECCIONES:
PASO6: Para definir las propiedades de los elementos que representaran las vigas y columnas del
modelo vamos al men DEFINE-FRAME SECTIONS Y esto nos llevara al formulario DEEFINE FRAME
PROPERTIES. EN LA SECCION TO: ELEGIR ADD RECTANGULAR ya en el formulario ingresar los datos.
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DEFINIENDO COLUMNAS:
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DEFINICON DE MUROS:
En DEFINE seleccionar WALL/SLAB DECK SECTIONS y ah nos encontramos con los diferentes tipo de
materiales que trabaja el programa, nosotros seleccionamos ADD NEW MATERIAL y en CLICK TO: ADD
NEW WALL , y llenas os datos del recuadro.
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PASO7: Para losa se hace lo mismo pero en CLICK TO SELECCIONAMOS ADD NEW SLAB
ASIGNACION DE DIAFRAGMA RIGIDO:
Voy al men ASSING- JOINTS/POINTS- DIAPHRAGM. Aparecer una ventana DIAFRAGMA en
donde debe hacer click en ADD NEW DIAPHRAGM Y all escriba el nombre del diafragma a
asignar.
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DISCRETIZACION DE MUROS Y LOSAS
Para esto a EDIT Y LUEGO VOY MESH AREAS Y COLOCO entre cuantas partes quiero dividir el muro
tanto horizontalmente y verticalmente.
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PASO 8: Y para la losa voy ASSING / AREA OBJECTS MESH OPTIONS
PASO 9: Y EL RESULTADO FINAL:
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DEFINICION DE LAS MASAS
CREACION DE CARGAS ESTATICAS:
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ASIGNACION DE CARGAS EN LA LOSA :
Para asignar las cargas vamos ASSING SHELL/ AREA LOADS- UNIFORM
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DERIVAS DE ENTREPISO EN CADA NIVEL
PORCENTAJE DE PARTICIPACION DE MASAS EN CADA NIVEL
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VII. ANALISIS SISMICO DE LA EDIFICACION.
7.1. GENERALIDADES.
El anlisis ssmico de una estructura es el estudio de su comportamiento frente a
posibles movimientos telricos, obteniendo la respuesta en fuerzas producidas en
los distintos elementos del edificio y sus desplazamientos. El diseo debe ser
capaz de cumplir los siguientes objetivos en forma econmica:
Durante sismos leves, la estructura no debe presentar dao alguno.
Durante sismos moderados, la estructura debe soportar las fuerzas
producidas experimentando posibles daos dentro de los lmites
tolerables, con posibilidad de ser resanados.
Durante sismos severos, la estructura debe evitar el colapso y proteger la
vida de los ocupantes.
Para este trabajo se emple el programa ETABS, tomando en cuenta las
disposiciones de la NTE E.030 de Diseo Sismo-resistente indicadas a continuacin:
El edificio fue modelado considerando los cuatro pisos formando un
modelo tridimensional, restringiendo el movimiento de la base de los
elementos del primer piso de manera que sea un empotramiento para
representar la cimentacin del edificio.
Los muros y sus confinamientos se enmallaron con elementos tipo
Shell.
Las vigas dintel fueron modeladas como elementos frame.
Las losas en dos direcciones se modelaron como elementos tipo Shell y
fueron discretizadas con la intencin de simular el comportamiento de
la losa en ambas direcciones.
Los elementos se modelaron considerando su peso propio.
Se defini la masa de la estructura en funcin a las cargas asignadas al
modelo (carga muerta ms el 25% de la carga viva), ubicada en el
centroide de masa de los diafragmas rgidos de cada nivel,
considerando un 5% de excentricidad accidental en cada direccin.
7.2. PARAMETROS SISMICOS.
En base a la NTE E.030 de Diseo Sismorresistente, se definen los siguientes
parmetros para el anlisis ssmico:
Factor de Zona (Z)
La estructura se ubica en Piura, por lo que de acuerdo a la Tabla N 1
del Artculo 5 se ubica en la Zona 3, por lo tanto Z = 0.40.
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Factor de Condiciones Geotcnicas (S y Tp)
La edificacin se encuentra ubicada en un suelo de buena calidad, por
lo que segn al artculo 6.2 se trata de un suelo tipo S1, obteniendo
S=1.0 y Tp = 0.40 seg.
Factor de Amplificacin Ssmica (C)
Se define como la variacin de la respuesta de la estructura respecto a
la aceleracin del suelo y depende de sus caractersticas como de la
estructura mediante la siguiente expresin del Artculo 7:
Se define T = hm/CT donde hm = 10.91 m es la altura del edificio y CT=
60 para estructuras de mampostera. De esta forma tenemos que T =
0.18 y C = 5.56, por ser mayor que 2.5 se adopta el valor de C = 2.50.
Factor de Uso (U)
La edificacin analizada clasifica como edificacion de uso comun de
categora C, por lo que U= 1.0.
Configuracin Estructural
El Artculo 11 de la NTE E.030 define la regularidad del edificio de
acuerdo a la influencia de sus caractersticas arquitectnicas en su
comportamiento ssmico, en este caso, se trata de un edificio de
estructura regular.
Coeficiente de Reduccin Ssmica (R)
Este factor depende del sistema estructural empleado segn la Tabla
N 6 del Artculo 12. Por ser un edificio de muros estructurales en
ambos ejes, el factor de reduccin es de R = 6. Este factor no requiere
un coeficiente de reduccin debido a que se trata de una estructura
regular.
7.3. FUERZAS DE INERCIA.
CALCULO DE LA EXCENTRICIDAD ACCIDENTAL (e=0.05*L)
Lx= 24.1
e= 1.205 Ly= 8
e= 0.4
PERIODO FUNDAMENTAL
Hn => 10.91 m
CT => 60 (E-030)
T=hn/CT-> 0.18183333 seg
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FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA
Tp
0.4 seg
5.5 = 0.125 CONFORME!! C/Ry= 0.417 > = 0.125 CONFORME!! PESO SISMICO 221.17
Vx= 36.8616667 Tn FUERZA CORTANTE EN LA BASE PARA EL EJE X-X
Vy= 36.8616667 Tn FUERZA CORTANTE EN LA BASE PARA EL EJE Y-Y
DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA EN ALTURA Vx= 36.8616667
Vy= 36.8616667
PISO PESO (P) Hacumulado P*Hacum. Fx Fy
PISO 1 59.45 3.25 193.2125 11.7604895 11.7604895
PISO 2 59.45 2.55 151.5975 9.22746095 9.22746095
PISO 3 59.45 2.55 151.5975 9.22746095 9.22746095
PISO 4 42.82 2.55 109.191 6.64625531 6.64625531
(
)
605.599
MODELACIN DE ALBAILERA CONFINADA MEDIANTE EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS
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7.4. VERIFICACION DE DESPLAZAMIENTO LATERALES.
Segn el Artculo 16.4 y en base a la Tabla N 8 de la NTE E.030, la distorsin Inelstica se calcula con la siguiente expresin:
Donde R=6, es el coeficiente de reduccin indicado por la norma.
Story Item Load Point X Y Z D.I EN
X D.I EN
Y
STORY4 Diaph
LOSA4 X COMBSIMOXX 184 15.229 7.86 10.825 0.000272
STORY4 Diaph
LOSA4 Y COMBSIMOXX 206 0 7.533 10.825 0.000056
STORY4 Diaph
LOSA4 X COMBSISMOYY 184 15.229 7.86 10.825 0.000015
STORY4 Diaph
LOSA4 Y COMBSISMOYY 276 23.87 7.533 10.825 0.000324
STORY3 Diaph
LOSA3 X COMBSIMOXX 184 15.229 7.86 8.275 0.000359
STORY3 Diaph
LOSA3 Y COMBSIMOXX 206 0 7.533 8.275 0.000064
STORY3 Diaph
LOSA3 X COMBSISMOYY 184 15.229 7.86 8.275 0.000018
STORY3 Diaph
LOSA3 Y COMBSISMOYY 276 23.87 7.533 8.275 0.000359
STORY2 Diaph
LOSA2 X COMBSIMOXX 184 15.229 7.86 5.725 0.000425
STORY2 Diaph
LOSA2 Y COMBSIMOXX 206 0 7.533 5.725 0.000068
STORY2 Diaph
LOSA2 X COMBSISMOYY 184 15.229 7.86 5.725 0.00002
STORY2 Diaph
LOSA2 Y COMBSISMOYY 276 23.87 7.533 5.725 0.000363
STORY1 Diaph
LOSA1 X COMBSIMOXX 184 15.229 7.86 3.175 0.000396
STORY1 Diaph
LOSA1 Y COMBSIMOXX 206 0 7.533 3.175 0.000053
STORY1 Diaph
LOSA1 X COMBSISMOYY 184 15.229 7.86 3.175 0.000018
STORY1 Diaph
LOSA1 Y COMBSISMOYY 276 23.87 7.533 3.175 0.000275
MODELACIN DE ALBAILERA CONFINADA MEDIANTE EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS
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Del anlisis ssmico se obtuvieron los siguientes resultados:
La distorsin inelstica mxima es 0.000425 menor a 0.005, por lo que se concluye que la estructura cuenta con una rigidez adecuada.
VIII. CONCLUSIONES
La modelacin de la edificacin cuyo sistema estructural esta bsicamente
conformado por muros de mampostera, se realiz mediante el mtodo de
elementos finitos, teniendo las siguientes consideraciones:
Muros y confinamientos enmallados como elemento tipo Shell, y vigas
dintel como elemento frame.
El empotramiento de la viga sobre el muro se simula aadiendo un
brazo rgido.
La losa de techo tambin se modelo mediante elementos finitos.
En la base se consider apoyos fijos.
Se conocieron 4 mtodos:
TECNICA DE ELEMENTO FINITOS.
TECNICA DE PRTICOS PLANOS.
TECNICA DE PORTICOS PLANOS INTERCONECTADOS.
TECNICA DE PORTICO ESPACIAL.
Para la estructuracin se tuvo en cuenta criterios bsicos: simplicidad y
simetra (tanto en planta como en elevacin), uniformidad y continuidad. Se
consider como diafragma rgido una losa maciza armada en dos direcciones
con la finalidad de no sobrecargar los muros en la direccin ms larga y para
que toda la estructura trabaje en conjunto.
En el predimensionamiento se tuvo en cuenta normativas peruanas y
recomendaciones de diferentes bibliografas.
Se realiz un anlisis ssmico esttico, siguiendo los parmetros establecidos
en la Norma E-030.
Las derivas de entrepiso obtenidas en el anlisis fueron menores que lo
establecido para albailera, es decir, menor que 0.005.
MODELACIN DE ALBAILERA CONFINADA MEDIANTE EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS
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IX. BIBLIOGRAFIA:
ANALISIS SISMICO DE EDIFICIOS DE ALBAILERIA CONFINADA Y ARMADA ->
ING. SAN BARTOLOME.
OTAZZI PASINO, GIANFRANCO. Apuntes del Curso de Concreto Armado 1.
Pontificia Universidad Catlica del Per. 2005.
SAN BARTOLOM, NGEL. Blog de ngel San Bartolom: Investigaciones
experimentales hechas en construcciones de albailera, para actualizar los
conocimientos de ingenieros civiles y estudiantes de Ingeniera Civil.
http://www.blog.pucp.edu.pe/albanileria/
SAN BARTOLOM, NGEL; ROJAS ISHIKAWA, LUIS NGEL Y IVAN KOO, JOS.
Estudio Experimental de los dos Criterios del ACI Empleados para Confinar los
Bordes de los Muros de Concreto Armado. Pontificia Universidad Catlica del
Per.