Análisis Estructural Con El Programa NONLIN

Condiciones:


Aplicar el programa NONLIN para desarrollar un análisis de respuesta de sistemas de
un grado de libertad, sometidos a la acción de una o varios tipos de fuerza.



El análisis podrá considerar la variabilidad de diferentes parámetros como, por
ejemplo, periodo y amortiguamiento estructural; tipo, amplitud y contenido frecuencial
de la fuerza aplicada a la estructura, etc.



Lacaracterización de la respuesta puede realizarse en función de las historias de
respuesta ante la acción externa (aceleración, velocidad o desplazamiento), de los
espectros de respuesta de aceleraciones (5% de amortiguamiento crítico), y de
cualquier otro elemento que se considere conveniente.



El informe a entregar será en formato DIGITAL en archivo WORD o PDF. No se
requiere la impresiónfísica del mismo.



El trabajo debe ser enviado vía correo electrónico antes de las 24:00 horas del
día viernes 03 de mayo de 2013. No debe extenderse más allá de diez (10) páginas.



El tipo de letra deberá ser Times New Roman, tamaño 12. Los márgenes: 3 cm
(izquierda) y 2.5 cm (arriba, abajo y a la derecha). Espaciamiento sencillo.



Deberá plantearse el problema a resolver, el procedimiento aaplicar, el análisis
correspondiente, la discusión de los resultados obtenidos y las conclusiones
respectivas.

Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil
Departamento de Estructuras
Ingeniería Sísmica

Análisis Estructural con el Programa NONLIN

Luis Camargo

C.I.: 18.018.173

Eladio Hernández

C.I.: 18.620.394

Profesor:

Mérida; 03 de mayo de 2013.

PedroRivero

1. Planteamiento del problema:
La estructura mostrada a continuación presenta las siguientes características:
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

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Pórtico doblemente empotrado con separación entre pórticos de 3 metros
Vigas infinitamente rígidas con una luz de 4 metros y dimensiones 30×50 cm.
Columnas de altura 2,5 metros con dimensiones 30×30 cm.
Placa de losa nervada con espesor de 30 cm.
El concreto utilizadopresenta una resistencia a la compresión de 230 kg/cm² a los 28
días.
Se acondiciona un amortiguamiento crítico del 5 %.

2,5 m

4m

2. Procedimiento:
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
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
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Determinar el peso de la placa y el peso propio de la viga. La sumatoria de estos dos
parámetros será el peso total a introducir en el programa.
Calcular la inercia (Ic) y el modulo de elasticidad (E) de las columnas.
Con los valoresobtenidos en el paso anterior se determina la rigidez efectiva (Ke)
asumiendo que las columnas funcionan como resortes en paralelo.
Se introduce en la interfaz del programa las siguientes condiciones: el peso, el
amortiguamiento y la rigidez de la estructura en las unidades adecuadas (Newton y
centímetros) para el análisis lineal.
Se procede a aplicar los distintos tipos de fuerza sísmica queproporciona el programa
en los registros de sismos anteriores.
Se obtienen los gráficos correspondientes a desplazamiento, velocidad y aceleración.
También los espectros de Fourier de cada uno de los anteriores.
Con los resultados arrojados por el programa se analiza el comportamiento de la
estructura para diferentes condiciones sísmicas.

3. Análisis de la estructura:
3.1. Peso total de la estructura10 bloques/m² × 12 Kg/bloque
Loseta 0,05 m × 2200 Kg/m³
Nervios 0,10 m × 0.25 m × 2 × 2400 Kg/m³
Friso 0,030 m × 2200 Kg/m³
Impermeabilización:

=
=
=
=
=

120 Kg/m²
110 Kg/m²
120 Kg/m²
66 Kg/m²
10 Kg/m²

Total 426 Kg/m²
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 = 426

𝐾𝑔
𝐾𝑔
× 3 𝑚 = 1278
2
𝑚
𝑚

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎 = 0,30 𝑚 × 0,50 𝑚 × 2400

𝐾𝑔
𝐾𝑔
= 360
3
𝑚
𝑚

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 + 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎 = 1638

𝐾𝑔
𝑚

𝑃𝑒𝑠𝑜𝑑𝑒𝑙 𝑃𝑜𝑟𝑡𝑖𝑐𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 × 𝐿𝑢𝑧 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑖𝑔𝑎
𝐾𝑔
= 1638
× 4 𝑚 = 6552 𝐾𝑔 = 64253 𝑁
𝑚

3.2. Inercia de las columnas:
𝐼𝑐 =

𝑏 × ℎ3
30 × 303
=
= 67500 𝑐𝑚4
12
12

3.3. Modulo de elasticidad:
𝐸 = 15000 × √𝑓ʹ𝑐 = 2,275 × 105

𝐾𝑔
𝑐𝑚

3.4. Rigidez equivalente proporcionada por las columnas (resortes en paralelo):
𝐾𝑐 =

12 × 𝐸 × 𝐼
12 × 2,275 × 105 × 67500
𝐾𝑔
=
= 11793,6
3
3
𝐿
250
𝑐𝑚
𝐾𝑒 = 2 × 𝐾𝑐 = 23600

𝐾𝑔
𝑁
=...