espectro de diseño para edificio en momostenango

Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de estudios de postgrado
Maestría en ingeniería geotécnica
Geofisica Aplicada
Msc. Ing. Luis Felipe López Aguilar
Espectros de diseño de municipio Momostenango, Totonicapán
Juan Diego Mejía Edelman 201020437
Espectro de diseño:
Cuando un ingeniero estructural diseña edificios y estructuras es importante determinarlas condiciones sísmicas de la zona donde se construirá la edificación. Los parámetros sísmicos particulares de una zona están definidos en normas estructurales y sísmicas. Para Guatemala las normas utilizadas son las NSE del AGIES. Dichas normas contienen los parámetros de diseño básicos para edificaciones.
Los espectros de diseño sísmico son graficas que permiten determinar la aceleraciónaplicada a un edificio al momento de un sismo. Los sismos generan aceleraciones que afectan a las estructuras, cada estructura tiene diferentes comportamientos ante un sismo. La rigidez, altura y periodo de la estructura son parámetros que influyen al momento de determinar la aceleración que afecta a la estructura.
Los espectros de diseño son diferentes según la microzonificación y los parámetrossísmicos que se establecen durante el procedimiento de elaboración del espectro.
Procedimiento utilizado para determinar el espectro de diseño para el Municipio Momostenango del departamento de Totonicapán.
Paso 1: determinar los parámetros de índice de sismicidad (Io), ordenada espectral del periodo corto (Scr) y la ordenada espectral con periodo de 1 segundo (S1r).
Los parámetros Io, Scr y S1rse obtienen de la norma NSE 2-10 capítulo 4 del AGIES. Se puede utilizar el siguiente mapa o en los anexos se encuentran las tablas de amenaza sísmica para los departamentos de Guatemala.

Fuente: AGIES, NSE 2-10, Demandas Estructurales, Condiciones de Sitio y Niveles de protección, pág. Consultada: 14
Paso 2: calcular los parámetros Scs y S1s. Scs es la ordenada espectral del sismo extremoen el sitio de interés para estructuras con período de vibración corto y la S1s es es la ordenada espectral correspondiente a períodos de vibración de 1 segundo.
Las ecuaciones utilizadas son:
Scs = Scr * Fa
S1s = S1r * FvDónde: Fa y Fv son coeficientes de sitio, los cuales dependen de la clase de sitio y del índice de sismicidad de la zona. Los coeficientes de sitio se obtienen de las tablas4-2 y 4-3 del AGIES, NSE 2-10, Demandas Estructurales, Condiciones de Sitio y Niveles de protección página 15.


La clase de sitio depende del tipo de suelo donde se vaya a colocar la estructura. En la siguiente tabla se tiene una guía para determinar la clase de sitio.

Fuente: AGIES, NSE 2-10, Capitulo 4.5, página 21.
Paso 3: calcular Scd y S1d. donde Scd y S1d son los espectros yacalibrados según el nivel de diseño requerido.
Las ecuaciones son:
Scd = Kd * Scs
S1d = Kd * S1s

Donde Kd es el factor de escala de diseño dependiendo del sismo con el cual se esté diseñando. El factor kd se encuentra en las normas NSE 2-10, capítulo 4.3.4.1, pagina 16.
Paso 4: calcular el periodo de transición (Ts)
El periodo de transición separa los periodos cortos de los largos. Sufórmula es:
Ts = S1s / ScsPaso 5: calcular la aceleración (Sa(t))
Las ecuaciones son:
Sa(T) = Scd cuando T ≤ TsSa(T) = S1d/T cuando T ˃ TsPaso 6: graficar
En el eje x se colocan los periodos o tiempos en segundos y en el eje Y se colocan las aceleraciones. Es importante saber que los periodos son arbitrarios mientras que las aceleraciones dependen de los periodos.
Procedimiento de cálculopara espectro de diseño para el Municipio de Momostenango, Totonicapán.
Para clase de sitio “D” y probabilidad de sismo extremo con 2% de probabilidad de ser excedido en 50 años.
Paso 1:
Io = 4
Scr = 1.5g
S1r = 0.55 g
Paso 2:
Scs = Scr * Fa
S1s = S1r * FvScs = Scr * Fa = 1.5g * 1.0 = 1.5g
S1s = S1r * Fv = 0.55g * 1.5 = 0.825g
Paso 3:
Scd = Kd * Scs
S1d = Kd * S1s
Scd = 1.0...