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ANÁLISIS SÍSMICO

El análisis sísmico de la edificación tiene como objetivo encontrar las fuerzas y momentos internos debidos a la carga sísmica, en cada uno de los elementos del sistema estructural para luego proceder al diseño.



PESO DE LA EDIFICACIÓN

Las fuerzas inducidas por movimientos sísmicos en una edificación son inerciales, es decir, dependen de la aceleración inducida porel sismo y de la masa a mover, en este caso, la masa de la edificación.

Como primer paso para hallar las fuerzas sísmicas necesitamos conocer la masa y donde se ubica. Consideraremos que la masa se concentra en cada piso (lo cual es cierto para un edificio de pórticos) y por lo tanto determinaremos la masa por piso y el centro de masa de cada uno de estos.



Peso de cada piso:

Peso dela losa por unidad de área= peso propio + peso acabados+peso divisiones.

Luego:

Wtotal losa = Wlosa * Área de piso

Aquí se podría descontar el área de las vigas y después se determina el peso total de vigas. Esto conlleva a que la carga muerta por acabados y particiones habría que sumarla en el área ocupada por las vigas. Otra forma de calcular el peso de las vigas sería calcular el pesototal de losa con el área total de piso incluyendo el área que ocupan las vigas y después el volumen de concreto en vigas se corrige pues ya en este dato se tuvo en cuenta algo de su espesor:

W vigas = Volumen de concreto en vigas* g concreto= longitud*ancho*espesor*g concreto

W vigas corregido =long * b * (h losa – h equivalente) * g concreto

Donde h losa es el espesor real de la viga (enel caso de losas planas es el espesor de la losa)y h equivalente corresponde al espesor equivalente de losa maciza que pesa lo mismo que la losa aligerada utilizada.

El espesor equivalente se halla así:

W propio losa aligerada:

· W loseta

· W nervios

· W torta

· W casetón

· W cielo falso

Luego:



Una vez determinado el espesor equivalente se puedeencontrar el peso total de vigas por piso.

Peso de columnas por piso:

de todas las columnas en un piso

L es la longitud libre de la columna (restándole el espesor de la losa)



El peso total de piso es la suma de todos estos pesos mas cualquier peso adicional no corriente que se encuentre en el piso considerado como el peso de equipos permanentes, tanques y sus contenidos. En depósitoso bodegas debe incluirse además un 25% del peso debido a carga viva.



CENTRO DE MASA



Este punto nos indica donde se genera la masa y por lo tanto donde estaría ubicada la fuerza sísmica inducida por el sismo.

En vista de que las edificaciones diseñadas en este curso cuentan con un sistema de piso rígido en su plano (diafragma rígido), la masa se puede considerar concentrada enun solo punto, este corresponde al centro de masa. Recordemos la definición de sistemas equivalentes de fuerza, donde todo el peso se puede concentrar en un solo punto y este produce el mismo efecto que los pesos repartidos en el cuerpo.

Si la losa tiene cargas uniformes por m² el centro de masa coincide con el centroide del área, sino (casos especiales donde se cambia el espesor de losa enalgunos puntos o por ejemplo existencia de piscinas o otros elementos que hagan mas pesada la losa en ciertos puntos) el centro de masa se debe determinar considerando, no las áreas, sino los pesos de los elementos.

Las ecuaciones para determinar las coordenadas del centroide de un área son:





donde xi, yi corresponden a las coordenadas de la figura de área Ai considerada.

Paradeterminarlo dividimos la losa en figuras geométricas a las que les conozcamos su posición de centroides y aplicamos la ecuación. Note que este caso no estamos considerando pesos sino áreas.

Para el caso de irregularidades en la distribución de los pesos, el centro de masas se determina por:









CORTANTE BASAL

La fuerza sísmica total en la base del edificio, cortante basal, se...