Analisis sismorresistente
Páginas: 25 (6247 palabras)
Publicado: 5 de agosto de 2010
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
DIVISION DE POSTGRADO
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE MAESTRIA EN INGENIERIA ESTRUCTURAL
CATEDRA: SISMORRESISTENCIA
ANALISIS DINAMICO ESTRUCTURAL
TRABAJO # 1
REALIZADO POR:
ING. OLIVARES, DAVID. C.I: 16.606.945PROFESOR:
ING. CARLOS RINCON. MSC
MARACAIBO, JULIO DE 2008
ALCANCE.
El presente trabajo abarca el cálculo de los principales parámetros involucrados en el análisis dinámico de un edificio de 4 pisos, entre los que se encuentran: la matriz de rigidez lateral, el cálculo de las frecuencias, los periodos y modos de vibración, etc. Este trabajo forma parte del plande evaluación de la asignatura ANALISIS SISMORRESISTENTE adscrita al programa de postgrado en Ingeniería Estructural.
PROBLEMA PROPUESTO
En el edificio mostrado en el plano, consiste de una estructura aporticada de 4 niveles, 3 pórticos en la dirección X y 4 pórticos en la dirección Y.
Se requiere realizar:
• Determinar las matrices de rigidez lateral (Método de Wilbur, Método de lalongitud Equivalente, Condensación estática de la Matriz de Rigidez, cualquiera de estos métodos)
• El análisis dinámico espectral con un grado de libertad por nivel, determinando :
➢ Matriz de masas concentradas en el centro de masa
➢ Períodos y modos de vibración máximo 4 modos
➢ Calculo de Fuerzas sísmicas utilizando el espectro de la Norma Covenin 2001➢ Calculo del corte basal y Distribución de cortantes en los pórticos
Utilice una placa nervada de 30 cm de espesor, bloque de arcilla y nervios de 0.10 m de ancho, distribuidos @ 0.50. Considere un hueco para la escalera de 3.50 x 2.00 m, en la zona central. Considere que la escalera no llega al techo. La masa activa de la sobrecarga considere un 25% en los entrepisos y 0% en eltecho.
Altura de pisos:
3.00 m el primer nivel y el resto a 2.65 m, considere el aporte del macizado para la rigidez de las vigas, ubicación de la estructura: Maracaibo, tipo de suelo S2, ( = 0.80 uso viviendas, la distancia entre los vanos de los pórticos de amarre es de 4 m y las vigas de amarre son iguales a las de carga.
Solución:
1) Determinación de losGrados de libertad Traslacional
Si se desprecian las deformaciones axiales en las columnas y en las vigas, la estructura solo contaría con 4 grados de libertad traslacional siendo uno (1) por cada nivel de análisis, en cada dirección del pórtico analizado. Por lo tanto el numero total de grados de libertad traslacional es 4 en cada dirección y un rotacional por cada nivel de análisis.
2)Determinación de la Matriz de Rigidez lateral
Para el calculo de la matriz de rigidez se asumirá que todas las vigas tienen la misma inercia tanto las de carga como la de amarre, esto como se sabe no es de todo cierto por cuanto por ejemplo las vigas de carga externas tendrán forma de L y no de T, y las vigas de amarre por lo general pueden ser cuadradas, no obstante con fines de agilizar loscálculos se opto por considerar un solo valor de inercia para las vigas.
Para Determinar la matriz de rigidez lateral se utilizara el método de Wilbur.
Ecuaciones de Wilbur:
La Matriz de Rigidez Lateral del edificio la obtendremos por medio de las expresiones de wilbur las cuales fueron tomadas de la páginas 63 y 64 del libro de Bazan y Meli [Ref.2]. Por medio de las expresiones de Wilbur sepueden determinar las rigideces de cada entrepiso de la edificación para luego determinar la matriz de rigidez de la forma:
[pic]
Donde:
K1= Es la rigidez del Entrepiso 1,
K2= Es la rigidez del Entrepiso 2,
K3= Es la rigidez del Entrepiso 3,
K4= Es la rigidez del Entrepiso 4,
La rigidez de cada entrepiso es la razón entre la fuerza cortante absorbida por un edificio en un entrepiso y el...
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
DIVISION DE POSTGRADO
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE MAESTRIA EN INGENIERIA ESTRUCTURAL
CATEDRA: SISMORRESISTENCIA
ANALISIS DINAMICO ESTRUCTURAL
TRABAJO # 1
REALIZADO POR:
ING. OLIVARES, DAVID. C.I: 16.606.945PROFESOR:
ING. CARLOS RINCON. MSC
MARACAIBO, JULIO DE 2008
ALCANCE.
El presente trabajo abarca el cálculo de los principales parámetros involucrados en el análisis dinámico de un edificio de 4 pisos, entre los que se encuentran: la matriz de rigidez lateral, el cálculo de las frecuencias, los periodos y modos de vibración, etc. Este trabajo forma parte del plande evaluación de la asignatura ANALISIS SISMORRESISTENTE adscrita al programa de postgrado en Ingeniería Estructural.
PROBLEMA PROPUESTO
En el edificio mostrado en el plano, consiste de una estructura aporticada de 4 niveles, 3 pórticos en la dirección X y 4 pórticos en la dirección Y.
Se requiere realizar:
• Determinar las matrices de rigidez lateral (Método de Wilbur, Método de lalongitud Equivalente, Condensación estática de la Matriz de Rigidez, cualquiera de estos métodos)
• El análisis dinámico espectral con un grado de libertad por nivel, determinando :
➢ Matriz de masas concentradas en el centro de masa
➢ Períodos y modos de vibración máximo 4 modos
➢ Calculo de Fuerzas sísmicas utilizando el espectro de la Norma Covenin 2001➢ Calculo del corte basal y Distribución de cortantes en los pórticos
Utilice una placa nervada de 30 cm de espesor, bloque de arcilla y nervios de 0.10 m de ancho, distribuidos @ 0.50. Considere un hueco para la escalera de 3.50 x 2.00 m, en la zona central. Considere que la escalera no llega al techo. La masa activa de la sobrecarga considere un 25% en los entrepisos y 0% en eltecho.
Altura de pisos:
3.00 m el primer nivel y el resto a 2.65 m, considere el aporte del macizado para la rigidez de las vigas, ubicación de la estructura: Maracaibo, tipo de suelo S2, ( = 0.80 uso viviendas, la distancia entre los vanos de los pórticos de amarre es de 4 m y las vigas de amarre son iguales a las de carga.
Solución:
1) Determinación de losGrados de libertad Traslacional
Si se desprecian las deformaciones axiales en las columnas y en las vigas, la estructura solo contaría con 4 grados de libertad traslacional siendo uno (1) por cada nivel de análisis, en cada dirección del pórtico analizado. Por lo tanto el numero total de grados de libertad traslacional es 4 en cada dirección y un rotacional por cada nivel de análisis.
2)Determinación de la Matriz de Rigidez lateral
Para el calculo de la matriz de rigidez se asumirá que todas las vigas tienen la misma inercia tanto las de carga como la de amarre, esto como se sabe no es de todo cierto por cuanto por ejemplo las vigas de carga externas tendrán forma de L y no de T, y las vigas de amarre por lo general pueden ser cuadradas, no obstante con fines de agilizar loscálculos se opto por considerar un solo valor de inercia para las vigas.
Para Determinar la matriz de rigidez lateral se utilizara el método de Wilbur.
Ecuaciones de Wilbur:
La Matriz de Rigidez Lateral del edificio la obtendremos por medio de las expresiones de wilbur las cuales fueron tomadas de la páginas 63 y 64 del libro de Bazan y Meli [Ref.2]. Por medio de las expresiones de Wilbur sepueden determinar las rigideces de cada entrepiso de la edificación para luego determinar la matriz de rigidez de la forma:
[pic]
Donde:
K1= Es la rigidez del Entrepiso 1,
K2= Es la rigidez del Entrepiso 2,
K3= Es la rigidez del Entrepiso 3,
K4= Es la rigidez del Entrepiso 4,
La rigidez de cada entrepiso es la razón entre la fuerza cortante absorbida por un edificio en un entrepiso y el...
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