Sensibilidad sísmica mampostería

SENSIBILIDAD EN LA RESPUESTA SÍSMICA DE UN EDIFICIO DE
ALBAÑILERÍA ARMADA POR EFECTOS DEL MODELAJE ESTRUCTURAL

Por:

Enrique Lazo, Angel San Bartolomé y Alejandro Muñoz
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ

RESUMEN
La existencia de programas de cómputo como el SAP2000 que permiten modelar y
realizar el análisis estructural de edificios mediante técnicas de modelaje simples ysofisticadas, llevó a desarrollar un estudio sobre la sensibilidad de la respuesta sísmica
(variación de desplazamientos y fuerzas internas) proporcionada por cuatro técnicas de
modelaje aplicadas sobre un edificio de albañilería armada.

1. CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO
El edificio en estudio, destinado a oficinas, presenta una arquitectura muy simple, está
ubicado en Lima sobre suelo duro, tienecuatro pisos, y su estructura está compuesta por
muros de albañilería armada.
3

X3

X4

Y2
2

X2

Y1
X1

C
1

A

B

C

D

Las características geométricas son:
§
§
§
§

§

Altura libre de albañilería:
Espesor de muros:
Vigas soleras y dinteles:
Alféizar y parapetos de azotea:
Losa maciza:

h = 2.40 m
t = 0.14 m
0.14 x 0.30 m
h = 1.00 m
t = 0.12 m

1Los materiales presentan las siguientes características:
§
§
§
§
§
§
§
§

Concreto:
Acero:
Albañilería:
Grout:
Bloques:
Mortero:
E muros:
E concreto:

f´c
=
175 Kg/cm2
fy
=
4200 Kg/cm2
f´m
=
120 Kg/cm2
f´c
=
140 Kg/cm2
f´b
=
85 Kg/cm2
1:1:4 (cemento-cal-arena)
700 f´m
E / G = 2.5
6
2
2x10 Ton/m
E / G = 2.3

2. METRADO DE CARGAS
Con la finalidad deobtener el peso de cada nivel de la edificación y por consiguiente su
peso t tal, se realizó el metrado de cargas para posteriormente obtener la ubicación del
o
centro de masa y la distribución de la fuerza sísmica en altura.
RESUMEN DE CARGAS GRAVITACIONALES POR NIVEL
MURO

Piso Típico
PD + PL (Ton)
PD+0.25PL (Ton)

X1
X2
X3
X4
Y1
Y2
COLUMNA
Peso de Nivel
(Ton)

6.02
8.47
5.674.28
10.33
9.88
4.74

5.14
5.25
4.90
3.85
9.16
9.65
3.74
79.52

Azotea
PD + PL (Ton)
PD+0.25PL (Ton)
5.01
5.92
4.74
3.92
8.72
7.97
3.67

4.66
5.25
4.43
3.75
8.25
7.16
3.27
69.80

3. CÁLCULO DE LOS CENTROS DE MASA
MURO
Yi
Pi
PiYi

X1
0.00
5.14
0.00

X2
4.20
5.25
22.05

X3
7.26
4.90
35.57

X4
7.26
1.93
13.98

Y1
3.63
9.16
33.25

Y25.73
9.65
55.29

C
0.00
3.74
0.00

Suma
39.77
160.14

Y cm =
X cm =

4.03 m
6.03 m

4. ANÁLISIS SÍSMICO
El método utilizado fue el Análisis Estático especificado en la Norma de Diseño
Sismorresistente E-030, para lo cual las solicitaciones sísmicas fueron representadas
mediante un conjunto de fuerzas horizontales actuando en cada nivel de la edificación.
Las fuerzasestuvieron ubicadas en los centros de masa de cada nivel y no se consideró
las excentricidades accidentales. Esta técnica de análisis fue empleada debido a que el
edificio en estudio no presenta irregularidades y es de baja altura.
2

DISTRIBUCIÓN DE LA FUERZA SÍSMICA EN ALTURA
Nivel
4
3
2
1
Suma

hi (m)
10.8
8.1
5.4
2.7

Pi (ton)
69.80
79.52
79.52
79.52

Pi hi (ton-m)
753.84644.11
429.41
214.70
2042.06

Fi (ton)
18.97
16.21
10.81
5.40
51.39

Vei(ton)
18.97
35.18
45.99
51.39

5. TÉCNICAS DE MODELAJE
Las técnicas de modelaje utilizadas en este estudio son las de mayor aceptación entre los
profesionales dedicados al análisis estructural, siendo algunas mucho mas refinadas que
las otras, por lo que se estudiará si los desplazamientos y las fuerzas desección
obtenidas presentan diferencias significativas entre ellas.
Las cuatro técnicas de
modelaje se describen a continuación:
Técnica 1 (Elementos Finitos): Esta técnica se tomó como patrón de comparación. 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.

En esta...