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Análisis de edificio
mediante el uso
del programa ETABS.
PROFESOR: JUAN MUSIC TOMICIC.
AYUDANTE: DANIEL ZULETA DIAZ.
Antofagasta 2005.
Facultad de Arquitectura, Construcción e Ingeniería Civil
Departamento de Ingeniería Civil.
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Diseño Sismo-Resistente Análisis Edifici o
Depto. Ingeniería Civil - Profesor: Juan Music - Ayudante: Daniel Zuleta - Año 2005 - 2
Índice.
1. Introducción.
2. Descripción del edificio.
3. Propiedades de los materiales.
4. Cargas y estados de cargas a considerar.
5. Métodos de análisis sísmico.
6. Determinación de periodos y masas equivalentes.
7. Análisis del Edificio por método estático.
7.1. Introducción.
7.2. Estados de cargas considerados.
7.3. Determinación de esfuerzo de corte basal.
7.4. Determinación de fuerzas sísmicas horizontales.
7.5. Determinación de torsión accidental.
7.6. Resultados del análisis.
7.6.1. Resultados globales.
a) Cortes, momentos volcantes y de torsión por piso.
b) Deformaciones sísmicas.
7.6.2. Esfuerzos en los muros.
8. Análisis del edificio por método de superposición modal espectral.
8.1. Introducción.
8.2. Casos de análisis a realizar.
8.3. Estados de carga considerados.
8.4. Espectro de diseño.
8.5. Verificación de corte basal.
8.6. Determinación de torsión accidental
8.7. Resultados del análisis.
8.7.1. Torsión accidental según Método 1.
a) Cortes, momentos volcantes y de torsión por piso.
b) Deformaciones sísmicas.
c) Esfuerzos en los muros
8.7.2. Torsión accidental según método 2.
a) Cortes, momentos volcantes y de torsión por piso.
b) Deformaciones sísmicas.
c) Esfuerzos en los muros
9. Resultados y comentarios
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8. Análisis del edificio por método de superposición modal espectral.
8.1. Introducción.
Se aplicará espectros de diseño determinado por la norma chilena en
ambas direcciones X e Y para realizar el análisis modal espectral. Se incluirán
todos los modos de la estructura.
8.2. Casos de análisis a realizar.
Según la norma chilena se deben realizar tres análisis en cada dirección.
i) Con centro de masas en su posición original.
ii) Considerando el efecto de torsión accidental en un sentido.
iii) Considerando el efecto de torsión accidental en el otro sentido.
C.M. C.M. C.M.
C.M.
Para sismo en dirección X Para sismo en dirección Y
C.M. C.M.
C.M.
C.M.
Para sismo en dirección X Para sismo en dirección Y
Para sismo en dirección X Para sismo en dirección Y
C.M. C.M. C.M.
C.M.
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Para considerar el efecto de la torsión accidental, la norma especifica que
se puede realizar con cualquiera de los siguientes métodos.
Método 1: desplazando transversalmente la ubicación de los centros de
masas en ± 0,05bky para el sismo de dirección X, y en ± 0,05bkx para el sismo
de dirección Y.
Método 2: aplicando momentos de torsión estáticos en cada nivel,
calculados como el producto de la variación del esfuerzo de corte combinado
en ese nivel, por una excentricidad accidental.
C.M. C.M.
C.M. C.M.
C.M. C.M.
Para sismo en dirección X
Para sismo en dirección Y
C.M. C.M.
C.M. C.M.
Para sismo en dirección Y
Para sismo en dirección X
C.M. C.M.
C.M.
C.M.
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Para los desplazamientos de los centros de masas y desplazamientos de
un punto cualquiera se observa que para el análisis modal espectral se obtuvieron
resultaron mayores que para el caso estático, esto debido a que para el análisis
modal espectral se redujeron los esfuerzos pero no los desplazamientos.
Desplazamiento Centro de Masas (mm)
Estático Método 1 Método 2
Nivel ux uy ux uy ux uy
5 1,34 0,28 1,42 0,30 1,42 0,30
4 1,03 0,24 1,10 0,26 1,10 0,26
3 0,71 0,18 0,76 0,21 0,76 0,21
2 0,40 0,12 0,43 0,14 0,43 0,14
1 0,15 0,06 0,16 0,07 0,16 0,07
Desplazamiento nodo 18 (mm)
Estático Método 1 Método 2
Nivel ux uy ux uy ux uy
5 1,37 0,31 1,44 0,32 1,45 0,33
4 1,05 0,26 1,12 0,28 1,13 0,29
3 0,73 0,20 0,77 0,22 0,78 0,23
2 0,42 0,13 0,44 0,15 0,44 0,15
1 0,16 0,06 0,16 0,07 0,16 0,07
Tabla Nº 39: Desplazamientos de centro de masas por pisos para
análisis estático y modal espectral.
Tabla Nº 40: Desplazamientos del nodo 18 por pisos para análisis
estático y modal espectral.
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A continuación se muestra los valores de corte y momentos volcantes por
piso para análisis por método estático y por superposición modal espectral.
Método de superposición modal
Método estático
Torsión Método 1 Torsión método 2
Muros
Corte
(Ton)
M
(Ton-m)
Corte
(Ton)
M
(Ton-m)
Corte
(Ton)
M
(Ton-m)
MURO1-4EJEA 132,40 656,46 129,09 623,82 132,04 637,03
MURO1-4EJED 132,40 656,46 129,09 623,82 132,04 637,03
MUROA-BEJE1 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
MUROA-BEJE4 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
MUROC-DEJE1 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
Piso 1
MUROC-DEJE4 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
MURO1-4EJEA 119,87 487,02 120,50 459,34 124,37 472,94
MURO1-4EJED 119,87 487,02 120,50 459,34 124,37 472,94
MUROA-BEJE1 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
MUROA-BEJE4 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
MUROC-DEJE1 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
Piso 2
MUROC-DEJE4 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
MURO1-4EJEA 103,24 340,73 100,81 306,25 105,17 318,83
MURO1-4EJED 103,24 340,73 100,81 306,25 105,17 318,83
MUROA-BEJE1 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
MUROA-BEJE4 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
MUROC-DEJE1 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
Piso 3
MUROC-DEJE4 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
MURO1-4EJEA 82,86 214,40 72,22 171,97 76,31 181,88
MURO1-4EJED 82,86 214,40 72,22 171,97 76,31 181,88
MUROA-BEJE1 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
MUROA-BEJE4 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
MUROC-DEJE1 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
Piso 4
MUROC-DEJE4 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
MURO1-4EJEA 55,58 107,67 35,58 66,83 38,32 72,23
MURO1-4EJED 55,58 107,67 35,58 66,83 38,32 72,23
MUROA-BEJE1 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
MUROA-BEJE4 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
MUROC-DEJE1 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
Piso 5
MUROC-DEJE4 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
Tabla Nº 41: Esfuerzos en los muros por pisos para análisis estático y análisis modal espectral.
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Índice.
1. Introducción.
2. Descripción del edificio.
3. Propiedades de los materiales.
4. Cargas y estados de cargas a considerar.
5. Métodos de análisis sísmico.
6. Determinación de periodos y masas equivalentes.
7. Análisis del Edificio por método estático.
7.1. Introducción.
7.2. Estados de cargas considerados.
7.3. Determinación de esfuerzo de corte basal.
7.4. Determinación de fuerzas sísmicas horizontales.
7.5. Determinación de torsión accidental.
7.6. Resultados del análisis.
7.6.1. Resultados globales.
a) Cortes, momentos volcantes y de torsión por piso.
b) Deformaciones sísmicas.
7.6.2. Esfuerzos en los muros.
8. Análisis del edificio por método de superposición modal espectral.
8.1. Introducción.
8.2. Casos de análisis a realizar.
8.3. Estados de carga considerados.
8.4. Espectro de diseño.
8.5. Verificación de corte basal.
8.6. Determinación de torsión accidental
8.7. Resultados del análisis.
8.7.1. Torsión accidental según Método 1.
a) Cortes, momentos volcantes y de torsión por piso.
b) Deformaciones sísmicas.
c) Esfuerzos en los muros
8.7.2. Torsión accidental según método 2.
a) Cortes, momentos volcantes y de torsión por piso.
b) Deformaciones sísmicas.
c) Esfuerzos en los muros
9. Resultados y comentarios
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8. Análisis del edificio por método de superposición modal espectral.
8.1. Introducción.
Se aplicará espectros de diseño determinado por la norma chilena en
ambas direcciones X e Y para realizar el análisis modal espectral. Se incluirán
todos los modos de la estructura.
8.2. Casos de análisis a realizar.
Según la norma chilena se deben realizar tres análisis en cada dirección.
i) Con centro de masas en su posición original.
ii) Considerando el efecto de torsión accidental en un sentido.
iii) Considerando el efecto de torsión accidental en el otro sentido.
C.M. C.M. C.M.
C.M.
Para sismo en dirección X Para sismo en dirección Y
C.M. C.M.
C.M.
C.M.
Para sismo en dirección X Para sismo en dirección Y
Para sismo en dirección X Para sismo en dirección Y
C.M. C.M. C.M.
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Para considerar el efecto de la torsión accidental, la norma especifica que
se puede realizar con cualquiera de los siguientes métodos.
Método 1: desplazando transversalmente la ubicación de los centros de
masas en ± 0,05bky para el sismo de dirección X, y en ± 0,05bkx para el sismo
de dirección Y.
Método 2: aplicando momentos de torsión estáticos en cada nivel,
calculados como el producto de la variación del esfuerzo de corte combinado
en ese nivel, por una excentricidad accidental.
C.M. C.M.
C.M. C.M.
C.M. C.M.
Para sismo en dirección X
Para sismo en dirección Y
C.M. C.M.
C.M. C.M.
Para sismo en dirección Y
Para sismo en dirección X
C.M. C.M.
C.M.
C.M.
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Para los desplazamientos de los centros de masas y desplazamientos de
un punto cualquiera se observa que para el análisis modal espectral se obtuvieron
resultaron mayores que para el caso estático, esto debido a que para el análisis
modal espectral se redujeron los esfuerzos pero no los desplazamientos.
Desplazamiento Centro de Masas (mm)
Estático Método 1 Método 2
Nivel ux uy ux uy ux uy
5 1,34 0,28 1,42 0,30 1,42 0,30
4 1,03 0,24 1,10 0,26 1,10 0,26
3 0,71 0,18 0,76 0,21 0,76 0,21
2 0,40 0,12 0,43 0,14 0,43 0,14
1 0,15 0,06 0,16 0,07 0,16 0,07
Desplazamiento nodo 18 (mm)
Estático Método 1 Método 2
Nivel ux uy ux uy ux uy
5 1,37 0,31 1,44 0,32 1,45 0,33
4 1,05 0,26 1,12 0,28 1,13 0,29
3 0,73 0,20 0,77 0,22 0,78 0,23
2 0,42 0,13 0,44 0,15 0,44 0,15
1 0,16 0,06 0,16 0,07 0,16 0,07
Tabla Nº 39: Desplazamientos de centro de masas por pisos para
análisis estático y modal espectral.
Tabla Nº 40: Desplazamientos del nodo 18 por pisos para análisis
estático y modal espectral.
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A continuación se muestra los valores de corte y momentos volcantes por
piso para análisis por método estático y por superposición modal espectral.
Método de superposición modal
Método estático
Torsión Método 1 Torsión método 2
Muros
Corte
(Ton)
M
(Ton-m)
Corte
(Ton)
M
(Ton-m)
Corte
(Ton)
M
(Ton-m)
MURO1-4EJEA 132,40 656,46 129,09 623,82 132,04 637,03
MURO1-4EJED 132,40 656,46 129,09 623,82 132,04 637,03
MUROA-BEJE1 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
MUROA-BEJE4 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
MUROC-DEJE1 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
Piso 1
MUROC-DEJE4 69,26 353,74 68,47 357,38 69,34 360,30
MURO1-4EJEA 119,87 487,02 120,50 459,34 124,37 472,94
MURO1-4EJED 119,87 487,02 120,50 459,34 124,37 472,94
MUROA-BEJE1 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
MUROA-BEJE4 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
MUROC-DEJE1 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
Piso 2
MUROC-DEJE4 69,72 241,38 73,04 249,63 73,84 251,71
MURO1-4EJEA 103,24 340,73 100,81 306,25 105,17 318,83
MURO1-4EJED 103,24 340,73 100,81 306,25 105,17 318,83
MUROA-BEJE1 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
MUROA-BEJE4 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
MUROC-DEJE1 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
Piso 3
MUROC-DEJE4 63,74 169,67 67,58 172,63 68,41 174,32
MURO1-4EJEA 82,86 214,40 72,22 171,97 76,31 181,88
MURO1-4EJED 82,86 214,40 72,22 171,97 76,31 181,88
MUROA-BEJE1 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
MUROA-BEJE4 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
MUROC-DEJE1 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
Piso 4
MUROC-DEJE4 55,40 110,61 56,12 104,57 56,88 105,78
MURO1-4EJEA 55,58 107,67 35,58 66,83 38,32 72,23
MURO1-4EJED 55,58 107,67 35,58 66,83 38,32 72,23
MUROA-BEJE1 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
MUROA-BEJE4 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
MUROC-DEJE1 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
Piso 5
MUROC-DEJE4 46,31 74,76 41,30 71,31 41,66 71,94
Tabla Nº 41: Esfuerzos en los muros por pisos para análisis estático y análisis modal espectral.
