Hola amigos del foro, tengo una duda que me corroe las neuronas....Alguna vez le un artculo que mencionaba que un anlisis espectral es ms confiable que un anlisis esttico cuando se trata de estructuras altas, esto porque los modos altos que no se contabilizaran en un mtodo esttico. Pues bien, estoy modelando una estructura de 30m de altura en el sap2000 e ingrese la carga esttica y el espectro...luego revise los resultados y encontre que el esttico es mucho mayor. Entonces me surge la pregunta...siempre el esttico es conservador...o en algunos casos no lo es....si alguien puede orientarme con un ejemplo en el sap2000 me ayudaran mucho.Por si aca no es un modelo del trabajo....estoy de vacaciones y me gusta ir estudiando temas que me han provocado ciertos traumas.Ojala alguien pueda ayudarme a salir de este hoyo de la ignorancia.Rptas: En ambos mtodos podemos calcular el periodo fundamental por mtodos especificados en las normas o tambin mtodos ms reales. Para realizar un anlisis esttico slo se usa el primer modo de vibracin por considerarse el ms crtico, a diferencia que en un mtodo por combinacin espectral se evalan muchos modos de vibracin por combinaciones como la cuadrtica. Entonces podemos elegir cul de los mtodos se considera que da los resultados ms aproximados, y porqu se piden en las normas que la cortante en la base del anlisis dinmico debe de ser un porcentaje del anlisis esttico.

Porqu se solicita un anlisis dinmico en estructuras irregulares o de mayor importancia, es que por razones de configuracin y muchos factores que podran ser hasta la forma como se evalan los modos, no siempre el primer modo es el ms crtico, entonces con un anlisis esttico no estaramos considerando otras formas de modo distintas a la primera que tengan una mayor participacin de masa (entonces hablar de primer modo sera algo relativo).

Tcnicas como el pushover toman en consideracin el primer modo de vibracin, pero tambin dan la opcin de elegir cualquier modo crtico. Sera bueno que todas nuestras normas implementen diseos por desempeo y no esperar un nuevo sismo que nos haga ver que nuestros cdigos son obsoletos. Adems cada vez que cambian de norma no hacen ms que copiar las del IBC, ASCE, etc. A muchos que preguntan por temas de tesis tienen para investigar un cdigo ssmico regional, creo ya se plante antes pero nadie se anima.

Hay diferencias entre ambos mtodos, si uno lo hace a mano:

En un mtodo esttico el periodo de vibracin en una estructura se calcula de frmulas, un tanto empricas, dadas en las normas; en cambio para un anlisis modal se toman modelos ssmicos que pueden ser de acoplamiento cercano o lejano, el clculo por eigen modos o modos Ritz, adems de las distintas combinaciones a usar. Por ende un anlisis dinmico es ms preciso que el esttico.

Dadas estas diferencias no siempre se cumple que en un anlisis esttico llegue al 90% de participacin modal, slo se recomienda el anlisis por fuerzas horizontales en edificios de poca importancia y con parmetros de configuracin regular.

De realizar un anlisis con programas de cmputo, es mejor realizar un anlisis modal espectral con, al menos, modos que nos den el 90% de participacin, y posteriormente su comparacin para la fuerza mnima en la base segn comparacin del anlisis por FHE. En un anlisis por computadora, se trabajar para el anlisis esttico, con el primer periodo que prevalece del anlisis modal.

Y ni un anlisis dinmico modal espectral llega a ser preciso como mtodos como el anlisis no lineal esttico o mtodos ms desarrollados como tiempo historia no-lineal. Un anlisis modal espectral tiene desventajas, pero as es como avanzan las herramientas de clculo y no desmerecer tal o cual mtodo, sino ir ganando prctica en conocer los mtodos ms modernos, ya que estos mtodos modernos sern el estndar de aqu a algunos aos. El anlisis Dinmico o ssmico es mas exacto que el Esttico pues el esttico solo toma un modo y no toma en cuenta el amortiguamiento ni tampoco la aceleracin de las estructuras. en el Anilk chopra esta el analisis de este tipo de estructuras tanto simetricas en x y tambien simetricas en y.con esto puedes analizar la estructura en forma mas conveniente ya que hay variacin por las diferentes simetrias. usando los modos del analisis se tendria de esta manera.Con esto ya puedes hacer una analisis modal identificando las cortantes los momentos por cada modo identificando las cortantes y momentos basales para lo que es calculos de sistemas simetricos en el eje X y el eje Y en cualquier parte de la estructura se usa un analisis similar al anterior ahora para estructuras totalmente asimetricas se usa el metodo FEM para poder hacer un analisis mas contundente bueno en fin creo que deberias revisar antes de ponerte a resolver con un software revisar bibliografia como el Anilk.Chopra Dynamic of structure (puedes revisar el ejemplo 13.13 en la pagina 537 en la segunda o 577 de la tercera edicin) del susodicho libro

!! AYUDA URGENTE !!Estoy realizando un analisis espectral y un tiempo historia linel para un mismo modelo de muros de ductilidad limitada.Para el Analisis espectral empleo el espectro de la norma peruana E 030 que considera un sismo moderado.Para el Analsis tiempo historia lineal empleo el acelerograma del sismo de Lima 1974 con aceleracion pico de 1.925 m/s2.El modelo de muros de ductilidad limitada es un edificio sencillo de dos ambientes, esto a manera de prueba para ver los resultados que arroja el ETABS 9.5.0.

Ahora, ejecuto el Etabs y obtengo los siguientes desplazamientos de los CENTROS DE MASAS.

Analisis espectral: Desplazamientos en X (metros) (0.75R)

Nivel 4 = 0.0017Nivel 3 = 0.0013Nivel 2 = 0.0008Nivel 1 = 0.0004

Desplazamientos en Y (metros) (0.75R)

Nivel 4 = 0.0032Nivel 3 = 0.0023Nivel 2 = 0.0014Nivel 1 = 0.0006

Analisis Tiempo Historia lineal: Desplazamientos en X (metros)

Nivel 4 = 0.0007Nivel 3 = 0.0005Nivel 2 = 0.0003Nivel 1 = 0.0001

Desplazamientos en Y (metros)

Nivel 4 = 0.0011Nivel 3 = 0.0008Nivel 2 = 0.0005Nivel 1 = 0.0002

Para el caso del Espectral obtuve los desplazamientos multiplicando por 0.75R como manda la norma.Para el caso del Tiempo historia lineal los desplazamientos que obtuve son los que arroja directamente el Etabs, ya que esta actuando un sismo real y no hay necesidad de escalarlo por algun factor.Los lineamientos anteriores son los que he supuesto para el desarrolo de mi trabajo.

En cuanto a los desplazamientos, me estan saliendo datos incongruentes ya que el Espectro me arroja desplazamientos muy mayores a los del Ssimo del 74.Asi tambien se presenta la misma tendencia para las derivas de entrepiso.Lo correcto no seria que los desplazamientos del sismo del 74 esten un poco por encima de los del espectro, pero sin tanta diferencia.

Tengo estas dudas:

1) Si para el caso espectral he escalado por 0.75R los desplazamientos que bota directamente el Eabs y para el caso Tiempo historia he tomado los desplazamientos que arroja directamente el Etabs, ya que esta actuando un sismo real y no hay necesidad de escalarlo por algun factor.porque me sale tanta diferencia de los desplazmientos entre ambos analisis?

2) Tengo algun error de concepto en lo anteriormente planteado?3) No es logico comparar un Espectral moderado con un sismo como el de lima 1974? Estan al mismo nivel de comparacin?4) El Etabs 9.5.0 necesita asignar algun parametro o factor en especial para el Analisis Tiempo historia?5) Para ver los desplazamientos de Tiempo historia en Etabs 9.5.0 , tambien se los deberia multiplicar por el 0.75R ? ya que si multiplico los desplamientos del tiempo historia por 0.75R me salen ligeramente mayores a los del Espectral6) tengo algun error en el ingreso de datos del acelerograma, Factor de escala o algun otro parametro?7) tengo algun error en el modelamiento del edificio?el Etabs 9.5.0 tiene manera distinta de calcular los desplamiento tiempo historia a comparacion del SAP 2000?

Para que puedan revisar mis archivos, adjunto el modelo espectral y el tiempo historia, asi como el archivo de origen de acelerograma del 74 y el archivo preparado para el ingreso de dicho acelerograma al Etabs 9.5.0.Muy agradecido por la respuesta de este Foro.

RPTAS:

Hola, tu estas haciendo analisis elasticos es decir lineales dinamicos....cuando multiplicas por 0.75R a tu desplazamiento elastico lo que obtienes es tu desplazamiento inelastico, en tu analisis tiempo historia tambien debes multiplicar por algun factor..porque tu tiempo historia es lineal..si tu tiempo historia fuera no lineal (es decir considerando degradacion de resistencia y rigidez y uses algun modelo histeretico no lineal) entonces si no tendrias q multiplicar por ningun factor y estos desplazamientos si podrian ser comparados con los obtenidos del analisis lineal muplitiplicado por 0.75R.

Muchas gracias por su respuesta, a eso casualmente queria llegar, es decir que al ser el espectral y el tiempo historia, analisis lineales, a ambos se los debe multiplicar por algun factor, en el caso del Espectral sera por 0.75R, pero en el caso del Tiempo historia tambien se deberia multiplicar por algun factor

Ahora mis dudas son:1) que factor tendria que usar para hallar los desplazamientos?

2) este factor tambien tendria que divirlo entre los datos del acelerograma , ya que si estoy amplificando los desplazamientos, tambien tendria que reducir las fuerzas usando el mismo principio de la norma E 030?Quisiera saber que tan cierto y posible es lo anteriormente planteado.

Agradezco su respuesta

Hola, si tu fin es meramente comparativo, te sugiero considerar un anlisis lineal para el anlisis modal espectral, sino estas comparando un modelo no lineal con ductilidad con uno lineal. En ese escenario, es lgico que el primero te de mayores desplazamientos.

La otra alternativa (mucho ms complicada) sera que hicieras un modelo no lineal de tiempo historia, pero ah tendrias que definir algun modelo que considere la degradacin de resistencia y rigidez de tus secciones.

porDavidQCh3 uhmm....el analisis modal solo puede ser lineal...no existe..el modal no lineal...Se me ocurre darte unos tips...primero..el tiempo historia no se hace con un solo sismo, la norma peruana pide como mnimo 5, el FEMA 356 pide como minimo 3 pero considerar valores maximos..para valores promedio...como minimo pide 7, el espectro de la norma corresponde a un sismo severo....es un espectro elastico que se convierte a inelastico dividiendo por el R, para tu tiempo historia si quieres usar un solo sismo lo logico seria que transformes ese espectro en un acelerograma, hay un programa de un PhD japones que estubo en el Cismid que hace eso...y es gratis, con ese acelerograma "tpico" podrias hacer un tiempo historia, ahora si usas acelerogramas reales como los del 69, 71...2007...debes normalizar a un valor que se asemeje al del sismo severo correspondiente al espectro, en realidad se tiene que elegir sismos..porque las respuestas en un tiempo historia son muy muy variables, ese es el primer paso amigo, ya luego los desplazamientos es otro asunto.

porescudoCon no lineal me refiero a la respuesta de la estuctura, es decir que tiene incursin en el rango inelstico.

Lo que yo creo es que el autor del tema le interesa ms comparar 2 metodologas de anlisis dinmico ms que disear la estructura, comparar las respuestas mximas para el anlisis modal y el tiempo historia. En ese caso, reitero, si el fin es solo comparativo deberias utilizar el anlisis modal con el espectro elstico, as estarias comparando la respuesta elstica de la estructura para ambos mtodos. Si utilizas un espectro inelstico, dificilmente obtendrs respuestas parecidas para ambos mtodos ya que el fenmeno no lineal (incursin en el rango elstico) es mucho ms complicado de representar en el anlisis tiempo historia.

Si obtienes diferencias en la respuesta elstica, estas se debern a diferencias entre el espectro utilizado en el anlisis modal con el espectro del acelerograma utilizado en el anlisis tiempo historia (si por ejemplo el sismo es de servicio es lgico que tengas menores respuestas comparadas a un sismo severo).

Por lo mismo, si tu fin es comparar las metodologas, si en vez del espectro elstico de la norma utilizas el espectro elstico del acelerograma deberas obtener las mismas respuestas mximas tanto para el anlisis modal como para el anlisis tiempo historia.

saludos

porDavidQCh3uhmm...bueno mi consejo final...si quieres comparar metodos elasticos...has tu analisis de superposicion modal espectral con el unico espectro que nos da nuestra norma es decir sismo severo...probabilidad de excedencia de 10% en 50 aos, ojo hablo del espectro inelastico dividido por el R...y lo unico equitativamente comparable es un tiempo historia modal es decir...las respuestas en el tiempo para cada modo...alli si debes obtener....lo mismo.Si quieres comparar metodos inelasticos...para calcular los desplazamientos laterales consideranco inelasticidad hay 2 metodologias bien conocidas que son analisis no lineales estaticos:1.- Metodo del espectro de capacidad.2.- Metodo de los coeficientes de desplazamiento.con ellos obtienes los desplazamientos maximos inelasticos....los cuales pueden ser comparados con un analisis tiempo historia no lineal.Saludos.

orluiszavaleta Sab Abr 04, 2009 1:05 pmAgradezco sus valiosas respuestas, me son de gran ayuda.Ahora he realizado un modelo pero en el SAP2000 v12 de un Edificio de 5 pisos con sistema Estructural Dual.He realizado un Analisis Espectral (segun norma E030) y un Analisis Tiempo historia con el sismo de Chimbote 1970, Obteniendo los siguientes resultados:

ANALISIS ESPECTRAL (segun norma E030)

DESPLAZAMIENTO ABSOLUTO INELASTICO DE LOS CENTRO DE MASAS DIRECCION XX (0,75R) SISTEMA DUAL (metros)

CM1 0,00354

CM2 0,00887

CM3 0,01506

CM4 0,02127

CM5 0,02703

ANALISIS TIEMPO HISTORIA (SISMO CHIMBOTE 1970)

DEZPLAZAMIENTO REAL DE LOS CENTROS DE MASAS SISMO 70 XX SISTEMA DUAL (metros)

CM1 0,00413

CM2 0,01056

CM3 0,01818

CM4 0,02593

CM5 0,03316

Se observa que los desplazamientos ocasionados por el Sismo de 1970 son mayores que los del Espectro E030. Para este caso y usando el Sap2000 v12 si se evidencia que el Analisis Tiempo Historia arroja datos mas elevados que el Espectro E030. basandome en estos resultados:- Porqu al hacer esta comparacion en el ETABS los desplazmientos con Tiempo Historia salen menores a los del Espectro?, siendo ambos modelos lineales y elasticos.

ADJUNTO en el Archivo MODELO SAP: - modelo del edificio en Etabs- hoja de Excel con comparacion de desplazamientosAgradezco anticipadamente sus respuestasPorcaebc Mar Feb 16, 2010 1:03 puyyyy de verdad?? pq? si supuestamente el sismo es SEvERO?

orjocsan Lun Mar 22, 2010 12:26 pmHe revisado tu analisis y temo que has cometido algunos errores, y en otras cosas no lo entiendo:

1.- la losa que asignaste no tiene un auto mesh por lo tanto no va transferir adecuadamente los esfuerzos (ya que esta se apoya en las esquinas), por lo que deberias dividir la losa manual mente (recomiendo) o con automesh (el tuyo esta desactivado).

2.- por que en "time history cases" tu multiplicas por un factor de 1x10-5, no lo entiendo hay alguna consideracin en tu modaleado?.

3.- estas trabajando con tiempo historia (iba a hacer una tesis sobre ello pero me tardara aos en terminarla as que deserte). Deberas trabajar con vectores de Ritz y no con los ejivectores.

4.- comparar tiempo historia con espectro respuesta es mas complicado de lo que parece, te sugiero lo siguiente (si quieres averiguar). compralos con diferentes timpo-historia), te dars cuenta que varan mucho entre ellos, eso se debe (una de las razones), a que cuando el periodo se acerca al periodo natural hallado en la estructura, esta resuena, y los valores se disparan. Basta que cambien un poco para que se acerquen a otro periodo natural y resuena de diferente manera (por los modos de vibracin).

Para finalizar lo que hacemos son idealizaciones de como se comportan las estructuras mas no sabes exactamente como lo hacen.

Saludos, espero te de una mejor idea.orarnaldovergara Jue Feb 17, 2011 10:00 amHola, soy nuevo en estoy y tengo algunas acotaciones y dudas con respecto a los comentarios hechos anteriormente, es cierto, claramente se espera que las respuestas del anlisis tiempo historia sean inferiores al del anlisis espectral modal, debido a que este representa el comportamiento real de la estructura y no una aproximacin como lo hace el espectral modal.En estos momentos me encuentro realizando mi trabajo de titulo y mi tema es referente a comparar tres mtodos de escalamientos ssmicos que proponen tres cdigos extranjeros, estos corresponden a la normativa europea (Eurocode8), normativa neozelandesa (NZS1170.5) y las recomendaciones de diseo norteamericana (ASCE/SEI 41-06). Mi objetivo es justamente comparar estos mtodos ya que al considerar un grupo de 15 terremotos en un anlisis de respuesta en el tiempo no lineal (considerando la no linealidad fsica y geomtrica que considera el modelo del software Seismostruct) estas son distintas siendo que cada anlisis considera el mismo grupo de terremotos pero su escalamiento es distinto. La normativa chilena no especifica nada sobre como escalar los registros y cual es el mtodo que se debe aplicar, entonces considere el anlisis espectral modal propuesto por la NCh2369 of 2003 y analice los mismos modelos en el programa RM Adv ance, es aqu es donde tengo mis dudas ya que son comparable estos dos anlisis, al aplicar este es necesario multiplicar por algn factor las respuestas para considerar las no linealidades del programa?, entonces si fuera si la respuesta estos dos anlisis serian comparables