CURSO ESTRUCTURAS 3 UNIDAD I DISEO DE DIFICIOS SISMORRESISTENTES Profesor:LeopoldoDominichetti Ayudante: Brbara Rodrguez NORMA NCH 433 OF. 96 - DISEO DE EDIFICIOS SISMORRESISTENTES LOS EFECTOS PRODUCIDOS POR SISMOS HAN GENERADO DIVERSOS ESTUDIOS QUE HAN DADO COMO RESPUESTA DIVERSAS NORMATIVAS. Define una zonificacin ssmica (tres niveles) 1 CORDILLERA2 CENTRO 3 COSTANORMA NCH 433 OF. 96 DISEO DE EDIFICIOS SISMORRESISTENTES Se define segn: A. IMPORTANCIA DE LA EDIFICACION: Gubernamentales, municipales de servicio pblico. Ej: policas, hospitales, etc. Cuyo contenido es de gran valor o con aglomeracin de personas. Ej: museos, bibliotecas, estadios, etc. Habitacin privada Aislados o provisionales. Ej: instalacin de faenas. B. SISTEMA ESTRUCTURAL Prticos. Muros y sistemas arriostrados OBJETIVOS DE LA NORMA NCH 433 La norma est orientada a lograr estructuras que: Resistan sin daos a movimientos ssmicos de intensidad moderada Limiten los daos en elementos no estructurales durante sismos de mediana intensidad. Aunque presenten daos, eviten el colapso durante sismos de intensidad excepcionalmente severa. FACTORES QUE DETERMINAN EL DAO SISMICO A. ERRORES DE PROYECTO: Por modelacin matemtica - (Financista) Por informacin planimtrica incompleta o equvoca. B. ERRORES DE EJECUCION: Por mala calidad en la calidad en la mano de obra. Por falta de inspeccin tcnica de obra. C. INTERVENCIONES DEL USUARIO EN EL TIEMPO: Modificaciones en muros-ventanas-puertas. Picado para instalaciones de todo tipo. EL COMPORTAMIENTOSSMICO DEL EDIFICIO DEPENDE : Capacidad sismorresistente en el instante del sismo (cargas) Magnitud y tiempo del sismo Del tipo de suelo en que se funda. COMO FALLAN LAS ESTRUCTURAS ADOBE ruptura de muros cadas de techumbres de tejas. ALBAILERIAS CONFINADAS Agrietamiento de muros. HORMIGN segn su diseo Marcos - Muros REPRESENTACIN TERICA DEL SISMO T t s K o M Modelo deVoladizo Empotrado en el Suelo Viento Sismo REPRESENTACIN TERICA DEL SISMO Arrostramiento Ncleo Rgido Diafragma Rgido Aislador Ssmico Terreno Separacin Muro Resistente Disipador Ssmico Soluciones constructivas enEdificios Sismorresistentes DIAFRAGMAS O ENTREPISOS RGIDOS Edificios H, L, T, U Se calcula la CAPACIDAD RESISTENTE para la DISTRIBUCIN DE LAS CARGAS entre planos DIAFRAGMAS O ENTREPISOS RIGIDOS ACCION DEL DIAFRAGMA Fuerzas Laterales Muros Diafragma Rgido MUROS RIGIDOS MUROS RIGIDOS Viento o Sismo Exteriores interiores ARRIOSTRAMIENTOS MTODOS DE ANLISIS NCH 433 of.96 Qo = C * I * P Qo= corte total acumulado a nivel basal. C = coeficiente ssmico. I= importancia del edificio. P = peso total del edificio. ANLISIS ESTTICO Se calcula el Qo yluego se reparte en altura. Calculo Determinar el Q basal Distribucin de cargas Ssmicasen Altura Distribucin de Cargas Ssmicas en Altura (PLANTAS DEL EDIFICIO) Entrepiso RgidoEntrepiso Flexible (1 - 3 piso)(4 piso) Muro 1 H.A. 20/200 Muro 2 H.A. 20/300 EJEMPLO 1DETERMINACIN DE PESO SSMICO 4 PISOTechumbre = 8,00m x 4,00m x 100 kg/m2= 3.200,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 24,00m x 2500 kg/m3= 4.800,00 kg1/2 Muro H.A. = 0,20m x 0,85m x 18,00m x 2500 kg/m3= 7.650,00 kgTotal= 15.650,00 kg3 PISOLosa H.A. = 0,10m x 8,00m x 4,00m x 2500 kg/m3= 8.000,00 kgSC/ Uso. = 25% x 8,00m x 4,00m x 200 kg/m2= 1.600,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 24,00m x 2500 kg/m3= 4.800,00 kg1/2 Muro HA Superior= 0,20m x 1,25m x 18,00m x 2500 kg/m3= 11.250,00 kg1/2 Muro HA Inferior= 0,20m x 0,85m x 18,00m x 2500 kg/m3= 7.650,00 kgTotal= 33.300,00 kg2 PISOLosa H.A. = 0,10m x 8,00m x 4,00m x 2500 kg/m3= 8.000,00 kgSC/ Uso. = 25% x 8,00m x 4,00m x 200 kg/m2= 1.600,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 24,00m x 2500 kg/m3= 4.800,00 kg1/2 Muro HA Superior= 0,20m x 1,25m x 18,00m x 2500 kg/m3= 11.250,00 kg1/2 Muro HA Inferior= 0,20m x 0,85m x 18,00m x 2500 kg/m3= 7.650,00 kgTotal = 33.300,00 kg1 PISOLosa H.A. = 0,10m x 8,00m x 4,00m x 2500 kg/m3 = 8.000,00 kgSC/ Uso. = 25% x 8,00m x 4,00m x 250 kg/m2= 2.000,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 24,00m x 2500 kg/m3= 4.800,00 kg1/2 Muro HA Superior= 0,20m x 1,25m x 18,00m x 2500 kg/m3= 11.250,00 kg1/2 Muro HA Inferior= 0,20m x 1,35m x 18,00m x 2500 kg/m3= 12.150,00 kgTotal = 38.200,00 kgP1 P3 P2 P4 P2 PT = P4 + P3 + P2 + P1 1DETERMINACIN DE PESO SSMICO M M M M P4= 15.650 P2= 33.300 P3= 33.300 P1= 38.200 PT= 120.450 + + + 2 ESFUERZO DE CORTE BASALQ0 Qo= CORTE TOTAL ACUMULADO A NIVEL BASAL Coef. Ssmico = 0.14 Importancia = 1 Peso total = 120.450 kg Q0 = Coef. ssmico * Importancia * Peso total Q0 =0,14* 1* 120.450 kg Q0 = 16.863 kg 3 DISTRIBUCIN DE FUERZA SSMICA EN ALTURA ( )0n n 3 3 2 2 1 1i iiQ *h P ... h P h P h Ph PF+ + + +=( )863 . 16 *11 * 650 . 15 5 , 8 * 300 . 33 6 * 300 . 33 5 , 3 * 200 . 3811 * 650 . 15F4+ + +=. kg 70 , 680 . 3 F4 =( )863 . 16 *11 * 650 . 15 5 , 8 * 300 . 33 6 * 300 . 33 5 , 3 * 200 . 385 , 8 * 300 . 33F3+ + +=. kg 82 , 051 . 6 F3 =( )863 . 16 *11 * 650 . 15 5 , 8 * 300 . 33 6 * 300 . 33 5 , 3 * 200 . 386 * 300 . 33F2+ + +=. kg 87 , 271 . 4 F2 =( )863 . 16 *11 * 650 . 15 5 , 8 * 300 . 33 6 * 300 . 33 5 , 3 * 200 . 385 , 3 * 200 . 38F1+ + +=. kg 61 , 858 . 2 F1 =FUERZAS SSMICAS ESFUERZOS DE CORTE (diagramas) . Q4 = F4 Q3 = F3 + F4 Q2 = F2 + F3 + F4 Q1 = F1 + F2 + F3 + F4 Q0 = Q1 F4 = 3.680,70 kg F3 = 6.051,82 kg F2 = 4.271,87 kg F1 = 2.858,61 kg COEFICIENTE SISMICO (SLO EN ENTREPISOS FLEXIBLES) iiiN piso del PesoH FuerzaCoef=F4 = 3.680,70 kg P4 = 15.650,00 kg Coef. Ssmico 4 piso = X COEFICIENTE SISMICO RESULTANTE EN EL 4 PISO (ENTREPISO FLEXIBLE)X= 3.680,70 kg 15.650,00 kg X= 0,24Coef. Ssmico 4 piso = 0,24 Coef. 4 = F4 P4 ANALISIS SSMICO DEL 4 PISO (sentido X) Q EJE ATechumbre = 1,50m x 4,00m x 100 kg/m2= 600,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 7,00m x 2500 kg/m3= 1.400,00 kg1/2 Muro H.A. = 0,20m x 0,85m x 5,00m x 2500 kg/m3= 2.125,00 kgTotal= 4.125,00 kgQY1 = 4.125 kg * 0,24100% QY1 = 990,00 kgQ EJE BTechumbre = 4,00m x 4,00m x 100 kg/m2= 1.600,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 12,00m x 2500 kg/m3= 2.400,00 kg1/2 Muro H.A. = 0,20m x 0,85m x 6,50m x 2500 kg/m3= 2.762,50 kgTotal= 6.762,50 kgQY2 = 6.762,5 kg * 0,24100% QY2 = 1.623,00 kgQ EJE CTechumbre = 2,50m x 4,00m x 100 kg/m2= 1.000,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 9,00m x 2500 kg/m3= 1.800,00 kg1/2 Muro H.A. = 0,20m x 0,85m x 6,50m x 2500 kg/m3= 2.762,50 kgTotal= 5.562,50 kgQY1 = 5562,5 kg * 0,24100% QY1 = 1.335,00 kgQ EJE 1Techumbre = 8,00m x 2,00m x 100 kg/m2= 1.600,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 14,00m x 2500 kg/m3= 2.800,00 kg1/2 Muro H.A. = 0,20m x 0,85m x 9,00m x 2500 kg/m3= 3.825,00 kgTotal= 8.225,00 kgQY1 = 8.225 kg * 0,24QY1 = 1.974,00 kgb L h K % QiMuro Y120 200 250 208194 0,26 513 kgMuro Y220 300 250 579812 0,74 1.461 kg788006513 kg1.461 kg 1.974 kg ANALISIS SSMICO DEL 4 PISO (sentido Y eje 1) Q EJE 2Techumbre = 8,00m x 2,00m x 100 kg/m2= 1.600,00 kgViga H.A. = 0,20m x 0,40m x 14,00m x 2500 kg/m3= 2.800,00 kg1/2 Muro H.A. = 0,20m x 0,85m x 9,00m x 2500 kg/m3= 3.825,00 kgTotal= 8.225,00 kgQY1 = 8.225 kg*0,24QY1 = 1.974,00 kg1.974 kg 658 kg658 kg658 kg b L h K % QiMuro Y420 200 250 208194 0,33 658 kgMuro Y520 200 250 208194 0,33 658 kgMuro Y620 200 250 208194 0,33 658 kg624582ANALISIS SSMICO DEL 4 PISO (sentido Y eje 2) CONCEPTO DE RIGIDEZ Estructuras Flexibles CONCEPTO DE RIGIDEZ CONCEPTO DE RIGIDEZ CONCEPTO DE RIGIDEZ EI 3Ph3= oEAPh 5 , 2= o|.|+

\|= oEAh 5 , 2EI 3hP3h 5 , 2EAhEI 3K3 + =Flexibilidad = f f1K rigidez la Si =FLEXIONCORTE M2h = 250 cm E = 220.000 b = 20 cm L = 30 cm I = b * L 3 12 CASO A : Distribucin de Fuerza segn rigidez |.|+

\|=EAh 5 , 2EI 3hf3i90 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21290 x 20x 000 . 220 x 3250f331+ =30 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21230 x 20x 000 . 220 x 3250f332+ =476 . 47f1K11= =884 . 1f1K22= =kg 1920 000 . 2 x 96 , 0 FK KKF2 111= =||.|

\|+=kg 80 000 . 2 x 04 , 0 FK KKF2 122= =||.|

\|+=% % M1h = 250 cm E = 220.000 b = 20 cm L = 90 cm I = b * L 3 12 |.|+

\|=EAh 5 , 2EI 3hf3i30 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21230 x 20x 000 . 220 x 3250f332+ =f1 = 0,00002573 f2 = 0,000531 884 . 1f1K22= =

30 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21230 x 20x 000 . 220 x 3250f332+ =18 18 90 90 1 884 . 1f1K22= =1 1 37 kg 1920 000 . 2 x 96 , 0 FK KKF2 111= =||.|

\|+==3.887F= 0,67 * 2000 = 1.340 kg 3.887 + 1.884 kg 1920 000 . 2 x 96 , 0 FK KKF2 111= =||.|

\|+== 1.884F= 0,33 * 2000 = 660 kg 3.887 + 1.884 2 2 M1h = 250 cm E = 18.000 b = 20 cm L = 90 cm I = b * L 3 12 M2h = 250 cm E = 220.000 b = 20 cm L = 30 cm I = b * L 3 12 CASO C : Distribucin de Fuerza segn rigidez M2h = 250 cm E = 220.000 b = 20 cm L = 30 cm I = b * L |.|+

\|=EAh 5 , 2EI 3hf3i30 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21230 x 20x 000 . 220 x 3250f332+ =884 . 1f1K22= =f1 = 0,00008233 f2 = 0,000531 CASO B : Distribucin de Fuerza segn rigidez 30 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21230 x 20x 000 . 220 x 3250f332+ =400400 9 9 1 884 . 1f1K22= =1 1 12.146 kg 1920 000 . 2 x 96 , 0 FK KKF2 111= =||.|

\|+==12.146F= 0,87 * 2000 = 1.740 kg 12.146 + 1.884 kg 1920 000 . 2 x 96 , 0 FK KKF2 111= =||.|

\|+== 1.884F= 0,13 * 2000 = 260 kg 12.146 + 1.884 2 2 M1h = 400 cm E = 220.000 b = 20 cm L = 90 cm I = b * L 3 12 3 12 |.|+

\|=EAh 5 , 2EI 3hf3if1 = 0,000892 CASO D : Distribucin de Fuerza segn rigidez 30 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21230 x 20x 000 . 220 x 3250f332+ =40x 20 40x 20 1 884 . 1f1K22= =1 126 f2 = 0,0002256 30 x 20 x 000 . 220250 x 5 , 21230 x 20x 000 . 220 x 3250f332+ =20x 40 20x 40 884 . 1f1K22= =4.433 kg 1920 000 . 2 x 96 , 0 FK KKF2 111= =||.|

\|+==1.126F= 0,20 * 2000 = 400 kg 1.126 + 4.433 kg 1920 000 . 2 x 96 , 0 FK KKF2 111= =||.|

\|+== 4.433F= 0,8 * 2000 = 1.600 kg 1.126 + 4.433 2 2 M1h = 250 cm E = 220.000 b = 40 cm L = 20 cm I = b * L 3 12 M2h = 250 cm E = 220.000 b = 20 cm L = 40 cm I = b * L 3 12