Anexo 1

DISEO SISMORRESISTENTE DE EDIFICACIONES

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

OBJETIVOS: Demostrar el manejo bsico y aplicacin de herramientas del ETABS 2013, para estructuras de tipo edificaciones de concreto armado; las solicitaciones estarn referidas a la norma vigente (RNE - estructuras) y su enfoque estar dirigido a aplicaciones de ingeniera civil. El cual esta enfocado en Configurar el software para la normatividad, modelar la edificacion (colegio), Realizar anlisis esttico - dinmico (ssmico) de los sistemas estructurales, Verificar y validar los resultados segn norma, y finalmente disear las estructuras de aulas del colegio de tres pisos.DESCRIPCIN DEL PROYECTO:La parte Analizada o en estudio del proyecto est compuesto por un bloque, distribuido de la siguiente manera:

Primera Planta:

01 Laboratorio de microbiologa

01 laboratorio de produccin de vinos, piscos y macerados

Segunda y tercera Planta:02 Aulas por piso Aula 205, Aula 206, Aula 305 y Aula 306

CONFIGURACION DEL PROGRAMA ETABS 2013:1. Ingreso:Al ingresar al programa etabs 2013, nos muestra una ventana en blanco lista para cargar un modelo, donde podemos crear un nuevo modelo o abrir uno que ya se desarroll y guardo.

2. Nuevo modelo:Para cargar un nuevo modelo realizamos click en el men file/new model. Nos aparece el siguiente cuadro:

Luego para este proyecto escogeremos un modelo de iniciacin del tipo: Use Built-in Settings With (Construir el Modelo con las Configuraciones usando), donde usaremos unidades del tipo metric MKS, luego click en OK.

Luego nos aparece el siguiente cuadro: donde tendremos que determinar las grillas tanto horizontales como verticales (planta y pisos).

3. Determinacin de ejes (grillas): Planta:Para determinar los ejes en planta se

considero los mismos que el del plano

de arquitectura, los cuales se presentan

a la derecha. Elevacin o pisos: Primer piso (H1):

Para el primer piso se consider una altura mayor al de corte del plano de arquitectura, tomando en cuenta la mitad de la profundidad de desplante de la zapata:

Altura en corte =4m

Mitad de la losa = 0.125m

Altura adicional zapata = 0.5m

H1 = 4.625 m

Segundo y tercer piso (H tpica):

Segn el plano de arquitectura se consider una altura tpica de 3.85 m a ejes de entrepiso.Ya determinados los ejes, introducimos los datos en etabs 2013: Planta:

Numero de grillas en X: 4

Numero de grillas en X: 3

Realizamos click en custom grid espacing, luego en edit grid data:

Elevacin:

Numero stories (pisos): 3 Altura tpica de pisos: 3.85 m

Altura primer piso: 4.625 mRealizamos click en custom story data, luego en edit story data:

Editamos determinando el master story y colocando nombres a cada piso: para este caso como el segundo y tercer nivel son aulas entonces sern similar stories, mientas que el cuarto nivel es azotea entonces ser el nico.

Entonces ya tenemos el modelo listo:

PREDIMENCIONAMIENTO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES:LOSA ALIGERADA: Unidireccional:

H = Lc /25 = 4.67/25 = 0.18 7

CONSIDERAMOS 20 CM

Bidireccional:

H = Lc /25 = 6.85/35 = 0.196

CONSIDERAMOS 20 CM

VIGAS:

Direccin XX:

H = L/11 = 5.52/11 = 0.51

CONSIDERAMOS 0.50m x 0.30m

Direccin YY:

H = L/11 = 8.9/11 = 0.81

CONSIDERAMOS 0.80m x 0.40m

H = L/11 = 6.15/12 = 0.51

CONSIDERAMOS 0.50m x 0.30m Volado:

H = L/4 = 2.10/12 = 0.51

CONSIDERAMOS 0.50m x 0.30mPLACAS EN XX:

Z = 0.4P= 1ton/m2 x 3 x 215 m2

U = 1.5p= 645 tn

C = 2.5

S = 1.2

P = 645

R = 6entonces: cortante basa: V = 193.5 tn =193500 kg Largo total de la placa = Lw = V/( raz cuadrada de fc * ancho)

Lw = 193500 /(14.29 * 30)

Lw = 445.1 cm de placa

Nos guiaremos del plano de arquitectura.

DEFINICION DE MATERIALES Y SECCIONES:

MATERIALES:Para definir los materiales realizamos click en define/material properties.

Luego click en add new material luego definimos tanto para concreto armado y albailera:

SECCIONES:Para definir las secciones realizamos click en define/seccion properties. Luego tenemos para definir secciones del tipo barra y rea:

1. Frame seccin:Hacemos click en add new properties, nos aparece un cuadro con los tipos de material y seccin:

Elegimos el de tipo concreto y rectangular:

Luego segn el predimensionado determinamos las secciones necesarias que necesitamos para el modelo:DIBUJO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCUTRALES:

Luego de haber definido los materiales y las secciones, ya podemos dibujar todos los elementos del modelo en estudio:

Columnas: primero colocamos en all stories, luego hacemos click en el icono sombreado:

Luego nos aparece un cuadro para buscar el tipo de seccin:

Luego para el dibujo, solo necesitamos hacer un click en la interseccin de las grillas:

Losas: primero colocamos en all stories, luego hacemos click en el icono sombreado:

Al final nos queda de la siguiente manera:

ASIGNAMOS MASA ADICIONAL AL MODELO:

Procedemos a calcular las masas por rea y lineal: Masa por rea:

peso muertopeso vivo% para vivototal (kg)

100250aulas50225

100400corredor50300

100100azotea25125

total (kg)gravedamasa por area

2259.8122.935779820.023

3009.8130.581039760.031

1259.8112.74209990.013

Masa lineal de alfeizar:peso especificoalturaespesorgravedadmasa lineal

1.910.159.810.029

1.91.10.159.810.032

Para poder asignar las masas adicionales tenemos que seleccionar las losas pertenecientes a cada tipo de carga: ejemplo: Seleccionamos losas de aulas: nos colocamos en similar stories y seleccionamos las losas

Click en Assing, luego en Shell, luego en aditional mas: colocamos el valor de la masa adicional, que ene el este caso para aulas nos sali 0.023.

MODOS DE VIBRACION:

Como primer chequeo analizamos los modos de vibracin del modelo, donde se puede apreciar que el 1er modo es traslacional en la direccin ms dbil (direccin xx). Tambin se observ que el segundo sea traslacional en la otra direccin y la 3ra torsin.

ESPECTRO DE ACELERACION:

1. Cargar Espectro:En X: muros estructurales

En Y: muros estructurales

Con el uso de una hoja de

Excel calculamos el espectro

De aceleracin.

Factor de Amplificacin SismicaPeriodoAceleracin Espectral

CTSa

2.500.002.94

2.500.102.94

2.500.202.94

2.500.302.94

2.500.402.94

2.500.502.94

2.500.602.94

2.140.702.52

1.880.802.21

1.670.901.96

1.501.001.77

1.361.101.61

1.251.201.47

1.151.301.36

1.071.401.26

1.001.501.18

0.941.601.10

0.881.701.04

0.831.800.98

0.791.900.93

0.752.000.88

Los datos del cuadro exportamos al etabs 2013 de la siguiente manera: Guardamos el cuadro del excel en el block de notas con el nombre: espectro1 Click en define /functions /responce spectrun / from file /add new function: Colocamos el nombre de la funcin: espectro 1

Click en periodo vs value

Click en Browse Buscamos el archivo donde lo guardamos anteriormente

Ok ok.

2. Asignar Espectro:

Click en define /load cases.. /add new case

Colocar el nombre: direccionXX Tipo: response espectrun

Luego hacemos click en: add En funcion, buscamos el espectro cargado o creado

Y en factor escale ser de 1 para el horizontal y2/3 para el vertical.

El mismo procedimiento es para la direccinYY ok ok.

Luego de asignar el espectro en las dos direcciones, procedemos a colocar el diafragma al modelo: Seleccionamos planta por planta para asignar el diafragma rigido- seleccionamos primer piso

Click en assign / joint /diaphagma

Click en modifi/.

Add new diafragma: creamos para el 2do y 3er piso D2 y D3 . ok

Los asignamos respectivamente.

DESPLAZAMIENTOS LATERALES PERMISIBLES:

Los desplazamientos mximos permisibles obtenidos son:

correr el programa (run analysis)

click en display / story remponse . Aparese la siguiente ventana

luego mostramos la tabla del drifts elstico, tanto para XX e YY: En direccin XXEn direccin YY

luego determinamos el mximo desplazamiento inelstico de entrepiso:

Como se puede apreciar de los resultados podemos sacar dos conclusiones, en la direccin X la edificacin es rgida llegando al 99% de las deformaciones lmites para este tipo de estructura, en la direccin Y la edificacin logra desplazamientos hasta el 69% de las deformaciones lmites, pero aun as est por debajo del lmite reglamentario de 0.007 y 0.005 respectivamente.

ASIGNAMOS CARGA FALTANTE:

Seleccionar la losa donde se desee asignar tanto la carga muerta como la viva

Click en Assing / shell load / uniforme .

Definimos que tipo de carag es el que estaos asiganando: viva o muerta

COMBINACION DE CARGAS:

La verificacin de la capacidad de los elementos de concreto armado se bas en un procedimiento de cargas factorizadas, conforme a la norma Tcnica de edificacin E 060 Concreto Armado y al cdigo ACI 318. Los factores de carga fueron dados en la seccin 10.2 de la norma E 060:

U = 1.4 D + 1.7 L.

U = 1.25 (D + L) + - S

U = 0.9 D + - S.

Click en define /load combination / add new combo

Realizamos las combinaciones segun el reglamento Tambin hacemos para la envolvente

DISEO DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES:

CONCLUSIONESUAP-FILIAL AREQUIPA - INGENIERIA CIVIL, CURSO ETABS 2013 DISEO SISMORRESISTENTE