Informe De Practica Sap2000.docx

ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 PRACTICA CALIFICADA

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 SOLUCION: Al archivo sap, con el que se modelara, analizara y diseñara el pórtico propuesto se llamara: Practica Sap200 Paso 1: Definición de Unidades En este caso se definen las siguientes unidades: [Tonf, m, C] Paso 2: Selección del Modelo Al tratarse de un Pórtico Tridimensional, seleccionamos la opción 3D Frames, y de acuerdo al problema planteado, se tendría los siguientes datos iniciales del modelo.

Luego editamos la cuadricula del modelo, quedando de la siguiente manera:

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 3: Adecuación del Modelo (Quitar Frames sobrantes)

Paso 4: Definición de condiciones de borde Para los apoyos

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 5: Definición de las propiedades de los materiales a) Para el concreto f´c=210Kg/cm2 (2100Tn/m2) *) Módulo de Elasticidad del Concreto E =15000 f' c =15000 210 *) Modulo de Poisson,

= 217370.65Kg/cm2

= 2173706.5Tn/m2 U=2.0

b) Para el Acero Fy=4200 En este caso recurrimos a la base de datos del sap 2000, para un acero de refuerzo ASTM A615 (Grado 60). Con las siguientes características

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Paso 6: Definición de las Secciones de Columnas y Vigas a) Para las columnas de 0.30Mx0.40M Según la configuración de la geometría del modelo, se tendría:

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b) Para las Vigas Y-Y de 0.25Mx0.50M

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 c) Para las Vigas X-X de 0.25Mx0.40M

d) Para las Vigas X-X de 0.15Mx0.50M Para la viga perimetral del voladizo (dirección X-X), es recomendable usar una sección de 15x50.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 7: Definición de la sección del aligerado Para el aligerado, se modelara considerando un conjunto de viguetas con las siguientes características:

Sección Vigueta, para 1er y 2do Piso

Sección Vigueta-2, para 3er Piso

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 8: Asignación de columnas y vigas al modelo Asignación de propiedades a los elementos correspondientes. Se observa las secciones asignadas vistas en planta y en perfil del modelo.

Vistas extruidas del modelo, según su sección correspondiente (izquierda) y según su material (derecha).

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 9: Asignación de losa aligerada Viguetas en los paños de 6.00m y voladizo, del primer piso

Para las Viguetas del 2do y 3er piso, usamos la opción de replicar las viguetas del primer piso. JUAN CARLOS FIESTAS RAMIREZ INGENIERO CIVIL – REG. CIP N° 101906

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Paso 10: Definición de Sistemas de Cargas En este caso definiremos:  DEAD : Carga Muerta  LIVE : Carga Viva  LIVE1 : Carga Viva, alternancia 1  LIVE2 : Carga Viva, alternancia 2 JUAN CARLOS FIESTAS RAMIREZ INGENIERO CIVIL – REG. CIP N° 101906

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Paso 11: Asignación de Cargas a la estructura En este todas las cargas son aplicadas a la losa aligerada, a excepción de los muros perimetrales y parapetos, las que se aplicaran a las vigas correspondientes Primer y Segundo Piso  Carga Muerta: DEAD Peso ladrillo de losa Peso tabiquería Peso acabados Total DEAD

= 80x0.40 = 100x0.40 = 100x0.40

 Carga Viva: LIVE (Para oficinas 250Kg/m2) Sobrecarga = 250x0.40 Total LIVE

= 32 Kg/ml = 40 Kg/ml = 40 Kg/ml = 112 Kg/ml = 100 Kg/ml = 100 Kg/ml

 Carga Viva: LIVE (Para corredores y escaleras 400Kg/m2) Sobrecarga = 400x0.40 = 160 Kg/ml Total LIVE = 160 Kg/ml Tercer Piso (Azotea)  Carga Muerta: DEAD Peso ladrillo de losa Peso acabados Total DEAD

= 80x0.40 = 100x0.40

= 32 Kg/ml = 40 Kg/ml = 72 Kg/ml

 Carga Viva: LIVE (Para oficinas 250Kg/m2, por el 75% ) Sobrecarga = 250x0.40x0.75= 75 Kg/ml Total LIVE = 75 Kg/ml  Carga Viva: LIVE (Para corredores y escalera - Ídem anterior) Sobrecarga = 250x0.40x0.75= 75 Kg/ml Total LIVE = 75 Kg/ml JUAN CARLOS FIESTAS RAMIREZ INGENIERO CIVIL – REG. CIP N° 101906

ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Luego Asignamos las cargas correspondientes: A) CARGA MUERTA

Asignación de carga muerta DEAD de 0.112ton. En 1er y 2do piso.

Asignación de carga muerta DEAD de 0.072ton. En 3er piso.

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Asignación de carga muerta DEAD de 0.60ton. En los muros perimetrales del interior de oficinas, del 1er y 2do piso.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 B) CARGA LIVE, LIVE1 Y LIVE2

Asignación de carga viva LIVE de 0.100ton. En interiores de 1er y 2do piso.

Asignación de carga viva LIVE de 0.160ton. En voladizos (corredores) de 1er y 2do piso.

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Asignación de carga viva LIVE de 0.075ton. En interiores y voladizos de 3er piso.

Asignación de carga viva LIVE1 de 0.100ton. En interiores y voladizos de 1er y 2do piso. Para la alternancia 1

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Asignación de carga viva LIVE1 de 0.060ton. (Adicionales para completar 0.16ton). En voladizos de 1er y 2do piso. Para la alternancia 1.

Asignación de carga viva LIVE2 de 0.100ton. En interiores y voladizos de 1er y 2do piso. Para la alternancia 2

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Asignación de carga viva LIVE2 de 0.060ton. (Adicionales para completar 0.16ton). En voladizos de 1er y 2do piso. Para la alternancia 2. Paso 12: Discretización de los elemento vigas para un mejor análisis

Discretizamos las vigas YY (25x50), en la intersección con las viguetas.

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Discretizamos todas las vigas XX (25x40 y 15x50), y las viguetas en 5tramos.

Paso 13: Definición de Brazos Rígidos entre vigas y columnas

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 14: Definición de Diafragmas Rígidos por piso

Definición del diafragma Rígido del 1er Piso.

Definición del diafragma Rígido del 2do Piso.

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Definición del diafragma Rígido del 3er Piso.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 15: Determinación de la Fuerza Sísmica por Piso ANALISIS SISMICO - METODO ESTATICO Z U C S Tp R

PESO POR m2 Area Peso Nivel 1 Peso Nivel 2 Peso Nivel 3 Peso Total

0.4 1 2.5 1.4 0.9 8

PARAMETROS SISMICO C = 2.5 (Tp/T)<=2.5 T=hn/Ct 0.285714286 hn 10 Ct 35

PESO DE LA EDIFICACION 1.00 131.20 131.20 131.20 65.60 328.00

7.875

C=2.50

Tn/m2 m2 Tn Tn Tn Tn

CORTANTE EN LA BASE V = (ZUCS/R)*PESO TOTAL V= 57.40 DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA POR PISO Piso 3 2 1

hi (m) 10.00 7.00 4.00

Pi (Tn) 65.60 131.20 131.20 SUMA

hi*Pi (Tn-m) hi*Pi/Σ(hi*Pi) 656.00 0.31 918.40 0.44 524.80 0.25 2,099.20

Fi (ton) 17.94 25.11 14.35

Vi (ton) 17.94 43.05 57.40

Paso 16: Asignación de la Fuerza Sísmica por Piso, en cada diafragma] Definimos los Estados de Carga SismoX y SismoY. SISMO EN X

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SISMO EN Y

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Paso 17: Definición de las Combinaciones de Carga 1. COMB1 : 1.4DEAD+1.7LIVE Linear ADD 2. COMB2 : 1.4DEAD+1.7LIVE1 Linear ADD 3. COMB3 : 1.4DEAD+1.7LIVE2 Linear ADD 4. COMB4 : 1.25DEAD+1.25LIVE+1.0 SISMOX Linear ADD 5. COMB5 : 1.25DEAD+1.25LIVE‐1.0 SISMOX Linear ADD 6. COMB6 : 1.25DEAD+1.25LIVE1+1.0 SISMOX Linear ADD 7. COMB7 : 1.25DEAD+1.25LIVE1‐1.0 SISMOX Linear ADD 8. COMB8 : 1.25DEAD+1.25LIVE2+1.0 SISMOX Linear ADD 9. COMB9 : 1.25DEAD+1.25LIVE2‐1.0 SISMOX Linear ADD 10. COMB10 : 0.9DEAD+1.0 SISMOX Linear ADD 11. COMB11 : 0.9DEAD‐1.0 SISMOX Linear ADD 12. COMB12 : 1.25DEAD+1.25LIVE+1.0 SISMOY Linear ADD 13. COMB13 : 1.25DEAD+1.25LIVE‐1.0 SISMOY Linear ADD 14. COMB14 : 1.25DEAD+1.25LIVE1+1.0 SISMOY Linear ADD 15. COMB15 : 1.25DEAD+1.25LIVE1‐1.0 SISMOY Linear ADD 16. COMB16 : 1.25DEAD+1.25LIVE2+1.0 SISMOY Linear ADD 17. COMB17 : 1.25DEAD+1.25LIVE2‐1.0 SISMOY Linear ADD 18. COMB18 : 0.9DEAD+1.0 SISMOY Linear ADD 19. COMB19 : 0.9DEAD‐1.0 SISMOY Linear ADD 20. ENVOLVENTE:1.0COMB1+1.0COMB2+1.0COMB3+1.0COMB4+1.0COMB5+1.0COMB6+1.0COMB7+1.0C OMB8+1.0COMB9+1.0COMB10+1.0COMB11+1.0COMB12+1.0COMB13+1.0COMB14+1.0COMB15+1.0C OMB16+1.0COMB17+1.0COMB18+1.0COMB19 ENVELOPE

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Paso 18: Análisis de la estructura

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 19: Lectura e Interpretación de Resultados A) Verificación de Desplazamientos Laterales por Sismo A.1) Sismo X-X

Direccion X-X Piso

R= Altura h

δ Absoluto

8 Δ = 0.75*δ*R Δ Absoluto

Deriva

1

400

1.702930

10.217580

Δ Relativo 10.217580

2

300

2.415828

14.494968

3

300

2.740767

16.444602

Deriva Maxima Permitida λ=Δ Relativo/h

Verificacion

0.0255

0.007

No Cumple!

4.277388

0.0143

0.007

No Cumple!

1.949634

0.0065

0.007

Ok

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 A.2) Sismo Y-Y

Direccion Y-Y Piso

R= Altura h

δ Absoluto

8 Δ = 0.75*δ*R

Deriva

Δ Absoluto

λ=Δ Relativo/h

Deriva Maxima Permitida

Verificacion

0.0186

0.007

No Cumple!

1

400

1.237304

7.423824

Δ Relativo 7.423824

2

300

1.968728

11.812368

4.388544

0.0146

0.007

No Cumple!

3

300

2.348770

14.092620

2.280252

0.0076

0.007

No Cumple!

Conclusión: Se puede apreciar en las tablas mostradas que, el edificio no cumple por desplazamientos laterales por Sismo X-X (pisos 1 y 2), no cumple por Sismo Y-Y (pisos 1, 2 y 3). Por lo que se tendría que adicionar elementos que absorban la fuerza cortante, como es caso de muros de corte, en las esquinas del edificio.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 20: Definición de sección para muros de corte (Muro 15cm)

Paso 21: Dibujar Muros de Corte A) Editamos la grilla, para poder dibujar los muros de corte de 1.50m

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 B) Dibujamos los muros de corte de 1.50m x 0.15m. Y sus correspondientes apoyos.

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 22: Determinación de la Nueva Fuerza Sísmica por Piso Debido al cambio de sistema estructural, sistema dual, entonces R=7 (antes R=8, sistema de pórticos)

ANALISIS SISMICO - METODO ESTATICO Z U C S Tp R

PESO POR m2 Area Peso Nivel 1 Peso Nivel 2 Peso Nivel 3 Peso Total

0.4 1 2.5 1.4 0.9 7

PARAMETROS SISMICO C = 2.5 (Tp/T)<=2.5 T=hn/Ct 0.285714286 hn 10 Ct 35

PESO DE LA EDIFICACION 1.00 131.20 131.20 131.20 65.60 328.00

7.875

C=2.50

Tn/m2 m2 Tn Tn Tn Tn

CORTANTE EN LA BASE V = (ZUCS/R)*PESO TOTAL V= 65.60 DISTRIBUCION DE LA FUERZA SISMICA POR PISO Piso 3 2 1

hi (m) 10.00 7.00 4.00

Pi (Tn) 65.60 131.20 131.20 SUMA

hi*Pi (Tn-m) hi*Pi/Σ(hi*Pi) 656.00 0.31 918.40 0.44 524.80 0.25 2,099.20

Fi (ton) 20.50 28.70 16.40

Vi (ton) 20.50 49.20 65.60

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 23: Asignación de la Nueva Fuerza Sísmica por Piso, en cada diafragma] SISMO EN X

SISMO EN Y

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 24: Analizamos la Estructura

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Paso 25: Lectura e Interpretación de Resultados B) Verificación de Desplazamientos Laterales por Sismo B.1) Sismo X-X

Direccion X-X Piso

R= Altura h

δ Absoluto

7 Δ = 0.75*δ*R Δ Absoluto

Deriva λ=Δ Relativo/h

Deriva Maxima Permitida

Verificacion

1

400

0.148990

0.782198

Δ Relativo 0.782198

0.0020

0.007

Ok

2

300

0.346819

1.820800

1.038602

0.0035

0.007

Ok

3

300

0.531193

2.788763

0.967964

0.0032

0.007

Ok

B.2) Sismo Y-Y

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Direccion Y-Y Piso

R= Altura h

δ Absoluto

7 Δ = 0.75*δ*R Δ Absoluto

Deriva

1

400

0.129596

0.680379

Δ Relativo 0.680379

2

300

0.295616

1.551984

3

300

0.441335

2.317009

Deriva Maxima Permitida λ=Δ Relativo/h

Verificacion

0.0017

0.007

Ok

0.871605

0.0029

0.007

Ok

0.765025

0.0026

0.007

Ok

Conclusión: Se puede apreciar en las tablas mostradas que, con la configuración de los muros de corte adicionados al edificio, se estaría cumpliendo por desplazamientos laterales por Sismo X-X y por Sismo Y-Y, para todos los pisos. Paso 26: Diagramas de Esfuerzos Previamente se cambió el color de fondo de pantalla (de blanco a negro), con la finalidad de visualizar mejor los diagramas. Diagramas de Momentos Flectores para la combinación combo20 (envolvente).

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Diagramas de Esfuerzos Cortantes para la combinación combo20 (envolvente).

Diagramas de Esfuerzos en los Muros de Corte, Fuerza F11, para la combinación combo20 (envolvente).

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Diagramas de Esfuerzos en los Muros de Corte, Fuerza F22, para la combinación combo20 (envolvente).

Diagramas de Esfuerzos en los Muros de Corte, Momentos M11, para la combinación combo20 (envolvente).

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Diagramas de Esfuerzos en los Muros de Corte, Momentos M22, para la combinación combo20 (envolvente).

Paso 27: Diseño de los elementos Frames - Vigas y Columnas Seleccionamos el código de diseño

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ANALISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS CON SAP 2000 V.16 Seleccionamos la combinación de diseño, combo 20 (envolvente)

Longitudinal Reinforcing Área, combo20 (envolvente) JUAN CARLOS FIESTAS RAMIREZ INGENIERO CIVIL – REG. CIP N° 101906

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Shear Reinforcing Área, combo20 (envolvente)

Torsión Reinforcing, combo20 (envolvente)

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