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PRIMER CURSO DE ESPECIALIZACIÓN “ANÁLISIS
SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO DE ESTRUCTURAS”
“ANÁLISIS SÍSMICO CON ETABS”
ÍNDICE
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1. OBJETIVOS
2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PROYECTOS
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
4. RESUMEN DE LAS DIMENSIONES
5. CARGAS UNITARIAS
6. REGLAMENTOS Y NORMAS
CAPÍTULO II
NORMA E.030 – DISEÑO SISMORRESISTENTE
ÍNDI
CE
CAPÍTULO III
ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO ESTÁTICO
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO MODAL ESPECTRAL
CAPÍTULO V
ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO TIEMPO - HISTORIA
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y BIBLIOGRAFÍA
1. CONCLUSIONES
2. RECOMENDACIONES
3. BIBLIOGRAFÍA
CAPÍTULO I
GENERALIDA
DES
1. OBJETIVOS
1. OBJETIVO GENERAL
La presente sesión tiene como objetivo hacer la descripción de la Norma E.030 -
Diseño Sismorresistente para realizar un análisis sísmico lineal elástico estático,
modal espectral y tiempo historia de dos edificios en el programa de cómputo
ETABS.
CAPÍTULO I
GENERALIDA
DES
1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Descripción de la Norma E.030 - Diseño Sismorresistente (Propuesta 2017)
- Análisis sísmico lineal elástico estático de un edificio de 4 pisos.
- Análisis sísmico lineal elástico modal espectral de un edificio de 15 pisos.
- Análisis sísmico lineal elástico tiempo - historia de un edificio de 15 pisos.
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PROYECTOS
1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO
La estructura en estudio es un edificio de 4 pisos destinado a oficinas de un
Ministerio del Perú en la ciudad de Tacna con acceso a sus niveles superiores a
través de una escalera interior metálica; los pasadizos y escaleras tienen 1.5m de
ancho, los niveles tienen una planta típica con una altura de entrepiso de 3.50 m en
todos los niveles. En la azotea se proyectará un techo de cobertura liviana para los
dos tragaluz de 2 y 3 m de ancho; el tanque elevado de agua se encuentra en otro
bloque contiguo.
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1.2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO
1 3.00 m 2 4.00 m 3 3.00 m 4 5.00 m 5 3.00 m 6 4.00 m 7 3.00 m 8
D
5.00 m
C
6.00 m
B
5.00 m
A
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO
La estructura en estudio es un edificio de 15 pisos en la ciudad de Trujillo con
acceso a sus niveles superiores a través de una escalera y ascensor interior; los
niveles tienen una planta típica con una altura de entrepiso de 2.65 m en todos los
niveles. En la azotea se proyectará un techo de ascensor y escaleras; no tendrá
tanque de agua ya que se proyectará un sistema de presión constante.
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO
10
0.90m
9
2.50m
8
3.75m
7
1.85m
6
4.35m
5
1.85m
4
3.75m
3
2.50m
2
0.90m
1
4.30 m
A 3.10 m B 4.175 m C 4.025 m D 3.75 m E F 3.15 mG2.2mH
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
1. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO
Concreto
- Resistencia a la compresión (f’c)
- Módulo de elasticidad (Ec)
- Módulo de corte (Gc=Ec/2(µc+1))
- Módulo de poisson (µm)
: 210 Kg/cm2
: 217370.65 Kg/cm2
: 90571.10 Kg/cm2
: 0.20
Acero de refuerzo
- Esfuerzo de fluencia (fy) : 4200 Kg/cm2
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1.3.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO
Concreto f’c = 280 kg/cm2
- Módulo de elasticidad (Ec)
- Módulo de corte (Gc=Ec/2(µc+1))
- Módulo de poisson (µm)
: 250998 Kg/cm2
: 104582.5 Kg/cm2
: 0.20
Concreto f’c = 210 kg/cm2
- Módulo de elasticidad (Ec)
- Módulo de corte (Gc=Ec/2(µc+1))
- Módulo de poisson (µm)
: 217370.65 Kg/cm2
: 90571.10 Kg/cm2
: 0.20
Acero de refuerzo
- Esfuerzo de fluencia (fy) : 4200 Kg/cm2
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
4. RESUMEN DE DIMENSIONES
1. RESUMEN DE DIMENSIONES PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO
- Losas Aligeradas: espesor de 0.20m
- Vigas: VP-1 (0.25mX0.50m), VS-1 (0.25mX0.40m), VCH-1 (0.15X0.20), VCH-2
(0.25X0.20), VS-2 (0.15X0.50)
- Columnas: C-1 (0.30mX0.50m)
- Placas: espesor de 0.25m
CAPÍTULO I
GENERALIDA
DES
1.4.2 RESUMEN DE DIMENSIONES PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO
- Losas Macizas: espesor de 0.17 y 0.20m
- Vigas: VP-1 (0.30mX0.50m)
- Columnas: C-1 (0.30mX0.60m) y C-2 (0.30mX0.70m)
- Placas: espesor de 0.30m
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
5. CARGAS UNITARIAS
1. CARGAS UNITARIAS PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO
2400 Kg/m3
Pesos Volumétricos
- Peso volumétrico del concreto armado:
Techos
- Peso propio de la losa aligerada : 300 Kg/m2
- Acabados : 100 Kg/m2
- Tabiquería repartida : 150 Kg/m2
- Sobrecarga en oficinas : 250 Kg/m2 (Entre ejes A – B, 1 –8)
(Entre ejes C – D, 1 – 8)
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
5. CARGAS UNITARIAS
1. CARGAS UNITARIAS PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO
: 300 Kg/m2
Techos
- Sobrecarga en servicios higiénicos
- Sobrecarga en archivo y data : 500 Kg/m2
(Entre ejes B – C, 1 – 2)
(Entre ejes D – F, 1 – 5)
(Entre ejes C – D, 5 – 8)
4° Piso
(Entre ejes B – C, 2 – 8)
- Sobrecarga en corredores y escaleras:
- Sobrecarga en azotea :
400 Kg/m2
100 Kg/m2
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1.5.2 CARGAS UNITARIAS PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO
Techos
- Peso propio de la losa maciza (17cm): 408 Kg/m2 (Entre ejes A – H, 1 – 5)
(Entre ejes A – H, 6 –10)
(Entre ejes B – F, 5 – 6)
- Peso propio de la losa maciza (20cm):
- Acabados
- Tabiquería repartida
- Sobrecarga en departamentos
480 Kg/m2
: 100 Kg/m2
: 150 Kg/m2
: 200 Kg/m2 (Entre ejes A – H, 1 – 5)
(Entre ejes A – H, 6 –10)
(Entre ejes B – F, 5 – 6)
- Sobrecarga en corredores y escaleras:
- Sobrecarga en azotea :
400 Kg/m2
100 Kg/m2
CAPÍTULO I
GENERALIDADES
1.6 REGLAMENTOS Y NORMAS
- Norma E.020 “Cargas”
- Norma E.030 “Diseño Sismorresistente”
- Norma E.050 “Suelos y Cimentaciones”
- Norma E.060 “Concreto Armado”
DECRETO SUPR
NORMA TÉCNICA E.030
DISEÑO SISMORRESISTENTE
LIMA - PERÚ
2017
CAPÍTULO II
NORMA E.030 - DISEÑO
SISMORRESISTENTE
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
ESPECTRO DE CAPACIDAD
𝐸= 1−
1
𝑅
1 −
𝑇(𝑎)
𝑉
𝑢
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
CAPÍTULO II
FUNDAMENTO TEÓRICO
RESPUESTA ELÁSTICA DE ESTRUCTURAS
CAPÍTULO II
FUNDAMENTO TEÓRICO
RESPUESTA INELÁSTICA DE ESTRUCTURAS
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
CONTINUIDAD
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
REGULARIDAD
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
REGULARIDAD
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
RIGIDEZ
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
JUNTAS
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
DETALLADO
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
EFECTOS LOCALES
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
VIGAS CHATAS Y ALIGERADOS 2.5 cm
SUELOS
CAPACIDAD PORTANTE
ALBAÑILERIA
LADRILLO SILICE-CALCÁREO P-10
c/mortero P2 (cemento-arena 1:4)
2.50 kg/cm²
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
CONCRETO REFORZADO
ZAPATAS f'c = 210kg/cm²
VIGAS DE CIMENTACION f'c = 210kg/cm²
PLACAS f'c = 210kg/cm²
COLUMNAS f'c = 210kg/cm²
VIGAS f'c = 210kg/cm²
LOSA ALIGERADA f'c = 210kg/cm²
ESCALERA f'c = 210kg/cm²
CISTERNA f'c = 210kg/cm²
fy = 4200 kg/cm² (grado60)
7.5cm
7.5cm
4.0cm
4.0cm
2.5cm
ACERO
FIERRO CORRUGADO
RECUBRIMIENTOS
ZAPATAS
VIGAS DE CIMENTACION
COLUMNAS
VIGAS
PLACAS
0.45
1.00
ZONIFICACIÓN (Z)
CATEGORÍA (U)
AMPLIFICACIÓN DEL SUELO (S) 1.00
PERIODO DE PLATAFORMA (Tp) 0.40
INFORMACIÓN EN LA DIRECCIÓN X - X
MUROS DE CONCRETO ARMADO
0.618
59.23 Tn
8.48 cm
0.0064
SISTEMA ESTRUCTURAL
PERIODO
CORTANTE EN LA BASE
DESPLAZAMIENTO MÁXIMO
DISTORSIÓN MÁXIMA
INFORMACIÓN EN LA DIRECCIÓN Y - Y
MUROS DE CONCRETO ARMADO
0.276
74.97 Tn
4.41 cm
0.0049
SISTEMA ESTRUCTURAL
PERIODO
CORTANTE EN LA BASE
DESPLAZAMIENTO MÁXIMO
DISTORSIÓN MÁXIMA
PARÁMETROS SÍSMICOS
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
1. PELIGRO SÍSMICO
1. INTRODUCCIÓN
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
• Es importante y necesario
contar con procedimientos
cada vez más confiables que
permitan conocer el
comportamiento más probable
de un evento sísmico en una
determinada región y de este
modo estimar la demanda
sísmica a la que podría estar
sometida una estructura
durante su vida útil para
efectos de diseño.
2.1.2 ESTUDIOS DE PELIGRO SÍSMICO
Objetivos: los estudios de peligro sísmico tendrán como finalidad la
determinación de espectros de diseño que definan las componentes
horizontal y vertical del sismo a nivel de la cota de cimentación.
Requerimiento de los Estudios: el alcance de los estudios de peligro
sísmico
dependerá de:
- La zona sísmica donde se ubica el puente
- El tipo de puente y su longitud
- Las características del suelo
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.2 ESTUDIOS DE PELIGRO SÍSMICO
Para los casos siguientes podrán utilizarse directamente las fuerzas sísmicas
mínimas especificadas en el Título II del Manual de Diseño de Puentes 2016, sin que
se requieran estudios especiales de peligro sísmico para el sitio:
- Puentes ubicados en la zona sísmica 1, independientemente de las características
de la estructura.
- Puentes de una sola luz, simplemente apoyados en los estribos,
independientemente de la zona donde se ubiquen.
- Otros puentes que no correspondan a los casos explícitamente listados en lo que
sigue.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.2 ESTUDIOS DE PELIGRO SÍSMICO
Se requerirán estudios de peligro sísmico para los puentes no convencionales que se
ubiquen en las zonas 1, 2, 3 ó 4, en los siguientes casos:
- Puentes colgantes, puentes atirantados, puentes de arco y todos aquellos puentes
con sistemas estructurales no convencionales, ver artículo 2.4.3.11.1 (3.10.1
AASHTO).
- Otros puentes de gran longitud, incluyendo puentes continuos y simplemente
apoyados de múltiples luces.
Se considera puentes convencionales aquellos cuyas superestructuras son losas,
vigas, vigas compuestas, vigas cajón, vigas reticuladas, sobre pilares simples o con
multiples columnas, pilares tipo pared o pila de pilotes. Además están fundados sobre
zapatas extendidas, poco profundas, o sobre pilotes o pilotes perforados.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.3 FUENTES SISMOGÉNICAS
Es aquella línea, zona o volumen geográfico que tenga similitudes geológicas,
geofísicas y sísmicas tales que se pueda considerar que posee un potencial sísmico
homogéneo en toda la fuente, es decir, en las que el proceso de generación y
recurrencia de sismos es espacial y temporalmente homogéneo.
En total se definieron 20 fuentes sismogénicas. Las fuentes 1, 2, 3, 4 y 5 representan
la sismicidad de subducción de interfase. Las fuentes 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, y 14
representan la sismicidad de subducción de intraplaca. Las fuentes 15, 16, 17, 18, 19
y 20 representan la sismicidad de corteza superficial en el interior de la placa
Sudamericana.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.3 FUENTES SISMOGÉNICAS
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.3 FUENTES SISMOGÉNICAS
Fuente
Coordenadas Geográficas Profundidad
(km)
Longitud Latitud
F3 -81.050 -8.931 30
F3 -79.156 -7.834 75
F3 -75.998 -13.992 75
F3 -77.028 -14.811 30
F8 -79.156 -7.834 80
F8 -78.427 -7.363 100
F8 -74.996 -13.218 115
F8 -75.998 -13.999 80
F15 -79.156 -7.834 25
F15 -78.084 -7.213 40
F15 -76.340 -10.670 40
F15 -74.760 -13.130 40
F15 -75.998 -13.999 25
Tabla 2.1. Fuentes Sismogénicas de Lima
(Zenón Aguilar y Carlos Gamarra, 2009)
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.4 PARÁMETROS SISMOLÓGICOS DE CADA FUENTE
Para evaluar la variabilidad de las magnitudes de los eventos sísmicos que cada
fuente pueda generar es indispensable evaluar la recurrencia sísmica de la fuente. La
recurrencia sísmica representa el número de eventos mayores o iguales a alguna
magnitud dentro de la fuente y está definida por la pendiente de la relación de
recurrencia de Gutenberg y Richter (b), la tasa media anual de actividad sísmica (λ0),
la magnitud mínima (M0) y la magnitud máxima (Mmáx).
La expresión que define la relación de recurrencia de la actividad sísmica de un
determinado lugar es:
𝐿
𝑜
𝑔
𝑁= 𝑎−𝑏
𝑀
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.4 PARÁMETROS SISMOLÓGICOS DE CADA FUENTE
Donde N es el número de sismos con magnitud mayor o igual a M, y a y b son
constantes. El valor a describe la actividad o productividad sísmica (log del número de
eventos con M=0). El valor b, el cual es típicamente cercano a 1 (Zúñiga y Wyss,
2001) es un parámetro tectónico que describe la abundancia relativa de grandes a
pequeños eventos.
La ecuación anterior se puede expresar también de la siguiente forma:
𝑁= 𝛤
0
𝑒
−
𝛽
𝑀
Donde: Γ0 = 10ª; es el número de sismos por unidad de tiempo con M > 0
β = b x Ln10
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
Fuente
Mw
Mmin Mmáx β λ0
F3 4.600 8.400 1.292 8.683
F8 4.300 7.100 1.879 3.754
F15 4.400 6.300 2.385 0.782
2.1.4 PARÁMETROS SISMOLÓGICOS DE CADA FUENTE
Tabla 2.2. Parámetros sismológicos de las Fuentes Sismogénicas de Lima
(Zenón Aguilar y Carlos Gamarra, 2009)
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN
Para evaluar los efectos que produciría la actividad sísmica en un determinado lugar,
caracterizándola a través de los parámetros sismológicos de cada fuente, es
necesario relacionar la magnitud, la distancia del sitio de interés a una fuente dada y
la intensidad sísmica que se presentaría si ocurriera un sismo en dicha fuente. Las
expresiones que permiten establecer este tipo de relaciones se las conoce como
leyes de atenuación.
Para los sismos de subducción se han utilizado las leyes de atenuación para
aceleraciones espectrales propuestas por Youngs, Chiou, Silva y Humphrey (1997) y
para los sismos continentales se han utilizado las leyes de atenuación para
aceleraciones espectrales propuestas por Sadigh, Chang, Egan, Makdisi y Youngs
(1997).
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN
Ley de atenuación para aceleraciones espectrales propuestas por Youngs,
Chiou, Silva Y Humphrey (1997)
Youngs et al. (1997) han desarrollado relaciones de atenuación para la máxima
aceleración del suelo y aceleraciones espectrales de respuesta horizontal (5% de
amortiguamiento) para sismos de interfase e intraplaca de la zona de subducción con
magnitud momento mayor o igual que 5.0 y para distancias de 10 a 500 km. De
acuerdo a esta ley, los movimientos máximos se incrementan con la profundidad y los
sismos de intraplaca producen movimientos picos que son alrededor de 50% más
grandes que los sismos de interfase para la misma magnitud y distancia.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN
- Ley de atenuación para roca:
Ln(y) = 0.2418 + 1.414M + C1 + C2 (10 – M)3 + C3 Ln(rrup + 1.7818e0.554M) +
0.00607H + 0.3846ZT
- Ley de atenuación para suelo:
Ln(y) = -0.6687 + 1.438M + C1 + C2 (10 – M)3 + C3 Ln(R + 1.097e0.617) + 0.00648H
+ 0.3643ZT
Desviación estándar = C4 + C5M (para magnitudes mayores que Mw = 8.0 igualar al
valor correspondiente para Mw = 8).
Donde: y = aceleración espectral en g, M = magnitud momento (Mw), rrup = distancia
más cercana al área de rotura (km), H = profundidad (km), ZT = tipo de fuente, 0 para
interfase, 1 para intraplaca.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN
Ley de atenuación para aceleraciones espectrales propuestas por Sadigh,
Chang, Egan, Makdisi Y Youngs (1997)
Sadigh et al. (1997) han desarrollado relaciones de atenuación para la máxima
aceleración del suelo y aceleraciones espectrales de respuesta horizontal (5% de
amortiguamiento) para sismos continentales. Las relaciones de atenuación que a
continuación se presentan han sido desarrolladas para roca y depósitos de suelos
firmes profundos, sismos de magnitud momento mayor o igual a 4.0 y distancias de
hasta 100 km.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN
- Ley de atenuación para roca:
Ln(y) = C1 + C2M + C3(8.5 – M)2.5 + C4Ln(rrup + exp(C5 + C6M) + C7Ln(rrup + 2)
-Ley de atenuación para depósitos de suelos firmes profundos:
Ln(y) = C1 + C2M - C3Ln(rrup + C4eC5M) + C6 + C7(8.5 – M)2.5
Donde: y = aceleración espectral en g, M = magnitud momento (Mw), rrup = distancia
más cercana al área de rotura (km)
Nota: Los coeficientes de la ley de atenuación difieren para Mw ≤ 6.5 y Mw > 6.5 para
un mismo valor del período espectral, y las desviaciones estándar están expresadas
por relaciones dadas de acuerdo al período y varían en función a la magnitud.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.6 EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO PROBABILÍSTICO
Conocidas la sismicidad de las fuentes y los modelos de atenuación de las ondas
sísmicas generadas en cada una de éstas, el peligro sísmico se puede calcular
considerando la suma de los efectos de la totalidad de las fuentes sismogénicas, la
distancia entre cada fuente y el sitio de interés que se requiere evaluar.
La evaluación del peligro sísmico en el presente trabajo se ha realizado utilizando el
programa de cómputo R-CRISIS Ver 18.3, desarrollado y actualizado por Ordaz et al
(2015), considerando las leyes de atenuación de Young et al. (1997) para sismos de
subducción y la ley de atenuación de Sadigh et al. (1997) para sismos continentales.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.6 EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO PROBABILÍSTICO
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.2. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 475 años
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.3. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 475 años
Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 448.45 cm/s2
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
Nota 1: Las nuevas edificaciones de categoría A1 tendrán aislamiento sísmico en la base cuando se encuentren en las zonas
sísmicas 4 y 3. En las zonas sísmicas 1 y 2, la entidad responsable podrá decidir si usa o no aislamiento sísmico. Si no se
utiliza aislamiento sísmico en las zonas sísmicas 1 y 2, el valor de U será como mínimo 1,5.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.1.6 EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO PROBABILÍSTICO
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.2. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 475 años
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.3. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 475 años
Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 448.45 cm/s2
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.4. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 975 años
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.5. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 975 años
Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 547.36 cm/s2
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.6. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 2475 años
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
Figura 4.7. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 2475 años
Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 691.46 cm/s2
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.2.1 PÓRTICOS DE CONCRETO ARMADO
Son empleados en edificios donde no se conoce
la distribución de los espacios durante el cálculo
y se desea dar amplia libertad de uso.
Desarrollan una buena ductilidad bajo la acción
sísmica. Su elevada hiperestaticidad y el
comportamiento más allá del límite elástico,
permiten la redistribución de efectos sísmicos y
los hace adecuados para resistir fuerzas
laterales en edificios altos. Sin embargo su
comportamiento se ve afectado por elementos
no estructurales y sus grandes deformaciones.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
• 2.2.2 MUROS DE CONCRETO ARMADO
• Son bastante eficientes para resistir fuerzas elevadas en su
plano si se toman precauciones especiales para evitar problemas
de falla frágil. La ductilidad que pueden alcanzar es menor que
otros sistemas.
• En ocasiones se usan grupos de muros unidos entre sí para
formar tubos verticales, que pueden comportarse de manera muy
eficiente para resistir los efectos sísmicos con ductilidad
adecuada. Si no se consideran en el cálculo puede provocar
serios problemas.
2.2.3 SISTEMA DUAL
Es bastante frecuente en nuestros días la
combinación de sistemas a base de muros y
pórticos. El problema fundamental de esta
la
combinación
compatibilidad
es la determinación de
de deformaciones
sistemas al
de ambos
estar sometidos a fuerzas
horizontales, ya que su comportamiento aislado
es completamente diferente. Puede ser muy
eficiente esta combinación en edificios de gran
altura.
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
2.2.4 MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
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NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
CAPÍTULO III
ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO ESTÁTICO
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO MODAL ESPECTRAL
CAPÍTULO V
ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO TIEMPO - HISTORIA
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y
BIBLIOGRAFÍA
6.1 CONCLUSIONES
- En un Análisis Sísmico Estático Lineal Elástico, las distorsiones del edificio de 4
pisos son mayores al máximo que indica la norma E.030 de 0.007 en la dirección
Y,por lo que se debe incrementar la rigidez en esa dirección.
- En un Análisis Sísmico Modal Espectral, las distorsiones del edificio de 15 pisos
son un poco mayores al máximo que indica la norma E.030 de 0.007 en las
direcciones X e Y por lo que incrementando muy poco el peralte de las columnas
seguramente cumplirán con la norma.
6.2 RECOMENDACIONES
- Se recomienda practicar el programa de cómputo ETABS para la correcta
definición de los datos de entrada al programa.
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y
BIBLIOGRAFÍA
6.3 BIBLIOGRAFÍA
- C. Arnold, R. Reitherman - Configuración y Diseño Sísmico de Edificios
- Carlos Gamarra Rivera - Nuevas Fuentes Sismogénicas
- CSI - Analysis Reference Manual ETABS Integrated Building Design Software.
- Erly Marvin Enriquez Quispe - Modelación de un Edificio de 10 Pisos
- Erly Marvin Enriquez Quispe - Análisis Sísmico Estático Lineal Elástico
- Erly Marvin Enriquez Quispe - Análisis Sísmico Dinámico Modal Espectral
- Erly Marvin Enriquez Quispe - Peligro Sísmico de Lima
- J. Taboada, A. De Izcue - Análisis y Diseño de Edif. Asistido por Computadoras
- Luis Quiroz Torres - Análisis y Diseño de Edificaciones con Etabs
- NT E.020 - Cargas
- NT E.030 - Diseño Sismorresistente 2016
- NT E.030 - Diseño Sismorresistente 2017

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  • 1. PRIMER CURSO DE ESPECIALIZACIÓN “ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO DE ESTRUCTURAS”
  • 3. ÍNDICE CAPÍTULO I GENERALIDADES 1. OBJETIVOS 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PROYECTOS 3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES 4. RESUMEN DE LAS DIMENSIONES 5. CARGAS UNITARIAS 6. REGLAMENTOS Y NORMAS CAPÍTULO II NORMA E.030 – DISEÑO SISMORRESISTENTE
  • 4. ÍNDI CE CAPÍTULO III ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO ESTÁTICO CAPÍTULO IV ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO MODAL ESPECTRAL CAPÍTULO V ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO TIEMPO - HISTORIA CAPÍTULO VI CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y BIBLIOGRAFÍA 1. CONCLUSIONES 2. RECOMENDACIONES 3. BIBLIOGRAFÍA
  • 5. CAPÍTULO I GENERALIDA DES 1. OBJETIVOS 1. OBJETIVO GENERAL La presente sesión tiene como objetivo hacer la descripción de la Norma E.030 - Diseño Sismorresistente para realizar un análisis sísmico lineal elástico estático, modal espectral y tiempo historia de dos edificios en el programa de cómputo ETABS.
  • 6. CAPÍTULO I GENERALIDA DES 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Descripción de la Norma E.030 - Diseño Sismorresistente (Propuesta 2017) - Análisis sísmico lineal elástico estático de un edificio de 4 pisos. - Análisis sísmico lineal elástico modal espectral de un edificio de 15 pisos. - Análisis sísmico lineal elástico tiempo - historia de un edificio de 15 pisos.
  • 7. CAPÍTULO I GENERALIDADES 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PROYECTOS 1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO La estructura en estudio es un edificio de 4 pisos destinado a oficinas de un Ministerio del Perú en la ciudad de Tacna con acceso a sus niveles superiores a través de una escalera interior metálica; los pasadizos y escaleras tienen 1.5m de ancho, los niveles tienen una planta típica con una altura de entrepiso de 3.50 m en todos los niveles. En la azotea se proyectará un techo de cobertura liviana para los dos tragaluz de 2 y 3 m de ancho; el tanque elevado de agua se encuentra en otro bloque contiguo.
  • 8. CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.2.1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO 1 3.00 m 2 4.00 m 3 3.00 m 4 5.00 m 5 3.00 m 6 4.00 m 7 3.00 m 8 D 5.00 m C 6.00 m B 5.00 m A
  • 9. CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO La estructura en estudio es un edificio de 15 pisos en la ciudad de Trujillo con acceso a sus niveles superiores a través de una escalera y ascensor interior; los niveles tienen una planta típica con una altura de entrepiso de 2.65 m en todos los niveles. En la azotea se proyectará un techo de ascensor y escaleras; no tendrá tanque de agua ya que se proyectará un sistema de presión constante.
  • 10. CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO 10 0.90m 9 2.50m 8 3.75m 7 1.85m 6 4.35m 5 1.85m 4 3.75m 3 2.50m 2 0.90m 1 4.30 m A 3.10 m B 4.175 m C 4.025 m D 3.75 m E F 3.15 mG2.2mH
  • 11. CAPÍTULO I GENERALIDADES 3. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES 1. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO Concreto - Resistencia a la compresión (f’c) - Módulo de elasticidad (Ec) - Módulo de corte (Gc=Ec/2(µc+1)) - Módulo de poisson (µm) : 210 Kg/cm2 : 217370.65 Kg/cm2 : 90571.10 Kg/cm2 : 0.20 Acero de refuerzo - Esfuerzo de fluencia (fy) : 4200 Kg/cm2
  • 12. CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.3.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO Concreto f’c = 280 kg/cm2 - Módulo de elasticidad (Ec) - Módulo de corte (Gc=Ec/2(µc+1)) - Módulo de poisson (µm) : 250998 Kg/cm2 : 104582.5 Kg/cm2 : 0.20 Concreto f’c = 210 kg/cm2 - Módulo de elasticidad (Ec) - Módulo de corte (Gc=Ec/2(µc+1)) - Módulo de poisson (µm) : 217370.65 Kg/cm2 : 90571.10 Kg/cm2 : 0.20 Acero de refuerzo - Esfuerzo de fluencia (fy) : 4200 Kg/cm2
  • 13. CAPÍTULO I GENERALIDADES 4. RESUMEN DE DIMENSIONES 1. RESUMEN DE DIMENSIONES PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO - Losas Aligeradas: espesor de 0.20m - Vigas: VP-1 (0.25mX0.50m), VS-1 (0.25mX0.40m), VCH-1 (0.15X0.20), VCH-2 (0.25X0.20), VS-2 (0.15X0.50) - Columnas: C-1 (0.30mX0.50m) - Placas: espesor de 0.25m
  • 14. CAPÍTULO I GENERALIDA DES 1.4.2 RESUMEN DE DIMENSIONES PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO - Losas Macizas: espesor de 0.17 y 0.20m - Vigas: VP-1 (0.30mX0.50m) - Columnas: C-1 (0.30mX0.60m) y C-2 (0.30mX0.70m) - Placas: espesor de 0.30m
  • 15. CAPÍTULO I GENERALIDADES 5. CARGAS UNITARIAS 1. CARGAS UNITARIAS PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO 2400 Kg/m3 Pesos Volumétricos - Peso volumétrico del concreto armado: Techos - Peso propio de la losa aligerada : 300 Kg/m2 - Acabados : 100 Kg/m2 - Tabiquería repartida : 150 Kg/m2 - Sobrecarga en oficinas : 250 Kg/m2 (Entre ejes A – B, 1 –8) (Entre ejes C – D, 1 – 8)
  • 16. CAPÍTULO I GENERALIDADES 5. CARGAS UNITARIAS 1. CARGAS UNITARIAS PARA EL ANÁLISIS ESTÁTICO : 300 Kg/m2 Techos - Sobrecarga en servicios higiénicos - Sobrecarga en archivo y data : 500 Kg/m2 (Entre ejes B – C, 1 – 2) (Entre ejes D – F, 1 – 5) (Entre ejes C – D, 5 – 8) 4° Piso (Entre ejes B – C, 2 – 8) - Sobrecarga en corredores y escaleras: - Sobrecarga en azotea : 400 Kg/m2 100 Kg/m2
  • 17. CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.5.2 CARGAS UNITARIAS PARA EL ANÁLISIS DINÁMICO Techos - Peso propio de la losa maciza (17cm): 408 Kg/m2 (Entre ejes A – H, 1 – 5) (Entre ejes A – H, 6 –10) (Entre ejes B – F, 5 – 6) - Peso propio de la losa maciza (20cm): - Acabados - Tabiquería repartida - Sobrecarga en departamentos 480 Kg/m2 : 100 Kg/m2 : 150 Kg/m2 : 200 Kg/m2 (Entre ejes A – H, 1 – 5) (Entre ejes A – H, 6 –10) (Entre ejes B – F, 5 – 6) - Sobrecarga en corredores y escaleras: - Sobrecarga en azotea : 400 Kg/m2 100 Kg/m2
  • 18. CAPÍTULO I GENERALIDADES 1.6 REGLAMENTOS Y NORMAS - Norma E.020 “Cargas” - Norma E.030 “Diseño Sismorresistente” - Norma E.050 “Suelos y Cimentaciones” - Norma E.060 “Concreto Armado”
  • 19. DECRETO SUPR NORMA TÉCNICA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE LIMA - PERÚ 2017 CAPÍTULO II NORMA E.030 - DISEÑO SISMORRESISTENTE
  • 20. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 21. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 22. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” ESPECTRO DE CAPACIDAD
  • 23. 𝐸= 1− 1 𝑅 1 − 𝑇(𝑎) 𝑉 𝑢 NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 24. CAPÍTULO II FUNDAMENTO TEÓRICO RESPUESTA ELÁSTICA DE ESTRUCTURAS
  • 25. CAPÍTULO II FUNDAMENTO TEÓRICO RESPUESTA INELÁSTICA DE ESTRUCTURAS
  • 26. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 27. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 28. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” CONTINUIDAD
  • 29. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” REGULARIDAD
  • 30. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” REGULARIDAD
  • 31. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” RIGIDEZ
  • 32. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” JUNTAS
  • 33. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” DETALLADO
  • 34. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” EFECTOS LOCALES
  • 35. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 36. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
  • 37. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 38. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” VIGAS CHATAS Y ALIGERADOS 2.5 cm SUELOS CAPACIDAD PORTANTE ALBAÑILERIA LADRILLO SILICE-CALCÁREO P-10 c/mortero P2 (cemento-arena 1:4) 2.50 kg/cm² ESPECIFICACIONES TÉCNICAS CONCRETO REFORZADO ZAPATAS f'c = 210kg/cm² VIGAS DE CIMENTACION f'c = 210kg/cm² PLACAS f'c = 210kg/cm² COLUMNAS f'c = 210kg/cm² VIGAS f'c = 210kg/cm² LOSA ALIGERADA f'c = 210kg/cm² ESCALERA f'c = 210kg/cm² CISTERNA f'c = 210kg/cm² fy = 4200 kg/cm² (grado60) 7.5cm 7.5cm 4.0cm 4.0cm 2.5cm ACERO FIERRO CORRUGADO RECUBRIMIENTOS ZAPATAS VIGAS DE CIMENTACION COLUMNAS VIGAS PLACAS 0.45 1.00 ZONIFICACIÓN (Z) CATEGORÍA (U) AMPLIFICACIÓN DEL SUELO (S) 1.00 PERIODO DE PLATAFORMA (Tp) 0.40 INFORMACIÓN EN LA DIRECCIÓN X - X MUROS DE CONCRETO ARMADO 0.618 59.23 Tn 8.48 cm 0.0064 SISTEMA ESTRUCTURAL PERIODO CORTANTE EN LA BASE DESPLAZAMIENTO MÁXIMO DISTORSIÓN MÁXIMA INFORMACIÓN EN LA DIRECCIÓN Y - Y MUROS DE CONCRETO ARMADO 0.276 74.97 Tn 4.41 cm 0.0049 SISTEMA ESTRUCTURAL PERIODO CORTANTE EN LA BASE DESPLAZAMIENTO MÁXIMO DISTORSIÓN MÁXIMA PARÁMETROS SÍSMICOS
  • 39. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 40. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 41. 1. PELIGRO SÍSMICO 1. INTRODUCCIÓN NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” • Es importante y necesario contar con procedimientos cada vez más confiables que permitan conocer el comportamiento más probable de un evento sísmico en una determinada región y de este modo estimar la demanda sísmica a la que podría estar sometida una estructura durante su vida útil para efectos de diseño.
  • 42. 2.1.2 ESTUDIOS DE PELIGRO SÍSMICO Objetivos: los estudios de peligro sísmico tendrán como finalidad la determinación de espectros de diseño que definan las componentes horizontal y vertical del sismo a nivel de la cota de cimentación. Requerimiento de los Estudios: el alcance de los estudios de peligro sísmico dependerá de: - La zona sísmica donde se ubica el puente - El tipo de puente y su longitud - Las características del suelo NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 43. 2.1.2 ESTUDIOS DE PELIGRO SÍSMICO Para los casos siguientes podrán utilizarse directamente las fuerzas sísmicas mínimas especificadas en el Título II del Manual de Diseño de Puentes 2016, sin que se requieran estudios especiales de peligro sísmico para el sitio: - Puentes ubicados en la zona sísmica 1, independientemente de las características de la estructura. - Puentes de una sola luz, simplemente apoyados en los estribos, independientemente de la zona donde se ubiquen. - Otros puentes que no correspondan a los casos explícitamente listados en lo que sigue. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 44. 2.1.2 ESTUDIOS DE PELIGRO SÍSMICO Se requerirán estudios de peligro sísmico para los puentes no convencionales que se ubiquen en las zonas 1, 2, 3 ó 4, en los siguientes casos: - Puentes colgantes, puentes atirantados, puentes de arco y todos aquellos puentes con sistemas estructurales no convencionales, ver artículo 2.4.3.11.1 (3.10.1 AASHTO). - Otros puentes de gran longitud, incluyendo puentes continuos y simplemente apoyados de múltiples luces. Se considera puentes convencionales aquellos cuyas superestructuras son losas, vigas, vigas compuestas, vigas cajón, vigas reticuladas, sobre pilares simples o con multiples columnas, pilares tipo pared o pila de pilotes. Además están fundados sobre zapatas extendidas, poco profundas, o sobre pilotes o pilotes perforados. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 45. 2.1.3 FUENTES SISMOGÉNICAS Es aquella línea, zona o volumen geográfico que tenga similitudes geológicas, geofísicas y sísmicas tales que se pueda considerar que posee un potencial sísmico homogéneo en toda la fuente, es decir, en las que el proceso de generación y recurrencia de sismos es espacial y temporalmente homogéneo. En total se definieron 20 fuentes sismogénicas. Las fuentes 1, 2, 3, 4 y 5 representan la sismicidad de subducción de interfase. Las fuentes 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, y 14 representan la sismicidad de subducción de intraplaca. Las fuentes 15, 16, 17, 18, 19 y 20 representan la sismicidad de corteza superficial en el interior de la placa Sudamericana. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 46. 2.1.3 FUENTES SISMOGÉNICAS NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 47. 2.1.3 FUENTES SISMOGÉNICAS Fuente Coordenadas Geográficas Profundidad (km) Longitud Latitud F3 -81.050 -8.931 30 F3 -79.156 -7.834 75 F3 -75.998 -13.992 75 F3 -77.028 -14.811 30 F8 -79.156 -7.834 80 F8 -78.427 -7.363 100 F8 -74.996 -13.218 115 F8 -75.998 -13.999 80 F15 -79.156 -7.834 25 F15 -78.084 -7.213 40 F15 -76.340 -10.670 40 F15 -74.760 -13.130 40 F15 -75.998 -13.999 25 Tabla 2.1. Fuentes Sismogénicas de Lima (Zenón Aguilar y Carlos Gamarra, 2009) NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 48. 2.1.4 PARÁMETROS SISMOLÓGICOS DE CADA FUENTE Para evaluar la variabilidad de las magnitudes de los eventos sísmicos que cada fuente pueda generar es indispensable evaluar la recurrencia sísmica de la fuente. La recurrencia sísmica representa el número de eventos mayores o iguales a alguna magnitud dentro de la fuente y está definida por la pendiente de la relación de recurrencia de Gutenberg y Richter (b), la tasa media anual de actividad sísmica (λ0), la magnitud mínima (M0) y la magnitud máxima (Mmáx). La expresión que define la relación de recurrencia de la actividad sísmica de un determinado lugar es: 𝐿 𝑜 𝑔 𝑁= 𝑎−𝑏 𝑀 NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 49. 2.1.4 PARÁMETROS SISMOLÓGICOS DE CADA FUENTE Donde N es el número de sismos con magnitud mayor o igual a M, y a y b son constantes. El valor a describe la actividad o productividad sísmica (log del número de eventos con M=0). El valor b, el cual es típicamente cercano a 1 (Zúñiga y Wyss, 2001) es un parámetro tectónico que describe la abundancia relativa de grandes a pequeños eventos. La ecuación anterior se puede expresar también de la siguiente forma: 𝑁= 𝛤 0 𝑒 − 𝛽 𝑀 Donde: Γ0 = 10ª; es el número de sismos por unidad de tiempo con M > 0 β = b x Ln10 NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 50. Fuente Mw Mmin Mmáx β λ0 F3 4.600 8.400 1.292 8.683 F8 4.300 7.100 1.879 3.754 F15 4.400 6.300 2.385 0.782 2.1.4 PARÁMETROS SISMOLÓGICOS DE CADA FUENTE Tabla 2.2. Parámetros sismológicos de las Fuentes Sismogénicas de Lima (Zenón Aguilar y Carlos Gamarra, 2009) NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 51. 2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN Para evaluar los efectos que produciría la actividad sísmica en un determinado lugar, caracterizándola a través de los parámetros sismológicos de cada fuente, es necesario relacionar la magnitud, la distancia del sitio de interés a una fuente dada y la intensidad sísmica que se presentaría si ocurriera un sismo en dicha fuente. Las expresiones que permiten establecer este tipo de relaciones se las conoce como leyes de atenuación. Para los sismos de subducción se han utilizado las leyes de atenuación para aceleraciones espectrales propuestas por Youngs, Chiou, Silva y Humphrey (1997) y para los sismos continentales se han utilizado las leyes de atenuación para aceleraciones espectrales propuestas por Sadigh, Chang, Egan, Makdisi y Youngs (1997). NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 52. 2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN Ley de atenuación para aceleraciones espectrales propuestas por Youngs, Chiou, Silva Y Humphrey (1997) Youngs et al. (1997) han desarrollado relaciones de atenuación para la máxima aceleración del suelo y aceleraciones espectrales de respuesta horizontal (5% de amortiguamiento) para sismos de interfase e intraplaca de la zona de subducción con magnitud momento mayor o igual que 5.0 y para distancias de 10 a 500 km. De acuerdo a esta ley, los movimientos máximos se incrementan con la profundidad y los sismos de intraplaca producen movimientos picos que son alrededor de 50% más grandes que los sismos de interfase para la misma magnitud y distancia. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 53. 2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN - Ley de atenuación para roca: Ln(y) = 0.2418 + 1.414M + C1 + C2 (10 – M)3 + C3 Ln(rrup + 1.7818e0.554M) + 0.00607H + 0.3846ZT - Ley de atenuación para suelo: Ln(y) = -0.6687 + 1.438M + C1 + C2 (10 – M)3 + C3 Ln(R + 1.097e0.617) + 0.00648H + 0.3643ZT Desviación estándar = C4 + C5M (para magnitudes mayores que Mw = 8.0 igualar al valor correspondiente para Mw = 8). Donde: y = aceleración espectral en g, M = magnitud momento (Mw), rrup = distancia más cercana al área de rotura (km), H = profundidad (km), ZT = tipo de fuente, 0 para interfase, 1 para intraplaca. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 54. 2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN Ley de atenuación para aceleraciones espectrales propuestas por Sadigh, Chang, Egan, Makdisi Y Youngs (1997) Sadigh et al. (1997) han desarrollado relaciones de atenuación para la máxima aceleración del suelo y aceleraciones espectrales de respuesta horizontal (5% de amortiguamiento) para sismos continentales. Las relaciones de atenuación que a continuación se presentan han sido desarrolladas para roca y depósitos de suelos firmes profundos, sismos de magnitud momento mayor o igual a 4.0 y distancias de hasta 100 km. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 55. 2.1.5 LEYES DE ATENUACIÓN - Ley de atenuación para roca: Ln(y) = C1 + C2M + C3(8.5 – M)2.5 + C4Ln(rrup + exp(C5 + C6M) + C7Ln(rrup + 2) -Ley de atenuación para depósitos de suelos firmes profundos: Ln(y) = C1 + C2M - C3Ln(rrup + C4eC5M) + C6 + C7(8.5 – M)2.5 Donde: y = aceleración espectral en g, M = magnitud momento (Mw), rrup = distancia más cercana al área de rotura (km) Nota: Los coeficientes de la ley de atenuación difieren para Mw ≤ 6.5 y Mw > 6.5 para un mismo valor del período espectral, y las desviaciones estándar están expresadas por relaciones dadas de acuerdo al período y varían en función a la magnitud. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 56. 2.1.6 EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO PROBABILÍSTICO Conocidas la sismicidad de las fuentes y los modelos de atenuación de las ondas sísmicas generadas en cada una de éstas, el peligro sísmico se puede calcular considerando la suma de los efectos de la totalidad de las fuentes sismogénicas, la distancia entre cada fuente y el sitio de interés que se requiere evaluar. La evaluación del peligro sísmico en el presente trabajo se ha realizado utilizando el programa de cómputo R-CRISIS Ver 18.3, desarrollado y actualizado por Ordaz et al (2015), considerando las leyes de atenuación de Young et al. (1997) para sismos de subducción y la ley de atenuación de Sadigh et al. (1997) para sismos continentales. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 57. 2.1.6 EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO PROBABILÍSTICO NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 58. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.2. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 475 años NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 59. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.3. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 475 años Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 448.45 cm/s2 NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 60. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 61. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 62. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 63. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 64. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 65. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 66. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 67. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 68. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 69. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 70. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 71. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 72. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 73. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 74. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 75. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 76. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 77. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 78. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 79. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 80. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 81. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 82. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 83. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 84. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” Nota 1: Las nuevas edificaciones de categoría A1 tendrán aislamiento sísmico en la base cuando se encuentren en las zonas sísmicas 4 y 3. En las zonas sísmicas 1 y 2, la entidad responsable podrá decidir si usa o no aislamiento sísmico. Si no se utiliza aislamiento sísmico en las zonas sísmicas 1 y 2, el valor de U será como mínimo 1,5.
  • 85. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 86. 2.1.6 EVALUACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO PROBABILÍSTICO NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 87. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.2. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 475 años NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 88. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.3. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 475 años Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 448.45 cm/s2 NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 89. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.4. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 975 años NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 90. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.5. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 975 años Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 547.36 cm/s2 NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 91. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.6. Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 2475 años NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 92. 4.1 PELIGRO SÍSMICO DE LA ZONA DE ESTUDIO Figura 4.7. Espectro de peligro uniforme para un periodo de retorno de 2475 años Aceleración máxima en el suelo de la zona de estudio = 691.46 cm/s2 NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 93. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 94. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 95. 2.2.1 PÓRTICOS DE CONCRETO ARMADO Son empleados en edificios donde no se conoce la distribución de los espacios durante el cálculo y se desea dar amplia libertad de uso. Desarrollan una buena ductilidad bajo la acción sísmica. Su elevada hiperestaticidad y el comportamiento más allá del límite elástico, permiten la redistribución de efectos sísmicos y los hace adecuados para resistir fuerzas laterales en edificios altos. Sin embargo su comportamiento se ve afectado por elementos no estructurales y sus grandes deformaciones. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 96. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE” • 2.2.2 MUROS DE CONCRETO ARMADO • Son bastante eficientes para resistir fuerzas elevadas en su plano si se toman precauciones especiales para evitar problemas de falla frágil. La ductilidad que pueden alcanzar es menor que otros sistemas. • En ocasiones se usan grupos de muros unidos entre sí para formar tubos verticales, que pueden comportarse de manera muy eficiente para resistir los efectos sísmicos con ductilidad adecuada. Si no se consideran en el cálculo puede provocar serios problemas.
  • 97. 2.2.3 SISTEMA DUAL Es bastante frecuente en nuestros días la combinación de sistemas a base de muros y pórticos. El problema fundamental de esta la combinación compatibilidad es la determinación de de deformaciones sistemas al de ambos estar sometidos a fuerzas horizontales, ya que su comportamiento aislado es completamente diferente. Puede ser muy eficiente esta combinación en edificios de gran altura. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 98. 2.2.4 MUROS DE DUCTILIDAD LIMITADA NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 99. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 100. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 101. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 102. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 103. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 104. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 105. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 106. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 107. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 108. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 109. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 110. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 111. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 112. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 113. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 114. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 115. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 116. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 117. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 118. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 119. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 120. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 121. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 122. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 123. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 124. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 125. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 126. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 127. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 128. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 129. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 130. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 131. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 132. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 133. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 134. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 135. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 136. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 137. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 138. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 139. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 140. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 141. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 142. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 143. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 144. NORMA E.030 “DISEÑO SISMORRESISTENTE”
  • 145. CAPÍTULO III ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO ESTÁTICO
  • 146. CAPÍTULO IV ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO MODAL ESPECTRAL
  • 147. CAPÍTULO V ANÁLISIS SÍSMICO LINEAL ELÁSTICO TIEMPO - HISTORIA
  • 148. CAPÍTULO VI CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y BIBLIOGRAFÍA 6.1 CONCLUSIONES - En un Análisis Sísmico Estático Lineal Elástico, las distorsiones del edificio de 4 pisos son mayores al máximo que indica la norma E.030 de 0.007 en la dirección Y,por lo que se debe incrementar la rigidez en esa dirección. - En un Análisis Sísmico Modal Espectral, las distorsiones del edificio de 15 pisos son un poco mayores al máximo que indica la norma E.030 de 0.007 en las direcciones X e Y por lo que incrementando muy poco el peralte de las columnas seguramente cumplirán con la norma. 6.2 RECOMENDACIONES - Se recomienda practicar el programa de cómputo ETABS para la correcta definición de los datos de entrada al programa.
  • 149. CAPÍTULO VI CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y BIBLIOGRAFÍA 6.3 BIBLIOGRAFÍA - C. Arnold, R. Reitherman - Configuración y Diseño Sísmico de Edificios - Carlos Gamarra Rivera - Nuevas Fuentes Sismogénicas - CSI - Analysis Reference Manual ETABS Integrated Building Design Software. - Erly Marvin Enriquez Quispe - Modelación de un Edificio de 10 Pisos - Erly Marvin Enriquez Quispe - Análisis Sísmico Estático Lineal Elástico - Erly Marvin Enriquez Quispe - Análisis Sísmico Dinámico Modal Espectral - Erly Marvin Enriquez Quispe - Peligro Sísmico de Lima - J. Taboada, A. De Izcue - Análisis y Diseño de Edif. Asistido por Computadoras - Luis Quiroz Torres - Análisis y Diseño de Edificaciones con Etabs - NT E.020 - Cargas - NT E.030 - Diseño Sismorresistente 2016 - NT E.030 - Diseño Sismorresistente 2017