ing. sísmica perú 2016

8/18/2019 Ing. Sísmica Perú 2016

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INGENIERÍASÍSMICA

DR. GENNER VILLARREAL CASTROPROFESOR VISITANTE USFX, UTO, UPSA – BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM – Ecuador

PROFESOR VISITANTE UPeU – PerúPROFESOR EXTRAORDINARIO UPAO

PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008


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TEORIAS SOBRE GENERACION DESISMOS


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PREDICCIÓN SÍSMICA

TEORÍA DEL SILENCIO SÍSMICO


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MEDIDA DE LOS SISMOS

Magnitud Cuantitativo Ej. Sismo de 1970; 7.8

Intensidad. Percepción humana y efectos sobre lasconstrucciones y la naturaleza I-XII.

Escalas de Magnitud: Ms, Mb, Ml, Mw

Escalas de Intensidades: MM, MSK

MMA – 2001

I No sentido. Solo registro instrumental

II – V Percepción humanaVI – IX Daños en construcciones

X – XII Efectos sobre la Naturaleza


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EFECTOS SÍSMICOS, ESCALA MM

FALTA UNA FIGURA MAS

VI

VII

VIII

IX

XI


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PELIGRO O AMENAZA SÍSMICA


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INFLUENCIA DEL SITIO


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REGISTROS DE SISMOS DE GRANMAGNITUD


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TSUNAMIS“Grandes olas en la costa”


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VICTIMAS Y DAÑOS CAUSADOS PORTSUNAMIS

En Sanriku, Japón: 20000 víctimas en 1896 y 3000 en

1933

Callao, Perú, 1746, de 5000 habitantes sólo sesalvaron 200

Sur de Chile 1960, 1000 víctimas


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TSUNAMI, EFECTOS REGIONALES,23.06.2001


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DAÑOS AL SUR DE CAMANA 2001

IMPACTO & EROSION

SALINIZACION


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GENERACIÓN DE TSUNAMIS

Gran mayoría, origen tectónico(Embolo de forma elíptica)

Erupciones volcánicas

Grandes deslizamientos


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MAGNITUD DE TSUNAMIS(Según Imamura)

Magnitud Alturam Daños

0

1

2

3*

4*

1 a 2

2 a 3

4 a 6

10 ~ 20

> 30 m

No hay

Inundación. Viviendas de madera yadobe dañadas. Botes arrastrados.

Construcciones de madera.Embarcaciones y personasarrastradas

Graves daños en 400 km costa

Destrucción > 500 km costa

* Usar con reserva, fuera de Sanriku, Japón


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FACTORES QUE AFECTAN MAGNITUDDE TSUNAMIS

Magnitud sismo y profundidad focal

Área dislocada en el fondo oceánico

Ruta de propagación

Ángulo de entrada a la bahía

Forma de la bahía

Topografía zona inundada


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PROPAGACIÓN DE TSUNAMIS

Curvas de refracción Tsunami, Lima 03.10.1974


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MAPA DE INUNDACIÓN DEL CALLAO


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RIESGO COMPUESTOColapso de viviendas/tsunamis


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COMPLEJO DE REFUGIO TEMPORAL


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LECCIONES DE UN ENSAYO DEEVACUACIÓN (1988)

• Formulación del plan • Supervisión y evaluación

• Ensayos previos de evacuación • Evaluación integral

• Difusión


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DAÑOS

ESTRUCTURALES ENEDIFICACIONESDR. GENNER VILLARREAL CASTROPROFESOR VISITANTE USFX, UTO, UPSA – Bolivia

PROFESOR VISITANTE ULEAM – EcuadorPROFESOR VISITANTE UPeU – Perú

PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008


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«...a las personas no los mata el sismo, sino los edificios»

Kliachko M.A.


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MAPA SISMICO DEL PERU


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ACTIVIDAD SISMICA EN EL PERU

ENTRE 1960-1995


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ENSEÑANZAS

DEJADAS POR LOSSISMOS EN EL PERU


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SISMO DE CHIMBOTE

31 DE MAYO DE 1970


28/176

EPICENTRO


29/176

MAPA DE INTENSIDADES ZONA NORTE


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MAPA DE INTENSIDADES ZONA CENTRAL


31/176

MAPA DE INTENSIDADES ZONA SUR


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33/176

PLAZA DE ARMAS DE YUNGAY DESPUESDEL SISMO


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SISMO DE NAZCA

12 DE NOVIEMBRE DE 1996


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MAPA DE INTENSIDADES


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900 REPLICAS


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PROBLEMAS EN JUNTAS


40/176

SISMO DE OCOÑA

23 DE JUNIO DEL 2001


41/176

REPLICAS AL 25 DE JUNIO DEL 2001


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COLUMNA CORTA


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SISMO DEMOYOBAMBA

03 DE OCTUBRE DEL 2005


49/176

DAÑOS EN VIVIENDAS DE TAPIAL


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LICUACION DE SUELOS Y AGRIETAMIENTOS


51/176

ENSEÑANZAS

DEJADAS POR LOSSISMOS EN EL MUNDO


52/176

SISMO DE ALASKA

27 DE MARZO DE 1964


53/176

EDIFICIO DE LA CALLE L


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55/176

LICUACION DE SUELOS


56/176

CIUDAD DE SEWARD DESPUES DEL TSUNAMI


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VISTA DE ANCHORAGE


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SISMO DE CARACAS

29 DE JULIO DE 1967


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CONCENTRACION DE ESFUERZOS EN LASCOLUMNAS DEBIDO AL CAMBIO DE RIGIDEZ EL EL

3ER PISO


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DERRUMBE DE LOS 4 ULTIMOS PISOS DEL

EDIFICIO MANSION CHARAIMA(11 PISOS)


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FALLA EN CONEXION VIGA COLUMNA


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FALLA POR CORTE EN COLUMNA

DEL 1ER PISO


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FALLA POR CORTE EN LAS VIGAS


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PISO BLANDO


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SISMO DE MEXICO

19 DE SETIEMBRE DE 1985


66/176

CONFIGURACION EN “L”


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CENTRAL DE TELECOMUNICACIONES


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SISMO DE KOBE

17 DE ENERO DE 1995


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71/176

DESTRUCCION DE VIVIENDAS


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FALLA POR PROFUNDIDAD DECIMENTACIÓN


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ESTADO DE LA LINEA EXPRESA


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INCENDIO EN LA FABRICA DE ACERO ESTRUCTURAL


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COMUNICACION TEMPORAL


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MAREMOTO


77/176

REFUGIO DE DAMNIFICADOS


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COLAS PARA OBTENER ALIMENTOS


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INSCRIPCION DE DAMNIFICADOS


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ZONA DE PREVENCION ANTE

POSIBLES REPLICAS


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PROCESO DE RECONSTRUCCION


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KOBE DESPUES DEL SISMO

DEL 17 DE ENERO DE 1995 YEN LA ACTUALIDAD


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CRITERIOS ESTRUCTURALES Y


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Es el armazón que le daforma a un edificio(Esqueleto)

Sostiene a un edificio, lofija al suelo y hace quelas cargas setransmitan a éste

Lo que hace resistente a

una edificación antemovimientos sísmicos

GEOTECNICOS EN EDIFICACIONES

ARQUITECTURA


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ESTRUCTURACIÓN

PRE-DIMENSIONAMIENTO

METRADOCARGA VERTICAL

100%CM+100%CV

METRADOCARGA LATERAL (SISMO)

100%CM+___%CV

NORMADISEÑOSÍSMICO

MODELACIÓN 1 MODELACIÓN 2

ANÁLISIS PORCARGA VERTICAL

CONTROL 1 , 2

ANÁLISIS PORCARGA LATERAL

CONTROL 3OkOk No

DISEÑO ESTRUCTURAL

No

C t l ti l


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Controles por carga vertical

1) Capacidad Portante: Resistencia del terreno


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2) Asentamiento

2.1) Asentamiento tolerable: Consecuencia del procesoconstructivo (cohesión molecular del suelo)


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2.2) Asentamiento diferencial: Es la diferencia que seproduce entre las zapatas en relación una con otra.

Evitar pérdida deestabilidad de la

superestructura

Control por carga lateral (sismo)


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Control por carga lateral (sismo) Distorsión de entrepisos o deriva o drift

-Se procede arealizar las

combinacionesde cargas segúnE060

-Si no cumple,es un Edificio

Flexible, por lotanto se debereforzar.

Evitarperdida deestabilidad

98

∆4

∆3

∆2

∆1

H4

H3

H2

H1

∆i-1

Hiβ

Δi-1 Δi-Δi-1 Δi-Δi-1

Hi

F4

F3

F2

F1


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REQUISITOS

PARA MUROS

CONFINADOS

SEGÚN

NORMA E 7


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PREDIMENSIONAMIENTO

DE ELEMENTOSESTRUCTURALES

Dr. GENNER VILLARREAL CASTROPROFESOR VISITANTE USFX, UTO, UPSA – BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM – Ecuador



LOSAS ALIGERADAS:


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El peralte de las losas aligeradas podrán serdimensionadas considerando el siguiente criterio:

H=Ln/25Siendo:Ln – longitud del lado menor

H = altura o espesor total de la losa aligerada y


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por tanto incluye los 5cm de losa superior y elespesor del ladrillo de techo. Los ladrillos serán

de 12, 15, 20 y 25cm respectivamente

El Arquitecto y el Ingeniero Civil deberán tener

en cuenta la determinación de la altura de pisoa piso, el espesor anteriormente indicado y laconsideración de 5cm adicionales para eldenominado piso terminado

LOSAS MACIZAS:


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LOSAS MACIZAS:

Las losas macizas pueden ser dimensionadasen forma aproximada, considerando:

Hmaciza = Haligerada – 5cm

También se puede aplicar el siguiente criterio:

H=L/40Siendo:L – longitud del lado mayor

PREDIMENSIONAMIENTO DE


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PREDIMENSIONAMIENTO DEVIGAS

Las vigas se dimensionan generalmenteconsiderando un peralte del orden de 1/10a 1/12 de la luz libre. Debe aclararse queesta altura incluye el espesor de la losadel techo o pisoEl ancho es variable de 1/2 a 2/3 veces sualtura, teniendo en cuenta un anchomínimo de 25cm, con la finalidad de evitarel congestionamiento del acero ypresencia de cangrejeras

PREDIMENSIONAMIENTO DE


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COLUMNAS

Las columnas al ser sometidas a cargasaxiales y momento flector, tienen que serdimensionadas considerando los dos efectos

simultáneamente, tratando de evaluar cual delos dos es el que gobierna en forma másinfluyente en dimensionamiento

En base a todo lo indicado se puederecomendar el siguiente criterio dedimensionamiento:

1) COLUMNAS CENTRADAS :


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Área de columna = P (servicio) / 0,45f„c

2) COLUMNAS EXCENTRICAS Y ESQUINADAS :

Área de columna = P (servicio) / 0,35f‟c Siendo:

P(servicio) = P . A . N

Edificios categoría A (ver E030) P = 1500 kg/m2

Edificios categoría B (ver E030) P = 1250 kg/m2

Edificios categoría C (ver E030) P = 1000 kg/m2

A – área tributaria

N – número de pisos

METODO PRACTICO 1


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METODO PRACTICO 1

TIPO 1 : lado = H/8TIPO 2 : lado = H/10

TIPO 3 : lado = H/9

Donde: H = alturadel piso

METODO PRACTICO 2El lado de la columna debe ser entre el 80% y 90% delperalte de la viga

PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS


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PREDIMENSIONAMIENTO DE PLACAS

Es difícil poder fijar un dimensionamiento para las placaspuesto que, como su principal función es absorber lasfuerzas de sismo, mientras más importantes sean, tomaránun mayor porcentaje del cortante sísmico total, aliviandomás a los pórticos.

Las placas pueden hacerse mínimo de 10cm de espesor(muros de ductilidad limitada), pero generalmente seconsideran de 20, 25 o 30cm conforme aumentemos el

numero de pisos o disminuyamos su densidad


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CRITERIOS DE MODELACIONESTRUCTURAL


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DIAGRAMA RIGIDO


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LA LOSA TRABAJA COMO UNA PLACA HORIZONTAL DONDE ELMOVIMIENTO DE CADA NUDO DEPENDERA DEL MOVIMIENTO

DEL CENTRO DE MASA

SAP 2000 DIAFRAGMA CONTRAIDO

CM2

CM1

CG

CM Debe alinearse lo mas cercano posible(evitar daños en los elementos de corte portorsión diferente en cada piso)

BRAZO RIGIDO

VIGA - COLUMNA


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INICIO c/2FINAL d/2

FACTOR 1

COLUMNA - ZAPATA

INICIO z/2FINAL 0FACTOR 1


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ANALISIS SISMICO

ESTATICODR. GENNER VILLARREAL CASTRO

PROFESOR VISITANTE USFX, UTO, UPSA – BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM – EcuadorPROFESOR VISITANTE UPeU – Perú



116/176


117/176


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132/176

Irregularidades en altura (Tabla N 8)


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134/176

134


135/176

135

Irregularidades en planta (Tabla N 9)


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Junta Sísmica (Art. 5.3)


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Junta Sísmica (Art. 5.3)

JuntaSísmica


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ANALISIS SISMICO

DINAMICODR. GENNER VILLARREAL CASTRO

PROFESOR VISITANTE USFX, UTO, UPSA – BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM – EcuadorPROFESOR VISITANTE UPeU – Perú



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Análisis

Dinámico

Análisis

Modal

Análisis

Espectral

ANALISIS MODAL


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T1 = 0,1 . (Npisos) (seg)

La fracción del amortiguamiento críticopara todos los modos es 0,05

OFICINA DE PROYECTO APLICA 3 MODOS POR CADA PISO


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MODO

PERIODO (seg)

MODO

1 2 3 4 3 6 71 2 3 4 3 6 7

FRECUENCIA (Hz)

MASAS


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ACELERACION ESPECTRAL 2016FACTOR DE ESCALA


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FACTOR DE ESCALA


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INTERACCION

SUELO-ESTRUCTURADR. GENNER VILLARREAL CASTRO

PROFESOR VISITANTE USFX, UTO, UPSA – BoliviaPROFESOR VISITANTE ULEAM – Ecuador



ISE POR NORMA E030-2016


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153/176


154/176

www.georec.spb.ru


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www.niiosp.ru

APORTES DE LA ISE AL CALCULO ESTRUCTURAL


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- MAYOR EXIGENCIA EN EL CONTROL DE DESPLAZAMIENTO LATERAL (SE

INCREMENTA EN COMPARACION CON EL MODELO EMPOTRADO EN LA BASE)

- LOGRA UNA MEJOR REDISTRIBUCION DE ESFUERZOS (SE REDUCEN LASFUERZAS INTERNAS DE DISEÑO POR SISMO, SI EL EDIFICIO ESTACORRECTAMENTE MODELADO, CASO CONTRARIO SE INCREMENTARA

Δ.emp < Δ.ISEF.emp > F.ISE

- DETERMINAN FALLAS A PRIORI COMO ALABEO EN LOSAS

ALABEO EN LOSAS

2 3


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1

2 3

4

Z1 Z3 + -

Z2 Z4 - +

- SE DETERMINA CON EXACTITUD LA UBICACIÓN DE LAS ROTULAS PLASTICAS EN COLUMNAS(PUEDE GENERAR COLAPSO O DAÑO INESPERADO)

ROTULA PLASTICA (ALTA CONCENTRACION DE ESFUERZOS

K.col > K.viga EVITA UNA RAPIDA APARICION DE ROTURA PLASTICA

- LOGRA UNA OPTIMIZACION ESTRUCTURAL

17500

14000


158/176

10500

7000

3500

-1000

11249 21926 32603 43281 53958 Misses

EDIFICACION SIN INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA

14000

17500


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Misses410343294324862167618670

-1000

3500

7000

10500

EDIFICACION POR EL MODELO D.D. BARKAN – O.A. SAVINOV


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PLATEA (LAMINA RECTANGULAR DELGADA)


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MASAS (Mx, My, Mz, Mφx, Mφy, MΨz)

COEFICIENTES DE RIGIDEZ (Kx, Ky, Kz,Kφx, Kφy, KΨz)

MATERIALE platea = 9.10e8 tn/m²

μ platea = 0,05

Platea se modela como infinitamente rígido

(T.s²/m)


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(T.s².m)

(T.s².m)

(T.s².m)

COEFICIENTES DE RIGIDEZ


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1) PRESION ESTATICA

MODELO BARKAN - SAVINOV


165/176

ZAPATA

(kg/cm²)

PLATEA

(kg/cm²)

2) COEFICIENTE Co (tabla 2.1 texto)

3) COEFICIENTE Do

Coeficiente de POISSON

4) COEFICIENTES ( Cx, Cy, Cz, Cφx, Cφy)

(kg/cm³)


166/176

(kg/cm³)

(kg/cm³)

(kg/cm³)

(kg/cm³)

5) COEFICIENTES DE RIGIDEZ


167/176

Kx = Ky = Cx.A (T/m)

Kz = Cz.A (T/m)

Kφx = Cφx.Ix (T.m)

Kφy = Cφy.Iy (T.m)

MODELO NORMA RUSA

1) COEFICIENTE Cz


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1) COEFICIENTE CzSiendo:

A10 = 10 m²A = AREA DECIMENTACION

2) COEFICIENTES Cx, Cy, Cφx, Cφy, CΨz )

Cx = Cy = 0,7 Cz (kg/cm³)

Cφx = Cφy = 2Cz (kg/cm³)

Cφz =Cz (kg/cm³)

(kg/cm³)

3) COEFICIENTES DE RIGIDEZ (Kx, Ky; Kz, Kφx, Kφy, KΨz)

Kx Ky Cx A (T/m)


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Kx = Ky = Cx.A (T/m)

Kz = Cz.A (T/m)

Kφz = Cφx.Ix (T.m)

Kφy = Cφy.Iy (T.m)

KΨz = CΨz.Iz (T.m)

Iz = Ix + Iy

PARÁMETROS DE AMORTIGUAMIENTO


170/176

mzz pC

E

.2

zx 6,0

z5,0

z3,0


171/176

MODELO DINAMICO NORMA RUSAPARA EDIFICIO CON PILOTES


172/176

PARA EDIFICIO CON PILOTES

MASAS EN EL CENTROIDE DEL CABEZAL


173/176

N

1i

N

1i

o,i p,i

*

zr red,z mmmm

N

1i

0,i

N

1i

p,i*xr red,x mmmm

N

1i

r

2

2

2

i,h0,i

N

1i

2

i,h p,i

*

zr ,red, mhr mr m

N

1i

2

i,v0,i

N

1i

2

i,v p,i

*

xr ,red, r mr m

COEFICIENTES DE RIGIDEZ

I NEK

_ 3

b


174/176

pK red,x

p b

0

*

red,z

*

red,z

red,z

A NE

LK 1

K K

N

1i

2

i,h

red,z

red, r N

K K

N

1i

2

i,v

red,x

red, r N

K K

PARÁMETROS DE AMORTIGUACIÓN


175/176

zx 6,0

zyx 5,0

zz 3,0


176/176

¡MUCHAS GRACIAS!

genner vc@hotmail comill l t bl t
http://www.gennervillarrealcastro.blogspot.com/http://www.gennervillarrealcastro.blogspot.com/

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