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EXAMEN FINAL DE SISMORRESISTENCIA SEGUN NORMA TECNICA PERUANA, Exámenes de Análisis Estructural

Universidad de Huánuco (UDH)Análisis Estructural

EXAMEN FINAL DE SISMORRESISTENCIA SEGUN NORMA TECNICA PERUANA

Tipo: Exámenes

2022/2023

Subido el 02/11/2023

KevinDanyon
KevinDanyon 🇵🇪

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SOLUCIONARIO DEL EXAMEN FINAL DE CURSO
“INGENIERÍA SISMORRESISTENTE” (C) – 2022.1 – UDH
DESARROLLAR Y/O RESOLVER:
1) INDICAR AL MENOS CUATRO (4) TIPOS DE SOLUCIONES DISPONIBLES PARA EL DISEÑADOR
CON LA FINALIDAD DE ATENUAR LOS PROBLEMAS DE CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL.
(4PTOS)
RESPUESTAS:
-ELIMINAR EL PROBLEMA EVITANDO O ALTERANDO LA CONFIGURACIÓN GLOBAL.
-SEPARAR LOS ELEMENTOS QUE CAUSAN LA DISCONTINUIDAD.
-REFORZAR LOS ELEMENTOS DÉBILES.
-PROPORCIONAR ADECUADA TRANSICIÓN ENTRE ELEMENTOS.
-MINIMIZAR LA RESPUESTA SÍSMICA POR MEDIO DE UN SISTEMA DE AISLAMIENTO EN LA BASE.
Nota: la respuesta es sólo en relación a los problemas de configuración estructural.
2) INDICAR SI ES “VERDADERO” O “FALSO” QUE: “LA VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD
TORSIONAL, SE PUEDE EFECTUAR SIN ANTES HABER LLEVADO A CABO EL ANÁLISIS
SÍSMICO”. (4PTOS)
RESPUESTA:
-FALSO.
Nota: Antes de “verificar la irregularidad torsional” se debe llevar a cabo el análisis sísmico
3) PARA LA EDIFICACIÓN APORTICADA DE CONCRETO ARMADO DE UN PISO Y DESTINADO PARA
VIVIENDA, PROYECTADO EN EL DISTRITO DE PUEBLO LIBRE DE LA CIUDAD DE LIMA,
CONSIDERANDO QUE EL SUELO ES RÍGIDO, TAL COMO SE MUESTRA EN LAS FIGURAS,
REALIZAR EL ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO USANDO EL CÓDIGO PERUANO DE DISEÑO
SISMORRESISTENTE N.T. E-030 VIGENTE Y CON LAS CARACTERÍSTICAS SIGUIENTES:
Resistencia a la compresión del concreto : f ’c = 210 kg/cm2 = 2100 ton/m2
Resistencia del acero : f y = 4200 kg/cm2
Módulo de elasticidad del concreto : Ec = 2’173,706. ton/m2
Coeficiente de Poisson del concreto : µc = 0.2
Losa de techo aligerada de espesor : e = 20cm
Vigas transversales y longitudinales : 40cm x 60cm = (.40x.60) m2
Columnas : 40cm x 40cm = (.40x.40) m2
Peso de área techada : 1 ton/ m2
Peso para el análisis sísmico de piso 1 : 108.0 ton
k’A=k’B=k’1=k’2=33.022 ton/cm
k’C=k’3=21.032 ton/cm
SE PIDE:
1.- Calcular las excentricidades: 1.1. directa, 1.2. accidental y, 1.3. real. (4ptos)
2.- Calcular el periodo fundamental y el factor de amplificación sísmica. (2ptos)
3.- Calcular la Fuerza Cortante Basal. (3ptos)
4.- Calcular la fuerza sísmica del edificio. (3ptos)
(Ʃ12 ptos). SOLUCIÓN
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¡Descarga EXAMEN FINAL DE SISMORRESISTENCIA SEGUN NORMA TECNICA PERUANA y más Exámenes en PDF de Análisis Estructural solo en Docsity!

SOLUCIONARIO DEL EXAMEN FINAL DE CURSO

“INGENIERÍA SISMORRESISTENTE” (C) – 2022.1 – UDH

DESARROLLAR Y/O RESOLVER:

  1. INDICAR AL MENOS CUATRO (4) TIPOS DE SOLUCIONES DISPONIBLES PARA EL DISEÑADOR CON LA FINALIDAD DE ATENUAR LOS PROBLEMAS DE CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL. (4PTOS) RESPUESTAS: -ELIMINAR EL PROBLEMA EVITANDO O ALTERANDO LA CONFIGURACIÓN GLOBAL. -SEPARAR LOS ELEMENTOS QUE CAUSAN LA DISCONTINUIDAD. -REFORZAR LOS ELEMENTOS DÉBILES. -PROPORCIONAR ADECUADA TRANSICIÓN ENTRE ELEMENTOS. -MINIMIZAR LA RESPUESTA SÍSMICA POR MEDIO DE UN SISTEMA DE AISLAMIENTO EN LA BASE. Nota: la respuesta es sólo en relación a los problemas de configuración estructural.

  2. INDICAR SI ES “VERDADERO” O “FALSO” QUE: “LA VERIFICACIÓN DE IRREGULARIDAD TORSIONAL, SE PUEDE EFECTUAR SIN ANTES HABER LLEVADO A CABO EL ANÁLISIS SÍSMICO”. (4PTOS) RESPUESTA:

  • FALSO. Nota: Antes de “verificar la irregularidad torsional” se debe llevar a cabo el análisis sísmico
  1. PARA LA EDIFICACIÓN APORTICADA DE CONCRETO ARMADO DE UN PISO Y DESTINADO PARA VIVIENDA, PROYECTADO EN EL DISTRITO DE PUEBLO LIBRE DE LA CIUDAD DE LIMA, CONSIDERANDO QUE EL SUELO ES RÍGIDO, TAL COMO SE MUESTRA EN LAS FIGURAS, REALIZAR EL ANÁLISIS SÍSMICO ESTÁTICO USANDO EL CÓDIGO PERUANO DE DISEÑO SISMORRESISTENTE N.T. E-030 VIGENTE Y CON LAS CARACTERÍSTICAS SIGUIENTES: Resistencia a la compresión del concreto : f ’ c = 210 kg/cm^2 = 2100 ton/m^2 Resistencia del acero : f (^) y = 4200 kg/cm^2 Módulo de elasticidad del concreto : Ec = 2 ’ 173,706. ton/m^2 Coeficiente de Poisson del concreto : μc = 0. Losa de techo aligerada de espesor : e = 20cm Vigas transversales y longitudinales : 40cm x 60cm = (.40x.60) m^2 Columnas : 40cm x 40cm = (.40x.40) m^2 Peso de área techada : 1 ton/ m^2 Peso para el análisis sísmico de piso 1 : 108.0 ton k’ A =k’ B =k’ 1 =k’ 2 =33.022 ton/cm k’ C =k’ 3 =21.032 ton/cm

SE PIDE: 1.- Calcular las excentricidades: 1.1. directa, 1.2. accidental y, 1.3. real. (4ptos) 2.- Calcular el periodo fundamental y el factor de amplificación sísmica. (2ptos) 3.- Calcular la Fuerza Cortante Basal. (3ptos) 4.- Calcular la fuerza sísmica del edificio. (3ptos) (Ʃ12 ptos). SOLUCIÓN

Utilizando el análisis sísmico estático y el código peruano de diseño sismorresistente: Norma Técnica E-030 vigente, conforme indica el problema. 1.- CALCULAR LAS EXCENTRICIDADES: 1.1. DIRECTA, 1.2. ACCIDENTAL y 1.3. REAL (4ptos) a) Centro de Masas: CM (Xo, Yo)

  • Mediante:
  • Mediante Valor Apróximado: Centro geométrico del área en planta

A1x = 6x12 A1y = 12x6 = 6x12 → Xo = [(6x12) x3 + (6x6) x9] = 5.00 m (6x12) + (6x6)

A2x= 6x6 A2y = 6x6 → Yo = [(6x12) x6 + (6x6) x3] = 5.00 m (6x12) + (6x6)

→ C.M.: (Xo, Yo) = (5.00, 5.00) m

1.3. Excentricidad Real:

  • Condición 1: e = 1.5edir ± eacc e1x = 1.5(- 0.174) – 0.60 = - 0.861 m e1y = 1.5(- 0.174) – 0.60 = - 0.861 m
  • Condición 2: e = edir ± eacc e2x = (- 0.174) + 0.60 = 0.426 m e2y = (- 0.174) + 0.60 = 0.426 m → e1x = - 0.861 m = - 86.10 cm e1y = - 0.861 m = - 86.10 cm

2. CALCULAR EL PERIODO FUNDAMENTAL Y EL FACTOR DE AMPLIFICACIÓN

SÍSMICA (2ptos) 2.1. Periodo fundamental (T) Sabemos que, T = hn / Ct [art.28.4.1, y Ct = 35, (a) para pórtico de concreto armado sin muro…-placa] Según dato del problema, es una edificación aporticada de concreto armado de un piso para vivienda. Tendremos que: hn = 3.50 m Ct = 35

Entonces, T = hn / Ct = 3.50 / 35 = 0.10 seg → T = 0.10 seg

2.2. Factor de amplificación sísmica (C) Sabemos por el art.14: Si T < TP → C = 2. Según datos del problema: La zona sísmica está ubicada en el distrito de Pueblo Libre en la ciudad de Lima y conforme al art. 10.1 y 10.2 le corresponde la Zona 4 y un Factor de Zona = 0. Además, el suelo es rígido, entonces el Tipo de Perfil del Suelo es S 1 (art. 12.1.4.b) y los Parámetros de Sitio: S, TP, TL …conforme al art. 13 y tabla N° 3 y N° 4 son:

  • Factor de Suelo S en Zona 4 para S 1 : S = 1
  • Periodo Corto: TP = 0.
  • Periodo Largo: TL = 2.

Entonces, como T = 0.10 seg < TP = 0.4 seg → C = 2.

3.- CALCULAR LA FUERZA CORTANTE BASAL (3ptos) Sabemos por el art. 28.2.1 y 28.2.2: V = (Z.U.S.C / R). P Según datos, la edificación está destinado para vivienda: es un edificio común y de Categoría C, siendo su Factor de Uso: U = 1 También se conoce que, el Peso para el análisis sísmico de piso 1 es: P = 108 ton [verificamos: P = (1ton/m^2 ) (6m x 6m)x3 = 108 ton] Conforme al art. 22: R = R 0. Ia. Ip Como de los datos del problema, se conoce que la edificación es de sistema aporticado irregular ya que presenta irregular en planta por las esquinas y, sabemos por art. 18. Tabla N° 7, art. 19.2, art. 20.2 en Tabla N° 9, tendremos que: R 0 = 8 Ia = 1 Ip = 0.90 (esquinas entrantes: si a≥20%A, b≥20%B) Tendremos que según art. 22: R = (8). (1). (0.90) = 7.20 → R = 7.

Entonces: V = (Z.U.S.C / R). P V = [(0.45x 1 x 1 x2.5) / 7.20]108 = (0.15625)108 = 15.625%P = 16.875 ton

→ V = 16.875 ton

4.- CALCULAR LA FUERZA SÍSMICA DEL EDIFICIO (3ptos) Sabemos por el art. 28.3.1 y art. 28.3.2.a: Fi = αi V Donde:

Sabemos que: n=1 (número de pisos o nivel) Pi = P 1 = 108 ton hi = h 1 = 3.50 m V = 16.875 ton Como T = 0.10 seg ≤ 0-5 seg → k = 1

Entonces: α 1 = 108(3.50)^1 / 108(3.50)^1 = 1 → F 1 = 1x16.875 ton → F 1 =16.875 ton

Nivel h (m) Peso (ton) (P.h)k^ α i Fi (ton) Vi (ton)