“DETERMINACIÓN DEL DESEMPEÑO SÍSMICO DE UNA ESTRUCTURA
APORTICADA DE 6 PISOS EN LA CIUDAD DE TARIJA, A TRAVÉS DE UN
ANÁLISIS ESTÁTICO NO LINEAL”
DICIEMBRE - 2019
TARIJA – BOLIVIA
,INDICE
1. INTRODUCCION .................................................................................................... 0
1.1. El Problema........................................................................................................ 1
1.1.1. Planteamiento del Problema ..................................................................... 1
1.1.2. Formulación del Problema ........................................................................ 1
1.1.3. Sistematización del Problema ................................................................... 1
1.2. Objetivos............................................................................................................. 2
1.2.1. Objetivo General ........................................................................................ 2
1.2.2. Objetivos Específicos ................................................................................. 2
1.3. Justificación ....................................................................................................... 2
1.3.1. Justificación Académica ............................................................................ 2
1.3.2. Justificación Técnica .................................................................................. 2
1.3.3. Justificación Social ..................................................................................... 2
1.4. Alcance del Estudio ........................................................................................... 2
1.4.1. Hipótesis ...................................................................................................... 2
1.4.2. Restricciones y Limitaciones ..................................................................... 2
1.5. Tipo de Estudio .................................................................................................. 3
1.6. Diseño de la investigación ................................................................................. 3
1.7. Ámbito temporal y espacial .............................................................................. 3
1.8. Variables............................................................................................................. 4
1.8.1. Operacionalización de variables ............................................................... 4
1.9. Fuentes y técnicas para la recolección de información .................................. 5
1.10. Tratamiento de la Información .................................................................... 5
2. MARCO TEORICO ................................................................................................. 7
2.1. Idealizaciones estructurales para el hormigón armado ................................. 7
i
, 2.1.1. Idealización de la curva esfuerzo-deformación para el acero
estructural.................................................................................................................. 7
2.1.2. Idealizaciones de la curva esfuerzo-deformación para el hormigón ..... 9
2.2. Modelamiento de rotulas plásticas ................................................................. 10
2.2.1. Relación momento-curvatura ................................................................. 10
2.2.2. Procedimiento para modelos no lineales en rotulas, según FEMA 356
11
2.3. Niveles de desempeño sísmico......................................................................... 15
2.3.1. Propuesta del comité VISION 2000 ........................................................ 15
2.3.2. Propuesta del ATC 40 y FEMA 356 ....................................................... 17
2.4. Niveles de movimientos sísmicos .................................................................... 21
2.4.1. Propuesta del comité VISION 2000 ........................................................ 21
2.4.2. Propuesta del ATC 40 .............................................................................. 22
2.4.3. Propuesta del FEMA 356 ........................................................................ 22
2.5. Objetivos del desempeño sísmico ................................................................... 23
2.5.1. Propuesta del comité VISION 2000 ........................................................ 23
2.5.2. Propuesta del ATC 40 .............................................................................. 23
2.5.3. Propuesta del FEMA 356 ........................................................................ 24
2.6. Métodos de análisis estructural ...................................................................... 25
2.6.1. Métodos lineales ....................................................................................... 25
2.6.2. Métodos no lineales .................................................................................. 27
2.7. Capacidad estructural ..................................................................................... 28
2.8. Demanda sísmica ............................................................................................. 29
2.9. Métodos de evaluación de la capacidad estructural ..................................... 30
2.9.1. Método del espectro de capacidad .......................................................... 31
2.9.2. Método del coeficiente de desplazamiento ............................................. 32
ii
, 2.9.3. Método mejorado para la linealización equivalente ............................. 35
2.10. Software ETABS .......................................................................................... 39
3. ANALISIS ESTRUCTURAL Y RESULTADOS ................................................ 41
3.1. Análisis y diseño estructural ........................................................................... 41
3.1.1. Estructura de estudio ............................................................................... 41
3.1.2. Bases de cálculo ........................................................................................ 43
3.1.3. Análisis modal .......................................................................................... 46
3.1.4. Análisis estático ........................................................................................ 56
3.1.5. Diseño de los elementos estructurales .................................................... 58
3.2. Análisis no-lineal.............................................................................................. 63
3.2.1. Modelo estructural ................................................................................... 63
3.2.2. Designación de cargas .............................................................................. 64
3.2.3. Asignación de rotulas plásticas ............................................................... 69
3.2.4. Curva de capacidad de la estructura ...................................................... 71
3.2.5. Conversión de la curva de capacidad ..................................................... 71
3.2.6. Punto de desempeño sísmico ................................................................... 72
3.2.7. Ductilidad neta de la estructura ............................................................. 74
3.3. Análisis de elementos estructurales más solicitados ..................................... 75
3.3.1. Análisis de las vigas más solicitadas ....................................................... 75
3.3.2. Análisis de las columnas más solicitadas................................................ 80
3.3.3. Análisis de la zapata más solicitada........................................................ 85
3.4. Análisis de variación de costo ......................................................................... 93
3.4.1. Análisis de rendimiento de materiales de los elementos de diseño ...... 93
3.4.2. Análisis de rendimiento de materiales de los elementos requeridos
para la demanda sísmica ........................................................................................ 96
iii
APORTICADA DE 6 PISOS EN LA CIUDAD DE TARIJA, A TRAVÉS DE UN
ANÁLISIS ESTÁTICO NO LINEAL”
DICIEMBRE - 2019
TARIJA – BOLIVIA
,INDICE
1. INTRODUCCION .................................................................................................... 0
1.1. El Problema........................................................................................................ 1
1.1.1. Planteamiento del Problema ..................................................................... 1
1.1.2. Formulación del Problema ........................................................................ 1
1.1.3. Sistematización del Problema ................................................................... 1
1.2. Objetivos............................................................................................................. 2
1.2.1. Objetivo General ........................................................................................ 2
1.2.2. Objetivos Específicos ................................................................................. 2
1.3. Justificación ....................................................................................................... 2
1.3.1. Justificación Académica ............................................................................ 2
1.3.2. Justificación Técnica .................................................................................. 2
1.3.3. Justificación Social ..................................................................................... 2
1.4. Alcance del Estudio ........................................................................................... 2
1.4.1. Hipótesis ...................................................................................................... 2
1.4.2. Restricciones y Limitaciones ..................................................................... 2
1.5. Tipo de Estudio .................................................................................................. 3
1.6. Diseño de la investigación ................................................................................. 3
1.7. Ámbito temporal y espacial .............................................................................. 3
1.8. Variables............................................................................................................. 4
1.8.1. Operacionalización de variables ............................................................... 4
1.9. Fuentes y técnicas para la recolección de información .................................. 5
1.10. Tratamiento de la Información .................................................................... 5
2. MARCO TEORICO ................................................................................................. 7
2.1. Idealizaciones estructurales para el hormigón armado ................................. 7
i
, 2.1.1. Idealización de la curva esfuerzo-deformación para el acero
estructural.................................................................................................................. 7
2.1.2. Idealizaciones de la curva esfuerzo-deformación para el hormigón ..... 9
2.2. Modelamiento de rotulas plásticas ................................................................. 10
2.2.1. Relación momento-curvatura ................................................................. 10
2.2.2. Procedimiento para modelos no lineales en rotulas, según FEMA 356
11
2.3. Niveles de desempeño sísmico......................................................................... 15
2.3.1. Propuesta del comité VISION 2000 ........................................................ 15
2.3.2. Propuesta del ATC 40 y FEMA 356 ....................................................... 17
2.4. Niveles de movimientos sísmicos .................................................................... 21
2.4.1. Propuesta del comité VISION 2000 ........................................................ 21
2.4.2. Propuesta del ATC 40 .............................................................................. 22
2.4.3. Propuesta del FEMA 356 ........................................................................ 22
2.5. Objetivos del desempeño sísmico ................................................................... 23
2.5.1. Propuesta del comité VISION 2000 ........................................................ 23
2.5.2. Propuesta del ATC 40 .............................................................................. 23
2.5.3. Propuesta del FEMA 356 ........................................................................ 24
2.6. Métodos de análisis estructural ...................................................................... 25
2.6.1. Métodos lineales ....................................................................................... 25
2.6.2. Métodos no lineales .................................................................................. 27
2.7. Capacidad estructural ..................................................................................... 28
2.8. Demanda sísmica ............................................................................................. 29
2.9. Métodos de evaluación de la capacidad estructural ..................................... 30
2.9.1. Método del espectro de capacidad .......................................................... 31
2.9.2. Método del coeficiente de desplazamiento ............................................. 32
ii
, 2.9.3. Método mejorado para la linealización equivalente ............................. 35
2.10. Software ETABS .......................................................................................... 39
3. ANALISIS ESTRUCTURAL Y RESULTADOS ................................................ 41
3.1. Análisis y diseño estructural ........................................................................... 41
3.1.1. Estructura de estudio ............................................................................... 41
3.1.2. Bases de cálculo ........................................................................................ 43
3.1.3. Análisis modal .......................................................................................... 46
3.1.4. Análisis estático ........................................................................................ 56
3.1.5. Diseño de los elementos estructurales .................................................... 58
3.2. Análisis no-lineal.............................................................................................. 63
3.2.1. Modelo estructural ................................................................................... 63
3.2.2. Designación de cargas .............................................................................. 64
3.2.3. Asignación de rotulas plásticas ............................................................... 69
3.2.4. Curva de capacidad de la estructura ...................................................... 71
3.2.5. Conversión de la curva de capacidad ..................................................... 71
3.2.6. Punto de desempeño sísmico ................................................................... 72
3.2.7. Ductilidad neta de la estructura ............................................................. 74
3.3. Análisis de elementos estructurales más solicitados ..................................... 75
3.3.1. Análisis de las vigas más solicitadas ....................................................... 75
3.3.2. Análisis de las columnas más solicitadas................................................ 80
3.3.3. Análisis de la zapata más solicitada........................................................ 85
3.4. Análisis de variación de costo ......................................................................... 93
3.4.1. Análisis de rendimiento de materiales de los elementos de diseño ...... 93
3.4.2. Análisis de rendimiento de materiales de los elementos requeridos
para la demanda sísmica ........................................................................................ 96
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