Edificio 1

EVALUACION SISMO ESTATICO EDIFICIO DE 5 PISOS – JOSE LUIS “EL PUMA” 2011

1 JOSE LUIS REQUE QUESQUEN

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y

ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

EVALUACIÓN SISMO ESTATICO DE UN

EDIFICIO DE 5 PISOS EN SAP2000

JOSE LUIS REQUE QUESQUEN





ANÁLISIS SISMO ESTATICO Y DISEÑO DE UN EDIFICIO DE CINCO

NIVELES CON LOSA ALIGERADA

.25

8.40

.15

1.60

.15

.45

.15

6.75

.15

1.70

.25

20.00

.15

.25 3.60 .25 .25 1.00 .25 .25 3.60 .25

.15

.15

4.10

.15

1.20

.15

4.10

.15

10.00

.151.50

.15.60 2.53

.152.53 .60

.151.50

.15

10.00

.25

7.25

.15

1.00

.15

2.20

3.50

.15

2.20

.15

.90

.15

1.70

.25

8.65

.15

2.20

5.85

.15

2.75

.25

.25 .95

.15

.15

.70 .80 1.33

.151.55

.151.55

.151.33 .80

.70

.43 .70 .80 .30

.15

.30 .80 .70 .43

3.925 1.850 3.925

.15

4.25

.90

3.35

.25

.25

1.85

.15.25

.90

.30

1.20

1.85

1.55

.80

.25 .25



.25

5.80

.15

1.60

.15

.45

.15

6.75

.15

1.70

.25

20.00

.15

2.45

.30 1.60

.15

2.20

.15

.53

.15

.53

.15

2.20

.15

1.60 .30

10.00

.25

7.25

.15

1.00

.15

2.20

3.50

.15

2.20

.15

.90

.15

1.70

.25

8.65

.15

2.20

5.85

.15

2.75

.25

.15

.85

.25

1.25

.15

2.60

.15

.90

.15

.50

.50

.15.25

1.10

1.15

1.80

.90

1.55

.15

2.20

.15.25

.90



V.1

03

V.1

04

V.1

01

V.1

05

V.1

05

V.1

02

VB

V.1

00

V.1

02

V.1

02

V.1

02

V.1

03

VB

V.1

03

VB

V.1

06

V.1

06

VB

VB

VB

V.1

00

V.1

00

V.1

00

V.1

00

V.1

00

V.1

00

V.1

00

V.1

00

V.1

00

V.107 V.107V.107

V.107 V.107V.107

V.107 V.107V.107

V.109

V.108 V.108 V.108 V.108

V.109V.109

V.109

V.110 V.110

V.111 V.111V.111 V.111

V.B

V.DV.D

V.B

V.DV.D

V.D

V.B V.B

V.1

12

V.1

12

A

B

D

E

F

EG

C VA

CIO

VA

CIO

VA

CIO

VA

CIO

DE

ES

CA

LE

RA

DU

CT

O

DU

CT

O

01 03 04 06

A

B

C

D

E

F

A

B

C

D

E

F

01 02 05 06

5.40

3.20

2.60

3.50

5.30

4.20 1.60 4.20

03'

3.17 1.82 1.83 3.18

5.40

3.20

2.60

3.50

5.30





DATOS:

1. MATERIALES:

Concreto f’c = 210 Kg/cm2

Acero: fy = 4200 Kg/cm2

2. SECCIONES:

2.1. COLUMNAS

C1: Columna L C2: Columna T

C3: Columna 0.40 x 0.15 C4: Columna 0.40 x 0.15

2.2. VIGAS

3. OTROS DATOS:

Uso : Vivienda

Ubicación : Chiclayo

Suelo : Flexible



ANÁLISIS SISMO ESTATICO Y DISEÑO DE UN EDIFICIO DE CINCO NIVELES

CON LOSA ALIGERADA – SAP2000 V14

A continuación se muestran los pasos a seguir para modelar, llevar a cabo un análisis sismo estático

y diseñar el edificio de 5 niveles en el programa SAP2000 V14,

El procedimiento que se describe a continuación es similar tanto para SAP2000 Versión 12 como

para el SAP2000 Versión 14.

1. PASO 1: ABRIR EL PROGRAMA SAP2000

Ejecutamos el programa SAP2000 Versión 14, desde el acceso directo que se encuentra en el

escritorio.

El programa se ejecutará y antes de mostrar el entorno del programa, aparecerá un cuadro de

dialogo Tip of the day (Consejo del día), el que muestra algunas actualizaciones y

recomendaciones para el programa y el uso de sus comandos.

Next Tip: Siguiente Consejo

Previous Tip: Consejo Anterior

Picamos en OK y Tendremos el entorno SAP2000 14 para empezar a modelar nuestra

estructura.



2. PASO 2: DEFINIR UNIDADES

Seleccione las unidades en las que desea trabajar. Esta opción se encuentra en la parte inferior

derecha de la pantalla principal de SAP2000 V14, como se muestra a continuación.



Para la Versión 14 Escogemos: Tonf, m, C, sin embargo en la Versión 12 se muestra la

opción Ton, m, C. En ambos casos en el primer término las unidades son las mismas, sólo

cambiaron la forma de cómo lo escriben. Si es Tonf es tonelada fuerza para evitar

confusiones con las unidades de masa que sólo sería Ton. No es necesario hacer ninguna

conversión de los modelos antiguos a las nuevas versiones.

3. PASO 3: SELECCIÓN DEL MODELO

Del menú principal (parte superior), abriendo la opción de File > seleccione New Model.

Esta acción lo llevará a la ventana de New Model que se muestra a continuación.

Seleccione la plantilla 3D Frames, que es la que se muestra acontinuacion.

Esto lo conducirá a la siguiente ventana o pantalla.



Se deben llenar las casillas de acuerdo con las caracteristicas de nuestra estructura en 3D.

o Number of Stories (Numero de Pisos): 5

o Number of Bays, X (Numero de tramos en X): 16

o Number of Bays, Y (Numero de tramos en Y): 22

o Story Height (Altura de Piso)

o Bays Width, X (Ancho de tramo en X)

o Bays Width, Y (Ancho de tramo en Y)

NOTA: Asegúrese que la opción de Restraints está seleccionada. De otra manera, la estructura

tendrá las juntas libres (sin apoyos).

Chequee la opción Use Custom Grid Spacing and Locate Origin para editar la cuadrícula y

localizar el origen de coordenadas y haga clic en el botón Edit Grid, lo que lo llevará a la

siguiente ventana:



Digite los valores correspondientes para ubicar los ejes en función de las longitudes de los

tramos y presione Ok dos veces. Esto lo conducirá a la pantalla principal de SAP2000, la cual

tiene por omisión dos ventanas principales: una en tres dimensiones y la otra en el plano XZ.



4. PASO 4: DEFINICION DE LAS CONDICIONES DE LOS APOYOS PARA EL

MODELO

Para cambiar las condiciones de borde, seleccione primero las juntas a cambiar (o sea

todas las de la base) para cambiar su condición.

Luego de seleccionar las juntas seleccione en el menú principal Assign y la opción de

Joints y la sub‐opción de Restraints o presione el icono del toolbar que se

encuentra en la parte superior de la pantalla principal. Ambas acciones lo conducirán a la

pantalla que se muestra a la derecha.

Por ahora se recomienda que utilice los botones que se encuentran en el recuadro de

“Fast Restraint”. Estos significan lo siguiente:

Apoyo o soporte fijo (fixed) que restringe desplazamientos y rotaciones todas las

direcciones.

Soporte articulado (pin) que restringe desplazamientos en dos direcciones

Soporte de rodillo (roller) que restringe desplazamientos en una dirección.

Junta libre de soporte.

Seleccione de la ventana y seleccione OK.

El modelo debe ahora aparecer como se muestra en la siguiente figura:



5. PASO 5: DEFINICION DE PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Verifique que las unidades con las que se especifican los

sean las adecuadas. Para definir las propiedades de los

materiales, seleccione Define del menú principal, de la

lista que se presenta escoja la opción de Materials como

se muestra en la figura a continuación:

Esto lo conducirá a la pantalla que se muestra a

continuación:



DEFINIENDO EL MATERIAL: Concreto210

Seleccione el botón de Add New Material Quick para adicionar un nuevo material de

los disponibles según las especificaciones, el cual lo conducirá a la pantalla de Quick

Material Property Definition que se muestra:

Seleccione Concrete en

Material Type y f’c 3000psi

(210 Kg/cm2 aprox.) en

Specification y presione el

botón Ok.

Luego de la ventana Define

Materials seleccione el

material 3000psi y haga clic

en el botón Modify/Show

Material lo que lo llevará a

la siguiente ventana:

Ingrese un nombre para

identificar el material (por

ejemplo: Concreto210) en la

caja de texto de Material

Name.

Cambie los valores a los

especificados en la

descripción del problema.

Seleccione OK dos veces.



DEFINIENDO EL MATERIAL: Acero 4200

Seleccione el botón de Add New Material Quick para adicionar un nuevo material de

los disponibles según las Especificaciones, el cual lo conducirá a la pantalla de Quick

Material Property Definition que se muestra:

Seleccione Rebar en

Material Type y ASTM

A615 Grade 60 (fy =4200

Kg/cm2 aprox.) en

Specification y presione el

botón Ok. Luego de la

ventana Define Materials

seleccione el material A615

Grade 60 y haga clic en el

botón Modify/Show

Material lo que lo llevará a


Ingrese un nombre para

identificar el material (por

ejemplo: Acero4200) en la

caja de texto de Material

Name.

Cambie los valores a los

especificados en la

descripción del problema.

Seleccione OK dos veces.



6. PASO 6: DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES DE LOS ELEMENTOS VIGAS Y COLUMNAS

Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el menú principal y

luego la opción Section Properties/ Frame Sections.

Una forma alternativa es presionar el icono de en el toolbar ubicado en la parte

superior. Cualquier opción lo conducirá a la siguiente pantalla.



Para el caso del modelo se tiene secciones rectangulares de concreto, para ello dar clic

en el botón Add New Property que lo llevará a la ventana Add Frame Section

Property. Del cuadro de diálogo Frame Section Property Type seleccione la opción

Concrete y luego la sección Rectangular.

VIGA 15X40



Digite VIGA 15x40 en la caja de texto Section Name. Escoger Concreto210 en la caja

de edición Material. Digitar las dimensiones de la viga en las cajas de texto

correspondientes. Hacer clic en el botón Concrete Reinforcement y seleccione

Acero4200 de la lista Longitudinal Bars y Acero4200 de la lista Cofinement Bars del

cuadro Rebar Materials. Escoger Bean (viga) del recuadro Design Type. Por defecto el

programa le da un recubrimiento (cover) al centro de la para arriba (top) y abajo

(botton). Digitar 0.06 en las cajas de edición Top y Botton como se muestra:

Hacer clic en el botón Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario.

Rectangular Section. Hacer clic en la caja de selección Display Color para escoger un

color para las vigas en este caso escogeremos un color rojo y luego hacer clic en Ok para

regresar al formulario Frame Properties.

Repetir el procedimiento anterior para crear la sección Viga25x40, Viga15x40 (viga

faldera)) y Columna30x40.





Hacer clic en el botón Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario

Rectangular Section. Hacer clic en la caja de selección Display Color para escoger un

color para las vigas. claro y luego hacer clic en Ok para regresar al formulario Frame

Properties. El formulario Frame Properties deberá quedar como el siguiente:

Hacer clic en el botón Ok del formulario Frame Properties para aceptar los cambios.



7. PASO 7: DEFINICIÓN DE LAS SECCIONES DE LOSA ALIGERADA

La losa aligerada será modelada como un conjunto de viguetas de sección T de una

altura de 0.20m, un ancho de ala de 0.40m, altura de ala de 0.05m y ancho del alma de

0.10m, como se detalla a continuación.

Para definir las secciones de los elementos, seleccione Define en el menú principal y

luego la opción Section Properties/ Frame Sections. Una forma alternativa es presionar

el icono de en el toolbar ubicado en la parte superior. Cualquier opción lo conducirá

a la siguiente pantalla.

Para el caso de la vigueta se requiere una sección T, para ello dar clic en el botón Add

New Property que lo llevará a la ventana Add Frame Section Property. Del cuadro de

diálogo Frame Section Property Type seleccione la opción Steel y luego la sección

Tee.



Digite Vigueta en la caja de texto Section Name. Escoger Concreto210 en la caja de

edición Material. Digitar las dimensiones de la viga en las cajas de texto

correspondientes. Hacer clic en el botón Concrete Reinforcement y seleccione

Acero4200 de la lista Longitudinal Bars y Acero4200 de la lista Cofinement Bars del

cuadro Rebar Materials. Escoger Bean (viga) del recuadro Design Type. Por defecto el

programa le da un recubrimiento (cover) al centro de la para arriba (top) y abajo

(botton). Digitar 0.03 en las cajas de edición Top y Botton como se muestra:



Hacer clic en el botón Ok para aceptar los datos establecidos y regresar al formulario

Tee Section. Hacer clic en la caja de selección Display Color para escoger un color para

las vigas en este caso escogeremos un color azul claro y luego hacer clic en Ok para

regresar al formulario Frame Properties y Ok para cerrar esta ventana.

8. PASO 8: ASIGNAR SECCIONES DE LOS ELEMENTOS AL MODELO

Luego de definir las secciones y los materiales, el siguiente paso es asignar dichas

propiedades a los elementos.

Seleccione los elementos del modelo correspondientes a las columnas mediante un clic

encima de dichos elementoso dibujando un cuadro que cubra dichos elementos,

moviendo el mouse y manteniendo apretado el botón izquierdo. Del menú de Assign

seleccione Frame/Frame Sections, lo que lo lleva a la siguiente ventana:

Seleccione del recuadro Properties el nombre de la sección previamente definido (para

nuestro caso

Columna30x40. Al presionar OK, el nombre de la sección va a aparecer sobre el

elemento de la estructura.

Repita el mismo procedimiento para asignar las secciones de las vigas y el pórtico se

mostrará como el siguiente:

Para lograr una mejor visualización, la estructura ha sido extruida y girada hasta obtener

esta vista.



9. PASO 9: ASIGNAR LA LOSA AL MODELO

La losa aligerada estará constituida por un conjunto de viguetas de sección T

previamente definidas, las cuales se apoyarán sobre las vigas principales, para lo cual

procedemos a dibujar las viguetas.

Para dibujar las viguetas nos ubicamos en el plano XY en el primer nivel y luego

seleccionamos la herramienta Quick Draw Secondary Beams la que nos llevará a


Seleccionamos la sección a dibujar (Vigueta), la condición para momentos (Continuos)

el número de viguetas a dibujar lo obtenemos de dividir la longitud que cubrirán las

viguetas dividido entre 0.40 (ancho de cada vigueta) y la dirección (Paralelo al eje X) y



procedemos a dibujar las viguetas en los paños de losas haciendo clic en la parte interior

del paño, realizamos este procedimiento para todos los paños de cada piso. Luego de lo

cual la estructura se mostrará como sigue:

Para dibujar las viguetas de los siguientes niveles solo procedemos a replicarlas a una

distancia de 2.8m hacia arriba (Eje Z). Seleccionamos las viguetas con la opción

Select/Select/Properties/Frame Sections

Elegimos el elemento a seleccionar (Vigueta) y hacemos clic en el botón Ok, todos los

elementos de nombre Vigueta se habrán seleccionado.



Para replicarlos elegimos la opción Replicate del menú Edit o también CTROL + R, la

que nos llevará a la siguiente ventana:

Indicamos el número de veces a replicar los elementos seleccionados (Number = 4) y la

distancia a la cual se replicarán (dz=2.8, hacia arriba) y presionamos el botón Ok, la

estructura se mostrará como sigue:



10. PASO 10: DEFINIR SISTEMAS DE CARGAS

Antes de aplicarle las cargas al modelo es necesario definir los sistemas de cargas (por

ejemplo Muerta, Viva, Viento, Sismo, etc). En este paso NO se aplican las cargas,

solamente se definen cuales de ellas van a ser utilizados.

En este problema en particular solamente se van a aplicar las cargas en el sistema de

carga muerta. Para esto, seleccione Define del menú principal y luego la opción Load

Patterns.

Esto lo llevará a la siguiente ventana:

Inicialmente el programa tiene por omisión un tipo llamado DEAD (MUERTA).

Proceda a definir los demás estados de carga.

DEAD, carga muerta

LIVE, carga viva

LIVE1, caga viva alternancia 01

LIVE2, carga viva alternancia 02



11. PASO 11: ASIGNAR LAS CARGAS A LA ESTRUCTURA

Cargas a ser asignadas:

DEAD

ELEMENTO PESO ANCHO TOTAL

PESO DE LADRILLO DE LOSA 80.0 Kg/m2 0.4 m 32.0 Kg/m

PESO DE TABIQUERIA 100.0 Kg/m2 0.4 m 40.0 Kg/m

PESO DE ACABADOS 100.0 Kg/m2 0.4 m 40.0 Kg/m

TOTAL DEAD

112.0 Kg/m 2°, 3° 4° y 5° piso

PESO DE LADRILLO DE LOSA 80.0 Kg/m2 0.4 m 32.0 Kg/m

PESO DE ACABADOS 100.0 Kg/m2 0.4 m 40.0 Kg/m

TOTAL DEAD

72.0 Kg/m AZOTEA

MUROS PERIMETRALES

PESO ESPECIFICO ESPESOR H

1800 0.15 2.6 702.0 Kg/m

PARAPETOS

PESO ESPECIFICO ESPESOR H

1800 0.15 1 270.0 Kg/m

Se debe tener en cuenta que para la azotea tanto la carga muerta (DEAD) como la carga

viva (LIVE) tienen valores diferentes con respecto a los otros niveles.

ASIGNACIÓN DE CARGA MUERTA - DEAD

Para asignar la carga muerta uniformemente distribuida, seleccione primero el elemento

a ser cargado (las viguetas correspondientes a la losa aligerada de todos los niveles

excepto la azotea) y luego del menú que se abre con Assign, escoja la opción Frame

Loads/Distributed o también puede presionar el icono ubicado en el toolbar

superior. Esto lo lleva a la siguiente pantalla:



PARA 2°, 3°, 4° y 5° PISO PARA AZOTEA



ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA - LIVE

Para asignar la carga viva uniformemente distribuida, seleccione primero el elemento a

ser cargado (las viguetas correspondientes a la losa aligerada de todos los niveles

correspondientes a vivienda)

LIVE

ELEMENTO PESO ANCHO TOTAL

SOBRECARGA S/C 250.0 Kg/m2 0.4 m 100.0 Kg/m

TOTAL DEAD

100.0 Kg/m 2°, 3°, 4° y 5°


TOTAL DEAD

40.0 Kg/m AZOTEA


TOTAL DEAD

160.0 Kg/m ESCALERAS

PARA 2°, 3°, 4° y 5° PISO PARA AZOTEA

ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA – LIVE1

Seleccione las viguetas de los paños de la losa en forma alternada y asigne una carga

viva LIVE1=100 Kg/ml para 2°, 3°, 4° y 5° piso; y para la azotea una carga viva

LIVE1=40 Kg/ml



NIVEL 1

NIVEL 2

NIVEL 3



NIVEL 4

AZOTEA



ASIGNACIÓN DE CARGA VIVA – LIVE2

Seleccione las viguetas de los paños de la losa en forma alternada y asigne una carga

viva LIVE2=100 Kg/ml para 2°, 3°, 4° y 5° piso; y para la azotea una carga viva

LIVE1=40 Kg/ml

NIVEL 1



NIVEL 2

NIVEL 3

NIVEL 4



AZOTEA

Education

Edificio 1