REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTALPOLITCNICA DE LA FUERZA ARMADAUNEFANUCLEO-GUANARE

MTODOS DE ANLISIS SSMICO

PROFESORA: BACHILLERES:Ing. Gnesis Mejas Oscar Valladares CI: 18.705.534Jhosian Salazar CI: 20.555.660Mara Len CI: 24.017.095Yovanny Valderrama CI: 25.520.946Mariana Infante CI:Anderson Zambrano CI: Junior Fernndez CI: GUANARE, JULIO 2015.INDICEINTRODUCCIN Pg.Anlisis Ssmico......4-5Anlisis de Mtodo Ssmico.....5-6Anlisis Esttico..6Anlisis Dinmico Plano....6

Anlisis Dinmico Espacial...6-7

Anlisis Dinmico Espacial Con Diafragma Flexible.7-8

Otros Mtodos De Anlisis8

Aspectos importantes a considerar para el anlisis ssmico.9-10

Peso de la Edificacin.....10

Centro De Masa..10-11

Cortante Basal.11-12

Modelo de Anlisis.

Centro de Rigidez..

Dentro del Anlisis del Mtodo Ssmico cabe resaltar los siguientes criterios de Estructuracin y Diseo...Estructuracin Sismorresistentes..ANEXOS..CONCLUSIN...BIBLIOGRAFAINTRODUCCINEl hombre ha aprendido desde que tiene uso de razn a temer los movimientos telricos apreciando su intensidad en forma cualitativa con relacin a los daos y pnico que estos causan.El fenmeno sismo se ha ido transformando as en una amenaza de importancia creciente en la medida en que las reas urbanas han crecido y se han hecho ms densas. Es por ello que las soluciones constructivas ms duraderas han sido aquellas capaces de resistir las acciones externas y del uso; entre las acciones externas, en vastas extensiones de nuestro planeta, deben incluirse las acciones ssmicas.Hasta hace poco, las soluciones adoptadas para resistir las acciones ssmicas se desarrollaron esencialmente analizando los efectos de los terremotos en las construcciones, sin el apoyo terico de causas y caractersticas de los sismos, ni de informacin cuantitativa sobre la naturaleza de los movimientos del terreno; las soluciones constructivas, con muros de 4 y 5 m de grosor, bvedas de 60 cm de espesor, contrafuertes, columnas de esbeltez reducida, etc., fue el resultado de un proceso de prueba y error durante los siglos XVI, XVII y parte del XVIII.Por esta razn, se hace necesario contar con los instrumentos necesarios que nos ayuden a prevenir, este tipo de eventos, en el supuesto aceptado que las construcciones deben soportar aceptablemente los sismos ms severos; y sin mayores daos, los sismos moderados que con ms frecuencia deben presentarse durante la vida til de las edificaciones. Existe por este motivo, una necesidad importante de mitigar los efectos destructivos de los terremotos, mejorando las tcnicas adecuadas de diseo y en particular, dando a conocer la importante y cuantiosa informacin experimental, terica y prctica existente en medios de investigacin de diseo sismorresistente.La Ingeniera ssmica, es una disciplina nueva que involucra la combinacin de una serie de disciplinas variadas y complejas, cmo la sismologa, la dinmica estructural y de suelos, el anlisis estructural, la geologa, la mecnica de los materiales, etc.; que de manera integrada permiten el diseo de obras capaces de resistir los sismos ms severos que puedan presentarse en el futuro de una determinada zona.

Anlisis SsmicoEl anlisis ssmico de la edificacin tiene como objetivo encontrar las fuerzas y momentos internos debidos a la carga ssmica, en cada uno de los elementos del sistema estructural para luego proceder al diseo. En el mtodo ssmico, el movimiento del suelo consecuente a un impulso elstico (originado tramite golpes en el suelo, vibraciones o explosivo) origina ondas acsticas que son registradas a travs de gefonos conectados un sismgrafo multicanal. En cuanto a ssmica se refiere, existen dos metodologas principales: Anlisis esttico, basada en la observacin de los tiempos de llegada de los primeros movimientos del terreno en diversos sitios, generados por una fuente de energa especfica en un sitio determinado. El conjunto de datos obtenido en la adquisicin de datos consiste de registros de tiempo versus distancia. Estas series son interpretadas en trminos de la profundidad a interfaces entre capas de suelo y de las velocidades de propagacin de la onda P (o S) en cada capa. Estas velocidades estn controladas por los parmetros elsticos que describen el material. Anlisis dinmico, el anlisis est basado en la energa de las vibraciones despus de iniciado el movimiento del suelo. Especficamente el estudio se concentra en los movimientos del terreno inducidos por la reflexin de las ondas, en las diferentes interfaces de capas, que han sido generadas en un sitio especfico. En la reflexin se extrae informacin del subsuelo estudiando la amplitud y forma de los movimientos del terreno.El efecto de un sismo sobre una estructura puede incluirse en uno de los siguientes conceptos:1. Daos Imperceptibles2. Daos ligeros en acabados3. Daos ligeros en las estructuras4. Daos graves en las estructuras5. Falla de la estructura.

El riesgo ssmico implica un problema nico de Ingeniera de Diseo, ya que un sismo intenso constituye la carga ms severa a que la mayora de las estructuras pueden estar sujetas, pero una vez que esto haya sido tomado en cuenta, la probabilidad de que cualquier estructura pueda ser afectada por un sismo importante ser mnima. El enfoque ptimo frente a sta combinacin de condiciones, desde el punto de vista de la Ingeniera, es disear la estructura de tal manera que se evite el colapso ante el sismo ms severo posible, asegurando con ello la vida humana; pero aceptando la posibilidad de dao sobre la base de que es menos caro, reparar o reemplazar las estructuras afectadas por un sismo fuerte, que construir cada una de ellas lo suficientemente resistentes para evitar daos. Obviamente este concepto de diseo enfrenta al Ingeniero estructural con un verdadero desafo: lograr un diseo econmico que sea susceptible al dao ssmico, pero que al mismo tiempo no llegue al colapso total, an ante el sismo ms severo posible.

Anlisis de Mtodo Ssmico

En el proyecto de edificaciones que puedan quedar sometidas a acciones ssmicas, es fundamental entender su comportamiento probable: cmo se va a deformar, cules son sus regiones crticas y, sobre todo, evitar fallas prematuras que limiten la reserva resistente de la estructura. En aquellos casos donde sea previsible que la estructura entre en el rango inelstico, debe garantizarse una conducta dctil.El golpeteo entre edificaciones adyacentes ha sido la causa de daos importantes y fallas prematuras de edificaciones de varias plantas, en especial cuando estas se encuentran a diferente nivel. Los grandes paos de pared de mampostera no reforzada deben evitarse, pues se ha demostrado en mltiples ocasiones que resultan inestables durante sacudidas ssmicas intensas.A diferencia de otras sobrecargas, los sismos generan acciones dinmicas de signo alternante; es decir, las oscilaciones de la edificacin durante su respuesta, superponen a las solicitaciones debidas a la gravedad, otras de signo alternante (pueden ser momentos flectores, fuerzas axiales o fuerzas cortantes).Es importante tener presente la filosofa adoptada en el diseo sismorresistente de la gran mayora de las edificaciones y obras de ingeniera existentes en reas urbanas. Esta puede resumirse en la forma que se anota a continuacin:La filosofa del diseo sismorresistente consiste en:

Evitar prdidas de vidas Asegurar la continuidad de los servicios bsicos Minimizar los daos a la propiedad.Se reconoce que dar proteccin completa frente a todos los sismos no es tcnica ni econmicamente factible para la mayora de las estructuras. En concordancia con tal filosofa se establecen en esta Norma los siguientes principios para el diseo:

a. La estructura no debera colapsar, ni causar daos graves a las personas debido a movimientos ssmicos severos que puedan ocurrir en el sitio.b. La estructura debera soportar movimientos ssmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daos dentro de lmites aceptables.

Los mtodos de anlisis ssmico se clasifican de la siguiente manera:

Cada edificacin deber ser analizada tomando en consideracin los efectos traslacionales y torsionales, por uno de los mtodos descritos a continuacin, los cuales han sido organizados por orden creciente de refinamiento.

Anlisis EstticoLos efectos traslacionales se determinan con el Mtodo Esttico Equivalente. Los efectos torsionales se determinan con el Mtodo de la Torsin Esttica Equivalente.

Anlisis Dinmico PlanoLos efectos traslacionales se determinan segn el Mtodo de Superposicin Modal con un Grado de Libertad por nivel. Los efectos torsionales se determinan con el Mtodo de la Torsin Esttica Equivalente.El anlisis dinmico de estructuras se refiere al anlisis de las pequeas oscilaciones o vibraciones que puede sufrir una estructura alrededor de su posicin de equilibrio. El anlisis dinmico es importante porque ese movimiento oscilatorio produce una modificacin de las tensiones y deformaciones existentes, que deben tenerse en cuenta por ejemplo para lograr un diseo ssmico adecuado.

Anlisis Dinmico EspacialLos efectos traslacionales y los efectos torsionales se determinan segn el Mtodo de Superposicin Modal con Tres Grados de Libertad por nivel. Conceptuado fundamentalmente para el anlisis de edificaciones irregulares o edificaciones, que siendo regulares, sean excesivamente altas.

Anlisis Dinmico Espacial Con Diafragma FlexibleLos efectos traslacionales y los efectos torsionales se determinan segn lo indicado en el Artculo 9.7 en el cual se incluye la flexibilidad del diagrama.

Otros Mtodos De AnlisisEn el Artculo 9.8 se presenta un mtodo alternativo a los mtodos anteriormente descritos, recomendables para el caso de estructuras no tipificadas en esta Norma.

En el Artculo 9.9 se presenta un procedimiento de anlisis esttico inelstico que puede ser utilizado opcionalmente en conjunto con los mtodos de anlisis descritos previamente.Los principales procedimientos de anlisis ssmico son los siguientes:a) Anlisis estticos lineales. Conocidos como Estticos Equivalentes.b) Anlisis dinmicos lineales. Se usan de dos tipos: Tiempo Historia. Cuando se usan registros de aceleracin y las respuestas estructurales se conoces a lo largo de toda la duracin del evento ssmico. Espectro de respuesta. Cuando se trabaja con los espectros obtenidos de los registros de aceleracin, combinando los aportes de cada modo, a fin de obtener un valor representativo de la respuesta, ya que la falta de simultaneidad de las mximas respuestas en cada modo de vibracin implica la necesidad de combinarlas adecuadamente.c) Anlisis esttico no lineal. Ms conocido como push-over, cuya principal caracterstica es la de usar sistemas equivalentes de un grado de libertad, para modelar una estructura de mltiples grados de libertad y que nicamente nos permiten apreciar respuestas globales de la estructura.d) Anlisis dinmico no lineal. Cuando conociendo las propiedades de los materiales constructivos de nuestra estructura y de los elementos de los sistemas estructurales, hacemos uso de registros de aceleracin, en un cierto nmero de ellos, para predecir las respuestas de nuestro sistema, generalmente las basadas en desplazamientos. En general, pueden establecerse como objetivos del diseo ssmico:

1. Evitar que se exceda el estado lmite de servicio para sismos de intensidad moderada que pueden presentarse varias veces en la vida de la estructura.

2. Que el estado lmite de integridad estructural no se exceda para sismos severos que tienen una posibilidad significativa de presentarse en la vida de la estructura.3. El estado lmite de supervivencia no debe excederse ni para sismos extraordinarios que tengan una muy pequea probabilidad de ocurrencia. Para la realizacin de un anlisis ssmico es necesario considerar las siguientes etapas:

a) La seleccin de un sistema estructural adecuado. Capaz de absorber y disipar la energa introducida por el sismo.b) El anlisis ssmico. Determinacin del modelo analtico ms representativo de la estructura real.c) El dimensionamiento de la seccin. Los mtodos de dimensionamiento delas secciones y elementos estructurales no difieren sustancialmente de los que se especifican para otro tipo de acciones, excepto para los mtodos de diseo por capacidad.d) Detallado de la estructura. Para lograr un comportamiento dctil, esto es, detallar sus elementos y conexiones para proporcionar gran capacidad de deformacin antes del colapso.

Seleccin de los Mtodos de Anlisis

En las Tablas 9.1 y 9.2 se establecen los mtodos de anlisis que como mnimo deben ser empleados, respectivamente para las edificaciones regulares y las irregulares. Los mtodos especificados pueden sustituirse por otros ms refinados segn el orden dado.

Aspectos importantes a considerar para el anlisis ssmico:

Peso de la EdificacinLas fuerzas inducidas por movimientos ssmicos en una edificacin son inerciales, es decir, dependen de la aceleracin inducida por el sismo y de la masa a mover, en este caso, la masa de la edificacin.Como primer paso para hallar las fuerzas ssmicas necesitamos conocer la masa y donde se ubica. Consideraremos que la masa se concentra en cada piso (lo cual es cierto para un edificio de prticos) y por lo tanto determinaremos la masa por piso y el centro de masa de cada uno de estos.

Centro De MasaEste punto nos indica donde se genera la masa y por lo tanto donde estara ubicada la fuerza ssmica inducida por el sismo.En vista de que las edificaciones diseadas en este curso cuentan con un sistema de piso rgido en su plano (diafragma rgido), la masa se puede considerar concentrada en un solo punto, este corresponde al centro de masa. Recordemos la definicin de sistemas equivalentes de fuerza, donde todo el peso se puede concentrar en un solo punto y este produce el mismo efecto que los pesos repartidos en el cuerpo.Si la losa tiene cargas uniformes por m el centro de masa coincide con el centroide del rea, sino (casos especiales donde se cambia el espesor de losa en algunos puntos o por ejemplo existencia de piscinas u otros elementos que hagan ms pesada la losa en ciertos puntos) el centro de masa se debe determinar considerando, no las reas, sino los pesos de los elementos.

Cortante BasalLa fuerza ssmica total en la base del edificio, cortante basal, se encuentra por medio del espectro de diseo (aceleracin de respuesta de la edificacin segn su periodo de vibracin) y el peso total de la edificacin. (F=m*a, segunda Ley de Newton).La forma como responde el edificio a la aceleracin inducida por el sismo determina la reparticin de las fuerzas ssmicas tanto en la altura como en cada uno de los elementos estructurales que la conforman.Existen varios mtodos para determinar esta reparticin de fuerzas en altura, estos pueden ser simplificados, mtodos estticos equivalentes (fuerza horizontal equivalente, FHE) o ms completos como los mtodos de anlisis modal espectral.Independiente del mtodo a usar se tienen tambin diferentes formas de considerar el modelo de la edificacin.

Modelo de AnlisisEl modelo de la estructura debe representar su geometra, dimensiones, apoyos, efectos de diafragma rgido si lo hay, los efectos de torsin por excentricidades entre el centro de rigidez y el centro de masa, y los efectos de carga axial por momentos de vuelco.El modelo de la edificacin se puede hacer tridimensional o por prticos planos.En el anlisis por el mtodo de la fuerza horizontal equivalente seguiremos el procedimiento de los prticos planos para tener conciencia de la reparticin de las fuerzas en los prticos y del efecto de torsin. La norma recomienda que se disee la edificacin para el 100% de la carga ssmica actuando en ambas direcciones principales perpendiculares del edificio no simultneamente. Este requisito asegura que para cualquier direccin del sismo, la carga se puede descomponer en estas dos direcciones perpendiculares entre si y el edificio estara en capacidad de soportarlo.

Centro de RigidezEs el punto con respecto al cual el edificio se mueve desplazndose como un todo, es el punto donde se pueden considerar concentradas las rigideces de todos los prticos. Si el edificio presenta rotaciones estas sern con respecto a este punto.Existe lnea de rigidez en el sentido X y lnea de rigidez en el sentido Y, la interseccin de ellas representa el centro de rigidez. Las lneas de rigidez representan la lnea de accin de la resultante de las rigideces en cada sentido asumiendo que las rigideces de cada prtico fueran fuerzas.

Dentro del Anlisis del Mtodo Ssmico cabe resaltar los siguientes criterios de Estructuracin y Diseo.

1. La zona ssmica.2. La forma espectral (tipo de suelo), y el factor de correccin 3. La clasificacin segn el uso, ya sea de grupo A, B1, B2, C o usos mixtos.4. El factor de importancia.5. Nivel de diseo.6. La clasificacin segn el tipo de estructura.7. El factor de reduccin de respuesta.8. La clasificacin segn la irregularidad de la estructura.9. Coeficiente ssmico para edificaciones.10. Espectro de diseo.

Estructuracin Sismorresistentes

Es premisa del diseo en ingeniera el lograr el balance entre seguridad y economa. El primer propsito del diseo sismorresistente de edificaciones, es de evitar pedidas de vidas y luego el de minimizar daos a la propiedad.

La filosofa para el diseo sismorresistente, requiere que la estructura sea capaz de: Resistir sismos leves sin daos. En estos casos la estructura deber trabajar en el rango elstico. Resistir sismos moderados con dao estructural leve y algn dao en elementos no estructurales. El diseo deber permitir que el dao estructural en la mayora de los sistemas sea limitado y reparable. Resistir sismos mayores, catastrficos, sin colapsar.

El diseo sismorresistente, debe proveer a la estructura de cualidades estructurales y dinmicas de manera que tengan niveles de respuesta adecuados frente a sismos de diversos caractersticas. La experiencia ha demostrado que dichas cualidades tienen que ver con su configuracin, su rigidez, su resistencia y con su ductilidad.

a. ConfiguracinEst definida por aspectos de: Forma y tamao de la edificacin Estructuracin Masa Tipo y ubicacin de elementos no estructurales (especialmente en la tabiquera)Forma y Tamao de la EdificacinElegir formas simples, simtricas y compactas a las formas complejas, asimtricas y esbeltas. En planta, evitando las formas abiertas e irregulares; como son las formas L, T, U, H, y buscando en lo posible, las formas cerradas y regulares como son: la cuadrada, la rectangular, la triangular, la circular, entre otras.En elevacin, debe evitarse los retiros y los crecimientos de la planta con la altura de la edificacin.EstructuracinDebe Estructurarse definiendo caminos continuos, uniformes y directos para la transferencia de fuerzas verticales y horizontales a la cimentacin; evitando las discontinuidades. Son ejemplos de discontinuidad, la interrupcin de muros antes de llegar a la cimentacin, las aberturas grandes en muros o las aberturas en elevacin del muro, las perforaciones de los diagramas horizontales.No es conveniente tambin los cambios bruscos de resistencia o de rigidez en los prticos, muros de corte o en los diafragmas horizontales; ejemplos tpicos de cambios de rigidez lo vemos en los "pisos blandos" que se producen en los edificios cuando la rigidez de un piso bajo es inferior a la de los niveles superiores, o cuando en un mismo nivel ocurren columnas de diferentes alturas; tal es el caso tpico de columnas cortasLa estructura debe contar con diafragmas horizontales rgidos y capaces de distribuir las fuerzas horizontales a los elementos verticales.La disposicin y caractersticas de los elementos sismo resistentes deben tender a lograr simetra, y coincidencia de centro de rigideces con el centro de masas, para minimizar los efectos torsionantes.Cuando no hay simetra se producen torsiones que llevan a comportamientos que son difciles de predecir y a la magnificacin innecesaria de las fuerzas internas en algunos elementos.MasaLas fuerzas de inercia producidas por un sismo son proporcionales a la masa de la edificacin, debe buscarse por lo tanto reducirse al mnimo la masa. Debe tenderse tambin a su distribucin uniforme, en planta y elevacin, evitando concentraciones de masa, particularmente en los pisos superiores.b. ResistenciaDada la filosofa actual de diseo ssmico, en la que la resistencia se cambia por redundancia y ductilidad, un mnimo de resistencia debe ser provista para asegurar que las demandas correspondientes de ductilidad no excedern las ductilidades disponibles de los elementos de la estructura. Una resistencia excesivamente alta, ciertamente aceptable; puede ser econmicamente imposible. Cualquier resistencia intermedia puede ser aplicable, siempre que los aspectos de la rigidez y ductilidad sean atendidos.Debe buscarse una estructuracin con ms de una lnea de resistencia y con capacidad para redistribuir las fuerzas de sismo en eventualidad de falla de elementos importantes. Esto puede lograrse con sistemas de prticos hiperestticos que incluyan muros de corte y que estn preparados para redistribuir las fuerzas horizontales despus de la fluencia inicial.c. RigidezLos desplazamientos laterales, de traslacin y de rotacin, dependen de la suma de rigideces de los elementos resistentes y de la rigidez Torsional de la planta, que es funcin de la ubicacin de los elementos resistentes verticales.Los desplazamientos deben limitarse tanto por razones estructurales, por proteccin de los elementos no estructurales, as como por el confort de los ocupantes. El incremento de rigidez en una edificacin se logra de manera muy eficiente con la incorporacin de muros estructurales.d. DuctilidadEn la generalidad de estructuras de edificios compuestos por estructuras aporticadas, con la inclusin o no de muros de corte, cuya caractersticas estructural comn es la hiperestaticidad y la redundancia, la economa en el diseo se logra al permitir que algunos elementos incursionen en el rango inelstico, es decir, que sean capaces de disipar la energa del sismo por medio de la friccin interna y la deformacin plstica. De esa manera ser posible disear para fuerzas horizontales sustancialmente menores a las correspondientes a una repuesta elstica.Cuando mayor sea la ductilidad que desarrolle la estructura, mayor ser la energa disipada y mayor podr ser la reduccin de las fuerzas de diseo. Debe verificarse que los elementos de la estructura columnas, muros y vigas desarrollen ductilidades tales, que permitan a la estructura como un todo, tener un comportamiento dctil compatible con el factor de reduccin de ductilidad R, asumido en la determinacin de las fuerzas laterales de diseo.La incursin de los elementos de una determinada estructura, en el rango inelstico, debe ser selectiva y secuencial, de manera de disipar de la estructura, minimizando la posibilidad de daos severos en elementos verticales y eliminando la posibilidad de colapso de la estructura. El diseo debe orientar a que sean los elementos horizontales los que ingresen primero en el rango inelstico con la formacin de rotulas plsticas en sus extremos, mientras los elementos verticales permanecern en el rango elstico.El comportamiento preferencial de una estructura de hormign armado cuando solicitada por fuerzas ssmicas debe consistir en la disipacin de energa por toda la estructura, sin pierda de capacidad resistente, teniendo aptitud para disipar la energa transmitida pelos movimientos ssmicos, pasada la suya fase de respuesta elstica. O sea, la estructura debe ser dotada de ductilidad, no solamente a nivel de cada elemento, pero tambin como un todo, evitando la formacin de mecanismos instables y mecanismos de rotura frgiles.

El comportamiento estructural dctil ser ms eficaz para resistir a la accin ssmica pues los elementos exhiben mayor capacidad de hacer desvanecer la energa transmitida por esta solicitacin de carga y descarga, a travs de la suya respuesta non-lineal. Resumiendo, se pretende conferir resistencia a los eslabones flacos tal que la rotura al acontecer, ocurra primero por los eslabones dctiles. De esta forma, en el caso de los prticos son de evitar mecanismos que envuelven la concentracin de rotulas plsticas en pila, conduciendo a la formacin de un mecanismo sin absorcin suficiente de energa. Por otro lado, los mecanismos con formacin de rotulas plsticas en vigas (con posterior formacin de rotulas en las pilas) conduce a la formacin de un mayor nmero de rotulas, garantiendo la disipacin de la energa y distribuyendo sta por un mayor nmero de elementos. As se puede controlar y prever el comportamiento de una estructura fase una solicitacin ssmica.

ANEXOS

Seleccin de los Mtodos de Anlisis

Forma y Tamao de la Edificacin

Ductilidad

Mapa de Zonificacin

CONCLUSIN

BIBLIOGRAFA