Analisis Estructural de Fachada

7/26/2019 Analisis Estructural de Fachada

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Proyecto: REMODELACION DE EDIFICIO DE COMTECH.

Memoria de Cálculo Estructural de fachada de CONTECH.

Proyecto: Remodelación de COMTECH.Ubicación: Managua-Nicaragua.

Realizo: Ing. Oscar Andrés Mayorga Aguirre.Reviso: Ing. Guillermo Chávez.

LIC.MTI No: 2828

Fecha: Junio - 2013.




PERFIL DEL PROYECTO.

El proyecto consiste en el análisis y verificación del comportamiento estructural de lafachada principal del edificio de COMTECH. El proyecto está ubicado en la ciudad deManagua-Nicaragua, se caracteriza por tener un sistema estructural constituido por

estructura metálica a base de perfileria metalica con acero estructural A-36, esta fachadatendrá una altura de 8 mt y 12 mt de acho, esta estructura esta soportada por columnasmetálicas de 0.22m x0.35m x1/4” de espesor

El análisis y verificación de la estructura se realizara con ayuda del software ETABS V 9.7 elaborando un modelo en 3 dimensiones.

ANALISIS ESTRUCTURAL.

Se realizará un análisis estructural que tomara en consideración, fuerzas por la acciónsísmicas y viento, a causa de la ubicación del proyecto.

Cargas muertas consideradas además del peso propio de la estructura:

a- Peso de la fachada de vidrio 35 kg/m2 b-

Peso considerado para el covintec 1200 kg/m3

Combinaciones de Cargas (RNC-07, Art. 15).

Método de Resistencia Última. 1.4 Cm1.2Cm+1.6 (Cv+Ps)

1.2Cm+1.6Pz+Cv1.2Cm+Cv+S0.9Cm+1.6Ps0.9cm+S+1.6Ps

Cm: Carga muertaCv: Carga viva

S: Carga de SismoPs: presión de Tierra

Método de Esfuerzos Permisibles.Cm+Cv+PsCm+Ps+(Pz o 0.7S)0.6Cm+Pz+Ps0.6Cm+0.7S+Ps

Cm: Carga muertaCv: Carga vivaS: Carga de SismoPs: presión de Tierra




Calculo del coeficiente sísmico.

Clasificación de la estructura.

Grupo: B; (seguridad intermedia).

Factor de Reducción por ductilidad Q’. (Arto. 21 RCN-07) Q’=2 Factor de reducción por sobre-resistencia: Ω = 2, (Arto. 22 RCN-07)

Elección del factor de amplificación por tipo de suelo, S. (Arto. 25 RCN-07)

Aceleración del terreno: a0 = 0.3;(Managua-Nicaragua).Zona sísmica: C

Tipo de suelo :II ;(Suelo Firme).Factor de amplificaciónsegún tipo de suelo,S = 1.5




Coeficiente estático (Arto 24 RCN), Sin tomar en cuenta el periodo de la estructura ni

el espectro elástico de diseño.

Cs.= S(2.7*ao)/(Ω*Q’) = 1.5(2.7*0.3)/(2*2) = 0.304Pero no menor que S*ao =1.5x0.3=0.45

Periodo estructural de la fachada.

El periodo calculado para la fachada se realiza en el programa ETABS 9.7, se considera quela estructura se encuentra desconectada de la cercha de techo solo se considera el aporte delas columnas que soportan la fachada.




Tal y como se observa en la captura de la imagen se calculó que la estructura tiene un periodofundamental de 1.3618 segundo, su periodo se encuentra fuera de la meseta máxima deaceleración que tenemos en el espectro de diseño elástico del reglamento nacional deNicaragua (RNC-07).Según el análisis modal realizado en el programa ETABS podemos observar que el periodosfundamental de la estructura es de 1.3618de mayores que Tb=0.6 por lo que el reglamentonos indica tomar la ordenada espectral de aceleración donde el Sd es igual a la relación delperiodo Tb entre T.

Periodo fundamental aproximado de la estructura (FEMA 450 sec. 5.2.2).

Según el FEMA-450, 2.4.3.1 El periodo fundamental del edificio T, en la dirección de análisisdebe ser considerado usando las propiedades estructurales y características de deformaciónde los elementos resistentes en un apropiado análisis. El periodo fundamental T calculado,




no debe exceder el producto de Cu*Ta el periodo fundamental determinado por el análisiscon un software debe ser usado en el diseño a menos que este no exceda Cu*Ta, este límiteen el periodo previene el uso de un cortante basal pequeño calculado con el método estáticoequivalente para el diseño de edificios que son completamente flexibles. El uso delcoeficiente (Cu) tiene dos efectos, primero el valor conservador bajo en el cálculo del periodoempleando las formulas empíricas se incrementa y deja de ser conservador, segundo elperiodo se incrementa más en regiones baja sismicidad para edificios que generalmente sonmás flexibles que para edificios ubicados en zonas altamente sísmicas.(FEMA P750 sec.C12.8.2).

=

Formula empírica del FEMA-450, Cu=1.4

∗ = . ∗ . ∗ . = 0.32 seg, menor que el periodo calculado por

software tomamos el periodo CU * Ta

El periodo del fema no nos permite realizar reducción por flexibilidad en la estructura asíque se toma el coeficiente sísmico calculado con la máxima aceleración en el espectro dediseño. Cs =0.304

COEFICIENTE SISMICO APLICADO A L PROGRAMA.




RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL.

Para el análisis y diseño estructural se construyó unmodelo en tres dimensiones en el programa ETABSV 9.7 con los materiales y las secciones especificadasen los planos.

Revisión delos desplazamientos laterales.

La revisión de la estructura será realizada en el plano más débil que será la que tiene mayordesplazamiento en la estructura.El artículo 34 sugiere que los desplazamientos máximos de una estructura para limitaciónde daños en elementos no estructurales, deben de ser de 0.002 veces la diferencia deelevaciones de pisos consecutivos incrementados por el factor /.




Desplazamientos de la estructura en la dirección débil fuera del plano de la fachada.

Desplazamientos amplificados en la estructura en la dirección débil con fuerza sísmica seráde:

= .

∆= . ∗ = .

Como se puede observar que los desplazamientos máximos en la estructura con

cargas de servicio son mayores que los desplazamientos permisibles por el RNC-2007

por lo que se asume que existirá problemas con los elementos no estructurales en este

caso el vidrio, este podría sufrir danos y causar perjuicios si se llegan a caer a las

personas circundantes al momento de un sismo fuerte.

Revisión de los elementos estructurales.

Como se observa en las salidas del programa el porcentaje de demanda capacidad de laestructura en las columnas colocadas de 4x4x1/8 presenta problemas, esta sobre forzada en




un 18.3% de su capacidad esto quiere decir que con un sismo de diseño que ocurra estafallara por flexión.

Recomendaciones estructurales.

El problema que tenemos es que los desplazamientos laterales en la parte superior de lafachada supero los desplazamientos límites permisibles del Reglamento Nacional, por loque se debe de reforzar la parte superior de la estructura propiamente en la cerchasuperior reforzándola de la misma forma como se realizó en la cercha inferior colocando

una caja más de 4”x4”x1/8” Caja colocada en el modelo del programa ETABS.




Revisión delos desplazamientos laterales con los cambios en la estructura.

Desplazamientos de la estructura en la dirección débil fuera del plano de la fachada.

Desplazamientos amplificados en la estructura en la dirección débil con fuerza sísmica seráde:

= .

∆= . ∗ = .

Los desplazamientos de la estructura son menores que los permisibles permitidos por

el RNC-07 por lo que no habrá problemas en los elementos estructurales.




Revisión de los elementos estructurales con el refuerzo en la cercha.

Como se observa en las salidas del programa no existe problemas de falla en los elementos,por lo que se debe de extender el elemento superior de la cercha hasta la columna principalde 0.35mx0.22 mx1/4plg y reforzarla tal y como se hizo en la cercha inferior que se le adosouna caja de 4”x4”x1/8”

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