UNIVERSIDAD TCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Catlica de Loja

INTEGRANTES:ARTEAGA TORRES LUIS JONATHANBRAVO PALADINES ASTRID VIVIANAGRANDA FLORES MIGUEL DARIOTRABAJO GRUPAL 1:ESPECTROS DE DISEO SEGN NORMATIVA NEC 11 Y SEC 2002ESTRUCTURAS BLOJA-ECUADOR

1. INTRODUCCIN

El gobierno ecuatoriano en un afn virtuoso y preocupado de actualizar las limitaciones de diseo sismo-resistente decide actualizar su cdigo de la construccin dando como resultado de un trabajo intenso el nuevo cdigo es decir la Norma Ecuatoriana de la Construccin, NEC-11; sta en su captulo II: Peligro Ssmico y Requisitos de Diseo Sismo-resistente plantea algunas diferencias representativas.

2. FILOSOFIA DE DISEO

Es la intencin de la NEC-11, que al cumplir con los requisitos detallados, se proporcione a una estructura de uso normal de edificacin, un adecuado diseo sismo resistente que cumpla con la siguiente filosofa:- Prevenir daos en elementos no estructurales y estructurales, ante terremotos pequeos y frecuentes, que pueden ocurrir durante la vida til de la estructura.- Prevenir daos estructurales graves y controlar daos no estructurales, ante terremotos moderados y poco frecuentes, que pueden ocurrir durante la vida til de la estructura.

Esta filosofa de diseo se consigue diseando la estructura para que: - Tenga la capacidad para resistir las fuerzas especificadas por la NEC-11 - Presente las derivas de piso, ante dichas cargas, inferiores a las admisibles. - Pueda disipar energa de deformacin inelstica, haciendo uso de las tcnicas de diseo por capacidad o mediante la utilizacin de dispositivos de control ssmico.

3. FACTOR DE ZONA Z.

El valor de Z de cada zona representa la aceleracin mxima en roca esperada para el sismo de diseo, expresada como fraccin de la aceleracin de la gravedad. Todo el territorio ecuatoriano est catalogado como de amenaza ssmica alta, con excepcin del nor-oriente que presenta una amenaza ssmica intermedia y del litoral ecuatoriano que presenta una amenaza ssmica muy alta (Tabla 2.1).

Para facilitar la determinacin del valor de Z, en la Tabla 2.2 se incluye un listado de algunas poblaciones del pas con el valor correspondiente. Para el caso de la provincia de Loja se toma un valor de Z=0.25.

POBLACINPARROQUIACANTNPROVINCIAVALOR DE Z

LOJALOJALOJALOJA0.25

Tabla 2.2 Poblaciones ecuatorianas y valor del factor Z.

4. PERFIL DE SUELO

Los efectos locales de la respuesta ssmica de la edificacin deben evaluarse en base a los perfiles de suelo, independientemente del tipo de cimentacin. La identificacin del perfil se realiza a partir de la superficie del terreno.

5. TIPOS DE PERFILES DE SUELO

6. PARMETROS EMPLEADOS EN LA DEFINICIN DEL TIPO DE PERFIL DE SUELO

Para la definicin del tipo de perfil de suelo, se realiza una relacin de los parmetros obtenidos en el ensayo SPT:

Para este caso tenemos un ;

Por lo tanto segn la tabla 2.4 de la norma NEC 11 vigente en el Ecuador, se define un tipo de perfil de suelo D, en relacin al nmero de golpes obtenido que se encuentra en un rango de entre 15 y 50.

7. COEFICIENTES DE APLIFICACIN O DEAMPLIFICACIN DINMICADE PERFILES DE SUELO Fa, Fd y FsEn la Tabla 2.5 se presentan los valores del coeficiente Fa que amplifica las ordenadas del espectro de respuesta elstico de aceleraciones para diseo en roca, tomando en cuenta los efectos de sitio. Para nuestro caso se toma un valor de Fa= 1.4, debido al tipo de perfil del suelo D, al valor Z y a la zona ssmica correspondiente.

En la Tabla 2.6 se presentan los valores del coeficiente Fd que amplifica las ordenadas del espectro elstico de respuesta de desplazamientos para diseo en roca, considerando los efectos de sitio. Para nuestro caso se toma un valor de Fd= 1.7, debido al tipo de perfil del suelo D, al valor Z y a la zona ssmica correspondiente.

En la Tabla 2.7 se presentan los valores del coeficiente Fs, que consideran el comportamiento no lineal de los suelos, la degradacin del periodo del sitio que depende de la intensidad y contenido de frecuencia de la excitacin ssmica y los desplazamientos relativos del suelo, para los espectros de aceleraciones y desplazamientos. Para nuestro caso se toma un valor de Fs= 1.7, debido al tipo de perfil del suelo D, al valor Z y a la zona ssmica correspondiente.

8. ESPECTRO DINMICO DE DISEO EN ACELERACIONESEl espectro de respuesta elstico de aceleraciones expresado como fraccin de la aceleracin de la gravedad Sa, para el nivel del sismo de diseo, se proporciona en la Figura 2.3, consistente con el factor de zona ssmica Z, el tipo de suelo del sitio de emplazamiento de la estructura y considerando los valores de los coeficiente de amplificacin o de amplificacin de suelo de las Tablas 2.5, 2.6 y 2.7. Dicho espectro, que obedece a una fraccin de amortiguamiento respecto al crtico de 0.05, se obtiene mediante las siguientes ecuaciones, vlidas para periodos de vibracin estructural T pertenecientes a 2 rangos:

Donde:r=1, para tipo de suelo A, B o C y r=1.5, para tipo de suelo D o E. = 1.8 (Provincias de la Costa, excepto Esmeraldas), 2.48 (Provincias de la Sierra, Esmeraldas y Galpagos), 2.6 (Provincias del Oriente).

Los lmites para el periodo de vibracin TC y TL (ste ltimo a ser utilizado para la definicin de espectro de respuesta en desplazamientos definido en 2.5.5.2) se obtienen de las siguientes expresiones:

No obstante, para los perfiles de suelo tipo D y E, los valores de TL se limitaran a un valor mximo de 4 segundos.

Figura 2.3. Espectro ssmico elstico de aceleraciones que representa el sismo de diseo.

Para anlisis dinmico y, nicamente para evaluar la respuesta de los modos de vibracin diferentes al modo fundamental, el valor de Sa debe evaluarse mediante la siguiente expresin, para valores de periodo de vibracin menores a T0:

9. ESPECTRO ELSTICO DE DISEO EN DESPLAZAMIENTOS

Cuando se requiera la definicin de los desplazamientos espectrales elsticos para diseo, correspondiente al nivel del sismo de diseo, se utilizara el siguiente espectro elstico de diseo de desplazamientos Sd (en metros) definido para una fraccin del amortiguamiento respecto al crtico igual a 0.05 (Figura 2.4), :

Donde los valores de los periodos lmite T0, Tc y TL son los mismos que fueran definidos para el Espectro elstico de aceleraciones. No obstante, para los perfiles de suelo tipo D y E, los valores de TL se limitarn a un valor mximo de 4 segundos en los espectros de desplazamientos.La forma espectral y ecuaciones que definen el espectro de diseo elstico de desplazamientos consideran la respuesta dinmica y efectos de sitio (comportamiento no lineal del subsuelo, Fs y respuesta para cada zona geotcnica, Fa y Fv), y no representa a un espectro de pseudo desplazamiento.

Figura 2.4. Espectro ssmico elstico de desplazamientos para diseo.

10. ESTRUCTURAS REGULARES EN PLANTA Y ELEVACINUna estructura se considera como regular en planta y en elevacin, cuando no presenta ninguna de las condiciones de irregularidad descritas en las Tablas 4.8 y 4.9.

11. COEFICIENTE DE CONFIGURACIN ESTRUCTURAL EN PLANTA PEl coeficiente P se estimar a partir del anlisis de las caractersticas de regularidad e irregularidad en las plantas en la estructura, descritas en la Tabla 4.8. Se utilizar la expresin:

12. COEFICIENTE DE CONFIGURACIN ESTRUCTURAL E ELEVACIN EEl coeficiente E se estimar a partir del anlisis de las caractersticas de regularidad e irregularidad en elevacin de la estructura, descritas en la Tabla 4.9. Se utilizar la expresin:

Tabla 4.8. Irregularidades en Planta

Tabla 4.9. Irregularidades en Elevacin

13. Justificacin de los valores usados en la hoja de clculo para el espectro de diseo segn norma CEC 2002.Para el clculo del espectro de aceleracin mediante la normativa CEC 2002 se toma los respectivos datos partiendo de los siguientes criteriosCt= Se utiliza el coeficiente de prticos espaciales de hormign armado puesto que la estructura no es de acero ni posee muros estructuralesHn= Se usa la altura de la estructura identificada en los planosEl Z encontrado en las tablas de dicha norma fue de 0.25 por estar sobre el Cantn LojaS= El ese utilizado fue el de suelos intermedios pues nos encontrbamos con un suelo Arcillo limosoR= El valor de R escogido fue el valor de prticos espaciales sismo-resistentes de hormign armado con vigas banda por ser el tipo de estructura identificada en los planos.I= El valor fue escogido de la tabla en la normativa para todas las edificaciones pues no se trataba de una estructura escencian ni de ocupacin especial.Pi= Se escogio el valor para discontinuidades en el sistema de piso pues aqu se considera las discontinuidades o variaciones en su rigides causadas por aberturas, entrantes o huecos presentes en la estructura analizada.Ei= Se usa el vaor de irregularidad en la distribucin de las masas ya que en este punto se toma en cuenta los valores mayores de las masas en los pisos adyacentes.NOTA: Las tablas se encuentran ubicadas en la hoja de Excel anexada al informe.14. ANLISIS DE RESULTADOS.

14.1 COMPARACIN DE NORMAS CEC 2002, NEC-11.La filosofa de las normas CEC2002 y NEC-11 son iguales, lo que quiere decir que lo ms importante es la vida de los ocupantes de las edificaciones ante sismos severos.La ecuacin para el clculo del cortante basal de diseo cambia, lo que hace que se necesite un anlisis ms detallado para este clculo, en la NEC-11 se incrementa tablas de seleccin y la zonificacin para una mejor apreciacin del coeficiente de aceleracin espectral. La NEC-11 presenta un espectro ssmico elstico de aceleraciones con diferencias representativas respecto del espectro del CEC 2002, el primero tiene ahora un tramo de recta de pendiente positivo en su inicio de utilizacin solo para modos de vibracin distintos al fundamental. Adicionalmente la NEC-11, presenta un espectro ssmico elstico en base a desplazamientos para diseo, este consta de 4 tramos de grafico que responden a ecuaciones establecidas.El factor de reduccin de respuesta estructural es otro cambio entre los cdigos, en la NEC-11 los coeficientes se reducen respecto del CEC2002, lo que tiene un efecto de mayoracin del coeficiente para el clculo del cortante basal. La distribucin del cortante basal en los diferentes niveles de la edificacin por anlisis esttico se mantiene en principios iguales es decir, se distribuye esta fuerza en funcin del peso y altura de cada piso de la edificacin, dando como resultado una distribucin triangular.

14.2 NORMATIVA NEC 11.

14.3 NORMATIVA CEC 2002.

15. CONCLUSIONES:

En la ciudad de Loja para casas pequeas menores a 5 pisos, el periodo se encuentra en un zona de alrededor de 2 segundos. Segn el espectro de diseo del NEC 11, las estructuras que estn dentro de un periodo menor a 1 segundo se vern fuertemente afectadas. Segn la norma NEC 11, las estructuras no pasan en trminos de derivas de piso. Para reducir la aceleracin ssmica se debe reducir el amortiguamiento de la estructura. La normativa vigente NEC 11 muestra un mayor factor de seguridad en relacin a la norma CEC 2002.