3. 01 INTRODUCCIÓN
La dinámica estructural es una rama de la ingeniería que se encarga de analizar el comportamiento de las estructuras
soportadas a cargas dinámicas, como las vibraciones y los movimientos sísmicos. Uno de los fenómenos más
estudiados en este campo es la vibración libre de las estructuras, que se produce cuando un sistema estructural se
encuentra en reposo y se le aplica una fuerza inicial, mostrando oscilaciones que pueden persistir durante un cierto
período de tiempo.
La carga armónica es otro aspecto fundamental en el análisis de la dinámica estructural. Se refiere a la aplicación de
cargas que varían periódicamente en el tiempo, como las cargas cíclicas generadas por máquinas en funcionamiento o
las fuerzas generadas por fenómenos naturales, como los terremotos. Estas cargas armónicas pueden generar
respuestas dinámicas en las estructuras, que deben ser estudiadas y consideradas durante el diseño y la construcción
de edificios y otras infraestructuras.
La Norma Técnica E-030 "Diseño Sismorresistente" es una regulación técnica que establece los criterios y requisitos
para el diseño y construcción de estructuras resistentes a los movimientos sísmicos en el ámbito de la ingeniería civil.
Esta norma tiene como objetivo principal garantizar la seguridad de las personas y las edificaciones frente a los
efectos de los terremotos.
La Norma Técnica E-030 proporciona directrices claras y detalladas sobre aspectos fundamentales del diseño
sismorresistente, como la clasificación de las zonas sísmicas, los coeficientes de respuesta sísmica, los criterios de
diseño estructural, la resistencia y ductilidad de los materiales, entre otros. Además, establece los procedimientos de
evaluación y verificación de la seguridad sísmica de las estructuras existentes, así como las medidas de mitigación y
rehabilitación necesarias.
5. Desarrollar los siguientes ejercicios propuestos
1). Determine la rigidez efectiva de los resortes combinados y escribe la ecuación del movimiento
para los sistemas indicados.
6. 2). Suponiendo que la viga carece de masa, con sistema tiene un solo GDL, delimite verticalmente
bajo el peso P. Escribir la EC en vibración libre
A
B
C
8. 3). Imagine un clavadista que pesa 80kgf, al final de un trampolín con un voladizo de 1.35m. El clavadista
oscila a una frecuencia de 2 Hertz. ¿Cuál es la rigidez a flexion EI del trampolín?
9. 4). Il Sistema de suspension vertical de un automóvil se idealiza como Sistema de 1 GDL amortiguado. Bajo el peso de
1600 kgf del automóvil, el Sistema de suspension experimenta una deflexión de 7cm. La suspension está diseñada
para … amortiguado. Se pide:
- a) Calcule la rigidez y el amortiguamiento
- b) Con 7 pasajeros de 60kg c/u en el automóvil ¿Cuál es la fracción de amortiguamiento efectivo?
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5). Un aparato de aire acondicionado pesa 2800 lb, se atornilla según figura. El motor funciona a 370 rpm produciendo
una fuerza vertical de 80 lb. Determine las amplitudes y aceleraciones para las vigas en un punto medio.
12. Nomenclatura
C Factor de amplificación sísmica.
CT Coeficiente para estimar el período fundamental de un edificio.
di desplazamientos laterales del centro de masa del nivel i en traslación pura (restringiendo los giros en planta) debido a las fuerzas fi
ei Excentricidad accidental en el nivel “i”.
Fi Fuerza sísmica horizontal en el nivel “i”.
g Aceleración de la gravedad.
hi Altura del nivel “i” con relación al nivel del terreno.
hei Altura del entrepiso “i”.
hn Altura total de la edificación en metros.
Mti Momento torsor accidental en el nivel “i”.
m Número de modos usados en la combinación modal.
n Número de pisos del edificio.
P Peso total de la edificación.
Pi Peso del nivel “i”.
R Coeficiente de reducción de las fuerzas sísmicas.
r Respuesta estructural máxima elástica esperada.
ri Respuestas elásticas máximas correspondientes al modo “i”.
S Factor de amplificación del suelo.
Sa Espectro de pseudo aceleraciones.
T Período fundamental de la estructura para el análisis estático o período de un modo
en el análisis dinámico.
Tp Período que define la plataforma del factor C.
Tl Período que define el inicio de la zona del factor C con desplazamiento constante.
U Factor de uso o importancia.
V Fuerza cortante en la base de la estructura.
Z Factor de zona.
R0 Coeficiente básico de reducción de las fuerzas sísmicas.
Ia Factor de irregularidad en altura.
Ip Factor de irregularidad en planta.
fi Fuerza lateral en el nivel i.
vs Velocidad promedio de propagación de las ondas de corte.
N60 Promedio ponderado de los ensayos de penetración estándar.
Su Promedio ponderado de la resistencia al corte en condición no drenada.
13. Establece las condiciones mínimas para que las edificaciones diseñadas
tengan un comportamiento sísmico acorde con los principios señalados en
numeral 1.3. Se aplica al diseño de todas las edificaciones nuevas, al
reforzamiento de las existentes y a la reparación de las que resultarán
dañadas por acción sísmica.
ALCANCE
FILOSOFÍA Y PRINCIPIOS
a. Evitar pérdida de vidas humanas.
b. Asegurar la continuidad de los servicios básicos.
c. Minimizar los daños a la propiedad.
CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL
SISMORRESISTENTE
Debe tomarse en cuenta la importancia de los siguientes aspectos:
simetría, peso mínimo, resistencia, continuidad estructural, ductilidad,
deformación lateral limitada, etc.
CONSIDERACIONES
GENERALES
Toda edificación y cada una de sus partes serán diseñadas y construidas
para resistir las solicitaciones sísmicas prescritas en esta Norma, siguiendo
las especificaciones de las normas pertinentes a los materiales empleados.
15. CONDICIONES GEOTÉCNICAS
Para los efectos de esta Norma, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta la velocidad promedio de
propagación de las ondas de corte (Vs), o alternativamente, para suelos granulares, el promedio ponderado de
los N60 obtenidos mediante un ensayo de penetración estándar (SPT), o el promedio ponderado de la resistencia
al corte en condición no drenada (Su) para suelos cohesivos.
Los tipos de perfil les de suelos son cinco:
a. Perfil Tipo S0: Roca Dura
b. Perfil Tipo S1: Roca o Suelos Muy Rígidos
c. Perfil Tipo S2: Suelos Intermedios
d. Perfil Tipo S3: Suelos Blandos
e. Perfil Tipo S4: Condiciones Excepcionales
16. DESARROLLO
1. De la estructura mostrada en la figura adjunta, se pide determinar, la
cortante basal en ambas direcciones de análisis y también las
fuerzas estativas equivalentes de sismo y las fuerzas cortantes en
cada nivel. El número de niveles es de 8 y las alturas del primer y
demás pisos típicos lo tendrá que proponer el grupo según su Uso.
Respecto al EMS, se deberá definir el perfil estratigráfico del suelo
de 30 m. de profundidad, asumiendo datos según lo indicado en el
cuadro adjunto.Para determinar el peso de la edificación, se deberá
realizar previamente un predimensionamiento sencillo y el metrado
de los pesos por cada nivel. Cualquier dato que considere faltante,
el grupo adoptara con el criterio necesario.
GRUP
O
L1 Uso Ubicac
ión
PerfildelSuelo Sistema
estructural
G1 4.5 Edificio
departamentos
Trujillo Articulo12.2 (a), 6 estratos. Dual
G2 4.2 Hotel Cuzco Articulo12.2 (b)8 estratos. Dual
G3 4.1 Colegio Puno Articulo12.2 (c), 7 estratos. Dual
GRUP
O
L1 Uso Ubicac
ión
PerfildelSuelo Sistema
estructural
G1 4.5 Edificio
departamentos
Trujillo Articulo12.2 (a), 6 estratos. Dual
G2 4.2 Hotel Cuzco Articulo12.2 (b)8 estratos. Dual
G3 4.1 Colegio Puno Articulo12.2 (c), 7 estratos. Dual
G4 4.3 Oficinas Piura Articulo12.2 (b), 6 estratos. Dual
G5 4.6 Universidad Tarapot
o
Articulo12.2 (a), 8 estratos. Dual
G6 4.8 Hospital Ica Articulo12.2 (b) Muros
estructurales
G7 5.0 Centro
comercial
Lima Articulo12.2 (c) Muros
estructurales
G8 5.2 Edificio
departamentos
Cajama
rca
Articulo12.2 (a), 8 estratos Dual
17.
18.
19.
20. CONCLUSIONES
Concluimos que antes de realizar algún proyecto o construcción se debe de realizar los
estudios adecuados para obtener una edificación confiable.
Llegamos a la conclusión que es importante conocer las normas de construcción,
especialmente la norma "E 030 diseño sismo resistente", la cual nos brinda los parámetros
pertinentes para que se realice una construcción de calidad.
Concluimos que, si en toda construcción ya se de gran y pequeña embargadura se
aplicaran todas las normas, se obtendrían construcciones de calidad y disminuirían la tasa
de colapso y muertes provocados por lis diversos fenómenos naturales, en especial de
movimientos telúricos.
21. RECOMENDACIONES
Al momento que se decida realizar la construcción de una edificación se contrate
especialistas adecuados para la elaboración y estudios pertinentes para así poder contar
con una construcción segura.
Es de suma importancia conocer las características de la zona o lugar donde se va a
construir, para que así se pueda aplicar los factores y valores que nos proporcionan las
normas tener como resultado una construcción de calidad.
