Analisis Sismico Estatico (1)

7/26/2019 Analisis Sismico Estatico (1)

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AN

ALISISSIS

MICO

2016


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U.N.: SAN LUIS GONZAGA - ICA ING.CIVIL X-B

AO DE LA CONSOLIDACIN DEL MAR DE GRAU

U. N.: San Luis Gonzaga de ICAFacultad:

Ingeniera CIVIL Tema:

ANALISIS SISMICO DE UNAEST UCTU A

Curso: AN!LISIS S"SMICOProfesor:

Ing. #ULE$E GUILLEN% $os&.Integrantes:

CANALES ES'INO(A% Step an!e L .)UAMANI GA CIA%Ant on# $%'OMA TI'TE% &a#ner '%

OD IGUE( A*+UI'A% (ul!o Cesar%

C!clo ) *rupo:

, - #ICA - 'E

ANALISIS SISMICO 21


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DEDICATORIA

Gracias a esas personas importantes en nuestras i!a

#ue siempre estu ieron $istas para %rin!arnos to!a a&u!a" respon!emos a ese apo&o !e!ic'n!o$es e$ presetra%a(o)


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INTRODUCCIN

Es in!ispensa%$e para e$ in*eniero ci i$ conocer e$ an'$isis s+smiestructura por to!os $os me!ios" &a sea Est'tico" Din'mico o Tiempo,-istor#ue nos !an $os $ineamientos &.o $os principios !e$ !ise/o !e estructurasresistente" #ue oponen resistencia a $os mo imientos te$0ricos #ue son a%en nuestra re*i1n)

E$ 2er0 es un pa+s con Ries*o S+smico e$e a!o !e%i!o a $a A$ta 2

S+smica) En Ica" a me!i!a #ue nos a$e(amos !e$ terremoto ocurri!o e$ 34 !!e 5667" nos acercamos a un sismo !e *ran ma*nitu! e intensi!a! como a! i$os e8pertos) Es por e$$o $a *ran necesi!a! !e Conocer & Ap$icar correcnuestro C1!i*o !e Dise/o Sismo resistente)


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ANALISIS SISMICO DE UNA ESTRUCTURA

I. DEFINICION DE LA ESTRUCTURA:&!+u,amos un +os-ue,o de la .!sta en planta ele.ac!/n e !som tr!ca de la

estructura a anal! ar:


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VISTA ISOM/T ICA

II. DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA:


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1.0 DESCRIPCION DEL PROYECTO:

&!se o de un $d!3c!o Aport!cado4 un otel de 5 p!sos% n 7rea constru!da de 265 m2%$l s!stema estructural ut!l! ado son P/rt!cos de concreto armado4 formado por columnasc!rculares para las columnas centrales # columnas cuadradas para las e8ter!ores un!daspor .!gas # una cu+!erta de tec o ut!l! ando losas al!geradas # cu+!erta met7l!ca para ltec o%

2.0 UBICACION:

&$PA9TAM$NTO: C COP9O'INCIA: C CO&IST9ITO: SANTIA*O

SO: CLINICA

A9$A &$L T$99$NO: ;2< m2

3.0 NORMAS:

Se s!gu!eron las normas d!spuestas en las normas nac!onales s!gu!entes:

&$L 99$*LAM$NTO NACIONAL &$ $&IFICACION$S%o NO9MA NTP $ 0%204 para la Com+!nac!/n &e Cargas%o NO9MA NTP $ 0%=04 para la An7l!s!s S>sm!co $st7t!co%

.0 ESPECIFICACIONES Y MATERIALES EMPLEADOS:

a) Concreto Arma!o9o 9es!stenc!a: f?c @ 210 gB cm2%o $s3uer o de Fluenc!a del Acero: F# @ 5200 gBcm2o Para apatas4 Losas '!gas4 '!guetas4 Columnas4 Al!gerado%

%) Co%ertura De Tec:oo Cu+!ertas met7l!cas de forma CANAL$TA%o $spesor de 0%D mm%o Peso &el Mater!al D%D gBm2%

!.0 CARACTERISTICAS DEL MODELO

$l s!stema estructural a ut!l! ar es APO9TICA&O4 de CONC9$TO A9MA&O:o apatas de Concreto Armado%o Columnas c!rculares # cuadradas de Concreto Armado%o '!gas # '!guetas 9ectangulares de concreto Armadoo $ntre p!sos de Losas Al!geradas%o Tec o de Cu+!erta Met7l!ca


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II. PREDIMENSIONAMIENTO:1.0 2REDIMENSIONANDO LAS ;IGAS 2RINCI2ALES9

h= L

4

wu

CARGA VIVA:W L= S /C = 300 kg/m

2

EPromed!o

CARGA MUERTA:

9ecu+r!m!ento: 100 kg/m2

Ta+!-uer>a: 100 kg/m2

Losa Al!gerada: 350 kg /m2

W D= 550 kg /m2

CARGA UTLIMA:W U = 1.4 W D +1.7 W L

W U = 1.4 (550 )+1.7 (300 )= 1280 kg /m2

PERALTE DE LA VIGA:

Luz 01s Des2a3ora45e 6 7.8 M

h= 8.0

4

1280

= 71.55 75 cm

ANC"O DE LA VIGA:b= h

2=

75

2 40 cm

2.0 2REDIMENSIONANDO LAS ;IGAS SECUNDARIAS9


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Tomaremos como referenc!a la .!ga Pr!nc!pal # le daremos una alturam7s c ata

ANC"O DE LA VIGA:b= 40 cm

PERALTE DE LA VIGA SECUNDARIA:h = 65 cm

3.0 2REDIMENSIONANDO LAS COLUMNAS

a) COLUMNA CENTRICA9

AreadeColumna = P (servicio )0.45 f ' c

P (servicio )= P A N

Para ed!3c!os de Categor>a A: P= 1500 kg /m2

Grea Tr!+utar!a: A= 42 m2

NHmero de p!sos: N = 4

P (servicio )= 1500 42 4 = 252,000 kg


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AreadeColumna = 2520000.45 210

= 2666.67 cm2

AreadeColumna = D2

4 = 2666.67 cm2

D= 58.27 cm 60 cm

%) COLUMNA E


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"cc = $ L

=

604

64

400 = 1590.43

1.0!

1757.81

1590.43 =1.105

!1.5

% S$ CU&PL

%) RIGIDE= ;IGA SECUNDARIA > COLUMNA CENTRICA9

1.0 ! "vs "cc

! 1.5

#$':

"vs = $ L

=

40 65 3

12600

= 1525.69

#&&:

"cc = $ L

=

60 4

64400

= 1590.43

1.0 ! 1525.69

1590.43 1.0 ! 1.5 %S$ CU&PL

c) RIGIDE= ;IGA 2RINCI2AL > COLUMNA E


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Por cr!ter!o de 9!g!de aumentaremos las d!mens!ones de la columna:

#&(:

"ce = $ L

=

50 50 3

12400

= 1302.09

1.0 ! 1757.81

1302.09= 1.35 ! 1.5 % S$ CU&PL

$ntonces d!mens!/n de la columna e8)c ntr!ca ;08;0 cm

!) RIGIDE= ;IGA SECUNDARIA > COLUMNA E


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IV. METRADO DE CARGAS:

1.0 POR PESO PROPIO DE LA ESTRUCTURA:

Anal! aremos el metrado de cargas de la estructura4 de acuerdo al t!po de elementoestructural # los n!.eles:

A. COLUMNAS CENTRICAS

NIVELES C)*+. D, (+/ /() A + /) P. E'%(&,4,& P('Un! m m? m ton.m@ ton1 PISO )66 6) 6 6)5B )66 5) 6 3 )3@2 PISO )66 6) 6 6)5B @)46 5) 6 3 )333 PISO )66 6) 6 6)5B @)46 5) 6 3 )33

PISO )66 6) 6 6)5B @)46 5) 6 3 )33SUB - TOTAL !5. 6A. COLUMNAS EX-CENTRICAS

NIVELESC)*+. A*&7 L)/8 A + /) P.E'%(&,4,& P('

Un! m m m ton.m@ ton1 PISO 3 )66 6)46 6)46 )66 5) 6 @@) 62 PISO 3 )66 6)46 6)46 @)46 5) 6 5 ) 63 PISO 3 )66 6)46 6)46 @)46 5) 6 5 ) 6

PISO 3 )66 6)46 6)46 @)46 5) 6 5 ) 6SUB - TOTAL 121.50B. VIGAS PRINCIPALES

NIVELESC)*+. L *8,+ 9 A*&7 A + /) P. E'%(&,4,& P('Un! m m m ton.m@ ton

1 PISO 4 55)66 6) 6 6)74 5) 6 7 )562 PISO 4 55)66 6) 6 6)74 5) 6 7 )563 PISO 4 55)66 6) 6 6)74 5) 6 7 )56

PISO 4 55)66 6) 6 6)74 5) 6 7 )56SUB - TOTAL 316.50C. VIGAS SECUNDARIAS

NIVELESC)*+. L *8,+ 9 A*&7 A + /) P. E'%(&,4,& P('Un! m m m ton.m@ ton

1 PISO 3 4) 6 6) 6 6) 4 5) 6 44) 32 PISO 3 4) 6 6) 6 6) 4 5) 6 44) 33 PISO 3 4) 6 6) 6 6) 4 5) 6 44) 3

PISO 3 4) 6 6) 6 6) 4 5) 6 44) 3

SUB TOTAL 223.6D. LOSA ALIGERADA


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NIVELESC)*+. /() 1 /() 2 /()T +) P. E'%(&,4,& P('

Un! m? m? m? ton.m? ton1 PISO 5)4 @3)@ 4) 5 6)@4 3 @)672 PISO 5)4 @3)@ 4) 5 6)@4 3 @)67

3 PISO 5)4 @3)@ 4) 5 6)@4 3 @)67 PISO 5)4 @3)@ 4) 5 6)@4 3 @)67

SUB - TOTAL 6!2.25E. TABI;UERIA

NIVELESC)*+. /() 1 /() 2 /()T +) P. E'%(&,4,& P('

Un! m? m? m? ton.m? ton1 PISO , , , , , ,2 PISO 5)4 @3)@ 4) 5 6)36 )4

3 PISO 5)4 @3)@ 4) 5 6)36 )4 PISO 5)4 @3)@ 4) 5 6)36 )4SUB - TOTAL 13


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V. ANALISIS SISMICO ESTATICO$l an7l!s!s se real! ara con la Norma $% 0=0

1.0 CARGAS ;I;AS9a SOFRECARGA9

SegHn la ta+la 1 para cargas .!.as m>n!mas repart!das:SegHn el t!po de ocupac!/n: CLINICA

L > 300 ?8@2

% CARGA ;I;A 2OR SISMO9

o ZONIFICACION:$l pro#ecto se encuentra u+!cado en la local!dad de Sant!ago4 Cu co4 Cu co-ue t!ene un Factor de ona

ZONA 2 > 0.3

o CONDICIONES GEOTECNICAS:

$l pro#ecto se encuentra u+!cado en un suelo de mater!al co es!.oparc!almente r>g!do4 -ue le corresponde un per3l TIPO S24 Suelos Intermed!os4con un .alor s as!gnado de:

S= 1.2

o FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA:


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C = 2.5 (* #* )+ C ! 2.5

Cons!derando el ma#or:

C > 2.!

o CATEGORIA DE LA EDIFICACION:Coe3c!ente de !mportanc!a4 para el caso de cl>n!cas4 cu#a func!/n no de+er>a!nterrump!rse !nmed!atamente despu s -ue ocurra un s!smo4 cons!derada$d!3cac!/n $senc!ales4 categor>a A:

U = 1 , 5

o

COEFICIENTE DE REDUCCION:Para el caso de un SIST$MA $ST9 CT 9AL CONC9$TO A9MA&O $NPO9TICOS:

R > 5.0

o PESO DE LA ESTRUCTURA: DEL METRADO DE CARGAS

P$SO &$ LA $ST9 CT 9A: 1D0=%== TON

o

CALCULO DE LA CORTANTE BASAL:

- = . U C S /

P

= 6)@U 3)4C 5)4S 3)5R B)62 376@)@@ Ton

- =0 , 3 1.5 2 ,5 1 , 2

8 1703.33

- = 287.44 0on

Supon!endo -ue el s!smo actHa en el e,e actHa en toda su long!tud @ 25 m


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NIVEL 2 - 2i 8 :i 1i = Pihi

Pi hi-

Ton m Ton , m Ton1 PISO @ )46 )6 347B)66 5B)@7

2 PISO @ )B7 7)4 @5 3)4@ 4B) @3 PISO @ )B7 33)6 7B@)47 B4) PISO @ )6 3 )4 @ )B3 33 ) 4

34 B ) 3 5B7)

o EXCENTRICIDAD ACCIDENTAL:$n nuestro d!se o por el cr!ter!o de geometr>a adoptado en el modelo de laestructural4 no presentamos e8centr!c!dad por d!ferenc!a de centro de r!g!de# de masa4 por este mot!.o adoptamos un cr!ter!o de d!se o por reglamentoe-u!.alente al ;J de la long!tud perpend!cular a la d!recc!/n de an7l!s!s:

e 2= 0.05 L2= 0.05 (24 )= 1.20

e 3= 0.05 L3= 0.05 (22 )= 1.10


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VI. ANALISIS ESTRUCTURALna .e o+ten!da las cargas pr!nc!pales pasaremos al modelam!ento de la estructura

en SAP 2000% Segu!remos los s!gu!entes pasos:

1. PASO: DEFINICION DE LA ESTRUCTURA$scogemos el t!po de estructura a d!se ar:

Introduc!mos el nHmero de p!sos # .anos de la estructura:

&e3n!mos el espac!am!ento entre e,es:


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&e3n!mos la profund!dad de desplante -ue ser7 !gual a 1m # la m!tad del espesor dela apata -ue ser7 0%= m4 para lo cual selecc!onamos todos los nudos de la estructuraen la .!sta K 4 # lo mo.emos en la d!recc!/n :


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Luego mod!3camos la gr!lla de la estructura4 para ad!c!onar la gr!lla de la apata e!ntroduc!remos la e8centr!c!dad acc!denta allada anter!ormente

&e3n!mos el t!po de apo#o4 -ue ser7 empotram!ento total4 para lo cualselecc!onamos todos los nudos en la gr!lla !nfer!or E @)1%= m 4 # le as!gnamos elapo#o !nd!cado:


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2. PASO: DEFINICION DE MATERIALES

Introduc!mos el t!po de mater!al de la estructura:

3. PASO: DEFINICION DE SECCIONES:

Introduc!mos Las secc!ones pre d!mens!onadas anter!ormente:


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. PASO: ASIGNAREMOS MATERIALES SECCIONES:

As!gnaremos a los elementos su secc!/n4 mater!al respect!.a4 para esto con la a#udade las .!stas au8!l!ares4 nos d!r!g!mos en los planos K 4 K # en los cualesselecc!onamos un t!po de columnas Ee8c ntr!cas o centrales # les as!gnamos lasecc!/n #a de3n!da% Lo m!smo para las .!gas E.!gas pr!nc!pales # secundar!as %

A cont!nuac!/n mostramos un e,emplo de lo menc!onado anter!ormente:


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VISTA ,(% E9e

VISTA *(% E9e D

!. PASO: ASIGNAMOS EL BRAZO RIGIDO:

$l +ra o r>g!do es una forma de de3n!r el comportam!ento de las un!ones entreestructuras como por e,emplo: columna apata4 .!ga columna4 otros%


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Para esto selecc!onamos todas las columnas de la estructuras # de3n!mos como lalong!tud del +ra o r>g!do la d!stanc!a de la apata cons!derada anter!ormente E0%=0m %

Lo m!smo real! amos con las .!gas pr!nc!pales # secundar!as para los cualestendremos en cuenta el anc o de las columnas:

6. PASO: ASIGNAMOS EL DIAFRAGMA RIGIDO:

Pr!mero as!gnamos una restr!cc!/n para el centro de masa para lo cual de,amos l!+reel despla am!ento en 4 -ue es la d!recc!/n en la -ue actuar7 el s!smo:


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&e3n!mos los d!afragmas r>g!dos para todos los p!sos:

Luego as!gnamos estos d!afragmas selecc!onando todos los nudos por p!so:


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=. PASO: DEFINICION Y ASIGNACION DE CARGA SISMICA:Pr!mero de3n!mos la carga -ue para este caso es s>sm!ca en %

As!gnamos la carga por s!smo en cada entrep!so4 en el centro de masa creada:


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5. PASO: ANALIZAREMOS LA ESTRUCTURA:

Preparamos el an7l!s!s de la estructura para los cual de,amos despla am!ento l!+repara el e,e 4 restr!ng!endo para los dem7s:

$,ecutamos el programa4 $l resultado de las deformac!ones ser7:


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Comparamos estas con lo esta+lec!do en la norma:

NIVEL D - Di . -i A!misi%$e Conc$usionmm m HConcreto Arma!o

1 PISO 36)64 )6 6)665436)667

SI CUM2LE2 PISO 3@)3 @)4 6)66@7 5 SI CUM2LE3 PISO 3 )57 @)4 6)66 46 SI CUM2LE

PISO 3B)643 @)4 6)664347 SI CUM2LE

Se o+ser.a -ue se cumplen con los re-uer!m!entos esta+lec!dos por la norma: $%0=0para despla am!entos or! ontales de entrep!sos%


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E EM2LO9ANALISIS DE LA

ESTRUCTURASOMETIDA SOLO A

ESJUER=OS 2ORGRA;EDAD


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$ste an7l!s!s es s!m!lar al anter!or4 pero en esta ocas!/n las cargas -ue actuaran en els!stema ser7n d!ferentes4 as> m!smo !nd!caremos en el programa el peso espec>3co delmater!al E2%5 tonBm= para concreto

1. PASO:CORREGIMO EL PESO DEL MATERIAL:

2. PASO:DEFINIMOS LOS TIPOS DE CARGAS:

SOBRECARGA: L= S/C = 300 kg /m2 EPromed!o

CARGA DE TEC"O:

Lr= 30 kg/m2

ETec o de co+ertura L!.!ana

CARGAS VIVA DE NIEVEPara Tec os a dos aguas4 con 7ngulo de !ncl!nac!/n menor a 1; :

S= 40 kg /m2

CARGA VIVA POR VIENTO: Ph= 0 , 005 C- h

2


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VELOCIDAD DE DISE O:- h= - (h /10 )

0 , 22

DONDE9' : 'eloc!dad de d!se o en la altura en mB': .eloc!dad de d!se o asta 10 m de altura en mB 4 6; MB EsegHn mapae/l!co del PerH

: altura so+re el terreno en metros4 @ 10 m' @ 6; mB

SUPERFICIES INCLINADAS DE 1! O MENOS:

o Far$o ento9 Ph= 0.005 C (-h 2 )= 0.005 ( 0.7 ) (65 2)= 14.79 kgf /m2

Ph= 0.005 C (-h 2 )= 0.005 (0.3 ) (65 2 )= 6.34 kgf /m2

o Sota ento9 Ph= 0.005 C (-h 2 )= 0.005 ( 0.6 ) (65 2)= 12.68 kgf /m2

SUPERFICIES VERTICALES:

o Far$o ento9 Ph= 0.005 C (-h 2 )= 0.005 (+0.8 ) (65 2 )= 16.9 kgf /m 2

o Sota ento9 Ph= 0.005 C (-h 2 )= 0.005 ( 0.6 ) (65 2)= 12.68 kgf /m2

W = 16.9 kg / m2 ECons!derando el m7s desfa.ora+le

3. PASO:ASIGNAMOS LAS CARGAS:As!gnamos la so+recarga en todos los p!sos4


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. PASO:DEFINICION DE LA COMBINACION DE CARGAS:

SegHn el reglamento nac!onal de ed!3cac!ones $% 020


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!. PASO:ANALISIS DE LA ESTRUCTURA EN SAP 2000:

Procedemos a correr el an7l!s!s:

Procedemos a correr el an7l!s!s:


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Solo ocurren asentam!entos:

NIVELD

mm1 PISO 6)2 PISO 6)3 PISO 6)B6

PISO 6)B7


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ANALISIS DE LAESTRUCTURASOMETIDA A

ESJUER=OS 2ORGRA;EDAD K SISMO


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$ste an7l!s!s ad!c!onaremos la fuer a s>sm!ca para anal! ar como cam+!a la deformac!/nde la estructura

1. PASO:INTRODUCIR LA FUERZA DE SISMO:

2. PASO:CORREGIMOS LA COMBINACION DE CARGAS CON SISMO:

3. PASO:CORREMOS EL PROGRAMA:

ANALISAMOS LAS &$FO9MACION$S $N S S T9$S NI'$L$S


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Comparamos estas con lo esta+lec!do en la norma:

NIVEL D - Di . -i A!misi%$e Conc$usi1n

mm m HConcreto Arma!o1 PISO )46 )6 6)665@74

6)667

SI CUM2LE2 PISO 3 )@3 @)4 6)66 6B SI CUM2LE3 PISO 3B) 3 @)4 6)664@37 SI CUM2LE

PISO 53)56 @)4 6)66 647 SI CUM2LE

Se o+ser.a -ue se cumplen con los re-uer!m!entos esta+lec!dos por la norma: $%0=0para despla am!entos or! ontales de entrep!sos%


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CONCLUSIONES K RECOMENDACIONES

Es importante conocer $a norma" para po!er sa%er $os par'metros !e !esta%$eci!os en e$$a) Entonces una ap$icaci1n correcta !e $os a$ores & caestructura #ue nos a&u!aran a !eterminar $os a$ores a comparar con nmar*en !a!o en e$ re*$amento" er si cump$e & en caso no consi!erar un

a!ecua!o #ue este !entro !e $os par'metros)Apren!er a usar un so t are !e in*enier+a" #ue nos aci$ite $os c'$cu$os !eestructura$ !e nuestra e!i icaci1n" como e$ SA2 5666" ETAFS" etc)

De%emos prestar atenci1n en to!os $os aspectos !e restricci1n !e $a normaen e$ caso !e $a e8centrici!a! acci!enta$" #ue nos a&u!ara a !eterminar e$ cemasa" e$ punto !on!e se ap$icaran $as uer as $atera$es en ca!a niestructura)

ANALISIS SISMICO ;;


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INDICE

CA ATULA '1g. 8

DEDICATO IA '1g. 8;

INT ODUCCION '1g. 8II. GENE ALIDADES: '1g. 8>

III. 'A AMET OS DE SITIO '1g. 8?

IV. E+UISITOS GENE ALES '1g. 87

V. ANALISIS DE EDI@ICIOS: '1g. ?

ANALISIS DE LOS ASENTAMIENTOS ADMISI#LES DEUNA EST UCTU A

'1g.

ANALISIS DE LA EST UCTU A SOMETIDA SOLO AES@UE (OS 'O G AVEDAD

'1g.

CONCLUSIONES * ECOMENDACIONES '1g. >>

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