Fuerza horizontal equivalente y ajuste del cortante con análisis dinámico espectral NSR-10 en ETABS

Summary

En este video, se explica cómo calcular las fuerzas horizontales equivalentes en una estructura utilizando el método de análisis sísmico. Se cubren pasos como la creación de un modelo estructural en software, la asignación de restricciones, el uso de espectros sísmicos específicos, y el cálculo de la masa por piso. A través de ejemplos prácticos, se muestra cómo aplicar la ecuación de la fuerza horizontal equivalente y cómo se distribuye la fuerza entre los pisos de la estructura. Además, se compara el cálculo manual con los resultados obtenidos por el software, destacando la importancia de ajustar los resultados del análisis dinámico modal para estructuras regulares.

Takeaways

• 😀 El video muestra cómo modelar una estructura para calcular las fuerzas sísmicas horizontales equivalentes utilizando un software especializado.
• 😀 Se explica cómo configurar el modelo estructural en el programa, incluyendo la selección de unidades, materiales y componentes.
• 😀 Se define y aplica el espectro sísmico de Villavicencio, específico para Colombia, para realizar el análisis sísmico.
• 😀 Se aborda la aplicación de diferentes valores de aceleración pseudo-estática para analizar los modos del sistema.
• 😀 Se calcula la fuerza sísmica equivalente horizontal usando la fórmula: F = C_B * X * Fuerza Cortante en la Base.
• 😀 El video compara los resultados obtenidos mediante cálculo manual con los generados por el software.
• 😀 Se enseña a verificar la exactitud de los resultados y compararlos para asegurarse de que se distribuyen correctamente en las plantas.
• 😀 La importancia del análisis modal dinámico, considerando vibraciones de diferentes modos (primer, segundo, tercer modo) en los cálculos de fuerza cortante.
• 😀 El video menciona que los resultados obtenidos con el software pueden diferir de los cálculos manuales, requiriendo ajustes.
• 😀 Se utiliza un factor de ajuste para garantizar que los resultados dinámicos cumplan con un porcentaje específico de la fuerza sísmica equivalente, como el 80%.
• 😀 El proceso finaliza con una validación de la consistencia entre los resultados del cálculo manual y del software, para asegurar que los resultados sean prácticos y precisos.

Q & A

¿Qué tema se aborda en este video?

El video se centra en el cálculo de las fuerzas horizontales equivalentes y la modelación de estructuras para análisis sísmico.

¿Cuál es la importancia de calcular la fuerza horizontal equivalente?

La fuerza horizontal equivalente es crucial para entender cómo las fuerzas sísmicas afectan a la estructura y para diseñar edificaciones resistentes a sismos.

¿Qué software se utiliza en el video para realizar el cálculo?

Se utiliza un software de análisis estructural, aunque no se menciona el nombre específico, se hace referencia a las funcionalidades como la creación de un modelo en 3D y el cálculo de la fuerza horizontal equivalente.

¿Cómo se define el período aproximado en este análisis?

El período aproximado se calcula utilizando la fórmula basada en la altura de la estructura (H) y un coeficiente (α), donde en este caso se utilizó H=9 metros y α=0.8.

¿Qué son los 'diafragmas rígidos' en el contexto de este análisis?

Los diafragmas rígidos son elementos que se asignan a los pisos de la estructura para simular su comportamiento rígido, limitando el movimiento relativo entre los pisos durante un sismo.

¿Qué significa el factor K en el cálculo de la fuerza horizontal equivalente?

El factor K depende del período natural de la estructura. Si el período es menor a 0.5 segundos, K se asigna como 1. En caso contrario, el valor de K se ajusta según el cálculo de la pseudo-aceleración.

¿Cómo se distribuye la fuerza horizontal equivalente en los pisos?

La fuerza horizontal equivalente se distribuye en los pisos de la estructura utilizando la masa de cada piso multiplicada por su altura elevada a un factor (k), lo cual da un valor proporcional para cada piso.

¿Qué importancia tiene el cálculo de la masa por piso?

El cálculo de la masa por piso es fundamental para determinar cómo la masa de cada sección de la estructura contribuye al movimiento durante un sismo, lo cual es esencial para calcular las fuerzas horizontales equivalentes.

¿Qué diferencia hay entre el análisis dinámico modal y el método de fuerza horizontal equivalente?

El análisis dinámico modal considera las formas modales de vibración de la estructura, lo cual permite un análisis más detallado y preciso. En cambio, el método de fuerza horizontal equivalente distribuye la fuerza de manera simplificada basándose en la masa y la altura de los pisos.

¿Qué sucede si el resultado del análisis dinámico es menor al 80% del cortante obtenido por el método de fuerza horizontal equivalente?

Si el resultado del análisis dinámico es menor al 80% del cortante calculado por el método de fuerza horizontal equivalente, se debe aplicar un factor de ajuste para que la fuerza horizontal equivalente mínima sea al menos el 80% del valor obtenido por el análisis estático.