Analisis Modal y factor R (teoria)

[andres2012]

Hola
Buenas

Tengo 2 duda y espero que alguien amablemente la pueda responder.

Respuesta breve:

1.Pasos que se debe seguir para realizar un analiss modal espectral para obtener, por ejemplo el corte basal de un modelo estructural. (de forma manual , no en Sap200 u otro programa)

2.Explicar como verificaria que el factor R (de reduccion) supuesto en un diseño, sea efecticvamente provisto por la estructura.

Urgente. Saludos y gracias por el tiempo.

[santodejar]

hola andres2012,

has de saber que analisis modal no tiene nada que ver con el cortante basal.
si revisas los conceptos, al realizar un analisis modal de una estructura es igual a determinar las frecuencias naturales y modos de vibracion de la misma pero
bajo vibracion libre.
Este analisis se combina con el analisis espectral y de alli es que obtienes fuerzas como las que dan el cortante basal, ojo que esta ultima es inherente a la
masa de la estructura, si buscas con paciencia vas a encontrar mucha mas informacion acerca de los modos de vibracion y vibracion libre en el foro.
si buscas en la siguiente direccion, tendras mas luz acerca del factor de reduccion r y como es que este se aplica al analisis estructural.

factor-espectro-vt11396.html

saludos.

[hquintana]

Ojo santo, el analisis modal lo puedes realizar no solo para vibración libre. También lo puedes realizar para vibraciones forzadas en cualquiera de sus presentaciones.

[santodejar]

Hola hquintana. Puedes explicar mas acerca de vibraciones forzadas en el analisis modal.

[hquintana]

Buenas tardes amigo santo, pero sin animo de llegar a una mala interpretación o mal entendido, te pregunto con todo respeto: Has tomado un curso de Dinámica Estructural?

Como muy bien has dicho, el movimiento de un sistema de Múltiples Grados de Libertad puede ser expresado en función de los Modos de Vibración, pero también los movimientos forzados pueden ser expresados bajo el Método de Superposición Modal, donde las respuestas pueden obtenerse mediante la superposición de soluciones modales independientes.

[santodejar]

Buenas tardes hquintana.
Ya entiendo lo que estas explicando, pero entiendo que mas que analizar vibraciones forzadas, el analisis modal busca los periodos que resuenan naturalmente.

[hquintana]

Bueno, el asunto de las frecuencias entiendo que lo tienes bastante claro. En efecto, como respondiste, una de los objetivos del método es obtener dichas frecuencias. Para el caso de las vibraciones forzadas, todo se resume en un interesante arreglo matemático.

Te agradezco la continuidad en el tema pues haces este asunto bastante interesante.

[hquintana]

Espero que alguien tenga mas preguntas para enriquecer este foro.

[santodejar]

hquintana,

Algo me dice que tu tienes mas experiencia en esto del analisis modal espectral. Mi pregunta es la siguiente, cual combinacion modal recomiendas utilizar en el analisis de estructuras aporticas y porque.

[andres2012]

Se agradece a todos la ayuda ante mis consultas
mil gracias por leer y contestar mis dudas

saludos

[jfjdm]

El número de modos de vibración dependerá del número de variables involucradas: masas, amortiguaciones, etc., de las condiciones y propiedades de la estructura, y su configuración, y también de la decisión de si solo tomar los centros de masa por piso o por elementos (esto último no lo hace un programa como sap o similares). Y allí cuando hayás determinado los desplazamientos, y ya tenés las rigideces, podés tener cargas actuantes.
Después que hayás determinado los modos, en la direcciones definidas, empezás a determinar las cargas, para eso hay varios métodos, la reducción (R) viene determinada por la energía capaz de absorber el edificio mismo, ya sea por resistencia, por ductilidad o por amortiguación inducida (disipadores).

Normalmente, y cuando se hace el análisis manual, se consideran los pisos (losa y vigas) como masas concentradas y las columnas como resortes, de allí que tendrás tantos modos como masas se tengan, y se escoge una combinación de los que tengan mayores desplazamientos, a veces se incluyen amortiguadores que representan la disipación o amortiguadores a diseñar.

[santodejar]

Gracias jfjdm, por tu respuesta, pero aun no has contestado mi pregunta, ¿cual combinacion modal es mejor para analizar estructuras aporticadas?. Supongo que unas mas que otras tendran mas ventajas que desventajas y viceversa.

[jfjdm]

Como te indiqué, depende de la estructura, aporticada o no. Sin embargo, corrientemente se utilizan los primeros 3 modos, en cada dirección principal y en diagonal, a menos que lo hagás en el espacio de una vez.

[santodejar]

Entiendo, pero me refiero a que si podriamos usar la SRSS, CQC, Abs, doble suma, en fin; o simplemente es indiferente cualquiera que escojamos?

[jfjdm]

Lo que recomiende el código de tus pais, la SRSS es las más común, pero la verdad es indiferente.
En códigos más modernos si hacés un análisis detallado basado en el espectro, no necesitás nada de eso.

[hquintana]

Entiendo, pero me refiero a que si podriamos usar la SRSS, CQC, Abs, doble suma, en fin; o simplemente es indiferente cualquiera que escojamos?

Muy buen dia.

En primer lugar debes estar claro en lo que recomienda la norma de Anàlisis y Diseño Sismo Resistente de tu paìs.

Para estructuras con cierta complejidad, la experiencia de muchos sugiere que obtienes resultados conservadores con el SRSS. Tambièn es eficiente el CQC o el CQC3.

Para un simple pòrtico, te sugiero que hagas la prueba con el SRSS y CQC.

[santodejar]

La norma peruana es clara, al menos eso entiendo al afirmar que debemos utilizar la combinacion SRSS y ABS en un 75 % y 25% respectivamente. Sin embargo eso dicen para la combinacion direccional. Pueden ampliar porfavor un poco mas acerca del las diferencias entre la combinacion direccional y combinacion modal.

[hquintana]

La norma peruana es clara, al menos eso entiendo al afirmar que debemos utilizar la combinacion SRSS y ABS en un 75 % y 25% respectivamente. Sin embargo eso dicen para la combinacion direccional. Pueden ampliar porfavor un poco mas acerca del las diferencias entre la combinacion direccional y combinacion modal.

Debes separar las cosas y asi evitar confusiones.

La combinación direccional parte de principios probabilísticos de ocurrencia y superposiciones de efectos. En el caso de la norma de tu país, puedo suponer que debes estudiar combinaciones de carga como 75%Sx +-25%Sy ; 75%Sy +- 25%Sx. (Espero no pecar de erróneo). Hay países que normalizan un 100%Sx +- 30%Sy y viceversa (método que seguramente pronto estará en desuso).

Las combinaciones modales se refieren a las acciones modales, no a las acciones resultantes. Las combinaciones modales derivan en la obtención de acciones resultantes, las cuales podrás combinar direccionalmente.

[hquintana]

Ya estas claro con el Factor de Reducción de Respuesta?

[santodejar]

Hola hquintana,

Es mas bien asi. 75% SRSS(X) + 25%ABS(X). Y lo mismo para la direccion (Y). Pero si te ampliaras el comentario respecto de la combinacion modal seria excelente.
Gracias por la respuesta. Siempre se aprende algo nuevo.

[mccloud_1]

Es mas bien asi. 75% SRSS(X) + 25%ABS(X). Y lo mismo para la direccion (Y).

Estas "Seguro" de esto Santo?, es decir, esto es lo que manda tu norma?

[santodejar]

Textualmente dice esto:
la respuesta maxima elastica esperada (r) correspondiente al efecto conjunto de los diferentes modos de vibracion empleados (ri) podra determinarse usando la siguiente expresion.
r = 0.25 sumatoria (valor abs (ri)) + 0.75 (sumatoria (ri)^2)^ (1/2). Norma E.30. Art. 18. C. criterios de combinacion.
¿estoy interpretando mal la norma?

[mccloud_1]

Lo que me parece extraño y me llama mucho la atención es que mezclen dos metodologías distintas para combinar las acciones modales combinándolas aun mas.

[hquintana]

Hola hquintana,

Es mas bien asi. 75% SRSS(X) + 25%ABS(X). Y lo mismo para la direccion (Y). Pero si te ampliaras el comentario respecto de la combinacion modal seria excelente.
Gracias por la respuesta. Siempre se aprende algo nuevo.

Eso es bastante interesante, ya que combinan métodos de obtención de resultantes. Al igual que opina Mc., esto resulta curioso!!!

Te agradezco envíes esos artículos de la norma y los respectivos comentarios para detallar este asunto.

[hquintana]

Textualmente dice esto:
la respuesta maxima elastica esperada (r) correspondiente al efecto conjunto de los diferentes modos de vibracion empleados (ri) podra determinarse usando la siguiente expresion.
r = 0.25 sumatoria (valor abs (ri)) + 0.75 (sumatoria (ri)^2)^ (1/2). Norma E.30. Art. 18. C. criterios de combinacion.
¿estoy interpretando mal la norma?

Me temo que estan interpretando erróneamente el artículo. Para evitar otro error, envía los artículos sobre:

Métodos de Análisis.
Combinaciones
Glosario y Nomenclatura
Comentarios.

[santodejar]

¿Como se analiza una estructura de que tiene dos aguas si no se puede aplicar el diafragma rigido?

[santodejar]

jfjdm, tu escribiste esto hace algun tiempo:

El número de modos de vibración dependerá del número de variables involucradas: masas, amortiguaciones, etc., de las condiciones y propiedades de la estructura, y su configuración, y también de la decisión de si solo tomar los centros de masa por piso o por elementos (esto último no lo hace un programa como sap o similares).

Sin embargo en el manual del SAP 2000, dice esto : "a mass degree of freedom is any active degree of freedom that possesses translational mass or rotational mass moment of inercia. THE MASS MAY HAVE BEEN ASSIGNED DIRECTLY TO THE JOINT OR MAY COME FROM CONNECTED ELEMENTS", luego, ¿en que quedamos?.

Lo que pasa es que necesito hacer un analisis modal espectral de una estructura aporticada que en el segundo piso tiene losa aligerada pero a dos aguas. Definitivamente el concepto de diafragma rigido no aplica. Luego se me ocurre analizarlo a la manera que dice esta parte del manual del sap 2000 ( o etabs, que dice lo mismo). Sin embargo no se como aplicar la carga viva, porque cuando analizas con cargas concentradas uno puede calcular la masa traslacional y la masa rotacional y listo. Sin embargo en mi caso como que todo se complica.

[ckanom]

me parece un tema muy interesante y pido escusas por mi ignorancia en el tema, pero me gustaria conocer en terminos graficos cual es la diferencia entre el CQC y los demas casos existentes, ya que la variacion de los resultados obtenidos debe obedecer a algo.., reitero que no conosco mucho del tema y agradesco si me orientan sobre literatura en el tema, asi como la interpretacion adecuada en un programa de diseño como sap o sta d, ya que actualmente me indican que debo aplicar el espectro en CQC,

igualmente, he observado las correcciones que por norma se deben realizar en cuanto al metodo de analisis dinamico y el metodo de la fuerza equivalente, donde siempre me da una correccion considerable

agradeco cualqueir colaboracion en el tema

att diego

[antidude]

Hola
Buenas

Tengo 2 duda y espero que alguien amablemente la pueda responder.

Respuesta breve:

1.Pasos que se debe seguir para realizar un analiss modal espectral para obtener, por ejemplo el corte basal de un modelo estructural. (de forma manual , no en Sap200 u otro programa)

2.Explicar como verificaria que el factor R (de reduccion) supuesto en un diseño, sea efecticvamente provisto por la estructura.

Urgente. Saludos y gracias por el tiempo.

Jejeje en este foro se salieron bastante del tema... aunque es algo viejo es muy interesante lo que se a tocado en este foro.

dando respuesta a las preguntas.
1. Te recomiendo leer el libro de "Dinámica Estructura Aplicada al Diseño Sísmico" del ingeniero Luis Garcia. en este explican paso a paso como realizar un análisis modal con el concepto de masa concentrada, y introducción con ejemplo al análisis por diafragma flexible

2. para verificar el coeficiente de disipación de energía R debes realizar un análisis no lineal y verificar la capacidad de dúctil de la estructura en otras palabras, se supone que si la estructura se comportase elásticamente bajo la acción de una fuerza FE, sufriría un desplazamiento ΔE, mientras que si su comportamiento fuera plástico idealizado, se alcanzaría el mismo desplazamiento para una fuerza reducida FE/R.
Casi todos los valores propuestos por los códigos de diseño sísmico para el factor R se basaron en la propuesta de Newmark y Hall (1973).
lo mas extraño en relación a esto, es lo que se menciono hace poco en un congreso de ingeniería sísmica, en el cual dan a entender que si se realizan estos cálculos detalladamente el coeficiente R no alcanzaría a ser mayor a 3, entonces porque los códigos recomiendan 7? y en algunos casos llega a ser menor que 1 :S, seria interesante comprobar esto...

en cuanto al otro tema que se trata, si la norma que usan es mas flexible en cuanto a la metodología para combinar los modos, es recomendado leer algo del libro del libro "Análisis Estático y Dinámico de Estructuras" del ing. Edward L. Wilson

Yo tengo una pregunta, no se si lo he estado aplicando de manera incorrecta, pero así me lo han ensayado en la academia (universidad) y es con respecto al análisis sísmico con diafragma flexible, pues para este ultimo es obligatorio un análisis modal espectral, y se supone que en programas como sap o etabs, si no se asigna un diafragma rígido el programa automáticamente calcula un diafragma flexible (esto fue lo que me dijeron en la universidad), pero por ninguna parte del manual he encontrado como definir un diafragma flexible o que el programa asuma este automáticamente lo cual me deja dudas . yo intente hacer una verificación usando Autodesk rob-ot Structure que si tiene la opción para definir este, y los resultados realmente varían, la única forma con la que pude chequear o al menos en un diafragma flexible fue con estructuras regulares y usando la opción de diafragma semi-rígido pero esto no ocurre con estructuras irregulares (y estas son las estructuras a las que se les debe definir el D. flexible), ahora estuve consultando en el foro de csi en ingles y lo único que encontré referente al tema fue esto:
http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=142322
en el básicamente hacen aclaración al espesor de la losa para definir diafragmas, pero si yo cambio dicho espesor no estaría cambiando también la rigidez total de la estructura? cuando en un diafragma flexible yo debo tener en cuenta la rigidez de la losa (esto ultimo en referencia a las derivas que debo cumplir)? es algo extraño y yo aun sigo confundido pues nadie me ha dado respuesta. espero que uno de ustedes logre responderme

Saludos desde Colombia

[warekay]

En este post comentan algo tu tema...
post64311.html?hilit=diafragma%20flexible#p64311

Espero te sirva.