Edificio con dos bloques unidos con una garganta

[Amanda]

Si pudieran ayudarme con mis dudas por favor
Tengo dos bloques con diafragma rígido, uno debajo del otro, ellos están unidos con un puente, un diafragma flexible, se supone que lo tengo que modelar todo junto porque todavía no tomo el caso de utilizar una junta de separación. Estoy utilizado el programa SAP, la versión 9.0.9 y elementos Shell par muros y losa flexible. Mi edificio es de 12 pisos y aunque la norma no lo pide estoy realizando también el análisis estático.

Para el análisis estático corro el análisis modal y escojo el periodo que tiene mayor porcentaje participación, me parece que no es lo correcto puesto que los bloques se mueven como independientes uno del otro, cada uno con periodos diferentes, obviando la contribución de la losa flexible porque ésta sería como un elástico deformable que no se opone a ningún movimiento, me equivoco?
La garganta es deformada por los dos bloques, pero se ve como si los uniera y un bloque jalara al otro, entonces mi garganta flexible no lo es realmente, se debería estirar sin transmitir nada de un bloque al otro, pero eso quiere decir que la garganta se va a romper y el concreto no es un elástico, aunque el análisis estático y dinámico con su coeficiente de reducción hace que el comportamiento sea elástico. No comprendo.
Tengo que colocar algún factor para el shell de la losa de la garganta para indicar que es flexible, o solamente dejo de restringirla a un diafragma rígido.
Me parece que el SAP tomara las dos losas rígidas y las toma como una sola, porque en las tablas aparecen para cada modo unas coordenadas en las que se ubican fuerzas en XYZ y momentos en XYZ, pareciera como si redujera las fuerzas a un solo centro de rigidez, habiendo yo colocado dos diafragmas rígidos diferentes.


Luego con los periodos fundamentales que tengo para cada bloque después de analizarlos cada uno por separado, calculo mis fuerzas y las aplico a cada centro de masas, pero por ejemplo cuando tomo sismo estático en X puede que a un bloque esté moviéndose hacia la derecha y el otro hacia la izquierda, entonces tendría que aplicar una carga sísmica estática hacia la derecha y para el otro bloque para la izquierda; o en el caso de sismo en Y que en un bloque la fuerza esté actuando en el sentido del eje Y pero el otro bloque la fuerza puede actuar en el sentido contrario, o se asume que las fuerzas actúan en el mismo sentido para ambos bloques.

Lo que tengo que encontrar supongo, son los momentos y fuerzas máximos que se presentan en la losa flexible, y asumo que debo realizar todas las combinaciones de movimientos relativos entre los dos bloques, tales que se generen los momentos y fuerzas máximas para luego encontrar que es necesario colocar vigas en los cuatro bordes del diafragma flexible.¿Pero además no tendría que escoger algún modo de vibración en especial y no el que tenga el mayor porcentaje de participación? ¿no se genera torsión en la garganta, es decir giro perpendicular a su plano, y cómo visualizo o calculo es momento que también haría que requiera de vigas?

Para lo que es las excentricidades accidentales, tengo 36 casos en planta para combinar para cada dirección:
El sismo en el centro de masas
El sismo hacia un lado del centro de masas (por la excentricidad accidental)
El sismo hacia el otro lado del centrote masas (por la excentricidad accidental)
Otros 3 casos más pero con la fuerza sísmica actuando en el otro bloque en el otro sentido.
Serían 6 por bloque, entonces 6x6, tengo 36 casos para X, y 36 casos para Y
entonces lo que tengo que hacer es tomar la envolvente para así obtener las máximas fuerzas horizontales, ¿pero eso incluye las fuerzas horizontales en las losas, o sólo en lo que es elementos verticales? ¿Esa envolvente la uso también para los momentos y los desplazamientos? Pero en lo que es el análisis de desplazamientos lo que interesa es el desplazamiento relativo, entonces tendría que tomar los valores máximo y mínimo de la envolvente de desplazamientos ¿verdad?

Para el análisis dinámico tendría que colocar manualmente las 9 combinaciones de la ubicación de los centros de masa, una por una, para la dirección X e Y, y luego correr el modelo, pero también tendría que calcular manualmente la envolvente de las 9 combinaciones para cada muro en todos los pisos y para cada nivel de losa flexible, para todas las fuerzas, momentos y desplazamientos, estoy en lo correcto o hay alguna forma más simplificada de hacerlo?

[ReneM]

Hola, tu pregunta es demasiado larga para contestarla en pocas líneas. Empecemos por lo más fácil:
0.- Estructura: dos bloques de 12 niveles cada uno unidos por un puente.
1.- Estructuralmente lo más sano es dilatar las estructuras. Para tu consulta supongamos que están unidas por el puente.
2.- Te sugiero analizar la estructura con el método dinámico modal.
3.- A cada nivel en ambos bloques debes asignarle diafragma rígido dejando el puente como elemeto shell flexible (sin diafragma).
4.- A cada nivel de ambos bloques debes asignarle su respectiva masa en el CM.
5.- Tendrás entonces 3x12x2 = 72 modos de vibrar (3 modos por cada nivel, 12 niveles, 2 bloques)
6.- Utiliza la combinación modal que exige la norma de tu país, supongamos CQC.
7.- Los resultados que entregue el SAP para cada elemento de la estructura será el generado por la combinación modal de los 72 modos, incluyendo los esfuerzos del puente.
8.- Debes analizar el puente con los esfuerzos generados por la combinación modal.

Comentarios:
0.- Al decir que el puente es flexible significa que no es infinitamente rígido, es decir que es deformable, no tiene diafrgama rígido asignado. No quiere decir que sea un elástico que se estire infinitamente.
1.- Los bloques se mueven independiente el uno del otro.
2.- EL puente trata de compatibilizar esos movimientos, esto genera los esfuerzos en el puente.
3.- Si tienes dudas te aconsejo que hagas pruebas con dos mesas rígidas unidas por un puente.

Espero que esto te ayude.

[Amanda]

Por favor si pudieran ayudarme con alguna de mis preguntas:
Mi edificio es de 12 pisos y consiste en muros de ductilidad limitada. Está conformado por dos bloques unidos por medio de un puente o garganta, y los estoy modelando en el SAP con elementos shell, tanto los muros como la losa flexible de la garganta. Todas mis losas son macizas.

1.- ¿Cómo veo o calculo los momentos en los muros (elementos shell) producidos por la fuerza sísmica coplanar?, ¿interesa para el diseño del muro? ¿interesa para el diseño de la zapata (en el caso de muros de corte) o para la cimentación?

2.- La torsión en la losa flexible cómo la veo en el SAP, o cómo la calculo.
¿El momento torsional M12 sería perpendicular al plano del shell, o es el coplanar? Y si es el coplanar ¿qué cálculo tendría que hacer para ver que por motivo de torsión mi losa necesita vigas a los 4 costados?

3.- Mi edificio tiene dos bloques unidos por una losa flexible, a cada bloque le correspondería un diafragma rígido, para cada uno tengo un centro de masas. ¿El SAP toma un solo centro de rigidez? ¿no debería tener dos centros de rigidez, uno para cada diafragma rígido?

Al asignarle fuerzas sísmicas estáticas a un solo bloque, el otro bloque también se mueve, ¿eso querría decir que los dos bloques no son independientes uno del otro?

Para calcular las fuerzas para el análisis estático uso el periodo de mayor porcentaje de participación modal, ¿uso un solo periodo para todo mi edificio, para mis dos bloques, o corro cada bloque por separado y con esos periodos calculo las fuerzas estáticas para cada bloque?
Si utilizo un solo periodo ¿querría esto decir que en realidad mis dos bloques no son independientes uno del otro?

4.- Si el diafragma flexible trata de compatibilizar los desplazamientos entre los dos bloques, ¿que parámetros toma el SAP para saber cuál es el tope hasta el que se puede estirar, contraer o deformar el shell correspondiente a la losa flexible?

Gracias por su respuesta

[Ricardo Alex]

Amanda...

1.- Es sabido que sap 2000 no te muestra los valores de momentos para los elementos tipo shell. Para determinarlos deberias hacer una integracion numerica de los valores de momentos en toda la franja del elemento shell del cual deseas determinar los momentos totales, el procedimiento si no me equivoco se encuentra en el manual de sap2000. Porsupuesto que necesitas los valores de los momentos para el diseño de los muros y el diseño de las zapatas

2.- me parece que mas que momentos torsionales en tu losa flexible deberias de revisar los esfuerzos de corte 12, aunque realmente mas que una recomendacion es un imperativo que aisles esa losa pues por simple logica los esfuerzos de corte en esa zona no seran poca cosa

3.- Hasta la ultima version que manejaba de sap2000 (la 8.0) tengo entendido que sap no determina centros de rigidez ni de masa tu misma deberas de asignar los "master joints" donde debas colocar las propiedades de masa ademas del momento rotacional de inercia y recien alli asignarle un constrian del tipo diafragma para que se comporten de la manera en que creas se deba comportar tu edificio.

supongo que si se mueve todo el conjunto al aplicar fuerzas estaticas es porque toda la estructura esta unida y porque no has definido los constrains.

El procedimiento de analisis estatico es unico y no debes de trabajar con los periodos que te salen en los modos de sap para el analisis estatico el periodo lo determinas segun el acapite 17.2.a de la norma E-030, no confundas estos aspectos basicos.

4.- la verdad no entiendo tu pregunta.............


y como ultima recomendacion te aconsejo que emplees Etabs, este programa es especifico para edificios y te calcula centros de rigidez automaticamente, vas a ver que te sera mucho mas practico, en mi caso realmente me ahorra mucho tiempo en modelarlas en comparacion con sap 2000


bye

Por favor si pudieran ayudarme con alguna de mis preguntas:
Mi edificio es de 12 pisos y consiste en muros de ductilidad limitada. Está conformado por dos bloques unidos por medio de un puente o garganta, y los estoy modelando en el SAP con elementos shell, tanto los muros como la losa flexible de la garganta. Todas mis losas son macizas.

1.- ¿Cómo veo o calculo los momentos en los muros (elementos shell) producidos por la fuerza sísmica coplanar?, ¿interesa para el diseño del muro? ¿interesa para el diseño de la zapata (en el caso de muros de corte) o para la cimentación?

2.- La torsión en la losa flexible cómo la veo en el SAP, o cómo la calculo.
¿El momento torsional M12 sería perpendicular al plano del shell, o es el coplanar? Y si es el coplanar ¿qué cálculo tendría que hacer para ver que por motivo de torsión mi losa necesita vigas a los 4 costados?

3.- Mi edificio tiene dos bloques unidos por una losa flexible, a cada bloque le correspondería un diafragma rígido, para cada uno tengo un centro de masas. ¿El SAP toma un solo centro de rigidez? ¿no debería tener dos centros de rigidez, uno para cada diafragma rígido?

Al asignarle fuerzas sísmicas estáticas a un solo bloque, el otro bloque también se mueve, ¿eso querría decir que los dos bloques no son independientes uno del otro?

Para calcular las fuerzas para el análisis estático uso el periodo de mayor porcentaje de participación modal, ¿uso un solo periodo para todo mi edificio, para mis dos bloques, o corro cada bloque por separado y con esos periodos calculo las fuerzas estáticas para cada bloque?
Si utilizo un solo periodo ¿querría esto decir que en realidad mis dos bloques no son independientes uno del otro?

4.- Si el diafragma flexible trata de compatibilizar los desplazamientos entre los dos bloques, ¿que parámetros toma el SAP para saber cuál es el tope hasta el que se puede estirar, contraer o deformar el shell correspondiente a la losa flexible?

Gracias por su respuesta

[CARLOS]

Desearia que publiques tu proyecto hecho en el Sap para entender mejor tu consulta
Gracias
Carlos