Curso Análisis Sísmico Dinámico de Estructuras

            👨‍🏫 Instructor: Ing. Civil FREDY PRUDENCIO CONDORI OCHOA

            🎯 Modalidad: Video Tutoriales (YouTube) + Material de Apoyo + Plantillas Editables

            ⏱️ Duración: Curso completo con caso práctico real — Edificio Multifamiliar 9 Pisos + 2 Azoteas

            📐 Herramientas: ETABS + Excel profesional + AutoCAD

            📋 Prerrequisito: Se recomienda haber llevado el curso de Análisis Estático

📗 RNE E.030 — Diseño Sismorresistente 📘 RNE E.060 — Concreto Armado 📙 RNE E.020 — Cargas 📕 ASCE 7-22 📐 ACI 318-19 🔬 NTE E.030-2018

ETABS

Microsoft Excel

AutoCAD

📊 FASES DEL ANÁLISIS SÍSMICO DINÁMICO

Espectro de Diseño

Sa vs T — Norma E.030

Análisis Modal

Modos, períodos y masas participantes

CQC / SRSS

Combinación modal de respuestas

Escala de Cortante

V_din ≥ 90% V_est — E.030

Derivas Inelásticas

Δi = 0.75·R·δe / he ≤ 0.007

Modelo Final

Memoria, planos y expediente

📦 MÓDULO 1 — FUNDAMENTOS DEL ANÁLISIS DINÁMICO

1.1 Diferencias entre Análisis Estático y Dinámico

Cuándo usar análisis estático y cuándo es obligatorio el dinámico — E.030

Estructuras regulares vs irregulares: tablas 8 y 9 de la norma E.030

Concepto de grado de libertad dinámico y sistema de múltiples masas

Movimiento armónico simple: frecuencia natural, período y amortiguamiento

Respuesta dinámica de un sistema de 1 GDL ante excitación sísmica

1.2 Conceptos de Dinámica Estructural Aplicada

Ecuación de movimiento: M·ẍ + C·ẋ + K·x = −M·ẍg(t)

Factor de amortiguamiento ξ = 5% para concreto armado — E.030

Espectro de respuesta elástico: Sa, Sv, Sd en función del período T

Espectro de diseño inelástico: reducción por ductilidad y factor R

Concepto de masa sísmica efectiva y peso sísmico P por nivel

Ecuación de movimiento: M·ẍ + C·ẋ + K·x = −M·ẍg(t)
Espectro E.030: Sa = Z·U·C·S / R · g → C = 2.5·(Tp/T) ≤ 2.5
Período natural: ωn = √(K/M) → Tn = 2π/ωn

📦 MÓDULO 2 — ESPECTRO DE DISEÑO SÍSMICO E.030

2.1 Construcción del Espectro de Diseño en Excel

Determinación de parámetros: Z, U, S, Tp, Tl según zona, uso y suelo

Factor de reducción R: sistema estructural y regularidad — Tabla 7 E.030

Construcción paso a paso de la curva Sa vs T en Excel (0 a 4 segundos)

Tramos del espectro: T < Tp, Tp ≤ T ≤ Tl, T > Tl — fórmulas E.030

Verificación del espectro: Sa máximo, Sa en período fundamental T1

Exportación del espectro a ETABS en formato tabla (T, Sa/g)

2.2 Irregularidades Estructurales — E.030

Irregularidades en altura: rigidez, resistencia, masa, geométrica, conexión

Irregularidades en planta: torsional, esquinas entrantes, discontinuidad de diafragma

Factor Ip e Ia y su efecto en la reducción del factor R

Restricciones normativas según categoría de la edificación — Tabla 10 E.030

Verificación de irregularidad torsional: relación de derivas máxima/promedio

Espectro plataforma: Sa = Z·U·S·2.5 / R · g (para T ≤ Tp)
Rama descendente: Sa = Z·U·S·2.5·Tp / (R·T) · g (Tp < T ≤ Tl)
Factor reducido: R = Ro · Ia · Ip → Ro según sistema estructural

📦 MÓDULO 3 — PREDIMENSIONAMIENTO Y METRADO DE CARGAS

3.1 Predimensionamiento para Análisis Dinámico

Losas aligeradas 1D y 2D, losas macizas: criterios de peralte h

Vigas principales VP y secundarias VS: h y b mínimos por vano

Columnas: predimensionamiento por carga axial y control de deriva

Muros de corte: densidad mínima por dirección — Artículo 17 E.060

Escaleras: losa inclinada, descanso y refuerzo típico por normativa

Criterio de rigidez lateral: importancia del muro de corte en sistema dual

3.2 Metrado de Cargas y Peso Sísmico

Carga muerta CM: pesos propios, acabados, tabiquería fija — E.020

Carga viva CV: sobrecargas por uso — Tabla 1 E.020 (pisos típicos y azoteas)

Peso sísmico por nivel: P = CM + 25%CV (vivienda) — E.030 Art. 26

Diferenciación de cargas en pisos típicos vs azotea 1 y azotea 2

Plantilla Excel automatizada: árbol de cargas y tabla resumen por nivel

Masa sísmica por nivel: m = P/g — ingreso directo a ETABS

📦 MÓDULO 4 — MODELADO EN ETABS PARA ANÁLISIS DINÁMICO

4.1 Configuración del Modelo Dinámico en ETABS

Configuración de unidades, grillas y pisos: 9 niveles + 2 azoteas

Definición de materiales: concreto f'c 210/280 kg/cm² y acero fy 4200

Secciones de columnas, vigas, muros y losas — asignación correcta por nivel

Diafragma rígido por nivel y su importancia en análisis dinámico

Importación de planta arquitectónica DXF desde AutoCAD a ETABS

Masa sísmica: definición de Mass Source y verificación por nivel

4.2 Definición del Espectro y Load Cases Dinámicos

Ingreso del espectro Sa vs T/g en ETABS: tabla de pares (T, Sa)

Definición de Response Spectrum Function con escala de gravedad g

Load Cases espectrales: RS-X y RS-Y (direcciones principales)

Método de combinación modal: CQC (Complete Quadratic Combination)

Combinación direccional: SRSS o 100%+30% — criterio E.030

Load Patterns: Dead, Live, SDL y su correcta separación de la carga sísmica

📦 MÓDULO 5 — ANÁLISIS MODAL ESPECTRAL

5.1 Análisis Modal en ETABS

Configuración del Modal Analysis Case: número de modos a considerar

Lectura de resultados modales: frecuencias, períodos T1, T2, T3

Masas participantes por modo: acumulado ≥ 90% — requisito E.030

Identificación del modo fundamental en X, Y y rotacional Z

Formas modales (mode shapes): interpretación gráfica en ETABS

Número mínimo de modos: criterio masa participante acumulada ≥ 90%

5.2 Combinación Modal CQC y Cortante Dinámico

Método CQC: combinación entre modos correlacionados — fórmula matricial

Cortante dinámico basal Vdin en X y Y desde ETABS (Story Shear)

Cortante estático Vest calculado previamente para verificación

Verificación: Vdin ≥ 90%·Vest (regular) o ≥ 80%·Vest (irregular) — E.030

Scale Factor de ajuste de cortante en ETABS cuando Vdin < mínimo

Cuadro comparativo Vest vs Vdin en Excel con verificación normativa

Combinación CQC: r = √[ Σi Σj ρij · ri · rj ]
Coef. correlación: ρij = 8ξ²(1+β)β^(3/2) / [(1−β²)² + 4ξ²β(1+β)²]
Escala mínima: SF = 0.90·Vest / Vdin (estructura regular)

📦 MÓDULO 6 — VERIFICACIÓN DE DERIVAS Y DESPLAZAMIENTOS

6.1 Derivas de Entrepiso Inelásticas

Desplazamiento elástico δe desde ETABS: tabla Story Drifts

Deriva inelástica: Δi = 0.75·R·δe / he — fórmula E.030 Art. 31

Límite de deriva para concreto armado: Δ ≤ 0.007

Límite de deriva para albañilería confinada: Δ ≤ 0.005

Verificación en dirección X-X y Y-Y para todos los niveles

Cuadro resumen de derivas por nivel en Excel con semáforo normativo

6.2 Verificación de Irregularidad Torsional

Lectura de desplazamientos en esquinas del diafragma por nivel

Cálculo de deriva máxima Δmax y deriva promedio Δprom por nivel

Irregularidad torsional: Δmax / Δprom > 1.3 — Tabla 8 E.030

Irregularidad torsional extrema: Δmax / Δprom > 1.5 — E.030

Medidas correctivas: redistribución de muros, aumento de rigidez lateral

Iteración del modelo hasta cumplir límites normativos

Deriva inelástica: Δi = 0.75 · R · δe / he ≤ 0.007 (concreto)
Torsión: Δmax / Δprom ≤ 1.30 → sin irregularidad torsional
Junta sísmica: s ≥ 3/4 · Δmax (mínimo 3 cm) — E.030 Art. 33

📦 MÓDULO 7 — CONTROL DE RESULTADOS Y AJUSTE DEL MODELO

7.1 Lectura Completa de Resultados en ETABS

Story Shear: cortante por nivel en X e Y — verificación de distribución

Overturning Moment: momento de volteo acumulado por nivel

Story Drift: derivas elásticas e inelásticas por nivel y dirección

Center of Mass y Center of Rigidity por nivel — cálculo de excentricidad real

Modal Participating Mass Ratios: porcentaje de masa por modo

Reacciones en la base: fuerzas y momentos para diseño de cimentación

7.2 Ajuste Iterativo del Modelo Estructural

Identificación de pisos débiles: irregularidad de rigidez y resistencia

Corrección de derivas excesivas: ajuste de secciones y distribución de muros

Reducción de irregularidad torsional: reposicionamiento de núcleos rígidos

Verificación de masas participantes tras cada ajuste del modelo

Criterio de convergencia: modelo aprobado cumple derivas + torsión + cortante

Exportación de resultados finales a Excel para memoria de cálculo

📦 MÓDULO 8 — MEMORIA DE CÁLCULO Y PLANOS EN AUTOCAD

8.1 Elaboración de Memoria de Cálculo Dinámica

Estructura de la memoria: parámetros sísmicos, espectro, modal, derivas

Cuadro de parámetros Z, U, S, Tp, Tl, R, Ia, Ip con justificación normativa

Tabla de modos de vibración: T, Ux%, Uy%, Rz% por modo

Cuadro comparativo Vest vs Vdin con factor de escala aplicado

Tabla de derivas por nivel y dirección con verificación Δ ≤ 0.007

Cuadro de fuerzas sísmicas, momentos y reacciones en base

8.2 Planos Estructurales en AutoCAD

Plano de planta estructural: ejes, losas, vigas, columnas y muros acotados

Cuadro de columnas y muros con secciones finales del modelo aprobado

Detalle típico de losa aligerada, encuentro viga-columna y junta sísmica

Exportación DXF desde ETABS e integración profesional en AutoCAD

Cajetín profesional con datos del proyecto, norma y proyectista

📦 MÓDULO 9 — CASO PRÁCTICO INTEGRAL

9.1 Proyecto Completo: Edificio Multifamiliar 9 Pisos + 2 Azoteas

Predimensionamiento completo: losas, vigas, columnas, muros y escaleras

Metrado de cargas diferenciado por nivel: pisos típicos vs azoteas

Construcción del espectro de diseño Sa vs T en Excel y exportación a ETABS

Modelado 3D en ETABS: 9 pisos + azotea 1 + azotea 2 con diafragma rígido

Análisis modal: identificación de 3 modos principales, masa ≥ 90%

Combinación CQC + verificación Vdin ≥ 90%·Vest con ajuste de escala

Verificación de derivas Δ ≤ 0.007 e irregularidad torsional por nivel

Ajuste del modelo hasta aprobación normativa completa

Memoria de cálculo profesional + planos estructurales en AutoCAD

            🎓 Al finalizar el curso serás capaz de:

            ✓ Construir el espectro de diseño sísmico E.030 en Excel e ingresarlo correctamente a ETABS

            ✓ Realizar análisis modal espectral: modos, períodos, masas participantes y combinación CQC

            ✓ Verificar cortante dinámico mínimo y aplicar el factor de escala normativo en ETABS

            ✓ Calcular derivas inelásticas e identificar irregularidades torsionales por nivel

            ✓ Ajustar iterativamente el modelo estructural hasta cumplir todos los requisitos E.030

            ✓ Elaborar memoria de cálculo dinámica y planos estructurales en AutoCAD

🏆 COMPETENCIAS QUE DESARROLLARÁS

Espectro de Diseño E.030Construcción en Excel e ingreso correcto a ETABS por dirección

Análisis Modal EspectralModos, períodos, masa participante ≥ 90% y combinación CQC

Verificación NormativaCortante mínimo, derivas ≤ 0.007 e irregularidad torsional

Ajuste Iterativo del ModeloCorrección de secciones y muros hasta cumplir E.030

Memoria de Cálculo DinámicaCuadros normativos de modos, derivas, cortante y espectro

Planos en AutoCADPlantas estructurales del modelo final aprobado con cajetín

🏗️ CURSO COMPLETO

ANÁLISIS SÍSMICO DINÁMICO DE ESTRUCTURAS

🎯 INCLUYE: